La chaux est utilisée pour la construction de bâtiments, pour stabiliser les routes et chemins, et aussi comme amendement agricole. Cet article propose de découvrir l’histoire, la composition, la fabrication, les variétés, les propriétés et a quoi sert la chaux.

Un matériau ancestral

La chaux est un matériau employé depuis des millénaires. Les Chinois, les Egypsiens, les Mayas ont érigé des ouvrages durables en utilisant des mortiers à base de chaux à caractère hydraulique, obtenues par cuisson des calcaires locaux.

Dans l’histoire plus récente, les Romains puis nos ancêtres ont utilisé les mêmes techniques pour édifier des ouvrages et des bâtiments qui font partie de notre héritage culturel.

Du XIIe au XIXe siècle, elle connut son heure de gloire dans le bâtiment. Elle a ensuite été délaissée au profit du ciment.

Aujourd’hui, elle revient en force grâce à ses multiples qualités.

De la chaux.

qu’est-ce que la chaux ?

La chaux est un terme générique désignant les produits issus de la calcination du calcaire.

Il existe trois principaux types de chaux :

• La chaux vive : potentiellement dangereuse (base très corrosive), elle est principalement employée dans l’industrie et l’agriculture pour amender les sols. Hydrophile, elle est utilisée pour assécher, détruire les matières organiques riches en eau.
• La chaux aérienne.
• La chaux ayant des propriétés hydrauliques.

Fabrication de la chaux

Elle est obtenue par calcination dans un four, à une température de 900°C, de roches calcaires composées majoritairement de carbonate de calcium.

A l’issue de la calcination, on obtient de l’oxyde de calcium (CaO) en sortie du four : c’est la chaux vive. Elle prend l’apparence de pierres pulvérulentes en surface.

La chaux vive est ensuite éteinte à l ’eau. Cette opération s’accompagne d’un fort dégagement de chaleur et entraîne la pulvérisation de la pierre.

Une fois éteinte est alors broyée, avec ou sans addition d’autres constituants.

A l’état naturel, il faut savoir que la pierre calcaire constituant la matière première peut se trouver mélangé à des marnes, des argiles et des silex, riches en silice (SiO2).

Si la matière première contient peu de silice, le produit obtenu sera une chaux aérienne, qui durci à l’air par carbonatation lente.

Si la matière première contient des éléments siliceux en plus du carbonate de calcium, lors de la calcination chaux et silice se combinent pour former un silicate de calcium (C2S). Ces silicates de calcium donnent la propriété au liant de faire prise et même de durcir sous l’eau. On obtient alors une chaux hydraulique naturelle.

Tout comme les chaux aériennes, les chaux hydrauliques naturelles durcissent également à l’air par carbonatation lente.

Cycle de la chaux aérienne.

Cycle de la chaux hydraulique naturelle.

Ainsi, selon la roche d’origine et le traitement subi, on obtient les différents produits figurant dans le tableau suivant :

Les différents types de chaux utilisées en construction

Les chaux de construction sont régies par la norme NF EN 459-1.
On distingue :

• Les chaux aériennes : également appelées chaux grasses, elles sont produites à partir de calcaire très pur (de l’ordre de 95 à 99 %). Elles sèchent très lentement au contact de l’air et doivent donc être utilisées en milieux secs.
  En fonction de la composition du calcaire, on distinguera 2 sous familles :
  • La chaux calcique (CL, pour Calcium Lime).
  • La chaux dolomitique (DL, pour Dolomitic Lime).

Elle est calcique lorsqu’une grande partie du calcaire qui en est à l’origine est composée de carbonate de calcium (CaCO3). Dolomitique lorsque la dolomie (CaMg[CO3]2) est prédominante dans sa composition.
Elles sont classées en fonction de leur teneur en chaux (CaO) et magnésie (MgO) (voir tableaux ci-dessous).

Composition de la chaux calcique.

Guide de la chaux dolomitique.

