Rénovation de bâtiments constitués de mur en mâchefer
Les bâtiments en mâchefer font partie de notre patrimoine architectural. Nés de l’ère industrielle, ils témoignent d’une ingéniosité précoce en matière de réemploi de matériaux. Cependant, leur rénovation est un art qui ne s’improvise pas et nécessite de faire appel à des professionnels expérimentés et spécialisés dans le bâti ancien et respirant.
Une intervention inadaptée peut compromettre leurs qualités uniques, mais une rénovation énergétique respectueuse et bien menée permet non seulement de préserver leur caractère, mais aussi de les transformer en habitations confortables et très performantes. Chez Anaka, nous adoptons une approche holistique et sur-mesure, car nous savons que chaque bâtiment en mâchefer est unique.
Synthèse des points importants de l’article
- Le matériaux présente des qualités intrinsèques intéressantes : résistance à l’eau, faible conductivité thermique, issue du réemploi.
- Nécessite une approche globale et de définir la compatibilité des matériaux utilisés : enduits extérieur/intérieur, ventilation, traitement de la vapeur d’eau et de l’humidité.
- Valorise un patrimoine architectural historique tout en limitant l’empreinte carbone.
Sommaire
- Comprendre le mâchefer
- Le mâchefer est-il dangereux pour la santé ? La réponse claire
- Le mâchefer en tant que matériau de construction
- Importance de bien rénover les bâtiments en mur en mâchefer
- Fissures dans les murs en mâchefer : Causes et solutions
- Les prescriptions pour bien rénover un mur en mâchefer
- Une approche globale pour la rénovation
Besoin d’un accompagnement sur-mesure pour votre rénovation ?
Comprendre le mâchefer
Historique et utilisation du mâchefer dans la construction
Le mâchefer est un résidu solide issu de la combustion de la houille dans les hauts fourneaux. Dès le milieu du XIXe siècle, il a été utilisé comme matériau de construction grâce à l’ingéniosité de certains industriels qui ont vu en ce déchet une ressource exploitable. François Coignet, un pionnier en la matière, a été l’un des premiers à incorporer le mâchefer dans le béton, créant ainsi des blocs de construction robustes et économiques ou béton de mâchefer.
Initialement, le mâchefer était mélangé à de la chaux ou du ciment pour former un matériau composite utilisé dans les chantiers pour les murs, les fondations et même les routes. Cette méthode a permis le traitement des déchets industriels tout en offrant un matériau de construction bon marché et abondant. Il a ainsi été utilisé dans de nombreuses régions industrielles de France, notamment à Lyon, où il était courant dans les bâtiments résidentiels et industriels.
Avec l’essor du béton moderne au milieu du XXe siècle, son utilisation a progressivement décliné.
Types de mâchefer
Il est important de distinguer les différents types utilisés dans la construction, car leurs qualités et leurs utilisations peuvent varier considérablement.
Le mâchefer de hauts fourneaux est le type le plus couramment utilisé dans la construction. Il est produit par la combustion de la houille dans les hauts fourneaux, où il se forme sous la forme de scories.
Ce type de mâchefer est mélangé à des liants comme la chaux ou le ciment pour créer des blocs de construction.
Le mâchefer d’incinération des ordures ménagères, ou MIOM, est un autre type de mâchefer, résultant de la combustion des déchets municipaux.
Cependant, ce type de mâchefer est principalement utilisé dans les travaux publics, par exemple comme sous-couche routière, et est interdit dans le domaine du bâtiment en raison de sa composition chimique potentiellement toxique et de ses propriétés mécaniques inférieures.
Dans certaines régions du monde où l’activité sidérurgique est encore très active, comme en Inde ou en Afrique subsaharienne, des recherches sont menées pour développer de nouveaux bétons de mâchefer.
Ces matériaux visent à améliorer les propriétés mécaniques et thermiques du mâchefer traditionnel tout en trouvant des applications modernes dans la construction.
Comment reconnaître un mur en mâchefer ?
Le mâchefer se présente généralement sous une couleur allant du gris foncé à plus clair, avec une texture qui peut être friable ou compacte. On le trouve sous deux formes principales :
- en blocs agglomérés (ressemblant à des briques ou des parpaings)
- en masse uniforme coulée sur place (« banchage »), reconnaissable à ses lits de coulage successifs d’environ 60 cm.
Attention, il peut parfois être confondu avec des briques de terre cuite, des parpaings classiques ou même de la pierre, surtout s'il est recouvert d'un vieil enduit.
