Histoires et origine de la chaux

Le titre originel de cet article était « un peu d’histoâre » et ne prétendait à rien sauf éclairer une petite partie de la vaste et peu décrite histoire de la chaux.
La lecture de la page Wikipédia dédiée à ce sujet peut prêter à un faible sourire mais c’est ainsi que Wikipédia fonctionne, si personne ne prend la peine de documenter sérieusement un sujet celui-ci a peu de chance d’être sérieusement documenté – malgré l’existence de sérieux documents. On répète un pléonasme redondant. Pour bien qu’il soit compris de la compréhension.
La page d’introduction sur la chaux de la petite société (familiale ?) Boëhm fait également sourire en coin. Mais tombant sur celle de Socli on peut aussi y lire la même phrase :

« l’Egypte ancienne y a eu recours pour tanner les peaux et édifier de nombreuses Pyramides, utilisant la chaux comme liant à maçonner et à enduire et aussi pour composer des blocs de calcaire ré-agglomérés.« 

Socli c’est (environ) quinze millions de chiffre d’affaire, donc j’ai fini par me demander si une courte introduction aussi fausse que les autres ne serait pas moins inutile.

cayofloor
Terrazzo Building floor (Çayönü)

Contrairement aux références citées par Wikiki ;

« Le Natoufien voit son premier usage connu […] limité aux revêtements (Eynan, 9 000 avant av. J.-C.) Des sols en terrazzo incorporant de la chaux ont été construits dans les bâtiments du Néolithique précéramique […] en Anatolie, à Çayönü et Nevalı Çori » .

Le Natoufien est antérieur et ce qui s’est appelé le sol du Terrazzo Building à Çayönü par analogie avec les terrazzo (granito) Vénitiens était en argile et briques concassées.

Et la phrase « et aussi pour composer des blocs de calcaire ré-agglomérés » ?  D’où sort-elle ?  Comment se représenter cela ? N’est-il pas plus facile de tailler directement un bloc ? A Göbekli Tepe ça a été fait par exemple et ça ne date pas d’hier.

Alors de quand dater la chaux ? De quand vous voulez, ça n’a pas d’importance. La situer entre la maîtrise de la céramique et l’optimisation de la métallurgie est une bonne idée quant à sa découverte, son utilisation attendra qu’on en ait réellement les besoins et les moyens. Au IIIe millénaire la période dite d’Uruk n’en fait pas suffisamment usage pour que des traces évidentes nous parviennent. Les Égyptiens pour construire leurs grands trucs pointus n’en ont pas eu besoin, les moyens encore moins. Le bois d’oeuvre est absent ou presque et le bois de chauffage pas en quantités faramineuses dans la vallée du Nil, même si les fresques suggèrent un climat plus humide que l’actuel.

Les dames en bleu Cnossos
Les dames en bleu ou en toc (Cnossos) ?

Aux alentours du Iº millénaire l’usage de la chaux pour les enduits – support de fresques – semble plus fréquent. Semble car un bel exemple de fresque Minoéenne est sans doute un faux. Ou du moins une reconstitution un peu leste.

Puis assez vite son usage se généralise à tout ce que le « monde Romain » voudra bien construire dans sa sphère d’influence, en fondations, en hourdage, en enduit (parfois sur des murs de terre) et en mosaïque. Les pierres de grande taille elles plutôt brochées, autant dans le monde Grec que Romain , n’excluaient pas qu’un mélange permettant le glissement soit étendu sur les pierres. Et toute proportion gardée ça tiendra en général mieux que le reste. Cette prééminence du monde Romain – son empire – est évidement une vision tronquée, vue d’ici. Des Natoufiens à l’empire Perse, des Mayas aux Aztèques (voir biblio. fin de page) , de la culture Longshan à  la grande muraille il s’en passe des choses ailleurs. Les Inuits inventent la glace sur bâtonnet, l’eskimo, sans doute à la même époque (ou pas…).
Ce qui surprend c’est que ces procédés (pas la glace, la chaux) resteront presque inchangés jusqu’au milieu du XIXe siècle. On peut également remettre en cause cette importance de l’influence de Rome sur notre perception de l’architecture, sauf que visiter le Pont du Gard, un « simple » aqueduc dont la section utile pour le transport de l’eau, pour 50 km. de long, fait un peu plus d’1 m2 tout ça pour alimenter la ville de Nîmes (pas une mégalopole pourtant) peut laisser songeur.
Rome a vécu, la chaux aérienne aussi, remplacée d’abord par les chaux hydrauliques qui n’est pas une invention de cette époque mais une meilleure compréhension du phénomène puis par les ciments dits de Portland pour lesquels on publie chaque année l’équivalent d’une bibliothèque d’Alexandrie (au temps de sa splendeur). Pour les chaux le sujet est bien documenté mais plus restreint.

