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21/04/2018

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Deux pathologies spécifiques à la pierre naturelle 2010/04.17

CT Pierre et marbreLa pierre naturelle présente des caractéristiques très variables selon sa nature qu'il est crucial de bien connaître et maîtriser afin de s'assurer que le matériau choisi se comporte correctement pour l'application envisagée. Cette nécessité s'impose d'autant plus si elle concerne des types de pierre au comportement encore peu connu sous nos climats. Deux problèmes spécifiques à certaines natures de pierre utilisée en sol extérieur feront prochainement chacun l'objet d'une Infofiche. Celles-ci illustreront tout l'intérêt de bien connaître le matériau avant sa mise en œuvre, surtout lorsqu'il s'agit d'un sol extérieur.

1. Fissuration de calcaires recristallisés

Parmi les fiches de la Note d'information technique interactive n° 228 figure celle d'une pierre bleue vietnamienne dénommée 'Calcaire de Than-Hoa'. D'autres pierres naturelles sont vendues sous l'appellation 'pierre vietnamienne'. Celles-ci présentent d'importantes variations de couleur en raison de leurs origines géologique et géographique très variables.

Outre ces variations d'aspect, certains types de pierre calcaire peuvent également s'altérer de manière considérable lorsqu'ils sont utilisés comme revêtement extérieur. Les dégâts se présentent sous la forme de fissures et ébréchures apparaissant quelques mois après la mise en œuvre. Notons que ces phénomènes n'ont pas été observés avec la pierre dénommée 'Than-Hoa'.

Des analyses microscopiques ont permis d'attribuer la cause de ces dégâts à une fragilisation excessive du matériau due à une recristallisation. En effet, ces analyses mettent en évidence une transformation de la roche d'une bonne partie des dalles et pavés, la rendant ainsi plus sensible aux sollicitations liées à la gélivité, aux dilatations thermiques ou aux chocs mécaniques.
Fig. 1 Pavé fragilisé par métamorphisme et tambourinage.
Fig. 1 Pavé fragilisé par métamorphisme et tambourinage.
Fig. 2 Bordures calcaires fragilisées et cassées.
Fig. 2 Bordures calcaires fragilisées et cassées.
Ce phénomène appelé 'métamorphisme' transforme, dans ce cas-ci, une roche sédimentaire calcaire en roche partiellement métamorphique de type 'marbre' au sein du gisement, ce qui se traduit par une variation de couleur. Les pavés et les dalles deviennent alors plus clairs et parfois plus rosés. Cette transformation a pour conséquence de changer certaines des performances mécaniques originelles de la pierre. Notons également que le tambourinage de la pierre accentue encore davantage la fragilisation de ce matériau en affaiblissant la cohérence entre les cristaux de calcite et de dolomite (cf. figures 1 et 2).

2. Clivage de pavés en grès incorrectement équarris

Fig. 3 Clivage de pavés exotiques.
Fig. 3 Clivage de pavés exotiques.
Un second cas de dégradation concerne les pavés qui se clivent dans l'épaisseur et ce, non seulement en surface (cf. figure 3), mais dans toute la masse.

Les origines de ce délitage ou clivage sont multiples : le gel, un choc thermique ou la nature pétrographique. Des essais de laboratoire ont écartés les deux premières causes. Par contre, l'analyse pétrographique a pu expliquer les dégradations observées. Il s'agit, dans ce cas, de la présence de minéraux type micas relativement allongés, orientés et concentrés en fines lamines qui, dès lors, se clivent facilement. Ces pavés sont des grès contenant des micas comme nos grès durs d'âge famennien bien connus (même si ceux-ci ne se concentrent pas ou peu en fines lamines).

Le délitement s'effectue au niveau des pro­éminences constatées sur certaines des faces latérales des pavés (forme non trapézoïdale et non conforme par rapport aux critères de la norme NBN EN 1342) qui, en cas de chocs mécaniques répétés (particulièrement en voirie non piétonne, sur sable stabilisé et non en plein bain de mortier, …), se fissurent et se cassent dans les lamines présentes à ce niveau.

3. Conclusion

Bien qu'il soit difficile d'appréhender avec certitude le comportement de matériaux inconnus sous nos latitudes, et plus particulièrement de ceux soumis à de fortes sollicitations, une réelle méconnaissance des produits mis sur le marché est néanmoins impensable.

Pourtant une connaissance des caractéristiques minimales de la pierre mise en œuvre permettrait d'éviter beaucoup de dégradations.

Afin de maîtriser ces caractéristiques très variables, la solution serait de disposer d'une fiche technique complète (à l'instar des fiches développées dans la NIT 228) et conforme aux normes en vigueur pour chaque nouvelle pierre naturelle mise sur le marché.

Le marquage CE, pourtant obligatoire mais trop souvent absent, pourrait également partiellement palier à cette méconnaissance.


D. Nicaise, dr. sc., chef du laboratoire 'Minéralogie et microstructure', CSTC