Louis-Joseph Vicat

“ Si la bouillie reste molle, au contraire, c'est le caractère certain d'une chaux commune.
Nous insistons sur ces distinctions parce que les chaux hydrauliques ne sont pas seulement précieuses pour la fabrication des bétons, mais parce qu'elles seules peuvent donner, par leur mélange avec le sable ordinaire, d'excellents mortiers pour les constructions exposées à l'air, nonobstant l'opinion de M. Sage, qui voudrait qu'on les proscrivît tout à fait pour une raison fort singulière, c'est qu'on ne connaît, dit-il, ni la qualité, ni la quantité des principes qu'elles contiennent. ”

“ Il est donc nécessaire qu'il y ait dans la pâte soumise à la cuisson les éléments d'un silicate fusible au milieu duquel la silice, l'alumine, la chaux, puissent se réunir, réagir les uns sur les autres et cristalliser. Le moyen pratiquement le plus simple et le plus économique d'arriver à ce résultat est de recourir à l'oxyde de fer qui se trouve naturellement dans tous les calcaires marneux et qui forme précisément, avec la silice, l'alumine et la chaux, une combinaison très fusible. ”

“ En voilà assez pour démontrer que la fabrication des chaux hydrauliques, telle que nous la concevons, n'a rien de difficile ni d'impraticable en grand. Ce serait d'ailleurs une chose à examiner dans les pays à pierres tendres et crayeuses, s'il ne conviendrait pas de substituer à la première cuisson une pulvérisation mécanique; mais il est fort douteux que le succès fût le même, parce qu'il deviendrait très difficile d'obtenir par une trituration grossière, la seule praticable en pareil cas, une division aussi parfaite que celle que donne l'extinction spontanée de la chaux. ”

“ Vicat fut, à l'École polytechnique, ce qu'il avait été partout, un bon élève ; il passa de bons examens de sortie : le cours de physique, à cette époque, n'était peut-être pas tout à fait à la hauteur des autres cours de l'Ecole ; Vicat, qui avait sur le cœur les questions de Biot, étudia quelques traités spéciaux; aussi Malus, examinateur de sortie pour la physique, et qui connaissait la manière dont le cours était professé, fut étonné du savoir du jeune élève, et il le complimenta, ce qui était aussi rare de sa part que de celle de Legendre, examinateur de sortie pour l'analyse. ”

“ Si les lois de la statique chimique ont quelque valeur, là où il y aura le moins de chaux engagée dans les ciments, les affinités auront aussi moins de facilité à la leur enlever, et c'est ce que l'expérience a surabondamment prouvé tant en mer libre que dans les dissolutions étendues de sulfate de magnésie. ”

“ On parvient assez facilement, avec un peu d'habitude, à doser exactement
les mélanges, quoique la terre soit ainsi détrempée : la manipulation se fait d'ailleurs mieux et plus vite que de toute autre manière.
Il ne faut pas croire que l'argile cuite à part et ajoutée à la chaux commune, dans les proportions que nous venons d'indiquer, puisse donner les mêmes résultats que lorsque ces deux substances sont mêlées avant la cuisson. Le feu modifie les uns par les autres les principes qui constituent le mélange, et donne naissance à un nouveau composé qui jouit de nouvelles propriétés. ”

“ Par cette expérience, la lumière succédait à l'obscurité, la certitude au doute : l'art de bâtir venait de s'enrichir d'une admirable découverte.
Nous ne supposons pas que cette qualification puisse être contestée ; nous ne saurions croire que le désir, malheureusement si commun, du reste, de dépouiller un contemporain au profit de la réputation d'un mort, décide personne, dans cette circonstance, à exagérer le mérite des essais,
des hypothèses, des conjectures qui précédèrent les travaux de l'ingénieur du pont de Souillac. ”

“ Les qualités de la chaux changent non seulement d'un canton à l'autre, mais, ce qui paraîtra moins croyable, c'est que ces changements s'observent souvent dans la même carrière, et telle est la variété des espèces calcaires sous ce rapport qu'on peut facilement en trouver un assez grand nombre pour passer de la chaux commune la plus grasse à la chaux hydraulique la plus maigre, en parcourant toutes les nuances intermédiaires. ”

“ Ainsi, à composition chimique égale, le ciment provenant d'un calcaire argileux très compact, par exemple, deviendra plus dur que celui qui sera fourni par une marne légère, bien que ce dernier ait pu primer par la vitesse de prise ; il en sera de même de deux pouzzolanes ; la plus active sera nécessairement celle où la silice se trouve dans le moindre degré de cohésion ; mais par cela même, il y aura moins de matière comprise sous un égal volume et, par conséquent, il pourra se faire qu'il y ait aussi, plus tard, moins de dureté dans le béton dont une telle pouzzolane sera la base. ”

“ Il est vrai que la magnésie s'hydrate moins rapidement que la chaux, ce qui peut rendre l'extinction d'une chaux hydraulique, composée de chaux et de magnésie, plus difficile, mais en faut-il conclure que le rôle de la magnésie, dans les gangues hydrauliques, est nuisible et qu'elle doit être proscrite? ”

