Chapitre 1 Pierres De Construction.ppt

Ministère de l’Equipement , du Transport et de la Logistique et de l’Eau Institut spécialisé des travaux publics de Marrakech (ISTP)

MATIERE : MATERIAUX DE CONSTRUCTION

Présenté et préparé par : Abdeljalil BOUTADGHART Ingénieur en Chef au METL

Séquence 1 : Les matériaux naturels ou d’origine minérale

Chapitre 1: LES PIERRES DE CONSTRUCTION

Plan de cours I-INTRODUCTION II-LES DIFFÉRENTS TYPES DE PIERRES III- DIVERSES CATEGORIES DE PIERRES DE CONSTRUCTION IV-LES ATOUTS DE LA PIERRE DE CONSTRUCTION V-EXTRACTION DE MATERIAU DE CONSTRUCTION VI-ORDRES DE GRANDEURS DES PRINCIPALES CARACTÉRISTIQUES VII-DOMAINE D’EMPLOI

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I-INTRODUCTION La pierre naturelle, autrefois appelée pierre à bâtir, est un matériau de construction issu de la roche d'où elle est extraite. Elle se distingue des produits manufacturés tels les blocs de béton ou les briques d'argile, qui sont appelés pierre artificielle Les pierres de construction englobent tous les corps durs et solides extraits de la nature plus ou moins taillés, qui servent à bâtir des maisons, des palais, des lieux de culte, des monuments et des ouvrages d’art depuis des millénaires . La plupart des constructions anciennes qui nous renseignent sur les civilisations disparues sont en pierre, 4

Plais ancien en pierre

Pyramide en pierre (Egypte )

Pont traditionnel En maçonnerie

Eglise en pierre

Mosquée en maçonnerie

Maison en pierre 5

II- LES DIFFÉRENTS TYPES DE ROCHES Il existe trois différents types de roches : Magmatique

1-Roches magmatiques 2-Roches sédimentaires

3-Roches métamorphiques

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1-Roches magmatiques: Elles sont formées par le refroidissement et la solidification du magma (Granite, Basalte…..)

Granite

Basalte

Cycle de formation des roches : 4- Refroidissement +solidification

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Cycle de formation des roches : 1- Érosion, transport, depot

2-Roches sédimentaires Elles sont formées par le dépôt et la solidification des sédiments organiques ou minéraux ( calcaire , le grés ….)

Calcaire

Grés

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3- Pression +température

3-Roches métamorphiques : Elle sont des roches provenant de masse de roches préexistantes transformées par l’action de la pression et de la température ( marbre, le schiste…et)

Marbre

Schiste

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III- DIVERSES CATEGORIES DE PIERRES DE CONSTRUCTION  Dans le domaine de Génie civil , Bâtiment et travaux

divers ( GC-BTP ), les pierres les plus utilisées sont classées en quatre grandes familles :  A- les pierres calcaires ;  B- les roches marbrières ;  C- les granits ;  D- les grès.

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III- DIVERSES CATEGORIES DE PIERRES DE CONSTRUCTION  A- les pierres calcaires :  Ce sont des roches plus ou moins dures, comportant au

moins 50 % de carbonate de calcium (généralement plus de 75 % )  Non susceptibles de prendre le poli.  Elles sont d’origine sédimentaire,  Elles englobent lors de leur formation des débris animaux ou végétaux (fossiles)

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III- DIVERSES CATEGORIES DE PIERRES DE CONSTRUCTION  B- les roches marbrières :  En géologie , le marbre est un calcaire ou une dolomie

métamorphisée contenant au moins 75% de calcite ( CaCO3 ) ou de dolomie ( CaMg (CO3)2 ).  Pour toutes les pierres calcaires contenant moins de 75% de calcite ou de dolomie on parlera de pierres marbrières.  Pour les professionnels du bâtiment, on réunira sous l’appellation « marbre » toutes les espèces de pierres susceptibles d’être poli !!!!  On trouvera donc parfois sous l’appellation « marbre », des pierres éruptives comme les granites

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Marbre

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Roches marbrière

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III- DIVERSES CATEGORIES DE PIERRES DE CONSTRUCTION  C- les granits :  Ce sont des roches provenant de

l’éruption du magma interne dans l’épaisseur de la croûte terrestre, où il s’est refroidi lentement sous de fortes pressions.  Les granits sont principalement composés de quartz, feldspath et mica en proportions très variables.

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III- DIVERSES CATEGORIES DE PIERRES DE CONSTRUCTION  D- les grès :  Ce sont les roches sédimentaires les plus répandues à la surface du globe. Elles proviennent de la cimentation de grains de quartz (sable siliceux) par un liant constitué par la silice, du calcaire ou de l’argile.  La couleur du grès vient du ciment liant les grains de quartz.

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IV-LES ATOUTS DE LA PIERRE DE CONSTRUCTION  la pierre naturelle permet la réalisation d’éléments de

construction de toutes dimensions et de différentes formes .  C’ est un matériau naturel non polluant  la pierre de construction est incombustible  Elle est homogène et adhère bien au mortier.  Elle se trouve sous différentes couleurs=> choix étendu  Elle possède des bonnes performances mécaniques ( bonne résistance à la compression, à l'usure et aux intempéries )=> matériau durable  la pierre de construction , peut être recyclée quasi indéfiniment aussi bien dans son emploi initial comme pour un autre usage. 

