Brevet FR2792353A1 — publié le 20001020

REPARATION D'ÉLÉMENTS DE MA ONNERIE. La présente invention concerne le domaine de la réparation d'éléments de maçonnerie, tels que des murs en pierre massive ou dont la surface extérieure est en pierre massive. De tels murs, souvent de forte épaisseur, par exemple supérieure à 1 mètre, subissent au cours du temps différents dommages par voie mécanique ou chimique, par exemple par infiltration d'eau, migration de sels minéraux, par échange atmosphérique, etc., qui provoquent une diminution progressive de leurs caractéristiques mécaniques et une altération de leur surface. On connaît plusieurs méthodes destinées à leur rendre en partie leurs caractéristiques d'origine. On peut enlever une fine couche de surface dudit mur et agrafer ensuite aux parties restantes une nouvelle "peau" sous forme de plaquettes de très faible épaisseur (par exemple 10 à 20 mm) qui lui rend son aspect d'origine. Toutefois, une telle peau est inapte à supporter des charges et repose entièrement sur les parties restantes du mur dont l'épaisseur est légèrement diminuée. Dans le cas de murs de forte épaisseur, on peut également creuser et enlever une partie du mur sur une grande profondeur, par exemple de 40 à 60 cm et reconstruire totalement un nouveau mur de ladite épaisseur devant la partie restante. Toutefois, lors du refouillement, le mur est affaibli, ce qui peut nécessiter des étaiements. La partie restante de mur et la partie reconstruite forment deux ensembles mécaniquement indépendants dont l'évolution future est mal maîtrisée et peut dans certains cas conduire à leur séparation. Une telle méthode présente également l'inconvénient de la sortie d'un volume considérable et de la mise en oeuvre d'un volume équivalent de pierres neuves de coût élevé. Avec une telle méthode, des portions de pierres massives qui ne sont dégradées que très superficiellement sont nécessairement creusées à la même profondeur que celles dont la dégradation est plus importante. La présente invention a pour objet de proposer un procédé remédiant aux inconvénients ci-dessus. La présente invention a pour objet un procédé de réparation respectueux de l'existant et ne modifiant pas le fonctionnement mécanique d'un mur ou élément de maçonnerie. Le procédé de réparation, selon l'invention, est destiné à des éléments de maçonnerie en pierre de taille, du type comprenant une pluralité de pierres liées par un mortier et ayant subi une dégradation partielle, procédé dans lequel on enlève une partie dégradée d'une pierre existante jusqu'à affleurer une partie saine, on fixe à la dite partie saine une nouvelle pierre à l'emplacement de la partie dégradée au moyen de connecteurs, on remplit de mortier l'espace résiduel entre la nouvelle pierre et la partie saine, de façon que la nouvelle pierre et la partie saine de la pierre existante forment un ensemble rigide, et on remplit de mortier l'espace résiduel entre la nouvelle pierre et les pierres adjacentes. On redonne ainsi à l'élément de maçonnerie ses caractéristiques mécaniques d'origine. Avantageusement, la fixation par connecteurs est effectuée par perçage de trous borgnes dans la dite partie saine, perçage de trous borgnes dans la nouvelle pierre à des emplacements correspondants aux trous dans la partie saine, pose et scellement des connecteurs dans la nouvelle pierre et dans la dite partie saine, les connecteurs se présentant sous la forme de tiges sensiblement cylindriques de diamètre inférieur à celui des trous. Les connecteurs peuvent être à base de fibres de synthèse, par exemple en résine époxyde chargée de fibres, le scellement étant effectué avec de la résine synthétique, par exemple époxyde. Les connecteurs peuvent se présenter sous la forme de goujons ou de pattes dont la surface extérieure est pourvue de rugosités. Avantageusement, après l'étape de fixation par connecteurs, on dispose des éléments de séparation aptes à séparer l'espace résiduel entre la nouvelle pierre et la partie saine, de parties adjacentes dégradées ou non, enlevées