Les dégâts causés dans le temps à la pierre de taille impliquent les processus suivants :
La patine
La ou plutôt les patines résultent de la migration vers la surface de la pierre de constituants présents dans la masse du matériau.
La patine la plus connue est le calcin qui se forme sur les roches calcaires par migration de sels de calcium de l'intérieur vers l'extérieur de la pierre, puis par formation de calcite1 sur la surface. La formation du calcin a souvent été considérée comme protectrice de la pierre : en fait, la formation de la patine est le résultat visible d'un processus de déstructuration interne qui fragilise les parties plus profondes de la pierre.
L'action de l'eau
La pénétration de l'eau à l'intérieur des pierres calcaires provoque différents processus de détérioration par voies chimique, biologique, et physique.
Elle peut agir soit directement sur les parties exposées aux intempéries (pluie, neige, grêle, brouillard), soit par condensation de la vapeur d'eau lors des variations de température et d'humidité. De plus, l'eau n'est jamais pure, et entraîne à l'intérieur de la pierre des composés plus ou moins nuisibles : sels et acide notamment.
La détérioration des pierres sous l'action de l'eau est provoquée par la dissolution, la dilatation, et le lessivage des composants des roches, plus ou moins aggravée par la présence de dioxyde de carbone ( C02 ) et, pire, des dioxydes d'azote ( NO2 ) et de soufre
( SO2 ).
L'action de l'eau destructure les liants des couches internes de la pierre et enrichit les couches superficielles en sels dont l'encombrement stérique différent des sels originaux
peut provoquer des fractures microscopiques conduisant aux différentes formes de desquamation2 .
L'eau introduit également des sels dans le sein de la pierre, dont la cristallisation s'accompagne d'une augmentation du volume des cristaux dans les pores et engendre une pression suffisante pour provoquer des microfissurations entraînant la détérioration progressive de la pierre. On assiste d'abord à la dislocation des couches superficielles puis
à la désintégration granulaire, à l'écaillage et à la fissuration.
L'action des gaz de l'atmosphère
L'action des gaz de l'atmosphère sur les pierres est particulièrement sensible, notamment celles du dioxyde de soufre et du trioxyde d'azote qui se transforment par oxydation et
action de l'eau en acides sulfurique et nitrique.
Ces acides puissants ont un effet destructeur sur les carbonates. Ces réactions se produisent en surface puis attaquent graduellement les couches profondes de la pierre.
Les nitrates sont partiellement lessivés par la pluie et migrent en partie sous forme de
solution dans la pierre où ils participent au processus de décomposition.
Par contre, les sulfates se déposent à la surface de la pierre et contribuent à son étanchement du fait de l’encombrement stérique du gypse (sulfate de calcium - CaSO4,
2H2O), qui est beaucoup plus grand que celui du carbonate d'origine.
L'action des variations
de température
Les variations de température peuvent avoir des conséquences physiques très néfastes si elles sont de grande ampleur.
Ainsi, le gel de l’eau entraîne une fragmentation du matériau qui peut être brutale (d’où l’expression : geler à pierre fendre.).
La simple juxtaposition de matériaux ayant des coefficients de dilatation différents est souvent à l'origine de désordres importants.
L'action des facteurs mécaniques
Il s'agit essentiellement des dégradations qui provoquent l'altération de la pierre par abrasion, fissuration ou corrosion.
La projection de sables abrasifs, la grêle, les vibrations, les chocs peuvent être à l'origine de désordres plus ou moins profonds.
Les implants métalliques : chevilles, ancrages, boulons, etc. provoquent également des désordres lors de leur corrosion et entraînent des fissurations.
L'action des facteurs biologiques
Les détériorations liées aux micro-organismes, bactéries et champignons sont liées à la présence d'une humidité constante. Leur développement s'accompagne d'une augmentation du taux d'humidité, d'efflorescences, de taches colorées, de boursouflures et de desquamations superficielles.
La présence de végétation à la surface ou dans les pores de la pierre va en effet
provoquer :
• la décomposition du carbonate de calcium sous l'action des acides végétaux,
• l'apparition de nouvelles fissures à la suite du développement des racines qui s'infiltrent
dans les fentes de la pierre.
En résumé, à la base de presque toutes les altérations, il y a un élément commun qui est
l’eau.
L'eau est l'ennemie de la pierre, elle constitue par excellence l'agent agressif ou le vecteur
de l'agression.
La protection de la pierre, qui le composant essentiel de notre patrimoine architecturel, passe nécessairement par la maîtrise de l’eau et des agents agressifs qu'elle contient en l’empêchant de s'infiltrer dans la pierre.
C’est dans cette perspective que GAMMA CHIMIE a étudié, mis au point et développé les procédés SILITRANS destinés à prévenir ou à traiter la pathologie des matériaux minéraux poreux.
1La Calcite est la forme cristallisée du carbonate de calcium (CaCo3). C'est un des minéraux
les plus répandus sur terre.
2Décollement en croûtes ou en plaques de la surface du matériau dû le plus souvent au cycle gel/dégel.
