Rénovation de bâtiments constitués de mur en mâchefer

Le mâchefer, matériau emblématique de l’architecture industrielle du XIXe et du début du XXe siècle, se retrouve dans de nombreux bâtiments anciens qui témoignent d’un riche passé industriel. Si ces constructions ont traversé les années, les rénovations de maisons posent aujourd’hui des défis spécifiques. Comment préserver et valoriser ces murs en mâchefer tout en répondant aux exigences modernes de confort et de performance énergétique ? Cet article vise à fournir une vue d’ensemble des meilleures pratiques pour rénover les bâtiments construits en mâchefer.

Le mâchefer est un résidu solide issus de l’incinération de la houille dans les hauts fourneaux, mélangé à des liants tels que la chaux ou le ciment pour créer des blocs de construction. Ce matériau, utilisé pour sa robustesse et sa disponibilité, nécessite une attention particulière lors de la rénovation pour maintenir ses propriétés et assurer la durabilité des travaux effectués.

Nous explorerons les différentes étapes et techniques indispensables pour la rénovation des bâtiments en mâchefer. De la gestion de l’humidité à l’amélioration de l’isolation thermique, en passant par le choix des enduits et la mise en place de systèmes de ventilation adaptés, cet article vous guidera à travers les considérations clés pour mener à bien ces projets de rénovation.

Comprendre le mâchefer

Le mâchefer, matériau souvent méconnu mais historiquement significatif, a joué un rôle important dans la construction résidentielle du XIXe siècle et du début du XXe siècle. Utilisé pour sa robustesse et sa disponibilité, il se retrouve dans de nombreux bâtiments anciens qui nécessitent aujourd’hui une rénovation adaptée pour préserver leur intégrité et les mettre aux normes modernes de confort et de performance énergétique.

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. Cependant, de nombreux bâtiments construits en mâchefer subsistent et nécessitent des techniques de rénovation spécifiques pour préserver leur structure et améliorer leur performance énergétique.

Types de mâchefer

Il est important de distinguer les différents types utilisés dans la construction, car leurs qualités et leurs utilisations peuvent varier considérablement.

Mâchefer de Hauts Fourneaux

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. Ce matériau est apprécié pour sa légèreté, sa résistance et ses propriétés isolantes.

Mâchefer d’incinération des ordures ménagères (MIOM)

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.

Mâchefer modernisé

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.

Propriétés du mur en mâchefer en tant que matériau de construction

Le mâchefer présente des propriétés uniques qui en font un matériau intéressant pour la construction, mais aussi un défi pour la rénovation. Voici quelques-unes de ses caractéristiques principales :

• Conductivité thermique : Le mâchefer possède une conductivité thermique relativement faible, ce qui en fait un bon isolant naturel. Il est vraisemblable que les bétons de mâchefer soient au moins deux fois plus isolants que les bétons modernes
• Masse Volumique : La masse volumique du mâchefer varie généralement entre 800 et 1200 kg/m³. 
• Porosité : Avec une porosité d’environ 32 %, le mâchefer est un matériau très poreux. Cette porosité permet une bonne régulation de l’humidité, mais elle peut aussi rendre le matériau vulnérable aux infiltrations d’eau et aux dommages liés à l’humidité, nécessitant des solutions de gestion de l’humidité spécifiques.
• Résistance à la compression : Bien qu’un mur en mâchefer ne soit pas aussi résistant que le béton moderne, il offre une résistance à la compression suffisante pour de nombreuses applications structurelles. Cette résistance varie généralement entre 1,5 et 4,5 MPa.

Ces propriétés font du mâchefer un matériau à la fois correct et complexe à rénover. Pour réussir une rénovation efficace, il est nécessaire de comprendre et de respecter ces caractéristiques, tout en adaptant les techniques modernes pour améliorer la durabilité et l’efficacité énergétique des bâtiments.

