Etudes et analyses / Diagnostic Pierres en oeuvre

Diagnostiquer les dégradations d'un bâtiment, d'une maà§onnerie ou d'une pierre

Connaissance préalable de l'objet et de son environnement

Un préalable indispensable à  tout diagnostic est l'identification du matériau et la connaissance de ses principales propriétés (compositions chimiques et minéralogiques, propriétés physiques -). Il est important de prendre aussi en compte :


 l'architecture du bâtiment, son histoire y compris les anciennes restaurations connues
 l'environnement autour du bâtiment (géologie, hydrogéologie, environnement atmosphérique)
 l'usage actuel du bâtiment et ses usages anciens

Cette étape préliminaire peut nécessiter des analyses sur prélèvements pour confirmer ou préciser la nature ou les propriétés du matériau (examen pétrographique sur lame mince, détermination de la composition minéralogique par DRX, essai de porosité ou de capillarité, essais mécaniques) ainsi qu'un travail de documentation (archives écrites, photographiques -).


Examens et essais in situ

La première phase d'un diagnostic est basée sur l'observation in situ des dégradations visibles, leur localisation, leur inventaire et leur description afin de préciser les phénomènes qui leur ont donnés naissance. Des cartographies indiquant la distribution des dégradations et leur intensité sont parfois réalisées. Plusieurs glossaires décrivent les principales formes de dégradation en indiquant pour certains les mécanismes et origines possibles. Il existe cependant de nombreuses convergences de forme : des facteurs très différents peuvent induire le màªme type de dégradation.

Des analyses in situ fournissent des premières indications sur l'origine possible des dégradations (teneur en eau, enregistrement de l'humidité et de la température ambiantes, présence de sels solubles et évaluation de leur teneur et de leur distribution, propriété d'absorption d'eau par l'essai à  la pipette de Karsten, mesures de vitesses du son ou réflectométrie radar). Cette phase initiale du diagnostic qui décrit l'état de conservation de l'ouvrage, est décisive et permet de proposer une ou quelques hypothèses sur la cause des dégradations. Elle oriente l'échantillonnage (nombre, nature et emplacement des échantillons) et les analyses qui seront effectuées.


Analyses de laboratoire


Au laboratoire, les échantillons peuvent être analysés par de multiples techniques d'analyse. Seules les techniques les plus pertinentes seront mises en oeuvre en fonction de la problématique, de l'échantillonnage (taille des échantillons), pour confirmer ou infirmer les hypothèses de terrain. Il n'existe pas de démarche analytique standard.
La méthodologie peut intégrer des analyses qualitatives ou quantitatives pour identifier ou doser des éléments chimiques (composition chimique par spectrométrie de fluorescence X, ICP, teneur en sels solubles par chromatographie ionique), des minéraux (composition minéralogique) ou des phases minérales et/ou organiques correspondant à  d'anciens traitements (spectrométrie infrarouge).

Il peut être nécessaire d'observer le matériau pour mettre en évidence les phases responsables de l'altération (cristallisations salines) ou ses effets (dissolution, microfissuration, phase résiduelle ou de réaction) ou encore d'anciens recouvrements (traitement de protection, peinture, badigeon). Ces observations sont effectuées sur des surfaces brutes (plan de cassure) ou polies (lame mince ou section polie) par microscopie optique polarisant (examen pétrographique), ou par des observations plus fines au microscopie électronique à  balayage (MEB ou ESEM) ; cet appareil permettant aussi de mener des microanalyses chimiques élémentaires (spectrométrie dispersif en énergie).

Enfin, il peut être intéressant d'évaluer les modifications des propriétés de la pierre dues à  leur altération (perte de la résistance mécanique, augmentation de la porosité). Des normes décrivent avec précision ces essais physiques qui correspondent parfois à  des essais de comportement des pierres naturelles en réponse à  une sollicitation (ou contrainte) hydrique, thermique ou mécanique.


l'objectif final : les préconisations

Les opérations de caractérisation et de diagnostic s'articulent selon une démarche logique et définissent une méthodologie générale qui est présentée synthétiquement dans le logigramme suivant (cf. logigramme du LCPC ). Comme le montre ce logigramme, ces travaux de caractérisation et de diagnostic doivent permettre de proposer les procédés et protocoles les plus adéquats pour la conservation de l'oeuvre, soit en modifiant les facteurs externes de dégradation (environnement, usage), soit par des interventions de conservation-restauration sur l'ouvrage lui-même. Les examens et analyses aboutissent donc à  des préconisations concernant les multiples interventions envisageables (mise à  l'abri d'une statue, remplacement de pierres, rejointoiement d'une maçonnerie, ragréage et réparation, consolidation, dessalement, nettoyage de la pierre) qui peuvent aller jusqu'au stade d'une aide dans la rédaction du cahier des charges, y compris en terme de suivi.

Il faut noter que ces interventions nécessitent le plus souvent des essais et mises au point préalables et que des analyses de laboratoire adaptées permettent d'évaluer et d'optimiser la sélection des produits et des méthodes qui seront finalement mises en oeuvre sur le bâtiment, la sculpture avec la meilleure efficacité possible tout en garantissant l'intégrité de l'oeuvre pendant et après l'intervention.

 
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CEFRACOR : durabilité, utilisation, études et diagnostic des pierres de carrières et ornementalesNous tenons à remercier pour l’iconographie :

 Le LCPC, le LRMH, l’Ecole des Mines d’Alès pour la Rubrique « La Pierre »

 Rocamat et Pierre Actual pour la Rubrique « Utilisations »

 Le LERM, le CICRP, Ingemat et le LCPC pour la Rubrique « Etudes »