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Chantiers et matériaux de construction

 | 
Anne Baud
, 
Gérard Charpentier

L’étude archéologique des mortiers de chaux médiévaux : vers une meilleure compréhension des gestes du maçon

Stéphane Büttner

Texte intégral

1Ces dernières décennies, l’étude des mortiers archéologiques, en particulier médiévaux, a connu un essor considérable en lien étroit avec celui de l’archéologie du bâti. Matériaux composites, possédant à la fois une forte identité géologique et un caractère anthropique certain, les mortiers sont considérés comme étant des marqueurs chronologiques potentiels pouvant aider à la compréhension de l’évolution d’un bâtiment. Mais, au-delà des problèmes de chronologie, l’étude du mortier de chaux, qui représente près de la moitié du volume d’une maçonnerie, a permis également de progresser sur la connaissance de toute la chaîne opératoire associée. Ainsi, du four à chaux au mur, il est dorénavant possible de mieux appréhender les différentes étapes d’élaboration du produit (calcination, extinction de la chaux, tamisage des sables, malaxage, etc.), mais également certaines techniques particulières de mise en œuvre. Il s’agit là de nouveaux éléments déterminants permettant de mieux cerner le contexte du chantier de construction médiéval. C’est aussi un moyen de progresser sur l’histoire des techniques associées à ce matériau, en envisageant de potentielles évolutions dans les savoir-faire.

Les mortiers de chaux et l’information archéologique

  • 1 Sapin 1991.
  • 2 Viollet-le-Duc 1856, p. 452.

2L’intérêt des archéologues s’est porté sur les mortiers, car il a été très rapidement perçu que ce matériau était porteur d’une éventuelle information chronologique, préoccupation évidemment primordiale pour tous les historiens du bâti1. Ce sentiment est en réalité relativement ancien, puisqu’Eugène Viollet-le-Duc2 notait déjà :

Pendant le Moyen Âge, les mortiers sont de qualités très différentes ; autant ils sont durs et compacts dans les constructions romaines, autant ils sont de qualité médiocre pendant les ixe, xe et xie siècles. Il semble qu’alors on avait perdu les procédés de fabrication de la chaux, et ce n’est qu’exception que l’on trouve, dans des édifices de cette époque, des mortiers offrant une certaine consistance. Au xiie siècle, les mortiers commencent à reprendre de la force ; pendant les xiie, xive et xve siècles, on en fit d’excellents.

3Pour conclure, il évoque le fait que « la qualité des mortiers est donc un des moyens fournis aux architectes pour connaître la date d’un édifice ».

4Bien que certaines de ces observations soient archéologiquement fondées, il apparaît aujourd’hui, à la lumière des dernières recherches sur le sujet, que ces affirmations apparaissent quelque peu simplistes. Mais, quoi qu’il en soit, les bases théoriques étaient déjà posées : les mortiers de chaux peuvent être porteurs d’une information chronologique indirecte.

  • 3 Evin, Oberlin 1998.
  • 4 Hajdas et al. 2012.
  • 5 Urbanová 2015.
  • 6 Coutelas et al. 2009.

5Les datations radiocarbones effectuées sur d’éventuels charbons de bois contenus dans les mortiers sont dorénavant courantes3 ; et, bien qu’au stade expérimental, la datation radiocarbone de la chaux prise4 ou encore la dation par luminescence stimulée optiquement sur certains grains de sable5, les mortiers de chaux ne possèdent pas d’indice chronologique intrinsèque évident. Cependant, en considérant que pour chaque état de la construction un type de mortier a été élaboré spécifiquement, le matériau est donc potentiellement caractéristique, par la nature de ses constituants et leurs proportions respectives, de l’état constructif considéré. De fait, il s’agit d’établir une typologie, basée sur l’analyse pétrographique, située dans la chronologie relative de l’édifice que l’on étudie : une typochronologie donc, selon une démarche couramment utilisée dans le cadre de l’étude des artefacts archéologiques. La démarche est aujourd’hui pratiquée couramment tant par les spécialistes du bâti antique que par ceux de la construction médiévale6.

Le mortier de chaux et l’histoire des techniques

6Le propos est ici d’inverser la réflexion. Il s’agit de considérer la technicité du matériau et son évolution. Car en réalité, c’est toute une chaîne opératoire qui se découvre à la lueur des découvertes archéologiques : acquisition des matériaux, élaboration du produit et mise en œuvre.