Le mâchefer est-il dangereux pour la santé ? La réponse claire
C’est une préoccupation majeure pour de nombreux propriétaires, et nous tenons à être très clairs : le mâchefer utilisé dans la construction des maisons anciennes n’est absolument pas dangereux ni toxique pour la santé des occupants. Il est même réputé pour être un matériau inerte.
Pour bien comprendre, il est essentiel de ne pas confondre deux matériaux très différents :
- Le mâchefer de hauts fourneaux : C’est celui qui compose les murs des bâtiments anciens. Il provient de l’industrie sidérurgique et sa composition ne présente pas de danger.
- Le MIOM (Mâchefers d’Incinération d’Ordures Ménagères) : Ce matériau, issu de la combustion des déchets municipaux, est en effet potentiellement toxique. Pour cette raison, son usage est strictement interdit dans le bâtiment et il est principalement utilisé en sous-couche routière.
Les précautions à prendre pendant les travaux
Le seul risque à considérer concerne les chantiers de rénovation. Lors de travaux de démolition, de percement ou de saignées, des poussières peuvent être mises en suspension. Bien que des études sur la lixiviation (libération de composants au contact de l’eau) montrent que les taux de composants toxiques (Arsenic, Plomb, Nickel, etc.) sont inférieurs aux seuils de danger, la prudence reste de mise.
Par précaution, il est donc essentiel de porter un masque et des lunettes de protection lors de ces interventions, comme sur n'importe quel chantier.
Le mâchefer en tant que matériau de construction
Le matériau mâchefer présente une diversité immense pour de multiples raisons. Il a évolué au fil du temps pour s’adapter aux matières disponibles localement et aux besoins des projets. Le béton de mâchefer peut inclure divers pourcentages de granulats, de pouzzolane, de scories de houille, de ciment, de chaux, ou de terre.
Propriété | Description | Valeurs |
---|---|---|
Conductivité thermique | Conductivité thermique modeste mais excellente inertie thermique (capacité à stocker et restituer la chaleur), contribuant au confort d’été et d’hiver. | ~2x plus isolant qu’un béton moderne |
Masse volumique | 800–1200 kg/m³ | |
Porosité | Très poreux, ce qui lui permet de réguler la vapeur d’eau (« respirer »). Le rend cependant vulnérable à l’eau liquide (pluie, remontées capillaires), qui doit être gérée pour éviter les dégradations. | ~32 % |
Résistance à la compression | Offre une solidité suffisante pour de nombreuses applications structurelles, bien qu’il soit moins résistant que le béton moderne. | 1,5–4,5 MPa |
Résistance à la diffusion de la vapeur d’eau µ | C’est une matière ouverte à la vapeur d’eau. | µ compris entre 5 et 20 |
Deux modes constructifs principaux :
- Le béton de mâchefer banché :
- Mis en place comme le pisé : coulé dans un coffrage d’une épaisseur de 45 à 60 cm, puis pilonné.
- Utilisé pour construire des murs dépassant trois étages, comme les HBM Marius Donjon à Lyon.
- Plus tard, des méthodes sans pilonnage sont apparues, rendant la technique plus rapide.
- Les blocs de béton maçonnés :
- Formés en briques ou parpaings, parfois appelés moellons de mâchefer.
- Utilisés comme murs porteurs (épaisseur de 25-30 cm) ou en remplissage de structures poteau/poutre.
- Adaptés à des constructions allant jusqu’à trois étages.
Ce qu’il faut retenir :
- Excellente inertie thermique, mais isolation modeste :
- Le mâchefer a une conductivité thermique proche d’un parpaing creux ; il n’est donc pas un « isolant » au sens moderne.
- En revanche, sa grande inertie lui permet de stocker la chaleur et de la restituer lentement, ce qui lisse les températures et améliore le confort d’été comme d’hiver.
- Un mur de 50 cm de mâchefer a une résistance thermique équivalente à un mur en béton avec 6 cm de polystyrène.
- Négliger cette propriété peut entraîner un surdimensionnement coûteux des équipements de chauffage.
- Grande sensibilité à l’eau :
- Le mâchefer a une forte capacité à absorber l’humidité. Il est donc crucial de le protéger de l’eau liquide (pluie, remontées capillaires) tout en lui permettant d’évacuer l’humidité sous forme de vapeur.
- Si le mur se gorge d’eau, des dégradations peuvent survenir (effritement, salpêtre, pourrissement du bois en contact).
- Structure autoportante mais robuste :
- Les murs en mâchefer sont généralement autoportants (ils supportent leur propre poids) mais pas porteurs de charges verticales lourdes, ce qui explique pourquoi les bâtiments ne dépassent que rarement trois étages.