ou non. Dans un mode de réalisation de l'invention, les éléments de séparation se présentent sous la forme de feuilles, par exemple d'épaisseur inférieure ou égale à 5 mm. Les éléments de séparation peuvent se présenter sous la forme de feuilles de poliane, de plaques de contreplaqué, etc. Avantageusement, on retire les éléments de séparation après l'étape de remplissage de l'espace résiduel entre la nouvelle pierre et la partie saine. Avantageusement, on enlève la partie dégradée de chaque pierre d'une pluralité de pierres existantes voisines jusqu'à atteindre la partie saine, on fixe une rangée de nouvelles pierres selon un banc horizontal, des éléments de séparation étant disposés entre chaque nouvelle pierre de la dite rangée et les pierres présentes en dessous, entre les nouvelles pierres, et entre les nouvelles pierres situées à chaque extrémité de la rangée et les pierres voisines latéralement, on remplit de mortier l'espace résiduel entre chaque nouvelle pierre de la rangée et la partie saine, on retire les éléments de séparation, et on remplit de mortier l'espace résiduel entre chaque nouvelle pierre de la dite rangée et les pierres présentes en dessous, entre les nouvelles pierres, et entre les nouvelles pierres situées à chaque extrémité de la rangée et les pierres voisines latéralement. Dans un mode de réalisation de l'invention, on réitère les étapes précédentes pour une pluralité de rangées. Dans un mode de réalisation de l'invention, pour la rangée la plus haute, on dispose des éléments de séparation entre chaque nouvelle pierre de la dite rangée la plus haute et les pierres présentes au dessus. Ainsi, on ne purge les pierres existantes que de leurs parties dégradées en affleurant leurs parties saines. On réduit la quantité de gravois au minimum. Le choix de l'épaisseur de la nouvelle pierre sera effectué, soit en se rapprochant le plus possible de la structure ancienne, cas auquel l'épaisseur de la nouvelle pierre sera très proche de l'épaisseur de la partie dégradée enlevée, l'épaisseur de chaque nouvelle pierre étant adaptée à la pierre existante sur laquelle elle va être fixée, soit en recherchant une réparation plus économique, cas auquel l'épaisseur des nouvelles pierres sera constante, l'espace résiduel variable existant entre les nouvelles pierres et la partie saine des pierres existantes étant rempli de mortier. La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par le dessin annexé, qui est une vue, partiellement en coupe, partiellement en perspective d'un mur réparé et renforcé par le procédé conforme à l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 1, une portion de mur est formée d'une pluralité de pierres référencées 1 à 6. Ces pierres 1 à 6 font partie du mur d'origine. Parmi celles-ci, les pierres 1 et 2 sont en bon état et n'ont pas fait l'objet de réparation si ce n'est un nettoyage de surface et éventuellement un léger rebouchage. Les pierres 3 à 6 possèdent une partie saine 3a à 6a et une partie dégradée non visible sur la figure 1, dans la mesure o elle a été préalablement ôtée lors d'une étape de purge permettant de trouver la surface des parties saines 3a à 6a. Les parties dégradées possédaient des caractéristiques mécaniques diminuées et susceptibles d'être nuisibles au fonctionnement mécanique de l'ensemble du mur. La purge s'effectue en respectant au maximum les parties saines 3a à 6a. Chaque pierre 3 à 6 comprend maintenant une partie nouvelle 3b à 6b également en pierre, de caractéristiques et de provenance les plus proches possibles des parties saines 3a à 6a d'origine, et une partie intermédiaire 3c à 6c réalisée en mortier, par exemple en mortier à la chaux ou à base de chaux et de poudre de pierre, et disposée entre la partie saine 3a à 6a et la partie nouvelle 3b à 6b. La liaison mécanique entre la partie saine 3a à 6a et la partie nouvelle 3b à 6b est renforcée par des connecteurs 7 scellés chacun dans une partie saine 3a à 6a et dans une partie nouvelle 3b à 6b. Un connecteur 7 est une tige sensiblement cylindrique, du type