Traités, comptabilités et iconographie

  • 7 Büttner, Prigent 2007.

7L’archéologie n’est évidemment pas le seul moyen d’approcher l’histoire des techniques liée au mortier de chaux. Il faut rappeler les nombreux traités d’art à bâtir qui évoquent la qualité des différents matériaux nécessaires à la fabrication d’un mortier. Ils sont plus laconiques sur les procédés opératoires successifs qui mènent à son élaboration. Dans De Architectura, Vitruve consacre ainsi un passage à la nature des matériaux qu’il faut utiliser pour fabriquer un « bon mortier » qu’il s’agisse de la pierre à chaux, qu’il faut choisir la plus blanche possible (un calcaire pur), ou des différentes qualités de sable qu’il conseille ou déconseille d’utiliser, ou encore des caractéristiques hydrauliques des mortiers auxquels des fragments de tuileau ou des pouzzolanes ont été ajoutés. Si les dosages sont évoqués, il n’est nullement question du processus de fabrication (cuisson et extinction de la chaux, gâchage du mortier), ni des procédés de mise en œuvre (si ce n’est pour les enduits et les chapes de sol). Les traités d’art à bâtir qui seront rédigés au Moyen Âge et à l’époque moderne se contentent généralement de reprendre les préceptes énoncés par Vitruve, parfois même de manière revendiquée7. Cette redondance ne s’accompagne pas davantage de la description de la chaîne opératoire.

  • 8 Cailleaux 1999.

8Les documents de comptabilité, essentiellement liés aux grands chantiers de la fin du Moyen Âge, n’apportent également que peu d’informations sur l’élaboration des mortiers de chaux. Dans les cas les plus parlants, sont évoquées surtout les quantités de matériaux, chaux et sable, apportées sur le chantier. Encore une fois, différentes natures de sable sont parfois mentionnées, selon des appellations qui définissent surtout leurs propriétés physiques (« menu », « délié », « pêché »), sans pour autant préciser clairement les sites d’extraction correspondants8. En ce qui concerne la chaux, du fait des achats récurrents qui apparaissent dans les comptabilités, on comprend qu’à la fin du Moyen Âge celle-ci est très vraisemblablement achetée à des marchands chaufourniers. À l’inverse, pour les périodes antérieures au xive siècle, les indices archéologiques tendent à montrer que la chaux est directement produite dans le cadre du chantier.

  • 9 Ensergueix-Luthereau 1995.
  • 10 Un « oiseau » est une sorte de brancard formé de deux planches à angle droit, supportant la charge (...)

9L’iconographie, qui concerne une nouvelle fois le bas Moyen Âge, évoque également les procédés techniques dans le contexte du chantier de construction9. Si les matériaux sont parfois visibles (amas de chaux ou de sable), c’est bien souvent l’opération de gâchage du mortier qui est représentée, le plus souvent à pied d’œuvre. On y distingue alors un ouvrier opérant avec une houe à très long manche (un « rabot »), soit dans une aire ouverte, soit dans une auge. C’est enfin la manutention et le travail du mortier frais qui sont évoqués. Les représentations d’ouvriers maçons transportant au sommet d’échafaudages le produit, à l’aide d’un panier ou d’un « oiseau »10, sont finalement courantes. Il en va de même du travail de mise en œuvre. Il faut alors constater que les outils utilisés n’ont guère évolué jusqu’à nos jours (rabot, pelle, truelle, etc.).

L’apport de l’étude des mortiers archéologiques

10L’étude des mortiers de chaux dans leur contexte archéologique est donc l’un des autres moyens permettant d’appréhender la chaîne opératoire, de l’acquisition des matériaux jusqu’à la mise en œuvre du produit fini.

L’acquisition des matériaux

11Il s’agit là de l’étape initiale. L’étude de la nature des constituants du mortier amène directement des éléments de réflexion quant à l’origine de la pierre à chaux et des sables.

  • 11 Palazzo-Bertholon 2000.