• Les chaux ayant des propriétés hydrauliques : elles ont la propriété de faire prise et durcir lorsqu’elles sont mélangées à de l’eau et par réaction avec le dioxyde de carbone présent dans l’air (carbonatation).
  En fonction de leur composition, on distinguera 3 sous familles :
  • Les chaux hydrauliques naturelles (NHL) : produites par calcination de calcaire plus ou moins argileux ou siliceux, les NHL ne contiennent pas d’autres matériaux ajoutés.
    Les NHL sont classées en fonction de leur résistance à 28 jours exprimée en N/mm2 ou MPa (1 N/mm2 = 1 MPa). Il existe 3 classes de résistance désignées par la valeur minimale : 2 ; 3,5 ; 5. Plus la résistance est importante, moins le mortier de chaux sera élastique. A chaque classe correspond une plage de variation entre cette valeur minimale et une valeur maximale, comme indiqué dans la figure suivante.

Les 3 classes de résistance des chaux naturelles.

• • Les chaux hydrauliques (HL) : ce sont des liants hydrauliques fabriqués par mélange de chaux et d’autres matériaux (ciment, laitier de haut fourneaux, cendres volantes, filler calcaires, adjuvant, …). Elles ont la propriété de faire prise et de durcir en présence d’eau. Le dioxyde de carbone présent dans l’air contribue également au processus de durcissement. Les HL sont classées en fonction de leur résistance à 28 jours selon 3 classes : HL 2 ; HL 3,5 ; HL 5.
  • Les chaux formulées (FL) : ce sont des chaux ayant des propriétés hydrauliques constitués principalement de chaux aérienne (CL) et/ou de chaux hydraulique naturelle (NHL) avec des matériaux hydrauliques et/ou pouzzolaniques ajoutés. Elles ont la propriété de faire prise et de durcir lorsqu’elle est mélangée à l’eau et par réaction avec le dioxyde de carbone présent dans l’air (carbonatation). Les FL sont classées en fonction de leur résistance à 28 jours selon 3 classes : FL 2 ; FL 3,5 ; FL 5.

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Les avantages de la chaux hydraulique

• Respectueuse des bâtis anciens : produite par la cuisson du calcaire, elle possède une résistance mécanique modérée qui est particulièrement adaptée aux supports anciens.
• Souple et cohésive aux supports : elle est souple et élastique, ce qui permet d’accompagner le mouvement des ouvrages, limitant ainsi le risque de fissuration.
• Perméable à la vapeur d’eau : elle permet aux murs de « respirer » en facilitant les échanges hygrothermiques.
• Imperméable à l’eau de ruissellement : elle est imperméable à l’eau de ruissellement, offrant ainsi une protection des murs contre les intempéries.
• Esthétique : sa transparence permet de mettre en valeur les couleurs des sables régionaux.
• Agréable à mettre en œuvre : sa texture fine confère au mortier des qualités d’application telles que l’onctuosité, la plasticité et l’adhérence aux supports.
• Confort de vie et bâti sain : elle contribue à prévenir la formation de moisissures, champignons et micro-organismes.

Enduit extérieur à la chaux.

Utilisations dans le bâtiment

La chaux aérienne est fine et très blanche. Elle est idéale pour réaliser les travaux de finition tels que :

• En intérieur : elle permet de réaliser des peintures à la chaux (aussi appelées badigeons ou laits de chaux) et des enduits de finition décoratifs tels que le stuc, le tadelakt.
• En extérieur : elle est utilisée pour faire des gobetis, des enduits a la chaux blanche et des badigeons.

La chaux ayant des propriétés hydrauliques est utilisée pour faire :

• Des enduits à la chaux intérieurs et des enduits à la chaux exterieurs pour le bâti neuf
• Des enduits traditionnels à la chaux sur maçonneries anciennes.
• Des badigeons à la chaux hydraulique ou laits de chaux, pouvant être colorés.
• Réaliser des mortiers de maçonnerie, utilisés pour la pose et le jointoiement de blocs, briques et pierres. Elle peut alors être utilisée pure ou bâtardée (en mélange avec du ciment) selon la rapidité de temps de séchage et durcissement désirée.
• Des coulis de consolidation de maçonnerie anciennes, montées au mortier de terre.
• De la stabilisation de sols.
• Des betons de chaux pour faire des dalles de chaux.
• Des bétons chaux chanvre et enduits chaux chanvre utilisés pour isoler.

Conclusion

La chaux, avec son héritage historique et ses applications contemporaines, est un matériau qui a traversé les âges sans perdre de sa pertinence. Elle représente une solution durable pour de nombreux projets modernes.