ARTheque - STEF - ENS Cachan | Les processus d'altération des roches employées dans la construction des monuments

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LES PROCESSUS D'ALTÉRATION DES ROCHES

EMPLOYÉES DANS LA CONSTRUCTION DES MONUMENTS

J. BARRIOS, L. MONTEALEGRE,

J.

J. NAVAS, F. PENA

Dpt. Qufmica Inorgânica e Ingenieria Quimica

Universidad de Cordoba, Espaiia

SUMMARY : The aim of this work is to present a Hule review of the differents alteration process ocurringinthe stones employed. as building materials in monuments. The review is based in an easy classiffication ofthese phenornena in accordance of its chemical or physical origin.

A. GIORDAN,

J ..

L. MARTINAND el D. RAICHVARG, Acles JIES XIV, I9n

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''Tout change dans l'Univers, les montagnes, l'homme et ses monuments".

Une attention croissante est donnéeàla connaissance des causes de la détérioration de notre patrimoine historique et artistique,

La pollution et d'autres facteurs détériorants, liésàla civilisation, sont des accélérateurs des phénoménes qui affectent l'altération naturelle des roches qui font partie des édifices et des sculptures en pierre.

L'altération, c'est une série complexe de processus chimiques comme: oxydations, hydratations, dissolutions, cristallisations des sels, etc" ou bien de processus physiques qui endommagent différemment les roches.

Ces procéssus sont provoqués par des facteurs extrinsèques comme le climat, ou bien par des facteurs intrinsèques de la roche comme sa porosité, texture, etc.

Nous avons fait danscetravail unepetiterevision des différents types de processus qui ont lieu dans les roches employées dans [a construction de monuments.

silicates

+

_H20

+

C02=OH solubles (K, Na, Ca)+OH (Si)+OH (Al)+ OH insolubles (Fe, Al)

+

min. non attaqués

+

C02 Mi-la -(I-CI)- CI -(CI-V)- V -IV-Sm)- Sm.

1 -(I-Sm)-Sm; CI -(CI-V) -(V-Sm)- Sm; 1 -(I-V)-Sm Dégradation - hydrolyse - gels

(OH), Al, Si, Fe

-lavés

Mg, K, Na, Ca - néosynrhèseKao, Balla - résidus(OH) Fe, Al C03Ca + H20 + C02(=COJH2) - C03H" + Ca+2 - C03Ca

+

H20 + C02

calcite solution précipitation

stalagmitique PROCESSUS Oxydation Hvdratation H)'drolyse Dissolution Transfonnation MINÉRAUX 1- Sels, gypes 2- Carbonates 3- Silicates noirs 4- Silicates blancs (quartz+calcite) 5-Quart 6- Micas Minéraux de l'argile 8- Oxydes et OH de Al, Fe 9- Zircon, magnetite

MINÉRAUX QUI SONT AFFEcrÉS

+2 +2 OH-Fe ,S=Fe anhydrite silicates

c02-

S02-J

4

argiles d'héritage ROCHES EMPLOYÉES crépissage, joints, peinture calcaires, marbres gabros, serpentines granites, syenites biocalcarenites grès, quartzites ardoises briques laterites 480 PRODUITS FINAUX goethite, hématite gypse gelsAI-Si, argiles lavées de silice calcite, alite, gypse argiles dégradées MONUMENTS joints, surf façades(a) façades (b) El Escorial Mosquée, etc. (c) (d) (e) Alhambra, etc. (non employées)

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1 : plus soluble et altérable. 9 : Plus inaltérable. (a) :peintures fresques avec une base de chaux et almagre (Mosquée), colonnes intérieures de la Mosquée, recouvrements de façades et autres bâtiments totalements calcaires. (b) : façades de recouvrements. colonnes, ete. (c) : presque touteS les églises de Cordoue, Medina Zahara, ouvrage de la Mosquée, etc. (d) : occasionnellements blocs de la Mosquée, autres bâtiments. (e) : toits, au N de Espagne.

moy. moy.-haut. moy.-haut. haut. min. bas. min. <10 <5 <2

MATRICE FOSSILES QUARlZ AUTRES (F.R.) CABITES ALTÉRATION 10-15% 15 15 10 LITOFACIES Biocalcarenite 20-30% 40-60% 10-15%

<5%

Biorrudite 40 15 20-35 <5 Calcarenite 40-50 10-20 30-40 10-20' Areniscamargose 10-15 5-10 35-40 30-40' Bioesparite et biomicrite 50-70 <25 0 <5 Marbre >95 0 0

<5

Granite

0

0 25-35 >30 ALTÉRATION

---Processus mécaniques (Fragmentation).

Agents: Variat. thennique, glace, corrosion, homme. Facteurs: Minéralogie (exfoliation, macle, défauts).

Textures, Structures, porosité. autres creux. Tectonique: (fissuration, schistosité, diaclases). ---Processus chimiques: dissolution (carbonates, sels)

hydrolyse (silicates), d'autres (oxydation, etc). Agents---L 'eau,COl,acides, biosphère, contamination, pluie acide. Facteurs: Minéralogie (stabilité structurale). Porosité et fissuration préalables.

Autres facteurs; Position topographique, ombrage, capilarité. corniches. Transfonnation dégradative des argiles: FIGURE 1 Autres processus: Néosynthèse: des argiles. reprécipitations (sels).

H20

Vermic.

Sm.

FIGURE 1

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