Les moellons sont des éléments fondamentaux dans le domaine de la construction, utilisés depuis l'Antiquité et encore très présents aujourd'hui. Cet article explore en profondeur la définition des moellons, leurs différents calibres, leurs utilisations variées, ainsi que les aspects réglementaires et les matériaux associés.
Définition et Terminologie
Dans le contexte de la maçonnerie, les moellons désignent des pierres de taille occupant toute l'épaisseur d'un mur. Ils sont empilés et joints avec du mortier pour former une structure solide. Le terme "moellon" est parfois utilisé en France, selon les régions, comme synonyme de "parpaing" ou "bloc béton", bien que ce dernier soit un matériau de construction plus récent et standardisé.
Historiquement, les moellons sont les ancêtres du béton. Les Grecs utilisaient un mélange appelé "amplecton", tandis que les Romains employaient le "caementa", tous deux composés de pierres cassées. Le mot "béton" est apparu plus tard, vers 1165-1170, sous la plume du poète Benoît de Sainte-Maure.
Granulats : Les Composants du Moellon
Les moellons sont fabriqués à partir de granulats, qui sont des roches cassées ou des fragments provenant du lit des fleuves. Ces granulats sont classés en différentes catégories en fonction de leur dimension. On distingue généralement :
- Poussières, farines ou fillers : 0 à 0,1 mm
- Sables :
- Sable fin : 0,1 à 0,4 mm
- Sable moyen : 0,4 à 1,6 mm
- Sable gros : 1,6 à 6,3 mm
- Gravillons :
- Gravillon petit : 6,3 à 10 mm
- Gravillon moyen : 10 à 16 mm
- Gravillon gros : 16 à 25 mm
- Cailloux :
- Cailloux petits : 25 à 40 mm
- Cailloux moyens : 40 à 63 mm
- Cailloux gros : 63 à 100 mm
- Moellons : plus de 100 mm
Bien que cette classification soit une indication, il n'est pas nécessaire de s'y conformer strictement dans la pratique. On utilise souvent des coupures plus larges, comme par exemple :
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- Gravillon 5/15 (Gravillonette)
- Gravillon 15/25 (Granulat pour béton armé)
- Gravillon 25/40 (Granulat pour béton de propreté)
- Gravillon 40/70 (Caillasse pour hérissonnage)
Il est important d'éviter les roches tendres, friables ou poreuses. Les matériaux de bonne qualité incluent :
- Les roches éruptives : granites, basaltes, porphyres
- Les roches sédimentaires : calcaires durs
- Les roches métamorphiques : quartzites
Les graviers doivent être issus de roches dures et avoir un coefficient Los Angeles inférieur ou égal à 35.
Forme et Adhérence des Granulats
La forme des granulats est également importante. Les matériaux concassés à arêtes vives sont préférables aux matériaux à grains arrondis. La forme optimale pour les grains est celle qui se rapproche le plus de la sphère ou du cube.
L'adhérence du ciment aux éléments de granulat joue un rôle essentiel dans la résistance à la traction et à la fragilité du béton. Si une fissure se développe dans la masse de béton et rencontre un élément de gravier, une bonne adhérence entre le gravier et le ciment est cruciale pour la solidité de l'ensemble.
Les Blocs Béton : Une Évolution du Moellon
Le bloc béton, également appelé parpaing, est un matériau de construction très répandu. Son succès est lié à la présence de nombreuses centrales à béton et à sa facilité d'assemblage. L'émergence des moellons standardisés a coïncidé avec une pénurie de charpentiers après la Première Guerre mondiale.
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Les blocs sont majoritairement produits par des presses fixes, avec un compactage du béton basé sur une vibration combinée à une compression. Le béton des blocs est constitué de ciment, de gravillons, de sable et d'eau.
Les blocs sont disponibles sous différentes formes :
- Blocs pleins
- Blocs perforés (perforations ne dépassant pas 25 % de la surface)
- Blocs alvéolés (alvéoles ne dépassant pas les 2/3 de la surface d'appui)
- Blocs rectifiés (strictement calibrés, permettant un montage à joint mince)
Les blocs rectifiés permettent l'utilisation de techniques de montage à joint mince (3 à 4 mm) au lieu des 10 à 15 mm de la maçonnerie traditionnelle. L'assemblage se fait alors avec un mortier-colle, appliqué avec un outil spécifique.