- Malgré cela, sa résistance à la compression est très bonne, comparable au pisé.
- Toute création d’ouverture nécessite un diagnostic structurel, car un mur peut être devenu partiellement porteur avec le temps.
- Perméabilité à la vapeur :
- C’est un matériau « respirant » qui participe à la bonne régulation hygrométrique du bâtiment, à condition de ne pas l’enfermer sous des enduits ou revêtements étanches.
Importance de bien rénover les bâtiments en mur en mâchefer
Impact environnemental et durabilité
Rénover des maisons anciennes en mâchefer s’inscrit pleinement dans une démarche de développement durable. En optant pour la réhabilitation plutôt que pour une construction neuve, on réduit considérablement l’empreinte carbone liée à la production de matériaux et à leur transport. Les structures en mâchefer, issues d’un recyclage précoce de matériaux industriels, incarnent une approche visionnaire qui reste pertinente dans nos enjeux environnementaux actuels.
Donner un nouveau souffle à ces habitations contribue à limiter les déchets de démolition et à préserver les ressources naturelles. Mieux encore, ces rénovations permettent d’améliorer leurs performances énergétiques, réduisant ainsi leur consommation en énergie et les émissions de gaz à effet de serre. Ces interventions transforment une pratique historique en une solution moderne et durable.
Préservation du patrimoine architectural en mur en mâchefer
Les bâtiments en mâchefer font partie intégrante du patrimoine industriel et architectural de nombreuses régions, témoins d’une époque où l’innovation et l’économie circulaire allaient de pair. Ces murs, construits au XIXe siècle, racontent l’histoire des techniques de construction novatrices issues de l’industrialisation.
Rénover ces structures permet de préserver leur valeur esthétique et historique. Une restauration réussie combine le respect des matériaux d’origine et les normes actuelles de confort, une approche que l’on retrouve également dans la restauration des façades en pierre de la région.
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Fissures dans les murs en mâchefer : Causes et solutions
Comprendre l’origine des fissures : 4 causes principales
Les fissures dans un mur en mâchefer peuvent provenir de plusieurs facteurs, souvent liés à l’histoire et à la nature même du bâtiment.
- Défauts de construction d’origine : Le mâchefer est un matériau autoportant, mais il n’est pas armé avec des chaînages comme le béton moderne. Un appui insuffisant pour un linteau ou une charpente, ou encore des défauts de jonction, peuvent créer des points de tension qui se manifestent par des fissures au fil du temps.
- Travaux modificatifs inadaptés : Des rénovations mal conduites, comme la création d’une ouverture sans les renforts nécessaires ou l’application d’un enduit ou d’une peinture non compatible, peuvent dégrader le mur et provoquer des fissures.
- Mouvements naturels du matériau : Le mâchefer est sensible aux variations de température et d’humidité. Ces phénomènes de dilatation et de rétractation peuvent générer de petites fissures, souvent sans gravité.
- Désordres sur d’autres parties du bâti : Une fissure dans un mur en mâchefer est parfois le symptôme d’un problème ailleurs. Une infiltration d’eau par la toiture, des remontées humides importantes ou une déformation de la charpente peuvent exercer des contraintes sur le mur et le faire fissurer.
Précautions et solutions : du diagnostic à la réparation
Toutes les fissures ne se traitent pas de la même manière. L’intervention doit être proportionnelle à la cause du désordre.
- Le diagnostic : Avant toute chose, un diagnostic structurel approfondi par un expert est primordial. Il permet d’identifier la nature de la fissure (esthétique ou structurelle) et sa cause exacte. C’est seulement à partir de cette analyse que des solutions pérennes peuvent être envisagées.
- Traiter les fissures esthétiques : Si le diagnostic confirme que la fissure est superficielle, un traitement local du défaut suivi d’une reprise des finitions est généralement suffisant.
- Réparer les fissures structurelles : Ces fissures demandent une analyse technique méthodique et des actions ciblées. Le renforcement d’un linteau fissuré à l’aide de barres d’acier traversantes peut, par exemple, être une solution efficace.
- Ajouter une extension : Si vous prévoyez d’ajouter une extension à votre maison, il est impératif de la désolidariser du bâtiment en mâchefer. La création d’un joint de dilatation permet d’anticiper les mouvements naturels de chaque structure et d’éviter l’apparition de nouvelles fissures.
- Comment reboucher trous et saignées ? Pour les réparations locales, la méthode est précise :
- Frotter la zone effritée avec une brosse métallique jusqu’à retrouver une surface saine et dure.
