Rondelet 1812/I

Jean-Baptiste Rondelet, Traité théorique et pratique de l’art de bâtir I, Paris [Jean-Baptiste Rondelet] 1812.

p. 247

SECTION DEUXIÈME.
Du mortier.

LE mortier est une composition de chaux et de sable, qui a la propriété de durcir, d’unir fortement les pierres et de faire corps avec elles : mais il faut, pour obtenir ce résultat, que les matières dont il est composé soient de bonne qualité, et que le volume des pierres soit dans un rapport convenable avec celui du mortier.

pp. 248–266

ARTICLE PREMIER.
De la chaux.

IL est probable que la découverte de la chaux a dû être faite long-tems après celle des briques. Il fut bien plus facile de s’apercevoir que la terre argileuse, détrempée par les pluies, pouvait prendre la forme qu’on voulait lui donner, et acquérir une certaine dureté en séchant, que de deviner, pour ainsi dire, les proprietés de la pierre calcaire. Il fallait une circonstance extraordinaire pour découvrir que cette espèce de pierre, exposée à l’action du feu, était susceptible de se dissoudre dans l’eau, et de produire une pâte fine, blanche et onctueuse, dont le mélange avec le sable, la pouzzolane, et autres matières de ce genre, acquérait, par le tems, une dureté égale à celle des pierres ordinaires. Cette découverte est peut-être la suite de l’embrasement de quelqu’édifice bâti en pierres calcaires. On remarqua qu’en jetant de l’eau pour éteindre l’incendie sur quelques-unes de ces pierres calcinées par la violence du feu, elles se dissolvaient. Le premier usage qu’on fit de cette matière, fut d’en couvrir les enduits, faits sur des murs en briques crues, comme ceux des palais de Crésus, de Mausole et du roi Attale, selon les rapports de Pline et de Vitruve.

Des pierres à chaux.

Les pierres calcaires qui font la meilleure chaux, sont ordinairement les plus dures, les plus pesantes, celles dont le grain est fin, homogène, et dont la texture est la plus compacte : c’est pourquoi les cailloux calcaires et les marbres font d’excellente chaux. Dans presque toute l’Italie la chaux dont on fait usage est fort bonne, parce que la pierre qu’on y emploie est presque toujours une espèce de marbre très-pur : les plus estimées sont celles de Turin, de Padoue, de Venise et de Rome.

En France, on trouve aux environs de Metz une pierre fort dure avec laquelle on fait une chaux d’une qualité supérieure. Cette chaux nouvellement éteinte, et mêlée avec du gravier, produit un betton, ou espèce de mortier, dont la consistance est si grande, qu’on peut en construire des voûtes sans briques ni moilons ; ces voûtes ne forment, dans la suite, qu’une seule pièce aussi dure que la pierre.

Pour donner une idée de la bonté de cette chaux, on rapporte que des ouvriers qui n’en connaissaient pas la qualité, s’avisèrent d’en éteindre dans un bassin qu’ils couvrirent de sable pour la conserver. Au bout d’un an elle se trouva si dure, qu’il fallut, pour la rompre, des coins et des masses de fer, afin de l’employer comme moilon.

On fait à Lyon d’excellente chaux avec de la pierre de Saint-Cyr, qui est très-dure. Aux environs de Boulogne, dans le département du Pas-de-Calais, on fait aussi de très-bonne chaux avec une espèce de pierre dont la couleur est jaunâtre.

La chaux dont on se sert à Paris est d’une moindre qualité ; la meilleure vient de Senlis et de Champigny : celle de Chanville, Meudon et du port de Marly, sont grasses et onctueuses ; la chaux de Melun et de Corbeil est la moins estimée.

A Fontainebleau, département de Seine et Marne, on fait usage d’une espèce de chaux qui vient d’un endroit nommé Champagne, qui passe pour être d’une excellente qualité.

Dans le département d’Eure et Loire, on fait avec la marne de Senonches une chaux qui durcit promptement, même dans le bassin, lorsqu’elle y séjourne quelque tems. Le mortier que l’on fait avec cette chaux est fort bon pour les ouvrages construits dans l’eau.

Il existe aux environs de Gap, département des Hautes-Alpes, dans un endroit nommé Cretage, une espèce de pierre à chaux qui contient beaucoup de manganèse de fer, avec laquelle on fait de la chaux grise d’une excellente qualité ; elle s’unit plus fortement avec le sable que les chaux blanches. En général l’expérience a fait connaître que les chaux grises avaient beaucoup plus de force pour lier les constructions en maçonnerie, que les autres. Celle des environs de Metz, dont nous avons parlé, est grise. Il s’en trouve auprès de Nevers de cette couleur, qui est aussi d’une très-bonne qualité.

Les endroits de France où l’on fait la meilleure chaux, sont Tournay, Namur, Aix-la-Chapelle, Liège, Mayence, Metz, Nevers, Nîmes, Montpellier, Cahors, Bordeaux, Lyon, Senlis, Perpignan, Pau, Tarbes, et une infinité d’autres endroits. On a observé qu’en France la meilleure pierre, celle qu’on appelle particulièrement pierre à chaux, est grise et pesante. Pour pouvoir entrer dans plus de détail, il faudrait avoir fait un grand nombre d’expériences, à défaut desquelles on se borne à ces indications. On invite les constructeurs qui auraient occasion de faire exécuter des ouvrages d’une certaine importance, à la solidité desquels la qualité de la chaux pourrait influer, de ne pas négliger ce moyen, parce que la manière de procéder des ouvriers n’est pas assez exacte pour qu’on puisse se fier à leur rapport.

Observations sur la manière de cuire la pierre à chaux.