12En ce qui concerne la chaux, l’analyse reste difficile, car il s’agit d’un produit transformé qui a évidemment perdu, lors de sa calcination à des températures avoisinant les 800 °C, les éléments structurés de la pierre initiale. Sauf présence d’incuits, il est impossible de reconnaître un fossile (ou microfossile) qui permettrait de déterminer l’âge de la roche calcaire, et donc son origine probable. Quelques expériences d’analyse par diffraction des rayons X (DRX) ont été menées afin d’identifier et de doser les impuretés argileuses toujours présentes dans les calcaires11. Mais les quantités de matière analysées sont extrêmement réduites, et se pose alors le problème de leur représentativité par rapport au volume de mortier nécessaire pour maçonner un mur. Il faut également évoquer les variations de teneur en impuretés qu’il est possible d’observer au sein d’un même affleurement calcaire, non seulement verticalement suivant l’évolution des bancs géologiques, mais également horizontalement en raison des variations latérales de faciès fréquentes dans les niveaux calcaires et bien connues des géologues. Par ailleurs, les analyses de ce type ont été rarement menées sur des sites d’extraction, ce qui implique un manque de référentiels tout à fait problématique.

13Finalement, les quelques indices révélés, en particulier la présence d’incuits, montrent que les sources en pierre à chaux sont variées (marnes, calcaires fins et grossiers, craies, dolomies, travertins ou encore marbres). Elles sont généralement locales dans les zones géographiques pourvues en gisements. Lorsqu’un calcaire est utilisé comme pierre à bâtir, il est assez évident que la même pierre a pu être calcinée pour la fabrication de la chaux (qu’il s’agisse de pierres dédiées à cet effet ou de déchets de taille). Dans les régions où les roches plutoniques ou volcaniques sont dominantes (Bretagne, Auvergne, Pyrénées, Corse, etc.), les pierres à chaux, voire la chaux sous sa forme « vive » (voir infra), ont été importées sur parfois de longues distances. Certains procédés de construction alternatifs restent une solution (liant de maçonnerie à l’argile, utilisation de coquillages pour la fabrique de la chaux). Enfin, le recyclage de matériaux anciens comme ressource en pierre à chaux est également une pratique qui a été observée archéologiquement et qui est sans doute très courante (voir infra).

  • 12 Coutelas et al. 2009, p. 65.

14En ce qui concerne le granulat ajouté à la chaux, l’analyse pétrographique suffit bien souvent à définir ses constituants. C’est plus sûrement l’étude microscopique qui permet de définir la nature des sables. Ceux-ci peuvent être monogéniques ou polygéniques, plus ou moins anguleux, émoussés, voire arrondis. Par là même, il est possible de déterminer les sources potentielles en sable, en toute connaissance du contexte géologique (sables d’alluvions modernes ou anciennes, sables d’altération, sables interstratifiés dans les niveaux géologiques). Quel qu’en soit le type, toutes les régions possèdent des formations sableuses et les analyses s’accordent à montrer que les sables nécessaires à la fabrication des mortiers étaient exploités au plus près des chantiers de construction, généralement dans un rayon inférieur à 5 km12.

15Enfin, l’analyse pétrographique permet également de mettre en évidence la présence d’artefacts, volontaire ou non. C’est particulièrement le cas du tuileau, mais aussi des charbons de bois, qui peuvent éventuellement influer sur les propriétés du produit fini.

Le cycle de la chaux : du four à l’auge à mortier

16Après l’acquisition des matériaux, il faut nécessairement évoquer le cycle de la chaux qui permet de mieux comprendre les différentes étapes de fabrication et de préparation du mortier (fig1). Chacune d’entre elles correspond effectivement à une opération qui a pu laisser des traces archéologiques, même discrètes.

Fig. 1 – Le cycle de la chaux (S. Büttner dans Coutelas et al. 2009).

Fig. 1 – Le cycle de la chaux (S. Büttner dans Coutelas et al. 2009).

17La première étape de ce cycle correspond à la calcination de la pierre à chaux dans un four adapté. Il s’agit le plus souvent d’un calcaire constitué de calcite quasiment pure (CaCO3). Chimiquement, cette opération correspond à un phénomène de décarbonatation par dégazage (CaCO3 ⟶ CO2 + CaO). De fait, la calcination du calcaire est une opération qui est incommodante, ce qui pose indéniablement des questions sur la situation des fours à chaux, tout particulièrement en contexte urbain. À ce titre, la question du combustible est également importante, car la conduite d’un four nécessite d’importants volumes de bois (1,5 à 3 m3 de bois pour 1 m3 de chaux produite, selon les essences utilisées). Le choix de l’implantation d’un atelier de chaufournier est donc un compromis en fonction de la localisation des gisements calcaires, du potentiel en combustible et de la destination de la production.

