Rénovation de bâtiments constitués de mur en mâchefer
Les bâtiments en mâchefer, construits à partir de résidus sidérurgiques, incarnent une innovation architecturale née de l’industrialisation. Ce matériau unique se distingue par sa durabilité, sa résistance à l’humidité et ses propriétés thermiques. L’adoption de ce matériau a permis non seulement de réutiliser des déchets industriels, mais également de créer des bâtiments économiques et robustes.
Cependant, la rénovation de maison demande une compréhension de leurs propriétés et des méthodes adaptées pour préserver leur fonctionnement hygrothermique.
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.
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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.
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 relativement faible, le rendant ainsi un bon isolant naturel. | ~2x plus isolant qu’un béton moderne |
| Masse volumique | 800–1200 kg/m³ | |
| Porosité | Très poreux, offrant une bonne régulation de l’humidité. Cependant, cette porosité peut le rendre vulnérable aux infiltrations et dommages liés à l’humidité, nécessitant une gestion adaptée. | ~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 :
- Le mâchefer est souvent sous-estimé pour ses propriétés isolantes. Un mur de 50 cm équivaut à un mur en béton avec 6 cm d’isolation en polystyrène.
- Sa perméabilité à la vapeur en fait un matériau respirant.
- Hygroscopicité faible mais non négligeable, entraînant des phénomènes de gonflement/dégonflement selon l’humidité.
- Varie en fonction de l’épaisseur des murs. Il offre un bon déphasage thermique.
- Permet des remontées par capillarité jusqu’à 35 cm.
- Bonne résistance en compression, comparable au pisé.
- Contrairement au pisé, le mâchefer ne subit pas de dégradation structurelle lorsqu’il est exposé à l’eau liquide.
Importance de bien rénover les bâtiments en mur en mâchefer
Impact environnemental et durabilité
Rénover des bâtiments 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.
Prolonger la vie des bâtiments en mâchefer 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.
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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.
- Remplacer les enduits imperméables par des enduits à la chaux qui permettent aux murs de respirer.
- Installer des barrières étanches au niveau des fondations pour empêcher l’humidité du sol de remonter dans les murs.
- Placer des drains autour des fondations pour évacuer l’eau et réduire la pression hydrostatique contre les murs.
En cas de persistance de l’humidité, utiliser des solutions comme l’électro-osmose-phorèse pour inverser la polarité mur/sol et bloquer les remontées capillaires.
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.
| Type d’isolation | Avantages | Inconvénients | Matériaux recommandés |
|---|---|---|---|
| Enduit correcteur thermique (ECT) | – Casse l’effet de paroi froide – Conservation de la façade | – Risque de condensation à l’intérieur des murs. | |
| Isolation Thermique Intérieure (ITI) | – Solution économique. – Préservation de la façade extérieure pour des raisons patrimoniales. | – Risque de condensation à l’intérieur des murs. – Nécessité d’un pare-vapeur efficace | – Matériaux isolants biosourcés perméables à la vapeur d’eau. |
| Isolation Thermique Extérieure (ITE) | – Préservation de l’inertie thermique des murs. – Réduction des ponts thermiques. | – Coût généralement plus élevé que l’ITI. | – Matériaux isolants biosourcés perméables à la vapeur d’eau. * Gobetis de chaux pour une bonne adhérence. |
Les techniques d’isolation doivent être soigneusement choisies pour ne pas compromettre les propriétés respirantes du mâchefer. 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.
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.
Une approche globale pour la rénovation
La rénovation globale des bâtiments en mâchefer doit adopter une approche holistique, intégrant à la fois les techniques traditionnelles et les solutions moderne.
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.
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.
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