Pour convertir les pierres en chaux, il faut avoir attention de ne chauffer le four que par degrés ; 1°. parce que si les pierres sont surprises par un feu trop vif, elles se brisent, et font écrouler celles que l’on dispose dans le four, en forme de voûte à claire-voie, pour faciliter leur cuisson ; 2°. parce qu’il est à craindre que les pierres trop promptement saisies par le feu, ne puissent plus se convertir en chaux : au lieu qu’un feu modéré en commençant, les fait suer doucement, et en retire l’humidité sans accident. Il faut que le degré de chaleur aille toujours en augmentant, sans interruption. Il règne, à ce sujet, une opinion parmi les ouvriers, qui est répétée dans plusieurs livres ; c’est que quand le feu a été interrompu avant que la pierre ait obtenu le degré de cuisson qui lui convient, un bois entier ne suffirait pas pour la réduire en chaux.

Il faut observer de ne faire chaque fournée que d’une seule espèce de pierre, d’une même carrière, s’il est possible, afin que la chaux qui en provient soit d’une même qualité.

Lorsqu’on est obligé, pour remplir le four, de prendre des pierres de plusieurs espèces, ou de différentes carrières, il ne faut pas les mêler confusément, mais les ranger ensemble en raison de leur qualité, afin qu’étant réduites en chaux, on puisse les séparer, s’il est nécessaire, et éprouver le degré de chaleur qui leur convient. Les plus grosses pierres, et les plus dures, doivent se placer au centre, et les plus petites, ou moins dures, à la circonférence.

La plupart des auteurs, et entr’autres Alberti et Palladio, disent qu’il faut au moins soixante heures d’un feu vif, violent et continu, pour réduire les pierres en chaux. Selon Scamozzi, il faut cent heures, ou quatre à cinq jours ; c’est à-peu-près le tems qu’on y emploie actuellement. Il n’est pas possible d’indiquer le tems au juste, parce qu’il dépend, 1°. de la qualité des pierres ; 2°. des combustibles dont on se sert ; 3°. de la manière dont le four est construit, et de différentes autres circonstances.

On connaît que la chaux est faite quand il s’élève au-dessus du fourneau, au débouchement de la plate-forme, un cône de feu vif, sans aucun mélange de fumée, et lorsqu’en examinant les pierres, on les voit d’une blancheur éclatante.

M. Macquer dit que pour réduire les pierres calcaires en chaux vive, il suffit de les exposer à l’action d’un feu capable de les rendre d’un rouge presque blanc, et de les entretenir dans cet état pendant douze ou quinze heures, et qu’on peut en faire de très-bonne avec une chaleur moindre, continuée plus long-tems, ou en beaucoup moins de tems, avec un feu plus violent, qui ne soit pas cependant assez fort pour les vitrifier.

M. de Buffon a découvert, en faisant des expériences sur la chaleur obscure, un nouveau moyen de faire la chaux avec moins de dépense, c’est-à-dire, en y employant une moindre quantité de bois ou de combustible quelconque. Ce moyen consiste à faire usage d’un fourneau clos, au lieu d’un fourneau découvert. Il assure qu’avec une petite quantité de charbon on parviendrait, en moins de quinze jours, à convertir en très-bonne chaux toute la pierre calcaire que pourrait contenir le fourneau.

Il résulte de ses observations, 1°. que la chaux faite à feu lent et concentré, est plus pesante que la chaux ordinaire, réduite à moins de la moitié du poids de la pierre dont elle est faite, tandis que celle dont il s’agit n’en perd que les trois huitièmes environ.

2°. Qu’elle n’absorbe pas l’eau avec autant de vivacité ; lorsqu’on l’y plonge, elle ne donne d’abord aucun signe de chaleur ni d’ébullition, mais peu-à-peu elle se gonfle et se divise ; en sorte qu’on n’a pas besoin de la remuer comme la chaux ordinaire.

3°. Que cette chaux a une saveur beaucoup plus âcre que la chaux commune.

4°. Qu’elle est infiniment meilleure, plus liante et plus forte que l’autre chaux. On a éprouvé qu’en n’en mettant pour faire le mortier que la moitié de la chaux ordinaire, il est encore excellent.

5°. Que cette chaux ne s’éteint à l’air qu’après un tems très-long, c’est-à-dire, au bout d’un mois ou cinq semaines tandis qu’il ne faut souvent qu’un jour pour réduire la chaux vive en poudre.

6°. Qu’au lieu de se réduire en farine ou en poussière sèche, comme la chaux ordinaire, elle conserve son volume ; et lorsqu’on l’écrase, toute la masse paraît ductile et pénétrée d’une humidité grasse et liante, qui ne peut provenir que de l’humidité de l’air qu’elle a absorbé pendant les cinq semaines.

Des qualités de la chaux, et de ses propriétés relativement à l’art de bâtir.

Vitruve est le premier des auteurs connus qui ait cherché à rendre raison des causes de la dureté qui résulte du mélange de la chaux avec le sable, et de la propriété du mortier qui en résulte pour lier fortement les pierres dans les ouvrages de maçonnerie. Voici comment il s’explique au chapitre V du second livre. Nous joignons le texte à la traduction littérale, afin de mieux faire connaître l’opinion de ce savant architecte, pour la comparer à celle des physiciens et des chimistes modernes.

VITRUVE, livre II, chap. V.