“ En France donc, vers 1819, les chimistes et les hommes spéciaux admettaient comme incontestable la propriété hydraulique de la pouzzolane d'Italie, du traass et de quelques produits artificiels analogues. En Allemagne, un chimiste distingué refusait à ces substances toute espèce d'énergie. En France, la vieille technique, d'accord avec Chaptal sur l'efficacité de l'oxyde de fer et d'un feu
violent, ne voyait de pouzzolanes artificielles passables que dans les tuileaux et argiles rouges bien cuits. ”

“ Les départements où l'on trouve la chaux hydraulique naturelle en plus grande abondance sont : les départements du Lot, du Lot-et-Garonne, du Tarn, de la Dordogne, du Gard, de l'Ardèche, de la Drôme, du Gers, de la Charente, de l'Hérault, du Cher, de l'Allier, de la Nièvre, de l'Yonne, de la Côte-d'Or, de l'Ain, de l'Isère, du Jura, du Doubs, du Haut-Rhin, etc. Sur quatre-vingts départements déjà explorés, il n'en est que six ou sept, à terrains primordiaux, où la chaux hydraulique manque entièrement. ”

“ Il n'y a aucun avantage, et sous aucun rapport, à composer la gangue des bétons avec de bonnes pouzzolanes et de bonnes chaux hydrauliques, à moins qu'il ne s'agisse de bétonnements exposés immédiatement à être délavés par le choc des ondes ou par la vitesse d'un courant ; en pareil cas, les gangues de ce genre peuvent rendre de grands services, parce que l'excès de chaux qu'elles exigent donne à leur pâte une consistance grasse et tendre sur laquelle l'eau glisse et a peu de prise. ”

“ Il existe pour chaque pierre à chaux hydraulique des cas d'incomplète cuisson qui donnent des résultats bien inférieurs à ceux qu'offre la cuisson complète, comme aussi il en est d'autres pour lesquels les incuits se comportent comme de véritables ciments. ”

“ Quand cette base manque tout à fait ou à peu près, comme dans certains calcaires exclusivement siliceux et chargés de 30 à 40 pour 100 de silice, non seulement alors ces calcaires ne peuvent pas être ramollis au feu le plus violent et conséquemment se transformer en ciments brûlés, mais une cuisson modérée ne peut pas même en faire des ciments ordinaires.
L'alumine de l'argile paraît donc être l'agent principal de la vitesse du durcissement. ”

“ Ce qu'on reproche aux pouzzolanes, de même qu'aux ciments fortement chargés en argile, c'est un durcissement lent et peu considérable pendant les premières années. Les portlands, au contraire, durcissent rapidement et arrivent, au bout de sept à huit jours, à des duretés que les autres atteignent à peine après cinq ou six ans. Ce sont ces brillants débuts qui ont fait leur fortune, tant il est vrai qu'en tout et pour tout il vaut mieux, pour réussir en ce monde, de brillants dehors qu'un fond solide. ”

“ Il y a joint quelquefois la magnésie qu'il trouvait, en petite quantité, dans les argiles, mais sans y attacher d'importance, car, dans tous ses mémoires, quand il parle d'argile hydraulisante, il ajoute toujours fer et autres éléments non compris.
La silice seule, de même que l'alumine seule, ne peut former une véritable gangue hydraulique, c'est-à-dire faisant prise sous l'eau et durcissant progressivement avec le temps. La silice est de beaucoup l'élément prépondérant, mais l'alumine ne doit jamais faire défaut. ”

“ Or, parmi les ciments brûlés qui ont servi à nos expériences, quelques-uns ont donné à l'analyse la composition des chaux-limites, avec indice de 0,55 : d'où ressort la question de savoir si tous les calcaires marneux qui, cuits au degré ordinaire, deviennent chaux éminemment hydrauliques ou chaux-limites, se transformeraient en ciments par la fusion pâteuse. Pour prononcer, il faudrait pouvoir s'étayer de faits plus nombreux et plus variés que ceux que nous possédons. ”

“ Dans l'état actuel de nos connaissances sur les diverses chaux, il est impossible de dire s'il existe des proportions déterminées de silice seule ou de silice et d'alumine, ou de silice et de magnésie, etc., etc., qui puissent, par leur mélange intime avec une même quantité de matière calcaire, produire des pierres à chaux d'égale énergie. ”

“ Sur ces entrefaites, M. Deschamps, qui avait connu Vicat à Bordeaux, lui proposa la construction du pont de Souillac ; et quoiqu'un séjour de plusieurs années dans cette petite ville sans ressources pût paraître peu séduisant pour un jeune homme, il n'hésita pas à accepter une position qui lui offrait l'avantage, si rare à cette époque, de construire un grand pont et la perspective, s'il triomphait des difficultés que ses fondations présentaient, de se faire honorablement connaître et d'assurer par là son avenir. ”