18Une fois cette décarbonatation aboutie, le résidu de cuisson est une chaux vive (CaO) qui apparaît pulvérulente dans le fond du four. Ce produit est instable car il est particulièrement hydrophile, ce qui implique des précautions lors de sa manipulation et nécessite, si besoin, une conservation à l’abri de l’humidité.

19L’étape suivante du cycle est l’extinction à l’eau de cette chaux vive. Chimiquement, c’est une réaction d’hydratation (CaO + H2O ⟶ Ca(OH)2) qui est exothermique (montée en température aux environs de 200 °C) et provoque de nombreuses projections. Cela rend une nouvelle fois l’opération délicate et dangereuse et interroge sur sa gestion au sein du chantier de construction.

20Après extinction, le produit résultant est une chaux « éteinte » : un hydroxyde de calcium. Ce produit doit être utilisé rapidement, ou bien conservé dans un réceptacle étanche, au risque que le cycle se poursuive au contact de l’air.

21Car, après avoir associé du sable à cette chaux éteinte pour constituer le mortier à mettre en œuvre, celle-ci fait prise au contact du dioxyde de carbone atmosphérique. Ce phénomène de prise correspond en fait à une carbonatation couplée à une déshydratation (Ca(OH)2 +CO2 ⟶ CaCO3 + H2O)⟶. Cette prise débute dès la mise en œuvre du mortier, mais ce processus reste très lent ; ce qui une nouvelle fois aura un impact indéniable sur la conduite du chantier.

Le four à chaux

  • 13 Suméra 2009.
  • 14 Cazes, Arramond 1997.

22En ce qui concerne l’emplacement des fours, la documentation archéologique témoigne de la diversité des situations : ateliers de production pérennes, récurrentes, temporaires, près des sources en matières premières ou à proximité du chantier de construction. Compte tenu des besoins en combustible, la proximité du bois fut un facteur sans doute prédominant dans le choix de l’implantation des fours. Cependant, il apparaît bien que c’est davantage la présence d’une source calcaire qui a conditionné la situation des différents fours découverts13. Sur la centaine de structures fouillées à ce jour, près de la moitié se situe d’ailleurs à proximité directe d’une carrière ou dans un contexte favorable à la récupération de matériaux (ruines ou chantier de destruction). Prenons l’exemple du four découvert à Toulouse, daté du viie-viiie siècle et installé au milieu d’une nécropole tardo-antique ; son chargement présentait ainsi de nombreux fragments de colonnes et de sarcophages en marbre témoignant du recyclage des matériaux14.

23Depuis l’Antiquité, les fours les plus courants sont ceux dits « de campagne », correspondant à une cuisson à longue flamme. Ils sont généralement à fonctionnement unique (fig2). Un foyer est aménagé sous la charge calcaire retenue ou non pas un cintre en bois, avec parfois le creusement d’un cendrier central. Le four est soit excavé, et le substrat encaissant constitue ici les parois de la structure, soit semi-excavé et se développe alors pour partie en élévation avec une fosse d’accès (l’alandier). Ces deux cas, présentant des diamètres de 1,5 m à plus de 4 m, sont les plus fréquemment reconnus. Les fours peuvent être encore constitués d’une simple structure aérienne (comme le four en briques de Toulouse) constituée d’une maçonnerie parfois enduite. Comme le montrent de nombreux exemples ethnographiques, ce type de four est d’usage courant jusqu’à la fin de l’époque moderne ; tout essai de classification typo-chronologique est donc vain. Ces témoignages, parfois contemporains, montrent également l’importance du contrôle de la température au sein du four. Des obturations apparemment temporaires ont pu être reconnues archéologiquement sur quelques structures, montrant l’impérieuse nécessité de contrôler le tirage durant la cuisson.

Fig. 2 – Structure de four encaissé dans le terrain naturel, daté du iiie-ive siècle (par archéomagnétisme et analyse radiocarbone), place des Véens à Auxerre (Yonne) [cliché CEM].

Fig. 2 – Structure de four encaissé dans le terrain naturel, daté du iiie-ive siècle (par archéomagnétisme et analyse radiocarbone), place des Véens à Auxerre (Yonne) [cliché CEM].

