Pouzzolane

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Grains de pouzzolane.

La pouzzolane est une roche naturelle constituée par des scories (projections) volcaniques basaltiques ou de composition proche. Elle possède une structure alvéolaire. La pouzzolane est généralement rouge ou noire, avec toutes les teintes intermédiaires, exceptionnellement grise.

La pouzzolane associée à la chaux fût employé par la Rome antique dans la confection de maçonnerie en béton (Opus caementicium). En souvenir celle-ci, les cendres volantes silico-alumineuses issues de la combustion des charbons schisteux brûlés en centrale thermique, employées dans la confection des ciments contemporains, sont appelées également « pouzzolane »[1].

Étymologie et histoire[modifier | modifier le code]

Cette substance est appelée pouzzolane, parce qu'elle se trouve dans le voisinage de Pouzzoles[2], autrefois Putéoli, d'où le nom de pulvis Puteolanus que lui donnent Sénèque (Quest. Nat., liv. III) et Pline l'Ancien (Hist. Nat., liv. xxxv, ch. 13). Vitruve l'appelle Baianus et Cumanus[3],[4].

L'usage du mortier de chaux se répandit dès la période républicaine, lorsque l'on découvrit que le mélange de chaux et de pouzzolane avec de l'eau avait la propriété de se solidifier. Mêlé à du gravier ou à des gravats de démolition, ce béton pouvait être utilisé à coffrage perdu ou habillé de briques, de marbre et de stuc (Opus caementicium). Le mortier romain est à l'origine de la réalisation d'arches, voûtes et coupoles très durables, parvenues jusqu'à nous dans la basilique de Maxence ou le Panthéon de Rome[5].

Le pouzzolane est décrite par Vitruve dans son De architectura (Livre II, Chapitre 6) :

« Il existe une espèce de poudre à laquelle la nature a donné une propriété admirable. Elle se trouve au pays de Baïes et dans les terres des municipes qui entourent le mont Vésuve. Mêlée avec la chaux et le moellon, non seulement elle donne de la solidité aux édifices ordinaires, mais encore les môles qu'elle sert à construire dans la mer acquièrent sous l'eau une grande consistance. Voici comment j'en explique la cause. Sous ces montagnes et dans tout ce territoire, il y a un grand nombre de fontaines bouillantes ; elles n'existeraient pas s'il ne se trouvait au fond de la terre de grands feux produits par des masses de soufre, ou d'alun, ou de bitume en incandescence. La vapeur qui s'exhale de ces profonds réservoirs de feu et de flamme, se répandant brûlante par les veines de la terre, la rend légère, et le tuf qui en est produit est aride et spongieux. Ainsi, lorsque ces trois choses que produit de la même manière la violence du feu, viennent par le moyen de l'eau à se mêler et à ne plus faire qu'un seul corps, elles se durcissent promptement ; et prennent une solidité telle, que ni les flots de la mer ni la poussée des eaux ne peuvent les désunir ».

Ces vertus permettant au mortier de résister à l'eau et même de faire prise en milieu très humide est due à la présence d'une grande quantité de silicate d'alumine. En ajoutant à la chaux aérienne de la pouzzolane, on la transforme artificiellement en chaux hydraulique. Ce n'est qu'en 1818 que Louis Vicat expliquera les principes de cette réaction, dans sa théorie de l'hydraulicité[6].

Par la suite on nommera vertu pouzzolanique la capacité d'une substance à reproduire la réaction de la chaux au contact de la pouzzolane.

On doit à Barthélemy Faujas de Saint-Fond la découverte de pouzzolane dans le Velay: « Les collines qui sont au pied du Vésuve dans les environs de Naples abondent en pouzzolane de différentes couleurs; les Italiens la nomment terra Ponolana ; il y en a de la brune et de la jaunâtre ; il y a de la pouzzolane noire sur le Vésuve; la meilleure de cette couleur se tire de la Torre dell Anunziata : on en trouve de la grise très-fine dans les environs de Pouzzoles; il y a même quelques collines du voisinage qui en fournissent d'un gris blanchâtre, qui est mêlée de quelques parties alkalines qui font un peu d'effervescence avec les acides; la pouzzolane brune et jaunâtre est très - commune et se trouve dans presque toutes les parties de l'Italie qui ont subi l'action des feux souterrains. (...) En France, l'Auvergne, le Velay, le Vivarais, les environs d'Agde, ceux de Toulon du côté d'Evenos, et les environs de la Chartreuse de l'Averne en Provence, renferment de la pouzzolane de différentes qualités et de plusieurs couleurs : en un mot, on en trouve en général dans tous les pays où l'on voit des restes de volcans: c'est dans les environs des anciennes bouches et des cratères qu'il faut la chercher ; il est vrai qu'elle n'est pas abondante partout, et qu'elle se rencontre souvent dans des lieux d'un accès difficile »[7].

