chapitre Ii « MatÉriaux De Construction...

CHAPITRE II

« MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION EN PIERRES NATURELLES »

Sétif, Avril 211

UNIVERSITE FERHAT ABBAS

FACULTE DE TECHNOLOGIE

DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL

MATERIAUX DE CONSTRUCTION

3ème Année Licence

1. Introduction

Dans la catégorie des produits de construction traditionnels se

rangent les matériaux nobles qui sont la pierre et la brique

pleine, dite : mur pour les maçonneries porteuses.

Symbole patrimonial et de robustesse, la pierre possède un cachet

indiscutable. Mais elle est pénalisée par des coûts

d’exploitation et de mise en œuvre dissuasifs. Pour autant,

elle n’a pas dit son dernier mot et reste un matériau de structure

digne d’intérêt. Les blocs se vendent à la tonne, calibrés ou

bruts, en divers formats pouvant atteindre à la demande des

dimensions conséquentes. Les pierres sont appareillées sous

forme de mœllons ou de blocs taillés de manière plus ou moins

fine et régulière, suivant les impératifs de la construction.



http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/maison-2/d/mllon_5854/

Une bonne pierre à bâtir se caractérise par sa résistance à la compression, à

l’usure et aux intempéries. Elle est homogène et adhère bien au mortier.

Selon la qualité (ferme, demi-ferme ou tendre), sa densité varie de 1600 à 2600

kg/m3. Sa forte inertie en fait un excellent régulateur de la température

ambiante, (été / hiver). Par contre, son coefficient de conductivité thermique

n’est vraiment pas bon.



http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/physique-2/d/kilogramme_354/

http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/physique-2/d/inertie_1013/

http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/physique-2/d/temperature_303/

http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/physique-2/d/conductivite-thermique_4647/

2. Origine et classification des roches

2.1. Les roches éruptives :

Roches formées à partir de magma fondu et durci durant sont refroidissement ; Parmi

ces roches on distingue:

L’écorce terrestre est composée de masses minérales de composition plus

ou moins uniforme dite : Roche. Cette dernière est constituée soit d’un seul minéral

(monominérale, tel que: Quartz, le gypse), soit de plusieurs minéraux (polyminérale,

tel que : le granit, le basalte, les porphyres). Conformément à la classification

génétique les roches naturelles sont divisées en trois groupes

a) Le granit : Roches abyssale la plus répandue, est composée

principalement de quartz, feldspath et de mica. La couleur du granit dépend du taux de

feldspath et de la présence de minéraux de teinte foncée (ferromagnésiens) qui

remplace parfois le mica. Sa masse volumique est 2600 kg/m3, sa résistance à la

compression, de 100 à 300 MPa et à la traction, de 1/40 à 1/60 de celle à la

compression





b) Le syénite : composées de feldspath (orthoclase) et d’un minéral de

couleur foncée. Leur structure est semblable à celle du granit. La densité est de 2700

à 2900, la masse volumique, de 2400 à2900 kg/rn3, la résistance à la compression,

de 150 à 200 MPa. Leur dureté est inférieure à celle du granit



c) Les diorites : roches à composition minéralogique de plagioclase, de

hornblende et plus rarement de biotite et d’augite. Leur couleur est vert foncé allant

jusqu’au vert noir. La masse volumique est de 2700 à 2900 kg/rn3, la résistance à la

compression, de 180 à 200 MPa. Les diorites se prêtent mal au façonnage, résistent

bien à l’usure par abrasion, se polissent facilement et sont stables àl’altération. On les

utilise pour la construction des routes et comme plaques de revêtement.

La diorite



d) Le gabbro : est une roche cristalline composée principalement de

plagioclases et de minéraux de couleur foncée (pyroxènes sous forme d’augites). Les

biotites et les hornblendes font rarement partie du gabbro. Sa couleur peut varier du

gris et du vert jusqu’au noir

La masse volumique du gabbro est proche de la densite et est égale à 2900-3160

kg/m3 (ce qui est le signe d’une très grande densité); la résistance à la compression

est de 100 à 350 MPa . Le gabbro résiste bien à l’altération, se prête mal au

façonnage, mais, par contre, donne un poli brillant et durable. On l’utilise pour des

ouvrages hydrauliques et autres installations

Le gabbro



e) Le basalte : par sa composition chimique et minéralogique constitue

également un analogue du gabbro. Il est de couleur sombre et a une structure

cryptocristalline avec une certaine quantité de verre volcanique; il se compose de

plagioclase et d’augite. La densité et la masse volumique du basalte sont de l’ordre de

2700 à 3300 kg/rn3, la résistance à la compression est de 100 à 150 MPa. La grande

dureté et la solidité des basaltes permettent de les utiliser comme revêtement des

routes. Ils servent aussi de matière première pour la fabrication de la coulée pierreuse.



f) tufs volcanique : Au cours d’une éruption volcanique les cendres et les

sables en se mêlant à la lave liquide ont formé une lave de tuf cimentée. Par suite d’un

refroidissement rapide la structure des tufs est vitreuse. La masse volumique tufs de

1250 à 1350 kg/rn3, leur porosité de 40 à 70 %, la résistance à la compression de 8 à

19 MPa , le coefficient de conductibilité thermique de 0,21 à 0,33 W/m°C. La couleur en

est violet rosâtre



Le diabase

Le porphyre

de quartz

2.2. les roches sédimentaires : se sont formé précipitation des matières d’un milieu.

La précipitation avait lieu par périodes sous forme de couches séparées. Selon les

caractéristiques de leurs formations on distingue :



- Les sédiments chimiques : C’est les roches formées au cours de la

précipitation des matières minérales en solution dans l’eau et qui ont été ensuite

tassées et cimentées ; telles sont, par exemple, le gypse, l’anhydrite, les tufs

calcaires.