L’extinction de la chaux

  • 15 Sumera 2009.

24L’extinction de la chaux vive se fait le plus souvent sur le chantier et non sur les lieux de production, comme le montrent les vestiges archéologiques liés à cette opération, toujours reconnus en contexte de construction15.

25Le procédé le plus fréquemment identifié est celui de l’extinction dite par fusion. Cette technique, déjà usitée durant l’Antiquité, consiste à placer la chaux vive dans un bassin étanche. De l’eau y est ensuite versée abondamment, et l’ensemble est soigneusement mélangé à l’aide d’un rabot (tel que le montre l’iconographie médiévale). Ces bassins étanches, construits avec des planches – ou avec des tegulae pour certains exemples gallo-romains – ont été fréquemment identifiés en contexte archéologique. Pour la fin du Moyen Âge, des grandes fosses parfois maçonnées et dédiées sans doute à ce type d’opération ont pu être reconnues (fig3). Une technique courante, encore pratiquée aujourd’hui, est de disposer un tas de chaux au centre duquel on aménage une cuvette qui est remplie de l’eau nécessaire à l’extinction. Il s’agit ensuite de ramener dans cette cuvette la chaux vive à l’aide d’un rabot ou d’une pelle. Dans ce cas, les témoins archéologiques sont ténus : un simple encroûtement de chaux apparaît en reliquat en lieu et place du tas initial.

Fig. 3 – Fosse d’extinction de la chaux, datée du xvie siècle, prieuré Saint-Sauveur de Melun (Seine-et-Marne) [cliché CEM].

Fig. 3 – Fosse d’extinction de la chaux, datée du xvie siècle, prieuré Saint-Sauveur de Melun (Seine-et-Marne) [cliché CEM].

26D’autres techniques sont connues par la littérature ou par les exemples ethnographiques. Il s’agit en particulier de l’extinction par immersion (qui consiste à plonger des paniers remplis de chaux dans un récipient d’eau), par aspersion d’eau (sur des aires où l’on étale la chaux vive), ou encore de l’extinction dite « spontanée » (en laissant la chaux s’éteindre d’elle-même à l’humidité ambiante). Aucun témoignage archéologique ne décrit ces pratiques qui ont de toute façon laissé des traces trop discrètes.

27Quoi qu’il en soit, l’aspect de la chaux éteinte dépend du dosage d’eau. Elle peut se présenter sous la forme de poudre si elle est peu hydratée, et peut être stockée à l’air libre et être utilisée au bout d’une semaine. De tels amas ont été effectivement retrouvés dans des contextes de chantier de construction. Dans le cas d’une chaux parfaitement éteinte, celle-ci peut être conservée dans des fosses maintenues à l’abri de l’air par une couverture de sable ou de terre. Des exemples de conservation en tonneaux ou caisses de bois sont également archéologiquement attestés.

Le traitement des sables

  • 16 Büttner 1995.

28L’analyse des sables contenus dans les mortiers et celle conjointement menée sur les sources identifiées ont pu montrer dans certains cas que des opérations de tamisage ou de criblage avaient été menées sur les sables bruts. Il s’agissait d’éliminer les fractions les plus grossières, afin d’assurer une granulométrie compatible avec une fonction de joint fin ; ce qui fut par exemple démontré pour certains mortiers du manoir capétien de Vincennes16. On peut aussi évoquer ce type de traitement pour la réalisation des couches d’enduit, éventuellement support de peintures murales, comme le préconisait Vitruve dans son traité d’architecture. À l’inverse, pour certains bétons de sol, on constate que ce sont les éléments les plus fins qui ont été effectivement éliminés.

29Les comparaisons menées entre sables utilisés dans les mortiers et ceux provenant des ressources naturelles, souvent riches d’impuretés argileuses ou terreuses, montrent que des opérations de lavage ont été parfois menées. Si le fait ne semble pas systématique, on peut en constater la fréquence pour les mortiers d’époques romane et gothique qui sont appliqués en joints fins et qui présentent des teintes souvent très claires. Il reste qu’il n’est pas possible de distinguer un lavage volontaire d’un tamisage à l’eau qui aurait eu le même effet.