Les savants auteurs anciens sont rarement des bâtisseurs, des chaufourniers ou des carriers, bien plus surement des érudits dont le lectorat lettré trouvait dans leurs écrits des éléments de choix ou de réponse plus que des façons de faire.
Pour n’en citer qu’un, disons Vitruve (il faut toujours citer Vitruve de toute façon on a que lui), qui devait tout de même en savoir un peu sur ce qui nous intéresse (De Architectura, Livre II, chapitre 5, traduit par Ch.-L. Maufras) :

 » – Ainsi l’humidité répandue dans ces pierres ayant été absorbée, et l’air qu’elles contenaient s’étant retiré, ne renfermant plus alors que la chaleur qui y reste cachée, qu’on vienne à les plonger dans l’eau avant que cette chaleur ne soit dissipée, elles reprennent leur force : l’eau qui y pénètre de tous côtés produit une ébullition ; puis le refroidissement fait sortir de la chaux la chaleur qui s’y trouvait.« 

N’éclaire que pourtant peu. On devine qu’il a observé que la cuisson des pierres calcaires devait en retirer l’eau et partant « l’air qu’elles contenaient » pour laisser une matière facilement hydratable . Et ce qu’il appelait « chaleur » est ce que nous appelons « énergie de liaison » et « réaction exothermique ». Il a également observé que cette hydratation ne se produisait bien que sur une chaux-vive récente, il ne pouvait deviner que cette réaction se produit aussi à l’air sans dégagement apparent de chaleur.

Plus proches de nous (XVIIIe et XIXe siècles) des auteurs comme Valentin Biston, M. Treussart ou Léon Louis Chrétien Lalanne entre de nombreux autres, distinguent trois procédés d’extinction : Ordinaire, immersion et spontanée. L’ordinaire est celle que nous pratiquons et qui s’apparente à un noyage, l’immersion consiste à plonger brièvement des « blocs » dans l’eau et les en sortir avant le début audible de l’extinction et la spontanée consiste à laisser la chaux vive s’hydrater au contact de l’air humide qui s’apparente à ce que fait l’industrie maintenant pour produire la chaux aérienne en poudre. Et ce qui semble plus étonnant c’est que ces procédés sont conseillés dans l’ordre inverse à celui qui donnerait à la chaux aérienne en pâte une supériorité sur la chaux aérienne en poudre (ce qui peut donner lieu à débat d’ailleurs, mais ailleurs si possible).

Il était conseillé, sauf par Foucroy de Ramecourt (voir infra) , pour l’extinction des chaux grasses (qui gonflaient beaucoup) et des chaux communes (qui gonflaient moins, parfois appelées « maigres » ou « âpres ») de d’abord préférer l’extinction spontanée, puis par immersion rapide, puis ordinaire (par noyage) si rien d’autre n’était possible. L’inverse de ce qu’il est préconisé ici.

Les conditions de travail anciennes, indiquées par Lalanne, tendent à en expliquer les raisons. La chaux est rarement disponible juste à coté du chantier, en distance et en temps, le transport d’une chaux en pâte est coûteux et malaisé ; un litre de chaux en pâte pèse souvent plus d’1,3 kg. la même en poudre 0,5 kg. La conservation d’une chaux en pâte dans des récipients est problématique à l’époque, toutes raisons qui font, sans doute, opter pour une chaux aérienne hydratée à l’air plutôt que dans l’eau si possible. On pourra noter aussi qu’il est rarement fait de nuances entre l’utilisation de la chaux pour un enduit fin ou un mortier de hourdage compact.
A l’inverse, dans son traité sur l’Art du chaufournier, Fourcroy de R. indique que la meilleure façon possible d’éteindre la chaux est de le faire vite et par noyage. Il ajoute aussi savoir « les anciens gardaient la chaux éteinte (ndlr : en pâte) deux ou trois ans avant de s’en servir », décrivant même un cas où une pâte (ndlr : conservée en fosse) de plus de neuf ans était encore propre à l’usage. De même il écrit que les chaux vives éteintes par aspersion ne donnent que de très mauvais mortiers. Cet accident se produisant aussi par temps chaud et orageux. Touchant sans doute du doigt les possibilités d’hydratation rapide et partant de carbonatation (plus lente) de la chaux éteinte en poudre. L’oeuvre de Fourcroy de R. est plus ancienne que celles de Biston, Treussard et Lalanne indiquant peut-être que les conditions de travail avaient changés entre leurs époques respectives.