De calce et unde coquatur optima.	De la chaux, et des pierres qui font la meilleure.
De arenæ copiis cùm habeatur explicatum, tum etiam de calce diligentia est adhibenda, uti de albo saxo, aut silice coquatur : et quæ erit ex spisso et duriore, erit utilior in structurâ : quæ autem ex fistuloso, in tectoriis.	Après avoir expliqué ce qui concerne les différentes espèces de sable, il nous reste à fixer notre attention sur la chaux, faite soit avec des pierres blanches ou des cailloux. On remarque que celle qui est faite avec les pierres les plus dures et les plus compactes, vaut mieux pour la maçonnerie, et que celle faite avec des pierres poreuses est préférable pour les enduits.
Cum ea erit extincta, tunc materiæ ita misceatur, ut si erit fossicia, tres arenæ et una calcis confundantur. Si autem fluviatica aut marina, duæ arenæ in unam calcis conjiciantur : ita enim erit justa ratio mixtionis temperaturæ. Etiam in fluviaticâ aut marinâ, si quis testam tusam et sucretam ex tertiâ parte adjecerit, efficiet materiæ temperaturam ad usum meliorem.	Quand on aura éteint la chaux, pour faire le mortier, il faudra, si le sable est fossile, en mêler trois parties avec une de chaux ; si c’est du sable de rivière ou du sable de mer, en mettre deux parties pour une de chaux : telles sont les proportions les plus convenables pour faire un bon mortier. Mais si on ajoute au sable de rivière ou de mer un tiers de tuileaux pilés et tamisés, le mortier qui en résultera sera encore d’un meilleur usage.
Quare autem, cum recipit aquam et arenam calx, tunc confirmat structuram ? Hæc est causa videtur, quod è principiis uti cætera corpora ita et saxa sunt temperata : et quæ plus habent aeris, sunt tenera ; quæ aquæ, lenta sunt ob humore ; quæ terræ, dura ; quæ ignis, fragiliora. Itaque ex his saxa, si antequam coquantur, contusa minute mixtaque arenæ conjiciantur in structuram, nec solidescunt, nec eam poterunt continere.	Mais pourquoi la chaux, mêlée avec le sable, forme-t-elle une maçonnerie solide ? Voici quelle peut en être la cause : les pierres, de même que les autres corps, tiennent des principes qui les composent ; ceux qui contiennent plus d’air, sont tendres ; ceux où l’eau domine, sont mous, à cause de leur humidité ; si c’est la terre, ils sont durs ; lorsque c’est le feu, ils sont plus fragiles. C’est pour quoi, si avant de faire cuire les pierres à chaux, on les réduit en poudre, et qu’on mêle cette poudre avec le sable pour l’employer dans la maçonnerie, ce mélange ne durcira ni ne lui procurera aucune solidité.
Cum vero conjecta in fornacem, ignis vehementi fervore correpta amiserint pristinæ soliditatis virtutem, tunc exustis atque exhaustis eorum viribus reliquuntur patentibus foraminibus et inanibus. Ergo liquor qui est in ejus lapidis corpore, et aër cum exhaustus et ereptus fuerit habueritque in se residuum calorem latentem, intinctus in aquâ priusque exeat ignis, vim recipit, et humore penetrante in foraminum rarites confervescit, et ita refrigeratus rejicit ex calcis corpore fervorem.	Ainsi lorsque la pierre à chaux a été jetée dans un fourneau exposé à un feu violent, elle y perd sa première solidité, et devient aride, remplie de pores vides et sans consistance. L’eau et l’air contenus dans le corps de la pierre étant évaporés, il ne lui reste plus qu’une chaleur cachée. Si on la trempe dans l’eau avant que ce feu soit dissipé, il reprend une nouvelle force, et fait effervescence avec l’eau qui pénètre dans le vide de ses pores, et qui, en la refroidissant, la prive de ce feu caché qu’elle contenait.
Ideo autem quo pondere saxa conjiciuntur in fornacem cum eximuntur, non possunt ad id respondere : sed cum expenduntur, eadem magnitudine permanente, ex cocto liquore circiter tertia parte ponderis imminuta esse inveniuntur. Igitur cum patent foramina eorum et raritates, arenæ mixtionem in se corripiunt et ita cohærescunt, siccescendoque cum cæmentis coeunt, et efficiunt structurarum soliditatem.	C’est pourquoi les pierres qu’on jette dans le fourneau n’ont pas le même poids quand on les retire, quoiqu’elles conservent le même volume. On trouve que leur pesanteur est diminuée d’environ un tiers, par l’évaporation de leurs parties aqueuses ; d’où il résulte que leurs pores étant vides, sont plus propres à recevoir le mélange du sable, et à s’unir plus fortement avec les moilons, pour former une maçonnerie solide.

Dans une note très-étendue que Perrault a faite sur cette explication de Vitruve, il tâche de prouver qu’elle ne s’éloigne pas, autant qu’on aurait pu le croire, de celle qu’en donnaient les chimistes de son tems.

Selon eux, la concrétion et la solidité de tous les corps proviennent de l’union intime de leur partie fixe avec leurs parties volatiles, d’où il résulte que lorsque la pierre perd sa solidité par la violence du feu, il se fait une évaporation de la plus grande partie des matières volatiles et sulfureuses qui étaient le vrai lien des parties fixes de la pierre. Mais, de même qu’on peut dire que la perte que tous les corps font de leurs parties volatiles par l’évaporation, est la cause de leur destruction, on peut ajouter que l’introduction de ces parties dans un corps qui en est privé, doit lui rendre sa solidité ou l’augmenter. Ainsi la pierre à chaux ayant perdu, par l’action du feu, toutes les parties volatiles qui étaient la cause de sa dureté, se trouve remplie de pores vides, formés par une matière extrêmement sèche et aride, qui absorbe avec avidité les parties humides de l’air : mais, comme elles ne peuvent pas lui rendre les parties qu’elle a perdues par la calcination, il en résulte qu’elle se réduit en poudre impalpable ; c’est cette avidité de la chaux qui cause sa causticité. Lorsque cet effet agit sur le sable et sur les pierres, il en fait sortir, à la longue, une partie des sels sulfureux et volatils qu’ils contiennent, et produit entr’eux une forte adhésion qui forme un corps dur et solide. Comme cette action dure jusqu’à ce que la chaux ait repris toutes les parties qu’elle a perdues par la calcination, il s’ensuit que long-tems après que le mortier paraît sec, il ne laisse pas d’acquérir toujours de plus en plus de la solidité. Perrault ajoute que tout ce qu’on vient de dire se confirme encore par l’expérience, qui prouve que plus le mortier a été broyé, plus il devient dur par la suite. Ces chimistes pensaient que cette disposition tendait à faire sortir du sable une plus grande partie de sels volatils qui s’unissaient à la chaux, qui ne paraît brûler les corps qu’elle touche, que parce qu’elle les dissout, en absorbant les sels qui unissent leurs parties. On dirait, en effet, que le sable perd de sa dureté, et que la chaux profite de cette perte, ce qui leur procure une disposition mutuelle à s’unir fortement. On voit des preuves de cette forte adhésion dans les pierres maçonnées avec d’excellent mortier ; lorsqu’au bout d’un certain tems on veut les désunir, on remarque que la superficie de la pierre reste attachée au mortier.