Le gâchage du mortier

30Cette opération consiste donc à mélanger la chaux éteinte au sable en effectuant un apport progressif d’eau. L’analyse des mortiers montre que les proportions relatives de chaux et de granulat (sable) ne sont pas aussi fixes que celles indiquées dans les traités anciens. Elles sont en réalité fort variables, allant d’un volume de chaux pour 1 à 5 volumes de sable. Les proportions d’1 pour 2 ou 3 apparaissent cependant les plus courantes. Le brassage doit être long et méthodique afin d’obtenir une pâte parfaitement homogène, sans grumeau ; ce qui n’est pas toujours le cas, comme le montre la présence récurrente de nodules de chaux dans les mortiers anciens. Le gâchage est souvent effectué à même le sol, sans aménagement particulier. C’est ce que confirment les indices archéologiques liés à cette opération : des encroûtements souvent stratifiés, associant chaux, sable, amas de matières mal mélangées, ont ainsi été retrouvés. De telles concrétions, en fragments, peuvent être également retrouvées dans les niveaux de remblais, montrant ainsi que la zone de gâchage est très souvent nettoyée. L’iconographie médiévale présente de nombreuses scènes correspondant à cette étape de préparation du mortier qui s’effectue à pied d’œuvre. Si la méthode consistant à réaliser le mélange à même le sol est très fréquemment représentée, l’usage d’auges est parfois évoqué. Cependant, aucun témoignage archéologique ne semble pour l’heure démontrer ce fait.

  • 17 Hueglin 2011.

31Récemment, des dispositifs de malaxage élaborés, sans doute voués à travailler d’importantes quantités de mortier, ont été découverts. Il s’agit de systèmes « mécanisés » correspondant à des mélangeurs rotatifs constitués d’un dispositif en bois à pivot central mû par l’homme ou la force animale (fig4). À ce jour, une soixantaine de témoins archéologiques correspondants ont été découverts en contexte de chantier dans toute l’Europe. Ils sont pour l’essentiel datés entre le viie et le xie siècle17.

Fig. 4 – Reconstitution du malaxeur à mortier de Bâle (Suisse), daté du xe siècle (extrait de Hueglin 2011).

Fig. 4 – Reconstitution du malaxeur à mortier de Bâle (Suisse), daté du xe siècle (extrait de Hueglin 2011).

L’ajout de tuileau dans les mortiers

  • 18 Les pouzzolanes sont des roches pyroclastiques meubles ou de faible cohésion provenant des éruptio (...)

32L’ajout de tuileau, broyat de terres cuites architecturales, dans les mortiers, est une pratique connue depuis l’Antiquité. Encore une fois, Vitruve évoque tout l’intérêt de cet apport qui confère au mortier des propriétés « hydrauliques », terme qui indique que ce type de mortier a pour propriété de pouvoir faire prise sous l’eau. En définitive, il faut considérer le tuileau comme une pouzzolane18 artificielle, riche en silicates d’alumines qui réagissent chimiquement, en présence d’eau, avec la chaux éteinte pour former un composé présentant une remarquable résistance mécanique et des propriétés étanches.

33Si, durant l’Antiquité et le Moyen Âge, l’usage de ce type de mortier reste courant pour les structures liées à l’eau (citernes, canalisations, tuyaux, chapes d’étanchéité), ou encore pour les chapes de sol (avec ou sans mosaïque, fig5), on le retrouve également utilisé en fonction de liant de maçonnerie. C’est particulièrement le cas pour les épais murs d’enceintes venus entourer nombre de cités durant l’Antiquité tardive. C’est encore un fait fréquemment constaté pour les structures de soubassements de nombreux édifices monumentaux construits entre les ixe et xie siècles. L’usage du mortier de tuileau dans ces fonctions spécifiques est sans doute lié à la volonté d’en assurer ainsi la solidité et la parfaite stabilité. En effet, dans le cas d’un mortier de chaux aérienne qui prend au contact du CO2 atmosphérique, celui-ci doit pénétrer dans le mortier pour qu’il y ait possibilité d’échanges. Ce phénomène est directement dépendant de la porosité du mortier. Dans une maçonnerie liée à la chaux aérienne, la prise progresse donc de l’extérieur vers l’intérieur. Au fur et à mesure, la porosité diminue, limitant ainsi la circulation gazeuse vers le centre du mur. Il n’est ainsi pas rare de retrouver de la chaux non prise dans la fourrure d’un mur ancien. L’usage d’un mortier de tuileau permet ainsi d’empêcher ce phénomène en assurant une prise parfaite du liant jusqu’au cœur de la construction et donc sa stabilité.