- Laisser la zone sécher complètement.
- Reboucher avec un enduit de rebouchage, du plâtre, ou de la colle MAP pour les trous plus importants. Pour les saignées plus larges, un mortier chaux/sable/chanvre/granules d’argile expansé est idéal car il reprend les contraintes mécaniques tout en limitant le poids.
Attention aux incompatibilités de matériaux Un point de vigilance important : la chaux hydraulique n'est pas compatible avec du plâtre existant. Ce mélange peut provoquer un gonflement et une dégradation très rapide de l'enduit.
Les prescriptions pour bien rénover un mur en mâchefer
Installation de VMC (Ventilation Mécanique Contrôlée)
La ventilation est nécessaire dans les bâtiments en mâchefer, surtout en raison de la porosité du matériau, qui peut absorber l’humidité. Les bâtiments anciens étaient souvent ventilés naturellement par les imperfections d’étanchéité à l’air. Les rénovations modernes visent à améliorer l’étanchéité à l’air, ce qui peut emprisonner l’humidité et créer des problèmes de moisissures.
- VMC simple flux : Ce système extrait l’air vicié des pièces humides (cuisine, salle de bains) et le rejette à l’extérieur, favorisant ainsi un renouvellement constant de l’air intérieur.
- VMC double flux : Plus avancé, ce système non seulement extrait l’air vicié mais récupère également la chaleur de cet air pour préchauffer l’air entrant, améliorant ainsi l’efficacité énergétique tout en maintenant une bonne qualité de l’air intérieur.
Gestion du taux d’humidité des murs
Le mâchefer étant très poreux, il faut gérer l’humidité de manière efficace.
Traitement des remontées capillaires :
- Retirer les matériaux imperméables des sols extérieurs et intérieurs (dalles béton, etc.).
- Remplacer les enduits imperméables en pied de mur par des enduits à la chaux qui permettent l’évaporation.
- Installer des barrières étanches au niveau des fondations pour bloquer la migration de l’humidité.
- Placer des drains autour des fondations pour collecter et évacuer l’eau du sol.
En cas de persistance de l’humidité, des solutions techniques comme l’électro-osmose-phorèse peuvent être mises en œuvre. Ce procédé inverse la polarité électrique entre le mur et le sol pour bloquer activement les remontées capillaires.
Attention, le retrait d'un vieil enduit ciment très épais peut parfois fragiliser un mur en mâchefer ; cette opération doit être menée avec précaution, en prévoyant si nécessaire un étayage temporaire.
Techniques d’isolation d’un mur en mâchefer
L’isolation d’un mur en mâchefer est une étape clé, mais elle doit impérativement respecter sa nature « respirante ». Voici les options, avec leurs spécificités.
Isolation Thermique par l’Intérieur (ITI)
L’isolation par l’intérieur (ITI) est une solution économique qui préserve l’aspect extérieur de la façade. Cependant, elle présente des risques de condensation dans le mur.
Pour la maîtriser, il est préférable d’utiliser un frein-vapeur hygrovariable plutôt qu’un pare-vapeur classique. Ce film intelligent adapte sa résistance pour permettre au mur de sécher vers l’intérieur en été. Il est aussi essentiel de poser l’isolant en continuité avec la maçonnerie, sans lame d’air, pour faciliter ce transfert de vapeur.
Notez que l’ITI consomme du volume habitable et, à l’exception du liège, les isolants biosourcés peuvent se dégrader en cas de mauvaise gestion de la condensation.
Isolation Thermique par l’Extérieur (ITE)
L’isolation par l’extérieur (ITE) est souvent idéale car elle préserve l’inertie thermique et traite les ponts thermiques. Cependant, une prudence particulière est de mise avec le mâchefer.
- L’ITE par panneaux rigides : Certains considèrent cette technique « non admise » sur le mâchefer, car la friabilité du support rend la fixation des panneaux délicate. Cependant, des solutions existent, comme le montre l’exemple de rénovation à Caluire-et-Cuire : l’utilisation de fibre de bois haute densité collée et chevillée avec des fixations très longues (35 cm, pénétrant de 20 cm dans le mur) peut être efficace. Une telle approche doit impérativement être validée par un diagnostic approfondi.
- Les alternatives plus sûres pour l’ITE : Pour éviter tout risque, d’autres solutions sont parfaitement adaptées. L’enduit correcteur thermique chaux-liège est une excellente option, car il est perspirant et parfaitement solidaire de la façade. Un système d’isolation sous bardage ventilé avec une ossature bois est également une solution très performante.
