Caractéristiques d'un mortier à base de chaux et de poudre de roche pour la restauration des monuments.

Meknès - MarocCette communication présente les caractéristiques hydriques et mécaniques d'un mortier à base de chaux hydraulique et de poudre de tuffeau (pierre calcaire employée dans la construction des châteaux dans le Val de Loire – France). Les différents tests mécaniques et hydriques sur les échantillons de mortier confectionnés avec différents pourcentages de chaux hydraulique ont pour objectif de déterminer le mortier compatible avec le tuffeau

Simulation expérimentale de l'altération des pierres par cyclage.

Cette communication présente les résultats d'un essai de vieillissement basé sur des cycles d'imbibition-séchage sur une pierre régionale : le tuffeau. Une cinquantaine de cycles qui ont duré trois ans ont été appliqués sur une face d'un échantillon cylindrique. Les mouvements d'eau semblent induire des modifications texturale et minéralogique dues aux phénomènes de dissolution des minéraux, de transport des sels et de recristallisation. Ceci provoque le ralentissement de l'imbibition et témoigne de l'altération de l‘échantillon de la pierre testée. De plus, le test d'imbibition permet de montrer la présence de deux zones d‘altération distinctes, notamment une patine sur la face cyclée, zone moins poreuse que dans le reste de l'échantillon

Physical-mechanical characterization of hydraulic and non-hydraulic lime based mortars for a French porous limestone

The focus of the study presented in this paper is to provide reliable criteria that can be used to estimate the degree of compatibility between the French limestone tuffeau and mortar. It is suggested through this study to use the same parent material (i.e., tuffeau) as mortar. The mortar used in this study is composed of non-hydraulic (hydrated) lime or hydraulic lime and aggregates obtained from fragments and powder of the tuffeau stone. Water transfer properties and mechanical behaviour of the mortars are evaluated and compared with the original stone Tuffeau. Based on these studies, some key guidelines are provided such that a mortar that is compatible with properties of Tuffeau and can be prepared and used as construction material of monuments and maintenance purposes.Comment: Madrid - Espagn

Pierres des Monuments Historiques : Caractérisations et mécanismes d'altération du Tuffeau.

Les matériaux poreux de construction tels que les pierres en oeuvre captent l'humidité suivant les conditions environnementales (température, humidité relative de l'air, eau de pluie, remontées capillaires provenant du sol). Ainsi, les flux d'eau à travers la pierre affectent de manière importante son comportement et sont principalement responsables des altérations rencontrées. Le tuffeau est une roche calcaire sédimentaire blanchâtre, tendre et poreuse, abondante dans le val de Loire. Le nom "tuffeau" vient du latin tofus signifiant pierre spongieuse. L'étymologie indique clairement la caractéristique principale de ce matériau : sa forte perméabilité liée à sa forte porosité. Cette pierre, qui se travaille facilement, est la pierre principale de construction des châteaux de la Loire, ainsi que de la plupart des anciennes maisons de cette région. De nos jours, le tuffeau est principalement utilisé pour la restauration des monuments anciens

Multi-geophysical approach for characterization of thermally-induced cracks in granite: discussion of repetitivity and durability

In this work, we propose an experimental study to characterize micro-scale damage introduced in a granite with two different thermal treatments performed at low temperature: the slow cooling and the thermal shock. Damage is characterized by monitoring of elastic wave velocity and thermal conductivity. The same protocol is performed on 5 samples in order to discuss the repetitivity of the induced damage. It is observed that the thermal shock protocol leads to a more pronounced damage interpreted in terms of a larger variety of nu-cleated intragranular and intergranular cracks, that were observed by microscopes. However, this more important damage seems not to be repetitive from one sample to another compared to the damage introduced by slow cooling. Following this first result, a time follow-up for wave velocity, conductivity and mercury porosity is proposed. It appears that the damage introduced by the slow cooling, unlike the thermal shock, does not present a long durability. After 15 days, the different properties had returned to their initial state. A time-dependence mechanism is proposed to discuss this observed process

Multi-scale characterization of monument limestones.