Dans les années qui suivront sa découverte, Vicat parcourra la France afin de découvrir plus de trois cents carrières capables de fournir ces chaux hydrauliques. Il en publie les listes dans les Annales des Ponts et Chaussées.

Type de roche[modifier | modifier le code]

Dans la pouzzolane on trouve des scories qui indiquent la profondeur du magma qui l'a créé.

Magma de surface 
Grès carbonifère... autres roches de surface
Magma intermédiaire 
Roches métamorphiques
Magma profond 
Péridotite

Utilisation[modifier | modifier le code]

Elle est utilisée pour le jardinage, les constructions, le béton de chanvre, l'aquariophilie afin de filtrer l'eau car cette pierre est poreuse et constitue un bon support bactérien, l'assainissement non collectif et les routes.

En jardinerie[modifier | modifier le code]

Ses applications dans les jardins sont multiples :

En construction[modifier | modifier le code]

La pouzzolane est à la base de la fabrication de certains ciments à prise lente, utilisés notamment dans la constitution du béton pour les barrages de type BCR (Béton Compacté au Rouleau).

Le tuf constituant le sous-sol de Rome est composé de deux types de roches volcaniques :

  • le pépérin, solide et semblable à la pierre ;
  • la pouzzolane, friable et sablonneuse, propre à composer un ciment tenace, cause principale de la durée des monuments romains.

Utilisée dans les parpaings, elle a aussi été utilisée lors de la conception du terrain du Stade de France : la pouzzolane, très poreuse, permet à l'eau de s'écouler et d'évacuer très rapidement la pelouse.

D'une manière générale, ce matériau de construction est plus léger que les autres matériaux, type silicocalcaire. Dans les travaux publics, cela permet de mettre en œuvre des remblais allégés : terrain trop faible pour recevoir une route, remblaiement sur ouvrage souterrain... La densité moyenne de la pouzzolane une fois en place tourne autour de 0,85 t/m3 au lieu de 1,9 t/m3 pour les matériaux classiques.

Assainissement non collectif[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Assainissement non collectif.

La pouzzolane est utilisée sous forme de pierre de 20 à 50 mm comme filtre dans les fosses toutes eaux. Elle permet de protéger le réseau d’épandage contre les départs de matières en suspension.

La pouzzolane doit être sortie et lavée à eau vive 1 à 2 fois par an.

Sur les routes[modifier | modifier le code]

La pouzzolane est également répandue en hiver sur les routes où le froid est tel que le sel est inefficace. On s'en sert également dans les industries telles que la métallurgie pour remplacer le sel (le métal n'aimant pas le sel qui le corrode) en période de neige afin de maintenir une bonne adhérence pour les engins de manutention. À défaut de faire fondre la neige et la glace, cela permet de maintenir d'assez bonnes conditions d'adhérence pour les véhicules.

Localisation[modifier | modifier le code]

On trouve de la pouzzolane dans toute région volcanique. En France, on trouve de la pouzzolane à l’état naturel en Auvergne. Le Cap-Vert (archipel volcanique au large du Sénégal) produit aussi de la pouzzolane, via la société Cabocem.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Fond de formation professionnel de la construction. Bruxelles. 1992
  2. Ancienne Dikearchie (Cité de la Justice), port italien riche en sable volcanique, situé au pied du Vésuve au nord du golfe de Naples
  3. L'architecture de Vitruve. Tome 1 / traduction nouvelle par M. Ch.-L. Maufras C.-L.-F. Panckoucke (Paris).1847 sur gallica.bnf.fr
  4. Le volcanisme athogien sur volcans-ardeche.com
  5. Mary Hollingsworth, L'homme et l'art, une histoire de l'art, Grund, 2004.
  6. Louis Joseph Vicat. Traité pratique et théorique de la composition des mortiers, ciments et gangues a pouzzolanes et de leur emploi dans toutes sortes de travaux. Livre google
  7. Faujas-de-St.-Fond (Barthélemy, cit.). Recherches sur la pouzzolane,: sur la théorie de la chaux et sur la cause de la dureté du mortier, : avec la composition de différens cimens en pouzzolane, & la maniere de les employer, tant pour les bassins, aqueducs, réservoirs, citernes & autre ouvrages dans l'eau, que pour les terrasses, bétons & autres constructions en plein air. Chez J. Cuchet, imp. lib. de Mgr le Duc d'Orléans. (Livre numérique Google)
  8. Tableau comparatif des substrats

Annexes[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]

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