Il semble que Philibert Delorme ait eu une idée de cette théorie, lorsqu’il conseille de faire la chaux des mêmes pierres dont le bâtiment est construit, afin que les parties qu’absorbe la chaux soient de même nature que celles qu’elle a perdues par la calcination.

M. Macquer, dans son dictionnaire de chimie, à l’article chaux, fait le détail des différentes opinions des chimistes qui se sont occupés de cette matière depuis Perrault jusqu’à lui. Il en résulte que la plupart des chimistes, avant Stahl, et avant les expériences de Hales, Black, Jacquin, et autres, pensaient que les pierres ne pouvaient se calciner qu’à l’air libre, parce qu’ils regardaient la calcination de la chaux comme la combustion d’une matière inflammable dont les parties salines de la pierre calcaire étaient enveloppées.

Mais la calcination dans des vaisseaux clos a fait abandonner cette opinion, et on a reconnu, 1°. que les pierres calcaires pouvaient se changer en chaux vive, sans le concours de l’air extérieur.

2°. Que pendant la calcination, il sort de la pierre la plus sèche une certaine quantité de liqueur purement aqueuse.

3°. Qu’il s’en dégage une quantité considérable d’une substance volatile vaporeuse, qui a été reconnue pour le même gaz qui se dégage, en même quantité, dans l’effervescence qui accompagne la dissolution de la pierre calcaire par un acide.

Cette découverte d’un air gazeux (1) dans les pierres calcaires dont la chaux vive est totalement privée, est devenue, selon M. Macquer, d’autant plus essentielle, qu’elle a répandu un nouveau jour sur toute la théorie de la chaux. Il en résulte que la terre, ou pierre calcaire, est un mixte qui se décompose par la calcination, et dont les principes volatils se séparent d’avec les principes terreux fixes ; et de ce seul fait, il pense qu’on peut déduire, de la manière la plus claire, la plus naturelle et la plus conforme aux grands phénomènes de la chimie, toutes les propriétés de la chaux. Ainsi la pierre calcaire n’est pas caustique, parce que sa partie terreuse est naturellement saturée d’eau et de gaz ; elle devient caustique par la calcination, parce que l’action du feu lui enlève les substances qui saturaient sa terre.

(1) Ou acide carbonique.

La calcination, en privant la terre ou pierre calcaire de son gaz, ne fait que lui rendre la causticité qu’elle a essentiellement, à cause de sa grande division, et du peu d’adhérence de ses parties agrégatives.

Dès que, par la calcination, cette espèce de terre ou pierre reprend sa causticité essentielle, elle doit jouir d’une action dissolvante, et par conséquent elle doit décomposer beaucoup de substances, telles que l’eau, l’air, les matières grasses et autres, sur lesquelles la terre saturée n’a aucune action, ou n’en a qu’une très-faible.

M. Macquer conclut de cette théorie que la terre calcaire est une matière essentiellement caustique à cause de la grande division de ses parties, et du peu d’adhérence qu’elles ont entr’elles ; sorte de disposition d’où naît nécessairement la causticité dans une matière quelconque, en vertu de l’attraction ou de la pesanteur de toutes les parties de la matière, les unes vers les autres : et si cette terre ou pierre calcaire, dans l’état où nous l’offre la nature, c’est-à-dire, comme un débris de corps très-composés et organisés, n’a point d’action dissolvante bien marquée, cela vient de ce qu’elle se trouve toujours saturée, autant qu’elle peut l’être, d’eau et d’air gazeux ; en sorte que la calcination qui lui enlève ces substances saturantes, ne fait, par cette privation, que rendre sensibles les effets de sa causticité essentielle.

Ce savant chimiste, en parlant du mortier dont on fait usage pour la maçonnerie, composé d’un mélange de chaux éteinte à l’eau, et d’une certaine quantité de sable ou de ciment, et de la propriété qu’il a de durcir en séchant, de former un corps solide et d’unir fortement les pierres, dit que la cause de ces effets du mortier se déduit naturellement des propriétés de la chaux, et sur-tout de la grande finesse de ses parties, lorsqu’elle est éteinte. Cette division extrême, qui les réduit presque toutes en surfaces, lui donne la facilité de s’appliquer très-immédiatement sur la superficie des parties dures du sable ou du ciment, et d’y adhérer avec une force proportionnée à la justesse et à l’intimité du contact.

On ne peut douter que l’eau qui entre nécessairement dans la composition du mortier, ne contribue beaucoup aussi à sa dureté ; car si l’on prend le mortier le plus vieux, le plus dur et le plus sec, et qu’on le soumette à la distillation à un degré de feu presqu’aussi fort que celui de la calcination, on en retire beaucoup d’eau, et l’on trouve qu’après avoir perdu cette eau, il a perdu en même-tems beaucoup de sa consistance et de sa dureté.

Relativement à la question que l’on peut faire, pourquoi la pâte de chaux pure et sans mélange, ne prend ni la consistance, ni la dureté du mortier, l’opinion de Macquer est que cette différence vient, en général, de ce que les parties de la chaux éteinte s’appliquent à des corps durs plus exactement qu’entr’elles, à cause de la grande quantité d’eau à laquelle elles se trouvent unies, et avec laquelle elles contractent une si forte adhérence, qu’il est difficile de les en priver par l’action du feu le plus fort ; ainsi que le prouvent les expériences de M. Duhamel, rapportées dans les Mémoires de l’Académie des Sciences de 1747. Cette grande quantité d’eau éloigne trop les parties de la chaux, pour leur permettre de s’unir par un contact aussi immédiat qu’avec le sable ou le ciment qui, en absorbant une partie de l’eau que contient la chaux éteinte, facilite le desséchement et une plus forte adhérence. M. Macquer cite, à l’appui de ce raisonnement, le mortier Loriot ; il fait voir que la propriété de ce mortier, qui forme promptement un corps solide, ne vient que de la quantité de chaux vive en poudre qu’on ajoute au mélange du sable et de la chaux éteinte du mortier ordinaire, comme il sera expliqué à l’article suivant. Cette addition, en absorbant subitement une partie de la quantité d’eau interposée entre les parties du sable et de la chaux, produit leur rapprochement et une forte adhérence, d’où il résulte que ce mélange durcit aussi promptement que le plâtre.