Among the parameters influencing stone deterioration, moisture and water movements through the pore network are essential. This communication presents differents methods to characterize stones and to determinate the water transfer properties. Results are analysed for two limestones having similar total porosity, but characterized by different pore networks. These different porous systems govern dissimilar water properties

Characterization, water transfer properties and deterioration in tuffeau : building material in the Loire valley-France

Water plays a fundamental role in the phenomena of stone deterioration. A highly porous limestone called tuffeau used in the Loire castles in France is characterized. Several techniques for pore space investigation and anisotropy determination are presented and their range of application is discussed. Water retention and transfer properties related to the pore space characteristics are determined as a function of relative humidity. The experimental set-up and tests presented have been chosen for their simple execution and interesting data produced for both fresh and deteriorated ston

Étude des propriétés hydriques et des mécanismes<br />d'altération de pierres calcaires à forte porosité.

The main objective of this work is the study, by a multi-scales approach, of the behaviour of building stonesof monuments with respect to deterioration. To this end, two building limestones, of which a few maincharacteristics are very close (total porosity, mechanical resistance), are studied: white tuffeau, which islargely employed in constructions of castles of the Loire Valley, and Sébastopol stone, used in Paris area.First of all, an observation of the various types of in-situ weathering and a case study on a naturallydeteriorated stone were carried out in order to note the various morphologies of deterioration and to identifywater like the agent vector of the phenomena of deterioration.In the second time, a multi-scales characterization was carried out in order to observe the fresh stones fromthe point of view of their mineralogical constitution, the morphology of their porous media and especially oftheir water properties (water retention capacity, properties of transfer of water in liquid form and vapourform) but also of their hydro-mechanical behaviour.The last part is devoted to the durability of the building stones with the study of compatibility betweenstones used in restoration. Indeed, behaviours of the stones during an artificial ageing test are compared.The different reaction of the two stones in relation with this same process of deterioration is to be linked totheir very dissimilar water properties. At last, a formulation and a hydro-mechanical characterization ofjoints of mortar are proposed in order to determine the criteria of compatibility between the mortar and thestones.L'objectif principal de cette thèse concerne l'étude, par une approche multi-échelles, du comportement despierres de monuments vis-à-vis de l'altération. A cet effet, deux pierres de construction, dont certainescaractéristiques principales sont assez semblables (porosité totale, résistance mécanique), sont étudiées : letuffeau blanc, qui est largement employé dans les constructions des châteaux du Val de Loire, et la pierre deSébastopol, utilisée en région parisienne.Tout d'abord, une observation des différents types de dégradations rencontrées in-situ ainsi qu'une étude decas sur une pierre altérée naturellement ont été réalisées afin de constater les différentes morphologiesd'altération et d'identifier l'eau comme l'agent vecteur des phénomènes d'altération.Dans un second temps, une caractérisation multi-échelles a été effectuée afin de bien connaître les pierresnon-altérées du point de vue de leur constitution minéralogique, de la morphologie de leur milieu poreux etsurtout de leurs propriétés hydriques (capacité de rétention d'eau, propriétés de transfert de l'eau sous formeliquide et sous forme vapeur) mais aussi de leur comportement hydro-mécanique.La dernière partie est consacrée à la durabilité des pierres mises en oeuvre avec l'étude de la compatibilitéentre les matériaux utilisées en restauration. En effet, le comportement des pierres durant un essai devieillissement artificiel est comparé. La réaction différente des deux pierres face à ce même processusd'altération est à relier directement à leurs propriétés hydriques très dissemblables. En dernier lieu, uneformulation et une caractérisation hydro-mécanique de joints de mortier est proposée afin de déterminer lescritères de compatibilité entre le mortier et les pierres en oeuvre