“ La chaux était réduite en pâte, et les parties qui ne fusaient pas, quelle que fût d'ailleurs leur origine, se déposaient au fond des fosses, à l'état de sable ou de graviers plus ou moins gros. Tous les cahiers des charges prescrivaient formellement le rejet de ces parties non fusées qui, contenant des incuits-ciments et des chaux-limites, auraient amené, par une extinction ultérieure, des dislocations dans les maçonneries.
A partir de 1865, l'usage prévalut de la chaux éteinte et blutée. L'extinction fut pratiquée à
l'usine, et dans des conditions bien supérieures. ”

“ Toute substance argilo-calcaire capable de donner une chaux-limite ou une chaux hydraulique par une cuisson complète peut, par l'effet d une cuisson incomplète, donner un ciment, ou du moins un produit qui en a toutes les propriétés, pourvu que le rapport de l'argile à la portion de chaux libre dans l incuit ne soit pas au-dessous de 62 parties d'argile pour 100 de chaux ; au dessous de cette proportion, non seulement les incuits ne sont plus ciments, mais ils peuvent même descendre au rang des chaux les moins énergiques, avec le grave inconvénient de l' extinction lente. ”

“ Nous devons dire que, dans l'opinion de quelques chimistes, la vraie nature des sels réellement existants en dissolution dans l'eau de mer est problématique, à cause des décompositions qui peuvent s'effectuer par l'évaporation ou concentration à laquelle on soumet cette eau pour l'analyser. Ce qu'il y a
de certain, c est que l'eau de mer contient de la soude, de la potasse, de la magnésie et de la chaux comme bases, et comme acides, les acides sulfurique, hydrochlorique et carbonique. ”

“ IV. Comme donnant des chaux hydrauliques : les calcaires mélangés avec silice, alumine, magnésie, fer et manganèse en proportions respectives variables, limitées de quinze à dix-huit centièmes pour la totalité et telles d'ailleurs que la silice ait toujours la prépondérance; soit que les autres substances interviennent une à une, soit qu'elles se présentent deux à deux, etc., le fer, le manganèse et la magnésie peuvent manquer complètement. ”

“ On pulvérise par les moyens ordinaires et on en forme un ciment naturel de couleur gris de fer dont la qualité, toujours égale, ne le cède en rien à celle du meilleur ciment artificiel de portland anglais, provenant des mélanges intimes de craie et d'argile obtenus par des procédés longs et coûteux, en raison de la perfection desquels les effets varient matériellement. ”

“ Que si la bouillie de chaux ne s'endurcit pas par elle-même et toute seule, cela ne peut s'opérer non plus
par des mélanges... Qu'ainsi l'addition de substances pulvérulentes, comme l'oxyde de fer, la poudre de tuileau, etc., n'est jamais un moyen d'amélioration. ”

“ Or, selon nous, c'est une chose très avantageuse pour les travaux à la mer que de pouvoir, avec des chaux grasses et des ciments qui, chaque jour, deviennent plus communs, se passer de pouzzolane étrangère ou d'une chaux hydraulique d'une énergie difficile à rencontrer, et de n'avoir dans aucun cas à mettre en question l'intégrité future des mortiers. ”

“ Telles étaient les opinions émises sur les causes du durcissement des chaux maigres au moment où Vicat publia, en 1818, ses recherches sur les chaux de construction. Les appréciations de Smeaton, de Saussure, de Descotils, connues depuis longtemps, étaient demeurées stériles, et en 1817 on ne connaissait d'autre moyen certain pour fabriquer des mortiers propres à durcir sous l'eau que de mélanger de la chaux avec de la pouzzolane ou avec de la poudre provenant de l'écrasement de la brique ou du tuileau. ”

“ Quant aux composés de la deuxième et de la troisième catégorie, les essais de laboratoire ne peuvent que les classer par ordre de stabilité, attendu que l'eau de mer naturelle ou artificielle qu'on y emploie ne possède plus, comme nous le faisions remarquer tout à l'heure, cette espèce de vitalité qui produit les végétations sous-marines et les sécrétions d'origine animale dont elle enveloppe les corps immergés, quand elle agit dans toute sa liberté, avec ses courants, son
agitation et tous ses éléments hétérogènes, constants ou accidentels. ”

“ Toutes les usines à chaux utilisent aujourd'hui les grappiers, soit pour la fabrication d'un ciment, soit pour la fabrication d'une classe de chaux hydraulique intermédiaire entre la chaux et le ciment, la chaux lourde. C'est un produit bâtard dont l'utilité, au point de vue de la stabilité des maçonneries, est contestable. ”

“ La manière dont je prépare et compose ce ciment est celle suivante : les pierres ou les rognons d'argile sont d'abord brisés en petits fragments ; de là cuits dans un four ou fourneau, comme la chaux est communément cuite, avec une chaleur suffisante pour les vitrifier ; ensuite réduits en poudre par une opération mécanique ou toute autre, et la poudre ainsi obtenue est la base du ciment. ”