Importance de bien rénover les bâtiments en mur en mâchefer

Rénover des bâtiments construits en mâchefer présente des avantages significatifs tant sur le plan environnemental que patrimonial. Cependant, cette rénovation pose des défis spécifiques qui nécessitent une compréhension approfondie des propriétés du matériau et des techniques adaptées. Dans ce contexte, la rénovation des bâtiments en mâchefer ne se limite pas à une simple mise à jour esthétique ou fonctionnelle, mais s’inscrit dans une démarche globale de préservation et de durabilité. Confier une mission complète de maitrise d’œuvre peut s’avérer nécessaire pour définir le cahier des charges.

Impact environnemental et durabilité

La rénovation des bâtiments en mâchefer s’inscrit parfaitement dans une logique de développement durable. En réutilisant et en adaptant des structures existantes plutôt qu’en construisant de nouvelles, on réduit significativement l’empreinte carbone associée à la construction. Les bâtiments en mâchefer, de par leur nature et leur histoire, représentent une utilisation intelligente de matériaux recyclés. Le processus de leur rénovation permet de prolonger la vie de ces structures, limitant ainsi la production de déchets de démolition et la consommation de nouvelles ressources.

Le mâchefer, matériau produit par la combustion de la houille, est un exemple précoce de recyclage industriel. En réhabilitant ces bâtiments, on valorise cette approche ancienne mais visionnaire de gestion des déchets, tout en répondant aux exigences modernes de performance énergétique. La rénovation bien pensée de ces structures peut également améliorer leur isolation thermique et réduire leur consommation énergétique, contribuant ainsi à une réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Préservation du patrimoine architectural en mur en mâchefer

Les bâtiments en mâchefer font partie intégrante du patrimoine architectural et industriel de nombreuses régions. Ces structures témoignent de l’histoire industrielle et des techniques de construction innovantes du XIXe siècle. La rénovation de ces bâtiments permet de préserver ce patrimoine unique et de le transmettre aux générations futures.

En conservant les caractéristiques originales du mâchefer tout en intégrant des technologies modernes, il est possible de mettre en valeur l’esthétique et la fonctionnalité de ces bâtiments historiques. Cela nécessite une approche délicate et respectueuse des techniques traditionnelles, tout en s’assurant que les rénovations répondent aux normes actuelles de sécurité et de confort.

Défis spécifiques de leur rénovation 

Cette rénovation globale de murs en mâchefer présente plusieurs défis, principalement dus aux propriétés spécifiques du matériau. Voici quelques considérations clés :

1. Gestion de l’humidité : En raison de sa porosité, le mâchefer est particulièrement sensible à l’humidité. Une gestion efficace de l’humidité est essentielle pour éviter les problèmes de moisissures et de dégradation du matériau. L’installation de systèmes de ventilation adéquats et l’utilisation de matériaux perméables à la vapeur d’eau, comme les enduits à la chaux, sont impératifs pour maintenir un environnement intérieur sain.
2. Isolation thermique : Les techniques d’isolation doivent être soigneusement choisies pour ne pas compromettre les propriétés respirantes du mâc hefer. L’isolation par l’intérieur (ITI) peut présenter des risques de condensation, tandis que l’isolation par l’extérieur (ITE) est souvent préférable pour préserver l’inertie thermique des murs et réduire les ponts thermiques. L’utilisation d’isolants biosourcés, tels que la laine de bois ou le liège expansé, est recommandée pour leur compatibilité avec les propriétés hygroscopiques du mâchefer.
3. Compatibilité des matériaux : Lors de la rénovation, il est essentiel d’utiliser des matériaux compatibles avec le mâchefer pour éviter les désordres structurels. Les enduits à base de chaux, par exemple, sont préférables aux enduits au ciment, car ils permettent aux murs de respirer et d’évacuer l’humidité. De plus, les techniques modernes doivent être intégrées de manière à respecter l’intégrité et l’apparence historique des bâtiments.