D’après les nouveaux principes établis par les chimistes de nos jours, la chaux est une matière âcre et alcaline que l’art obtient par la calcination, à feu ouvert, des pierres calcaires, et sur-tout de celles désignées particulièrement sous le nom de pierres à chaux. Ces pierres sont composées d’acide carbonique, d’eau et de terre alcaline. Les deux premières substances se volatilisent et s’exhalent dans l’air par l’action du feu ; la chaux est la matière aride qui reste après cette évaporation.

« (1) La nature intime de la chaux n’est pas connue. On l’avait d’abord regardée comme chargée de feu fixé pendant sa calcination, et susceptible de se dégager pendant son extinction ; mais cette idée n’était point propre à faire connaître sa composition. Par une suite de cette hypothèse, le chimiste Meyer a admis dans la chaux le feu combiné avec un acide, sous le nom de causticum, ou acidum pingue ; mais il n’a pas prouvé l’existence de ce prétendu principe de la causticité, regardé aujourd’hui comme une fiction ingénieuse par tous les chimistes.

On a cru ensuite que la chaux était le produit des terres silicées ou alumineuses, divisées et atténuées dans les organes des animaux : mais aucune expérience n’appuie cette théorie purement hypothétique.

Trouvant la terre calcaire répandue avec profusion dans l’eau de mer, et spécialement dans la classe nombreuse des mollusques à coquilles, des zoophites, des lithophites, les naturalistes pensent qu’elle est formée par ces animaux, et par l’action même de leurs organes. Mais, d’une part, l’existence d’une grande quantité de terre calcaire dans les montagnes primitives, sans vestiges d’organisation animale, et d’une autre part, l’ignorance entière où l’on est de la nature des principes de la chaux, et de la manière dont la vie animale pourrait les unir, placent encore cette opinion au rang des hypothèses. D’ailleurs la chaux existe abondamment dans les végétaux, où il faudrait d’abord expliquer sa formation, puisqu’il est plus naturel de croire qu’elle passe de ces êtres dans les animaux, à la nourriture desquels la nature les a manifestement destinés et appropriés, soit par leur ordre de composition, soit par leur préexistence, soit par leurs masses, comparées à celle des animaux.

La chaux est un des corps terreux que la nature emploie le plus abondamment, et le plus souvent, à ses nombreuses combinaisons. Outre les couches immenses de sels calcaires déposés dans les montagnes et dans les plaines ; outre les composés pierreux très-multipliés et très-diversifiés, dont elle est un des principes, on trouve la chaux, souvent même pure, dans les substances végétales. Dans les matières animales elle est unie à plusieurs acides différens ; c’est une des terres qui y passe ou qui s’y forme en plus grande quantité, et qui est la plus nécessaire à leur existence. On ne sait pas encore si elle y est apportée par les engrais et par les alimens, ou si elle se compose de leurs organes. En étudiant la propriété de la chaux, comme on l’a fait depuis quarante ans, on a beaucoup avancé la philosophie naturelle, et on a employé cette terre comme un instrument très-précieux d’analyse.

Il n’y a aucune matière plus utile aux arts, et plus employée que la chaux. Elle fait la base de beaucoup d’ouvrages de construction ; elle en lie et joint les matériaux ; elle constitue la solidité des mortiers, des ciments, et sert à la préparation des vrais stucs. On en forme un enduit, ou couche de peinture grossière sur les murs. Les anciens en mettaient une couche épaisse sur un premier lit de noir, et en le grattant, ils formaient des dessins grossiers.

La chaux vive contracte une forte adhérence avec les fragmens de pierres silicées, lorsque leur juxta-position est aidée par l’eau. En mêlant du sable grossier avec la chaux nouvellement éteinte, ou avec la chaux vive arrosée d’un peu d’eau, ce mélange prend de la consistance, et forme le mortier.

L’état et la proportion de la chaux, son extinction avec une plus ou moindre quantité d’eau, ou faite à l’instant même du mélange ; la nature du sable plus ou moins gros, arrondi ou inégal, sec ou humide, produisent de grandes différences dans les divers mortiers ; c’est ce qui résulte des Recherches de Lafaye, sur le mortier des anciens, publiées en 1777 et 1778. Il sera question de ces Recherches, et du moyen proposé par Loriot, à l’article mortier.

Il paraît que les Romains ne sont parvenus à donner une grande solidité à leurs constructions, que par les justes proportions du mélange de chaux éteinte d’une manière particulière, et du sable inégal. La chaux paraît avoir plus d’attraction pour l’alumine que pour la silice : ceci sera encore expliqué à l’article mortier.

On fait encore de très-bon mortier avec de la chaux et de l’argile cuite en briques, ou de la pouzzolane, espèce d’argile ferrugineuse, cuite par le feu des volcans, et altérée par le contact de l’eau et de l’air. »

(1) Système des connaissances chimiques, par M. Fourcroy, tom. II, sect. IV.

Il résulte de tout ce qui vient d’être dit sur la chaux, que ses propriétés sont bien connues ; mais que les chimistes ne sont pas d’accord sur la nature ni sur la véritable cause des effets qu’elle produit.

Tous les auteurs qui, depuis Vitruve, ont écrit sur cette matière, conviennent, avec lui, que les pierres à chaux, soumises à la calcination, perdent, par la violence du feu, les parties aqueuses et volatiles qui servent de lien à la terre calcaire dans la formation des pierres ; mais les chimistes ne sont pas d’accord sur la nature des parties volatiles qui se dégagent des pierres à chaux pendant la calcination. Les uns ont pensé que c’était un acide sulfureux, d’autres ont reconnu une substance qu’ils ont appelé air fixe ou gaz, désigné dans la Nouvelle nomenclature méthodique de chimie, par le nom d’acide carbonique.