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V- ORIGINE DES PIERRES DE CONSTRUCTION : EXTRACTION  1- DEFINITION:  La carrière désigne le lieu d’extraction des

matériaux de construction équipée par des moyens humains et matériels ( station de traitement ).  NB : La distinction entre mine et carrière tient à la nature du matériau extrait  Carrière => matériau de moindre valeur : ( Matériaux de construction )  la mine => matériau stratégique ou précieux ( phosphate ,métaux…etc, )

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Carrières à ciel ouvert

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2-DIFFERENTS TYPES DE CARRIERES  On peut distinguer les carrières par l'usage de la

roche extraite : * Matière première industrielle : Calcaire pour les cimenteries, argile pour la terre cuite, etc. ; * Roche ornementale : marbre, granite * Granulat : Graviers et sables utilisés par le bâtiment et les travaux publics

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2-DIFFERENTS TYPES DE CARRIERES  On peut aussi distinguer les carrières par leur lieu d'extraction :  Carrières de roche massive : extraction d'une roche homogène , compacte et dure par abattage à l'explosif . C’est le cas général pour les pierres de construction ( matériaux pointus )( Falaise )

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2-DIFFERENTS TYPES DE CARRIERES  Gravière et sablière : extraction de dépôts sédimentaires, alluvionnaires fluviaux ou marins (fleuves ou mer ) ( matériaux roulés )

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2-DIFFERENTS TYPES DE CARRIERES  On peut aussi distinguer les carrières par leur mode d'extraction :  Carrière à ciel ouvert : Exploitée

directement à l’air libre . ( le cas général des carrières )  Carrière sous terraine : en cavités

ou galeries souterraines, creusées par l’homme à la main ou de façon mécanique MDC coûteux

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3-ETAPES D’EXPLOITATION D’UNE CARRIERES 1-Forage : percement de trous verticaux d'environ 10 cm de diamètre dans la roche selon un écartement (la "maille") bien déterminé. 2Minage : les trous de forage sont remplis d'explosifs. L'explosion successive des trous fragmente grossièrement (<800 mm) la roche et l'abat. 3-Reprise : une pelle hydraulique ou un chargeur à pneu récupère la roche abattue et la charge dans un engin de transport. 4-Roulage : un engin, plus rarement un convoyeur à bande, achemine les matériaux grossiers jusqu'à l'installation de traitement. 5- Traitement des matériaux : production de produis finis

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 ..\Video\video carrieres\etapes exploit carrieres.mp4

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VI -ORDRES DE GRANDEURS DES PRINCIPALES CARACTÉRISTIQUES  le tableau ci-dessous présente les principaux ordres de

grandeur pour les essais les plus courants.

 

masse volumique (kg/m3 )

porosité %

Flexion MPa

Compression MPa

1300 - 2700

0,3 - 48

2 - 17

5 - 275

2400 - 3000

0,1 - 2

8 - 25

150 - 225

1900 - 2700

0,4 - 25

3 - 14

30 - 250

2600 - 2900

0,1 - 2

8 - 22

80 - 210

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calcaire granite grès marbre

 les valeurs du tableau ci-dessus sont données à titre

indicatif. pour chaque cas , seuls les résultats d’essais à jour sont à prendre en considération. 26

VII-DOMAINE D’EMPLOI  les pierres de construction sont utilisées selon leurs

qualités surtout leur performances mécaniques .  Elles sont classées en trois catégories selon leur résistance à la compression (Rc) :  1-Les pierres tendres :Rc ≤ 10 Mpa  utilisées principalement en maçonnerie et ouvrages de taille ( Protection des Talus ).  2-Les pierres fermes : 10 < Rc ≤ 40 Mpa  utilisées principalement en revêtements de façades.  Les pierres dures : Rc > 40 Mpa  utilisées principalement en revêtements de sols . 27

En maçonnerie et ouvrages de taille ( Protection des Talus ). Dans le domaine routier, les pierres de construction sont utilisées pour: 1- Construire des murs de soutènement pour protéger les talus contre le glissement des terrains

2- Protéger les culées des ouvrages d’art ( ponts ) contre les agressions des eaux au moment des crues

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En maçonnerie et ouvrages de taille ( Protection des Talus ). Dans le domaine hydraulique ,

les pierres de construction sont utilisées pour protéger le noyau du barrage

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En maçonnerie et ouvrages de taille ( Protection des Talus ).  Dans le domaine du

bâtiment , les pierres de construction sont utilisées pour construire des mur de clôture en maçonnerie

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En maçonnerie et ouvrages de taille ( Protection des Talus ). Dans le domaine maritime, les pierres de construction sont utilisées pour constituer la carapace de protection du noyau des ouvrages de protection ( digues et jetées)

Opération de protection du noyau d’une digue par des enrochements contre les houles

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Revêtements de façades 1-Façades extérieures

2-Façades intérieures

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Revêtements de sols

Sol extérieur

Sol intérieur

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