goujon, de section globalement circulaire, par exemple en résine époxyde (ou polyester) chargée de fibres de verre, de carbone, ou aramides. Un tel goujon en résine époxyde chargée de fibres possède une surface extérieure irrégulière formant ainsi des rugosités qui facilitent le scellement. Le scellement des connecteurs 7 tant dans les parties saines 3a à 6a que dans les parties nouvelles 3b à 6b, est effectué au moyen de résine époxy. Comme on peut le voir sur la figure 1, des feuilles 8 sont disposées entre chaque pierre 3 à 6 ainsi qu'entre la pierre 3 et les pierres 1 et 2, au niveau des parties nouvelles 3b à 6b et des parties intermédiaires 3c à 6c. Ces feuilles permettent de séparer mécaniquement les différentes pierres 1 à 6. Une fois que l'ensemble des parties neuves 3b à 6b a été disposé, on procède à l'enlèvement des feuilles 8 et au rebouchage des fentes qu'elles laissent par un joint de mortier. Chaque pierre 3 à 6 est ainsi reconstituée de façon extrêmement proche de ce qu'elle était à l'origine et présente des caractéristiques mécaniques sensiblement identiques. Le fonctionnement mécanique d'origine du mur est préservé en ce sens que chaque pierre réparée 3 à 6 conserve son individualité grâce aux feuilles de séparation 8 qui évitent la prise en masse avec liaison mécanique du mortier formant les parties intermédiaires 3c à 6c. On évite ainsi la formation d'un élément hétérogène dans un mur. A titre d'exemple, on pourra prévoir de former dans les parties saines 3a à 6a et dans les parties nouvelles 3b à 6b des trous borgnes d'un diamètre de 20 mm, dans lesquels on viendra sceller les goujons de résine époxyde armée de fibres d'un diamètre de 12 mm ou plus. La longueur des goujons sera adaptée à l'épaisseur de chaque partie nouvelle 3b à 6b et de chaque partie intermédiaire 3c à 6c. En général, cette longueur sera comprise entre 20 et 60 cm, avec à chaque extrémité environ 5 cm au moins de longueur scellée dans une partie saine ou dans une partie nouvelle. On disposera en général trois goujons par pierre. Bien entendu, pour des pierres de dimensions très importantes, on augmentera le nombre de goujons. Sur la figure 1, l'épaisseur de chaque partie nouvelle 3b à 6b est adaptée à l'épaisseur de la partie dégradée ayant fait l'objet d'une purge. Chaque partie nouvelle 3b à 6b est donc taillée, en longueur et en hauteur, pour correspondre à la dimension de la partie saine correspondante et en épaisseur pour correspondre à l'épaisseur de pierre dégradée purgée. En d'autres termes, on commence tout d'abord par purger la ou les pierres existantes qui en ont besoin. On taille les parties nouvelles devant s'adapter aux parties saines et prendre la place des parties purgées. On perce des trous borgnes en vue du scellement dans la partie saine et dans la partie nouvelle. On coupe les goujons à la longueur voulue. On les scelle dans la partie nouvelle au moyen de résine époxy, puis on prépare la pose de la partie nouvelle en disposant les feuilles de séparation horizontales et verticales nécessaires. Chaque partie nouvelle est séparée des pierres voisines par une feuille prévue sur sa surface inférieure et une feuille sur chaque côté latéral. On vient poser la partie nouvelle en présentant les goujons dans les trous correspondants de la partie saine et on procède au scellement des goujons dans ladite partie saine. On peut procéder de cette façon pour tout un banc de pierres situées à un même niveau horizontal. Puis, on remplit l'espace intermédiaire entre la partie saine et la partie nouvelle avec du mortier. Les parties centrales des goujons se trouvent ainsi noyées dans le mortier. Après prise du mortier, on retire les feuilles de séparation et on forme des joints au mortier entre les pierres ainsi reconstituées. En variante, on peut sceller d'abord les goujons dans la partie saine, puis dans la partie nouvelle. Les feuilles de séparation permettent d'éviter la continuité entre les assises des pierres. Les parties nouvelles épaisses d'au moins 10 cm sont totalement intégrées aux