Fig. 5 – Couche de mortier de tuileau, support de la mosaïque de l’abbatiale Saint-Philibert de Tournus (Saône-et-Loire), datée du xiie siècle (cliché CEM).

Fig. 5 – Couche de mortier de tuileau, support de la mosaïque de l’abbatiale Saint-Philibert de Tournus (Saône-et-Loire), datée du xiie siècle (cliché CEM).

La mise en œuvre du mortier

34Le phénomène de prise du mortier est donc lent. Ce n’est finalement pas un problème pour les bâtisseurs, permettant, du fait de la plasticité du matériau, un tassement lent et progressif de la construction au fur et à mesure de son élévation, et assurant ainsi une excellente répartition des pressions.

  • 19 Büttner, Prigent 2010.
  • 20 Sapin 1998.

35La maçonnerie tripartite, composée de deux parements et d’un blocage interne, est déjà mise en œuvre dès l’Antiquité. Les parements sont faits de briques ou de moellons, et le remplissage (la fourrure) est fait d’un amalgame de pierres non taillées, voire de déchets de taille, noyés dans un mortier bien souvent plus liquide que le mortier de joint19. Pour les murs du haut Moyen Âge, les constatations sont tout autres, et les assises semblent souvent posées à « bain de mortier ». Chaque assise de moellons disposée sur l’épaisseur du mur est alors recouverte d’une couche de mortier vouée à recevoir l’assise suivante. Dans ce cas, le mortier débordant sur le parement est parfois retravaillé à la truelle pour donner un aspect « à pierres vues ». Progressivement, à partir du ixe siècle, et de manière plus affirmée dans le courant des xe et xie siècles, la maçonnerie tripartite aux parements en moyen appareil se généralise de nouveau pour le bâti monumental dans une grande partie de l’Occident médiéval, sans doute en lien avec la mise en place de véritables voûtements et la nécessité d’élaborer des éléments de support conséquents20. Ce type de mise en œuvre perdure pendant tout le bas Moyen Âge, comme en témoignent les grandes constructions entreprises de l’époque gothique.

36Mais c’est davantage dans le travail de jointoiement que le geste du maçon s’affirme. Pour le Moyen Âge, de nombreux types de mise en œuvre des joints ont été ainsi observés. Les plus courants sont les joints pleins (qui affleurent au nu du parement) ou encore les joints beurrés (qui recouvrent en partie les pierres du parement). D’autres encore apparaissent en creux ou saillants. Ainsi, sur certaines maçonneries, que l’on date entre le ixe et le xie siècle, les joints dits « rubanés » apparaissent saillants et profilés comme un réglet (fig6). Le joint peut être plus large que l’interstice entre les deux blocs de pierres et déborde alors sur le parement. Il est parfois marqué d’une matière colorante (souvent de la « poussière » de tuileau) et appliqué après le joint de scellement des pierres, en rejointoiement ou jointoiement de finition. D’autres joints, souvent beurrés, surtout aux xie et xiie siècles, peuvent être « tirés à la pointe » ; l’axe central du joint est ainsi marqué de l’extrémité de la truelle par une fine incision rectiligne, tel un faux appareil (fig7). La fonction de ces différents traitements pourrait apparaître comme simplement décorative, mais leur recouvrement rapide par un enduit, parfois constaté lors de la même campagne de construction, tend à démontrer le simple soin que l’artisan a porté à son travail.

Fig. 6 – Joints rubanés recouverts d’un enduit, donjon de Loches (Indre-et-Loire), daté du xie siècle (cliché CEM).

Fig. 6 – Joints rubanés recouverts d’un enduit, donjon de Loches (Indre-et-Loire), daté du xie siècle (cliché CEM).

Fig. 7 – Joints « tirés à la pointe », abbaye Saint-Michel de Cuxa (Pyrénées-Orientales), datée du xie siècle (cliché CEM).

Fig. 7 – Joints « tirés à la pointe », abbaye Saint-Michel de Cuxa (Pyrénées-Orientales), datée du xie siècle (cliché CEM).