Les isolants biosourcés à privilégier
Nous recommandons des isolants biosourcés ouverts à la diffusion de vapeur d’eau (avec un µ faible) et une bonne capacité à gérer l’humidité (hygroscopicité).
Isolant biosourcé | Conductivité thermique (λ) | Résistance à la diffusion de vapeur (µ) |
---|---|---|
Fibre de bois | 0.038 – 0.048 W/m.K | 3 – 5 (très perspirant) |
Liège expansé | 0.038 – 0.040 W/m.K | 5 – 30 (perspirant) |
Ouate de cellulose | 0.038 – 0.042 W/m.K | 1 – 2 (très perspirant) |
Chènevotte (chanvre) | 0.048 W/m.K | 1 – 2 (très perspirant) |
Utilisation d’enduits extérieurs appropriés
Le choix des enduits doit se faire en tenant compte de la perméabilité à la vapeur d’eau et de la compatibilité avec le mâchefer.
Enduits à la chaux :
- Perméables à la vapeur d’eau, ces enduits permettent aux murs de respirer et d’éviter l’accumulation d’humidité. Ils sont également flexibles et moins susceptibles de fissurer, ce qui est important pour les murs en mâchefer qui peuvent subir des variations dimensionnelles dues aux changements d’humidité.
- Utiliser un lait de chaux pour traiter l’effritement initial, suivi d’un gobetis de chaux pour améliorer l’adhérence, et enfin, appliquer un enduit de finition à base de chaux pour protéger la surface du mur.
Éviter les enduits au ciment :
- Les enduits au ciment sont imperméables et peuvent piéger l’humidité dans les murs, entraînant des problèmes de dégradation. Ils ne sont pas recommandés pour les bâtiments en mâchefer.
Quel budget prévoir pour la rénovation d’un mur en mâchefer ?
Pour un ravalement de façade sur un mur en mâchefer, il faut prévoir une fourchette moyenne située entre 200 et 300 € par mètre carré, tous frais compris.
Il est important de noter que des coûts plus élevés sont à anticiper si les maçonneries sont déjà très abîmées et nécessitent des travaux de consolidation importants.
Une approche globale pour la rénovation
La rénovation des bâtiments en mâchefer doit adopter une approche holistique, intégrant à la fois les techniques traditionnelles et les solutions moderne.
- Consultez notre notre guide complet pour connaitre les coûts de rénovation, ils dépendent des travaux à réaliser, de la taille du bâtiment et des matériaux utilisés
Diagnostic préalable :
- Réaliser un constat d’huissier avant travaux peux être judicieux pour se protéger.
- Inspecter l’état général des murs en mâchefer, identifier les zones de faiblesse et les dommages existants.
- Mesurer la teneur en humidité des murs et les variations thermiques pour adapter les solutions de rénovation en conséquence.
Mise en œuvre de solutions adaptées :
- Assurer que les artisans et les entrepreneurs possèdent les compétences nécessaires pour travailler avec des matériaux traditionnels comme le mâchefer.
- Mettre en place des systèmes de surveillance pour contrôler l’humidité.
Intervenir sur un mur en mâchefer : les bons gestes
- Équipement de protection : Portez systématiquement un masque et des lunettes de protection lors de toute intervention dégageant de la poussière.
- Abattre une cloison : Pour limiter la poussière fine, privilégiez une scie à métaux à une masse. Travaillez du haut vers le bas, en découpant le mur mètre carré par mètre carré pour mieux maîtriser la démolition.
Exemple de rénovation : maison individuelle en blocs de béton de mâchefer, Caluire-et-Cuire (1931)
- Isolation thermique par l’extérieur (ITE) :
- Fibre de bois haute densité (140 mm d’épaisseur) collée et chevillée sur les murs en mâchefer.
- Enduits à la chaux :
- Application d’un enduit perspirant pour protéger les murs tout en permettant l’évacuation de l’humidité.
- Système de ventilation :
- VMC double flux pour améliorer la qualité de l’air intérieur tout en contrôlant les déperditions thermiques.
- Amélioration de la ventilation naturelle :
- Augmentation de la ventilation naturelle du vide sanitaire pour limiter l’humidité stagnante sous la maison.
- Remplacement des enduits :
- Piquage des enduits imperméables inadaptés sur les parties basses des murs pour laisser respirer le matériau.
- Application d’un enduit à la chaux perspirant qui permet l’évacuation de l’humidité tout en protégeant la surface.
Grenoble - Episode 3 - Fin des travaux de maçonnerie
Anaka 06/05/2025 17:02