parties saines et prennent part au fonctionnement mécanique, notamment à la reprise des efforts de compression qui peuvent se produire. Le montage des parties nouvelles est facilité par la présence des connecteurs qui constituent une aide pour leur positionnement. Les coefficients de dilatation thermique des connecteurs et de la résine de scellement sont choisis pour assurer une homogénéité totale de l'ensemble formé par les parties nouvelles, le mortier intermédiaire, les connecteurs et les parties saines. Chaque pierre reconstituée se comporte donc de la même manière qu'une pierre massive de même dimension. Grâce à l'invention, on évite le remplacement total de pierres qui est dommageable sur le plan archéologique tout en respectant la conception d'origine du mur, ce qui est une garantie contre d'éventuelles déstabilisations ou désordres ultérieurs. REVENDICATIONS 1. Procédé de réparation d'éléments de maçonnerie en pierre de taille, du type comprenant une pluralité de pierres liées par un mortier et ayant subi une dégradation partielle, dans lequel on enlève une partie dégradée d'une pierre existante jusqu'à affleurer une partie saine (3a), on fixe à la dite partie saine une nouvelle pierre (3b) à l'emplacement de la partie dégradée au moyen de connecteurs (7), on remplit de mortier l'espace résiduel entre la nouvelle pierre et la partie saine, de façon que la nouvelle pierre et la partie saine de la pierre existante forment un ensemble rigide, et on remplit de mortier l'espace résiduel entre la nouvelle pierre et les pierres adjacentes. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la fixation par connecteurs est effectuée par perçage de trous borgnes dans la dite partie saine, perçage de trous borgnes dans la nouvelle pierre à des emplacements correspondants aux trous dans la partie saine, pose et scellement des connecteurs dans la nouvelle pierre et dans la dite partie saine, les connecteurs se présentant sous la forme de tiges sensiblement cylindriques de diamètre inférieur à celui des trous. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les connecteurs sont à base de fibres de synthèse, le scellement étant effectué avec de la résine synthétique. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel après l'étape de fixation par connecteurs, on dispose des éléments de séparation (8) aptes à séparer l'espace résiduel entre la nouvelle pierre et la partie saine, de parties adjacentes dégradées ou non, enlevées ou non. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel les éléments de séparation se présentent sous la forme de feuilles. 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, dans lequel on retire les éléments de séparation après l'étape de remplissage de l'espace résiduel entre la nouvelle pierre et la partie saine. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on enlève la partie dégradée de chaque pierre d'une pluralité de pierres existantes voisines jusqu'à atteindre la partie saine, on fixe une rangée de nouvelles pierres selon un banc horizontal, des éléments de séparation étant disposés entre chaque nouvelle pierre de la dite rangée et les pierres présentes en dessous, entre les nouvelles pierres, et entre les nouvelles pierres situées à chaque extrémité de la rangée et les pierres voisines latéralement, on remplit de mortier l'espace résiduel entre chaque nouvelle pierre de la rangée et la partie saine, on retire les éléments de séparation, et on remplit de mortier l'espace résiduel entre chaque nouvelle pierre de la dite rangée et les pierres présentes en dessous, entre les nouvelles pierres, et entre les nouvelles pierres situées à chaque extrémité de la rangée et les pierres voisines latéralement. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel on réitère les étapes précédentes pour une pluralité de rangées. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel, pour la rangée la plus haute, on dispose des éléments de séparation entre chaque nouvelle pierre de la dite rangée la plus haute et les pierres présentes au dessus.