Conclusion

37L’étude des mortiers archéologiques permet d’envisager la connaissance que les bâtisseurs avaient de leur environnement minéral et les stratégies qui ont pu être élaborées pour l’alimentation des chantiers en matières premières. Il semble bien qu’en ce qui concerne les sables, c’est souvent la proximité qui a primé, avant les qualités réelles du matériau. De fait, toutes les études montrent que les extractions locales ont été privilégiées, et ce, même dans le cadre d’un chantier d’envergure. Cependant, pour l’élaboration de mortier aux fonctions spécifiques, certains sables aux qualités particulières ont été recherchés (fins pour les joints d’assise ou pour les enduits, grossiers pour les éléments de support, etc.), tout en privilégiant toujours les ressources les plus proches. En ce qui concerne la fabrication de la chaux, la situation du four apparaît être un compromis entre la proximité de la ressource en pierres calcaires (carrières ou spoliations) et celle du combustible.

38Les études réalisées sur les mortiers anciens indiquent une forte dépendance au contexte environnemental, puisque les ressources les plus proximales ont été le plus souvent sollicitées. Ainsi, tous les traités d’art à bâtir qui tentent de normaliser la fabrication de ce matériau semblent tout à fait péremptoires.

  • 21 Le Goff 2004.

39Du point de vue de l’histoire des techniques liée à la fabrique du mortier de chaux, les études conjointement menées sur des sites antiques et médiévaux montrent qu’il n’y a pas réellement d’évolutions notables dans les procédés de fabrication. Cette constance dans les procédés techniques va en réalité perdurer jusqu’à la révolution industrielle, c’est-à-dire jusqu’à l’avènement des chaux hydrauliques artificielles et enfin du ciment. Le mortier de chaux répond ainsi à l’idée d’un « long Moyen Âge » 21.

Bibliographie

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Notes

1 Sapin 1991.

2 Viollet-le-Duc 1856, p. 452.

3 Evin, Oberlin 1998.

4 Hajdas et al. 2012.

5 Urbanová 2015.

6 Coutelas et al. 2009.

7 Büttner, Prigent 2007.

8 Cailleaux 1999.

9 Ensergueix-Luthereau 1995.

10 Un « oiseau » est une sorte de brancard formé de deux planches à angle droit, supportant la charge. Muni de deux manches, le manœuvre le positionne sur ses épaules tel un sac à dos.

11 Palazzo-Bertholon 2000.

12 Coutelas et al. 2009, p. 65.

13 Suméra 2009.

14 Cazes, Arramond 1997.

15 Sumera 2009.

16 Büttner 1995.

17 Hueglin 2011.

18 Les pouzzolanes sont des roches pyroclastiques meubles ou de faible cohésion provenant des éruptions volcaniques de type explosif. Riches en silice et alumines, elles constituent, lorsqu’elles sont associées à la chaux, un mortier aux propriétés « hydrauliques ».

19 Büttner, Prigent 2010.

20 Sapin 1998.

21 Le Goff 2004.

Table des illustrations

Titre Fig. 1 – Le cycle de la chaux (S. Büttner dans Coutelas et al. 2009).
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Titre Fig. 2 – Structure de four encaissé dans le terrain naturel, daté du iiie-ive siècle (par archéomagnétisme et analyse radiocarbone), place des Véens à Auxerre (Yonne) [cliché CEM].
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Titre Fig. 3 – Fosse d’extinction de la chaux, datée du xvie siècle, prieuré Saint-Sauveur de Melun (Seine-et-Marne) [cliché CEM].
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Titre Fig. 4 – Reconstitution du malaxeur à mortier de Bâle (Suisse), daté du xe siècle (extrait de Hueglin 2011).
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Titre Fig. 5 – Couche de mortier de tuileau, support de la mosaïque de l’abbatiale Saint-Philibert de Tournus (Saône-et-Loire), datée du xiie siècle (cliché CEM).
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Titre Fig. 6 – Joints rubanés recouverts d’un enduit, donjon de Loches (Indre-et-Loire), daté du xie siècle (cliché CEM).
URL http://books.openedition.org/momeditions/docannexe/image/9797/img-6.jpg
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Titre Fig. 7 – Joints « tirés à la pointe », abbaye Saint-Michel de Cuxa (Pyrénées-Orientales), datée du xie siècle (cliché CEM).
URL http://books.openedition.org/momeditions/docannexe/image/9797/img-7.jpg
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