La grande question est de savoir si la causticité ou propriété alcaline que la terre calcaire semble acquérir par l’effet de la calcination, vient, comme le pensent Vitruve et plusieurs célèbres chimistes, des parties ignées qui se combinent avec cette terre pendant la calcination, et qu’elle perd lorsqu’elle reste long-tems exposée à l’air dont elle absorbe l’humidité, ou si cette propriété lui est naturelle.

Cette question, intéressante pour la science, est indépendante des propriétés de la chaux et des effets qui en résultent. Il suffit de bien connaître ces propriétés pour en tirer le plus grand avantage dans les arts. Nous entrerons dans un plus grand détail à l’article IV, où il sera question du mortier.

pp. 266–272

ARTICLE II.
Du sable.

Le sable est une matière composée de parties détachées qui tiennent le milieu entre la terre et les pierres, des débris desquelles elles paraissent formées ; de sorte qu’il se trouve des sables d’autant d’espèces que de pierres.

Ainsi, il y a des sables vitreux, quartzeux, calcaires et argileux. Il y a encore des sables métalliques, qui contiennent du fer, de l’étain, du cuivre et même de l’or. On distingue aussi les sables par la grosseur des parties dont ils sont formés ; les plus gros sont nommés graviers. L’arène a ses parties moins grosses et plus régulières. Le sable les a encore plus petites et moins arides ; enfin le sablon les a très-fines. On distingue encore les sables, 1°. par les lieux d’où on les tire, ainsi il y a des sables de terre, de rivière, de mer ; 2°. par leurs couleurs, tels que les sables blancs, rouges, jaunes, bruns, noirs, verdâtres.

Vitruve, dont nous nous proposons d’extraire et d’expliquer tous les passages qui peuvent avoir rapport au sujet que nous traitons, parle des sables et de leurs espèces au chapitre IV du second livre, dont nous plaçons ici le texte et la traduction littérale, pour servir de préliminaire à ce que nous avons à dire sur le mortier des anciens Romains.

De arenæ et ejus generibus.	Du sable et de ses espèces.
In cæmenticiis autem structuris, primum est de arenâ quærendum, ut ea sit idonea ad materiam miscendam, neque habeat terram commixtam.	Lorsqu’il s’agit de maçonnerie en moilons, il faut d’abord se procurer, pour faire le mortier, du sable qui ne soit pas mêlé de terre.
Genera autem arenæ fossiciæ sunt hæc, nigra, cana, rubra, carbunculus. Ex his quæ in manu confricata fecerit stridorem, erit optima : quæ autem terrosa fuerit, et non habebit asperitatem ; item si in vestimentum candidum ea conjecta fuerit, postea excussa, vel icta, id non inquinaverit, neque ibi terra subsiderit, erit idonea.	Les différentes espèces de sables qu’on trouve en fouillant la terre, sont les noirs, les blancs, les rouges, et ceux qu’on appelle carboncles ou brûlés. Le meilleur de ces sables est celui qui, étant frotté dans la main, fait un petit bruit, effet que ne produit pas celui qui est terreux ou sans aspérités. De même si on jette du sable sur un vêtement blanc, et qu’après l’avoir secoué ou frappé, il ne laisse aucune marque ni tache, il sera de bonne qualité.
Si autem non erunt arenaria, unde fodiatur, tum de fluminibus aut è glarea erit excernenda. Non minus etiam de litore marino, sed ea in structuris hæc habet vitia, quod difficulter siccescit, neque ubi sit, onerari se continenter pæries patitur, nisi intermissionibus requiescat, neque concamerationes recipit. Marina autem hoc amplius, quod etiam parietes, cum in his tectoria facta fuerint, remittentes salsuginem, ea dissolvunt.	Mais si, dans l’endroit où l’on aura fouillé, on ne trouve point de sable, alors il faudra prendre du sable de rivière, ou du gravier que l’on passera. On pourrait encore en prendre sur le bord de la mer ; mais ce dernier a le défaut d’être très-long à sécher lorsqu’on l’emploie dans la construction des murs ou des voûtes ; on ne peut pas les élever sans interruption, il faut les laisser reposer. Les sables de mer ont encore l’inconvénient que lorsqu’on recouvre trop tôt d’enduits les murs où ils ont été employés, en rejetant leurs sels, ils les détruisent.
Fossiciæ verò celeriter in structuris siccescunt, et tectoria permanent, et concamerationes patiuntur : sed hæ quæ sunt de arenariis recentes. Si enim exemptæ diutius jaceant, ab sole et luna et pruina concoctæ resolvuntur, et fiunt terrosæ. Ita cum in structuram conjiciuntur, non possunt continere cæmenta, sed ea ruunt et labuntur, oneraque parietes non possunt sustinere.	Les sables qu’on tire des fouilles sèchent promptement, et les enduits où on les emploie sont durables, même pour les voûtes ; surtout lorsqu’ils sont fraîchement tirés : car ceux qui ont resté long-tems exposés aux intempéries de l’air, se décomposent et deviennent terreux. Alors, si l’on s’en sert, ils font de mauvais mortiers, qui n’ont pas la force de lier les moilons dans les ouvrages de maçonnerie, et les murs que l’on fabrique avec, ne peuvent pas soutenir de fardeau.
Recentes autem fossiciæ cum in structuris tantas habeant virtutes, eæ in tectoriis ideo non sunt utiles, quod pinguitudini ejus calx, palea commixta, propter vehementiam non potest sine rimis inarescere : fluviatica verò propter macritatem (uti signinum) bacillorum subactionibus in tectorio recipit soliditatem.	Les sables de fouille, fraîche-.. ment tirés, qui sont excellens pour les ouvrages de maçonnerie, n’ont pas toujours cette propriété pour les enduits ; leur onctuosité fait qu’ils ne peuvent pas sécher sans se fendre, à cause de la promptitude avec laquelle ils sèchent, à moins qu’on n’y mêle de la paille. Quant au sable de rivière, sa maigreur le rend très-propre pour les enduits, pourvu qu’on ait la précaution de les battre ou de les repousser comme la composition appelée signinum.