Les prescription pour bien rénover un mur en mâchefer

Systèmes de ventilation

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, mais les rénovations modernes visent à améliorer l’étanchéité à l’air, ce qui peut emprisonner l’humidité et créer des problèmes de moisissures et de dégradation du matériau.

Installation de VMC (Ventilation Mécanique Contrôlée) :

• 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.

Ces systèmes permettent de contrôler l’humidité intérieure, prévenant ainsi les problèmes de condensation et de moisissures.

Gestion de l’humidité

Le mâchefer étant très poreux, il faut gérer l’humidité de manière efficace pour éviter la dégradation du matériau et maintenir un environnement sain.

Traitement des remontées capillaires :

• Barrières d’étanchéité : Installer des barrières étanches au niveau des fondations pour empêcher l’humidité du sol de remonter dans les murs.
• Drains périphériques : Placer des drains autour des fondations pour évacuer l’eau et réduire la pression hydrostatique contre les murs.

Utilisation d’enduits décoratifs perméables :

• Enduits à la chaux : Ces enduits permettent aux murs de respirer en laissant passer la vapeur d’eau, ce qui est essentiel pour éviter l’accumulation d’humidité à l’intérieur des murs.
• Peintures microporeuses : Utiliser des peintures qui permettent l’évaporation de l’humidité sans piéger l’eau dans les murs.

Techniques d’isolation d’un mur en mâchefer

L’isolation thermique qui peut être préconisée par un DPE projeté est une composante essentielle de la rénovation des bâtiments, mais elle doit être réalisée en respectant les propriétés hygroscopiques et respirantes du matériau.

Isolation Thermique Intérieure (ITI) :

• Avantages : L’Isolation Thermique Intérieure peut être plus facile à mettre en œuvre dans certains contextes, notamment lorsque la façade extérieure doit être préservée pour des raisons patrimoniales.
• Inconvénients : Risque de condensation à l’intérieur des murs, nécessitant l’utilisation de pare-vapeur efficaces et de matériaux isolants perméables à la vapeur d’eau comme la laine de bois ou la ouate de cellulose.

Isolation Thermique Extérieure (ITE) :

• Avantages : Permet de préserver l’inertie thermique des murs, réduit les ponts thermiques, et offre une meilleure performance énergétique globale.
• Matériaux recommandés : Utiliser des isolants biosourcés comme le liège expansé ou les panneaux de fibres de bois, qui sont compatibles avec les propriétés hygroscopiques du mâchefer.
• Systèmes de fixation : Assurer une bonne adhérence entre l’isolant et le mur en mâchefer, souvent à l’aide d’un gobetis de chaux.

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 :

• Avantages : 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.
• Applications : 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 :

• Inconvénients : 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.

Approches globales 

La rénovation globale des bâtiments en mâchefer doit adopter une approche holistique, intégrant à la fois les techniques traditionnelles et les solutions innovantes pour garantir une performance optimale.

Diagnostic préalable :

• Constat avant travaux : Réaliser un constat d’huissier avant travaux peux être judicieux pour se protéger.
• Évaluation structurelle : Inspecter l’état général des murs en mâchefer, identifier les zones de faiblesse et les dommages existants.
• Analyse hygrothermique : 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 :

• Formation des artisans : Assurer que les artisans et les entrepreneurs possèdent les compétences nécessaires pour travailler avec des matériaux traditionnels comme le mâchefer.
• Surveillance et maintenance : Mettre en place des systèmes de surveillance pour contrôler l’humidité et la performance thermique après la rénovation, et effectuer des maintenances régulières pour prolonger la durée de vie des bâtiments.

Conclusion

La rénovation des bâtiments en mâchefer est un processus complexe qui nécessite une compréhension approfondie des propriétés du matériau et l’application de techniques adaptées. En mettant en œuvre des systèmes de ventilation efficaces, en gérant correctement l’humidité, en choisissant les bonnes techniques d’isolation et en utilisant des enduits appropriés, il est possible de préserver ces structures historiques tout en les adaptant aux normes modernes de confort et de performance énergétique.