-Les sédiments organogènes : se sont formées des restes de certaines

plantes aquatiques et d’organismes vivants qui ont été par la suite tassées et

cimentées. La majorité des calcaires, la craie et les diatomites se rapportent aux

roches organogène.

-Les sédiments mécaniques : (roches détritique) se sont formés par suite

du dépôt ou de l’accumulation des produits meubles de la désagrégation physique ou

chimique des roches. Ensuite une partie d’entre eux à été cimentée par la matière

argileuse, des composés ferreux, des carbonates ou d’autres ciments, formant ainsi

des roches sédimentaires, exemples : conglomérats, brèches.

a) Le gypse : est une roche formée du

minéral portant le même nom. Il est

utilisé pour la production du liant aérien

appelé plâtre, ainsi que pour revêtir les

intérieurs des bâtiments.

b) L’anhydrite : L’anhydrite est formée du

minéral du même nom, anhydrite

CaSO4. Elle est employée en qualité de

revêtement ou comme matière

première pour la fabrication des ciments

d’anhydrite



c) Le magnésite : est formée elle aussi

du minéral de même nom —magnésite

MgCO3. Elle contient parfois des

impuretés de carbonate ferreux et de

carbonate de calcium. La dureté de la

magnésite est de 3,5 à 4, elle est

colorée en blanc et en jaune, allant

jusqu’au brun. Elle sert de matière

première pour la fabrication d’un liant

aérien appelé magnésite caustique et de

matériaux réfractaire

d) La dolomite : elle contient essentiellement

le minéral dolomite CaCO3 .MgCO3 et des

impuretés argileuses, ferreuses, siliceuses.

Elle est de couleur grise, jaunâtre ou brune et

de structure granulaire. Les propriétés des

dolomites sont voisines à celles des calcaires

compacts. On les utilise pour la production de

pierres concassées, de plaques de revêtement

, de matériaux réfractaires et des Liants



e) Les calcaires : s’est formé dans les bassins

d’eau de’ résidus organiques et fossiles; Les

accumulations meubles ont été cimentées par

des carbonates de calcium. Le calcaire est

principalement composé de calcite CaCO3

avec des additions d’argiles, de dolomite, de

quartz, Sa masse volumique est de 1700 à

2600 kg/rn3, sa résistance à la compression de

10 à 100 MPa. Il est de couleur blanche,

jaunâtre ou brune. On l’emploie pour la

production de pierres concassées, de plaques

de revêtement et d’éléments d’architecture ou

pour la fabrication de chaux et de ciment

portland



f) La craie : est une roche terreuse, composée presque entièrement du

carbonate de calcium et quelquefois de matières argileuses et les grains de

quartz. La craie est un matériau à haut degré de dispersion. Elle est de couleur

blanche et on l’emploie comme pigment blanc; elle est aussi utilisée pour la

production des mastics, de ciment portland et des verres.



g) Les grès :

Les grès sont des roches composées de grains de quartz cimentées par

une matière argileuse, siliceuse, calcaires. Sa résistance dépond de la nature du

ciment et des dimensions et de la forme des grains. Les grès siliceux les plus

résistants se caractérisent par une résistance à la compression de 200 MPa et plus.

Il sont utilisés comme pierres concassées pour bétons, comme

revêtement des appuis de ponts et des édifices, comme revêtement des routes, vu

leur résistance au gel et à l’abrasion



Grès roseOn site aussi parmi les

sédiments mécaniques: les

sables et les graviers

http://photos.monanneeaucollege.com/minerauxphoto/gres-rose.1.net2.jpg

2.3. Les roches métamorphiques : se sont formées par transformation plus au moins

profondes des roches éruptives ou sédimentaires sous l’influence de hautes températures

et pressions et, parfois, de réactions chimiques.

Dans ces conditions une recristallisation des minéraux peut avoir lieu sont qu’ils

soient fondus ; les roches ainsi obtenues sont en général plus compactes que les roches

sédimentaire d’origine. Dans la plus part des cas les roches métamorphique se distingues

par une structures qui rappelles celle des schistes :





a) Les schistes argileux : Ils sont composés d’argiles schisteuses fortement

comprimées. Leur couleur est gris foncé, quelquefois noire. Ils se fendillent

facilement en un certain nombre de plaques minces, ils ont une grande longévité

et résistent bien aux agents atmosphériques, ce qui permet de les utiliser comme

des matériaux de couverture .



b) Les marbres : C’est des roches cristallines formées de calcaires ou

dolomite. Leurs cristaux sont soudés ensemble sans ciment. La résistance des

marbres atteint 300 MPa. Leur dureté est faible, de 3,0 à 3,5 et ils se prêtent

facilement au sciage et au polissages On les emploie pour le revêtement des

intérieurs, car à l’extérieur le polissage s’altère rapidement, vu la faible stabilité

chimique des marbres



c ) Le Quartzite : est une variété métamorphique de grès siliceux dont les grains

de quartz sont soudés et recristallisés de manière à ce que le ciment soit

indiscernable . Leur résistance atteint 400 MPa. Il sont utilisés comme

revêtement des édifices et appuis de ponts, ainsi que pour la production des

articles réfractaires.

3. Exploitation et utilisation des pierres naturelles

dans le secteur du génie civil

3.1. Murs porteurs et fondation :

3.2. Elément d’architecture et de parement :

3.3. Eléments secondaires : fenêtres, cheminés, etc

Cuve en

graniteCheminée

intérieure

3.4. Revêtements de sol et talus : Pavage

3.5. Murs de soutènement :

3.6. marches et contres marches en pierre :

3.7. Travaux de protection en pierre :

3.8. Revêtement de sol intérieur :

Carrelage en

granito

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