La plupart des auteurs qui ont écrit sur l’art de bâtir, depuis Vitruve, ont copié tout ce qu’il a dit sur le sable. La majeure partie, et ceux qui passent pour les plus habiles dans cet art, confirment ce qu’il a dit, tels que Léon-Baptiste Alberti, Palladio, Daniel Barbaro, Philibert Delorme, Scamozzi, Savot, le grand Blondel. Ils pensent que le sable qu’on extrait des fouilles est ordinairement celui qui fait le meilleur mortier, surtout si on a l’attention de l’employer quand il est fraîchement tiré, parce qu’il perd de sa qualité lorsqu’il demeure long-tems exposé à l’air. Il se trouve cependant des auteurs, et entr’autres Bullet et Belidor, qui pensent que le sable de rivière vaut mieux, et d’après eux, le second Blondel et Patte, prétendent que c’est celui qui est le plus aride qui est préférable : Belidor avance même, contre l’opinion de tous, que la couleur du sable ne décide rien sur sa bonne ou mauvaise qualité, et que celui qui est blanc peut s’employer le plus sûrement, parce qu’il est ordinairement le moins chargé de terre.

Désirant avoir des notions plus certaines sur cet objet important, j’ai essayé, avec la même chaux, plusieurs espèces de sables différens, des ciments, des poudres de pierres et des pouzzolanes ; le résultat a été, 1°. que les sables purement vitreux ou quartzeux forment, avec la chaux, un mortier moins dur que les sables mélangés, et que ce mortier est plus long-tems à sécher ; 2°. que le sable provenant des fouilles, produit un meilleur mortier que celui fait avec le sable de rivière, à-peu-près de même grain. Il se trouve des sables de fouille qui forment un mortier aussi dur que le ciment. J’ai encore éprouvé que ce ne sont pas les sables les plus arides qui font le meilleur mortier, et que, dans les sables de même genre, ce sont ceux dont la couleur est plus foncée qu’il faut préférer, excepté les jaunes. Les meilleurs sont ceux qui tiennent le milieu entre les sables qui sont trop gras et trop arides. J’ai essayé de faire du mortier avec du sable de fouille, fraîchement tiré, qui était moyennement gras ; et du même sable que j’avais fait bien laver et sécher au soleil, pour ne conserver que les parties arides, le premier a acquis une plus grande dureté que l’autre. Le mortier fait avec le sable trop fin n’acquiert pas autant de consistance que celui fait avec du sable moyennement gros.

Le grès pilé, broyé avec de la chaux, fait un mortier médiocre qui n’acquiert pas beaucoup de consistance.

La poudre de pierre dure, mêlée avec la chaux, ne fait pas un mortier aussi dur que la poudre de pierre tendre ou d’une dureté moyenne. J’ai aussi éprouvé que le mélange de la chaux et de la poudre faite avec la même pierre, ne produit pas un aussi bon mortier, que lorsqu’on emploie du sable ou de la poudre de quelqu’autre pierre.

Un mortier fait avec de la chaux de pierre dure et de la poudre de la pierre de Conflans, est devenu plus dur et aussi compacte que cette dernière pierre.

Le mortier fait avec du ciment seul, devient plus dur, et acquiert plus de consistance que celui où l’on ajoute du sable. Il en est de même des pouzzolanes.

Le mortier fait avec de la chaux et du blanc d’Espagne, ou blanc de Bougival, dont se servent les peintres, devient beaucoup plus dur et plus beau que le plâtre le plus fin ; il forme un enduit qui, étant lissé et frotté avec de la peau, devient beau et brillant comme le stuc d’Italie.

Philibert Delorme dit, livre premier, chapitre XVI, que si l’on employait, pour maçonner un mur, de la chaux faite avec la même pierre, il en résulterait une plus forte liaison, parce que la chaux trouverait, dans cette pierre, les mêmes sels volatils qu’elle a perdu par la calcination.

Il résulte cependant de plusieurs essais, que la chaux ne trouve pas aussi abondamment ce qui lui manque dans la poudre de pierre dure propre à faire de bonne chaux, que dans certaines espèces de pierrres tendres, telles que la pierre de Saint-Leu, puisque son mélange avec la première ne produit pas un mortier aussi dur et aussi bien lié que son mélange avec la seconde. Mais aussi, comme la pierre de Saint-Leu, calcinée, fournit une chaux très-médiocre, son mélange avec la poudre de la même pierre, ou avec de la poudre de pierre dure, ne forme qu’un mauvais mortier sans consistance.

De tout ce qui vient d’être dit sur les sables, on ne peut cependant pas conclure que ceux de fouille soient toujours les meilleurs, parce que, comme l’a très-judicieusement observé Léon-Baptiste Alberti, ce n’est pas le lieu d’où l’on tire le sable qui doit être une preuve de sa bonté, mais la qualité des matières dont il est composé. Il cite pour exemple le sable marin, reconnu par tous les auteurs, pour le plus mauvais ; cependant on en tire dans les environs de Salerne qui est aussi bon que le meilleur qu’on trouve dans les fouilles. Il remarque, il est vrai, que ce sable de bonne qualité ne se trouve que sur le rivage du golfe tourné au Libeccio, c’est-à-dire, au sud-ouest, et que ceux des autres parties de la côte sont de mauvaise qualité. Ainsi les conclusions les plus raisonnables doivent donc être qu’il faut examiner les sables indépendamment des lieux où ils se trouvent, en observant seulement que quand ils sont de même qualité, ceux de fouille doivent être préféré, pour la maçonnerie, à ceux de rivière, et qu’on doit plutôt faire usage de ces derniers lorsqu’il s’agit d’enduits, comme le dit Vitruve.

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SECTION TROISIÈME.
Des différentes espèces de maçonnerie.

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ARTICLE III.
Des enduits et des stucs.