Très peu d’auteurs, jusqu’au XVIIIe (aucuns ?), font la différence entre les chaux destinées au hourdage de celles destinées aux enduits. La prise hydraulique n’était pourtant pas un mystère et ce depuis très longtemps. Certaines « pierres à chaux » fournissaient une chaux difficile à travailler, l’extinction n’était possible qu’a l’air ambiant et dès qu’elle était mouillée elle durcissait. Donnant des mortiers d’une qualité bien supérieure aux autres pour la construction d’ouvrages, murs, ponts etc. Et bien entendu impropre à l’usage pour les enduits ou badigeons. Le fait n’était pas expliqué (en France il faudra attendre Vicat et ses contemporains) mais connu.

Il existe sur le sujet de la chaux une littérature (en ligne) importante, presque continue de la fin du XVIIIe à nos jours. Il est aussi très notable qu’a coté d’invariants il s’y trouve de très nombreuses contradictions apparentes ou réelles. Pour n’en prendre qu’un exemple anodin ; le charbon de bois, celui-ci souvent observé (par moi aussi) dans les mortiers est présenté (souvent par des archéologues) plutôt comme résidus de la « cuisson » du calcaire, bois de chauffe et pierres calcaires étaient mélangés, ou alors comme adjuvant spécifique (plutôt par les auteurs du XIXe) améliorant les qualités du mortier lors de sa présence en quantité importante (sans préciser laquelle). La réalité semble donner raison aux seconds. A l’issue d’une fournée de cuisson de pierres calcaires, les « pierres à chaux » cuites étaient extraites propres puis éteintes. Sauf que l’on constate en pratique que quelques pierres éclatent, tombent en morceaux au fond du four se mélangent aux braises et que par souci d’économie on aura décidé de les garder tout de même. D’où une chaux salie par des charbons. Oui mais à l’extinction ces charbons flottent et on peut facilement les éliminer. Alors qui croire ?

Et pour ce qu’il en est du très fameux « Mortier Romain » dont l’hydraulicité ou la prise pouzzolanique ont pu sembler mystérieuses, la lecture des textes disponibles indique que cela n’a jamais été un secret et que son emploi ne s’est jamais perdu.
Ce qui s’est perdu sont la pratique et les conditions de ses fabrications.

Bibliographie en ligne indicative et non exhaustive (loin de là):

 

Arnaud Coutelas , 2003 : Pétro-archéologie du mortier de chaux gallo-romain : essai de reconstitution et d’interprétation des chaînes opératoires : du matériau au métier antique, thèse de doctorat, 45877,3 pages .

Littmann, Edwin R. “Ancient Mesoamerican Mortars, Plasters, and Stuccos: Comalcalco, Part I.” American Antiquity, vol. 23, no. 2, 1957, pp. 135–140.
Un extrait à télécharger en pdf : Chaux En Amerique Précolombienne.pdf

Fourcroy de Ramecourt, Charles-René, 1761. Art du chaufournier.{ndlr : une lecture bien plus intéressante qu’il n’y parait}

Lalanne, L.L.C., 1839, Collection de tables pour abréger les calculs relatifs à la rédaction des projets de routes et de chemins de toutes largeurs…: Appendice no. 4 au tome 1 de la 4. éd. du Cours de constructions de feu m.-J. Sganzin.

Antoine Raucourt de Charleville, 1828 , Traité sur l’art de faire de bons mortiers et d’en bien diriger l’emploi.

Biston, V. and Magnier, M.D., 1850, Nouveau manuel complet du chaufournier: contenant l’art de calciner la pierre à chaux et à plâtre; de composer toutes sortes de mortiers ordinaires et hydrauliques, ciments, pouzzolanes artificielles, bétons, mastics; briques crues, pierres et stucs ou marbres factices propres aux constructions. {ndlr : un ouvrage dont de nombreuses parties ne semblent pas être issues d’expériences ou d’observations personnelles de l’auteur}

Vitruve dans le texte et dans une version de Maufras.