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pp. 417–420

Des enduits modernes.

Dans les pays où l’on construit en mortier, les enduits sont formés de deux et quelquefois de trois couches. La première se pose immédiatement sur le parement en moilon ou en brique du mur, après avoir bien nettoyé les joints et arrosé la superficie, pour donner plus de prise au mortier. Cette couche, que l’on appelle crépi, se fait avec du mortier de chaux vieille éteinte, bien broyé, un peu plus gras que pour la maçonnerie ordinaire, c’est-à-dire qu’on y met plus de chaux. On peut faire ce mortier avec de la chaux nouvellement éteinte, en le préparant long-tems d’avance, comme on le pratique à Lyon. Après avoir éteint la chaux avec précaution, on la broye avec du sable fin pour en faire un mortier moyennement gras, que l’on prépare dix à douze mois d’avance. On en forme des tas considérables que l’on conserve dans des endroits frais, ou en le couvrant de sable. Lorsqu’on veut s’en servir, on le rebroye en ajoutant de l’eau. Plus il est ancien et plus il est broyé, plus il est propre à faire de beaux enduits qui ne gercent, ni ne fendent, ni ne crevassent.

La première couche ou crépi se jette sur le mur avec la truelle; on l’étend en ôtant le superflu avec le tranchant pour le rejeter où il en manque, ce qui produit une surface extrêmement rude.

Lorsque le crépi est bien sec, on applique la seconde couche qu’on appelle enduit. Elle se fait avec un mortier plus maigre que le précédent, c’est-à-dire, qu’on y ajoute du sable. On étend cette seconde couche avec le dos de la truelle, en l’unissant le plus qu’on peut. Mais comme il reste toujours des ondulations, on les efface avec une plaque, ou instrument de bois d’environ six pouces en carré, dressé d’un côté, et portant sur le dos un petit tasseau cloué pour servir à le tenir. Celui qui se sert de cet instrument qu’on appelle épervier, figure f, planche XIV, tient d’une main un pinceau, avec lequel il arrose l’enduit à mesure qu’il frotte. Lorsque cet enduit est presque sec, on le blanchit avec du lait de chaux qui s’incorpore avec l’enduit, et ne s’efface jamais.

Lorsqu’on veut avoir un enduit bien lisse et bien beau, on étend sur le second enduit une couche de chaux et de craie, ou blanc d’Espagne, bien broyés ensemble. Lorsque cette couche est étendue également, et bien dressée avec un instrument semblable à celui que nous venons d’indiquer, la surface devient presqu’aussi belle et aussi brillante que le stuc fait avec la poudre de marbre.

On emploie à Naples pour la dernière couche des enduits une espèce de terre ou pouzzolane blanche qui produit le même effet.

On fait des enduits en mortier sur des cloisons de planches de sapin, à claire voie, sur lesquelles on pose des tringles ou lattes de même bois, des cannes ou des roseaux, le long desquels on fait des hachures pour donner plus de prise à la première couche. On en fait aussi sur des pans de bois et des voûtes en courbes de planches, et même sur des plafonds. Indépendamment du lattis, on plante quelquefois dans les intervalles ou dans les fonds unis des clous à têtes plates et larges à demi enfoncés.

Des enduits en plâtre.

Ces enduits se font aussi en trois couches, distinguées par les noms de gobetage, crépi et enduit.

Lorsqu’il s’agit d’enduire un mur en moilons ou en briques, on commence, comme pour les enduits en mortier, par nettoyer la surface et les joints, ensuite après l’avoir bien arrosé et bouché les grands joints avec du plâtre à la main, on gâche du plâtre un peu clair que l’on jette dessus avec un balai ; c’est cette opération que l’on appelle gobeter.

Lorsque le gobetage est fait, et que le plâtre a pris corps, sur cette première couche on applique le crépi fait avec du plâtre écrasé, passé au panier, et gâché plus serré. Ce plâtre se jette à la main et s’étend avec le côté ou tranchant de la truelle pour rendre la surface plus rude, et afin que l’enduit ou troisième couche s’y attache mieux ; cette dernière couche se fait en plâtre fin passé au sas ou tamis de crin. On l’étend le mieux qu’il est possible avec le dos de la truelle ; mais comme il reste toujours des inégalités et des ondulations, on se sert pour le dresser et l’applanir d’une espèce de racloir à manche, représenté par la fig. c, pl. XIV. Il a des dents d’un côté, et un taillant uni de l’autre. Les maçons de Paris appellent cet instrument truelle brettée, quoiqu’il n’en ait pas la forme, à cause des dents ou bretures qui sont d’un côté, et parce qu’autrefois, au lieu de cet outil, ils se servaient d’une truelle de fer.

La figure a représente la forme et les dimensions des truelles dont on se sert à Paris pour les ouvrages en plâtre; la lame ou partie plate est en cuivre jaune, parce que le plâtre s’y attache moins qu’à une truelle de fer, qu’on l’étend mieux, et qu’elle n’est pas sujette à se rouiller.

Les enduits sur les cloisons, les pans de bois, les plafonds, ou lambris sous les toits se font de même; il n’y a de différence que dans le lattis, qui se fait, ou jointif, ou à claire voie. Dans le premier cas, les lattes se touchent ou sont peu distantes les unes des autres; dans le second, elles sont éloignées de deux, trois et jusqu’à quatre pouces, comme lorsqu’il s’agit de pans de bois, de cloisons ou de planchers hourdés pleins, c’est-à-dire, dont les intervalles sont garnis en maçonnerie de plâtras.

Lorsque les intervalles entre les poteaux ou solives ne sont pas remplis de maçonnerie, et que l’on veut, par raison d’économie, ou pour éviter le poids, les laisser vides, on pose les lattes jointives.

Les lattes dont on fait usage à Paris sont de cœur de chêne refendues; elles ont 4 pieds de long sur environ 2 pouces de large, et 3 ou 4 lignes d’épaisseur. On les arrête avec des clous à têtes plates sur chaque poteau ou solive; il faut avoir soin de les poser en liaison.