Les Parpaings : Types et Résistance
Les parpaings servant à la construction d’une maison ne se choisissent pas au hasard. Il existe plusieurs types de parpaings. La classe de résistance permet alors de choisir ses parpaings en fonction de leurs rôles et notamment de la charge à supporter.
Qu’il soit appelé moellon, bloc, queron ou bien encore aggloméré, le parpaing correspond à une pierre de taille occupant toute l’épaisseur d’un mur. Les parpaings sont alors empilés les uns sur les autres et joints à l’aide d’un mortier pour fonder un mur. Le parpaing est composé à 80 % de pierre (mélange de gravier et de sable) et à 7 % de ciment et d’eau. Si cet aspect séduit beaucoup de constructeurs et de propriétaires de plus en plus soucieux de l’environnement, cela n’est pas le seul point fort du parpaing. En effet, ce matériau de construction est celui qui possède le meilleur rapport qualité/prix.
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Tous les matériaux disposent d’une résistance. Comme nous l’avons évoqué en introduction, la résistance du parpaing influe sur sa capacité à supporter des charges plus ou moins lourdes. La classe B40 : résistance à 40 bars soit 4 MPa. Mais alors à quoi correspondent tous ces chiffres ? Le chiffre suivant la lettre B (B40, B60, etc.) correspond à la charge de rupture du parpaing, exprimé en tonne. Prenons un parpaing creux B40 en 20x20x50 disposant alors d’une résistance de 4 Mpa (4 millions de pascal). Sa force en millions de newton sera égale à 4 Mpa multiplié par sa largeur (20 cm) et sa longueur (50 cm). Ainsi 4 Mpa x (0,2 x0, 5) qui équivaut à 0,40 millions de newton (ou 400 00 newtons, ou bien 40 000 daN) soit 40 000 kg ou 40 tonnes.
Nous l’avons également évoqué précédemment : il n’existe pas qu’un seul type de parpaing. Les blocs creux sont les parpaings les plus fréquemment utilisés pour fonder un mur ou une cloison. Ils disposent de 6 alvéoles régulières et de 2 extrémités en forme de bride pour le garnissage des joints verticaux. Les blocs creux ont la particularité d’être plus légers que les autres parpaings cependant ils disposent d’une résistance inférieure à un bloc plein. Les blocs perforés ou pleins sont les parpaings les plus lourds. A ce titre, ils sont utilisés pour la fondation du soubassement d’une maison ou au sous-sol enterré. Les blocs perforés et pleins se distinguent des blocs creux, car en possédant les mêmes dimensions, les blocs perforés et pleins ont une résistance à l’écrasement supérieure. Ils peuvent ainsi supporter une charge plus importante. Bon à savoir : les blocs véritablement pleins sont très rares. Généralement ils disposent tout de même de petits trous.
La classe de résistance et le type de parpaing influent sur le prix de ce dernier. Toutefois, il existe de grandes différences de prix en fonction des régions. D’une façon plus générale, vous pouvez considérer que plus un parpaing sera plein et plus il sera coûteux puisque sa classe de résistance sera plus importante.
Enrochement : Une Alternative au Moellon
L'enrochement est une technique de terrassement qui consiste à assembler des blocs de pierres ou des gabions pour compenser un terrain dénivelé. Cela permet de construire un mur de roches pour casser une pente, aménager le terrain en terrasses et construire sur une partie aplanie. Un mur de soutènement empêche les glissements de terrain.
L'enrochement peut être utilisé pour :
- Soutènement de berges et digues contre les inondations
- Aménagements paysagers : clôtures, soutènements, escaliers, allées, rocailles
- Décoration : murets, escaliers, relief artificiel
L'enrochement offre plusieurs avantages :
- Pas besoin de fondations (contrairement à un mur maçonné en béton)
- Plus esthétique, économique, facile et rapide à construire
- Perméable, souple, insonorisant et respectueux de l'environnement
Matériaux pour l'enrochement
L'enrochement offre l'avantage esthétique d'utiliser diverses pierres naturelles, adaptées en couleur et en forme à votre aménagement paysager. Les pierres se patinent naturellement avec le temps et peuvent être végétalisées. Il est crucial de choisir des pierres appropriées : les roches trop poreuses ou friables sont à éviter. Le grès ou le granit sont souvent privilégiés. Les pierres doivent provenir de carrières certifiées et respecter les normes en vigueur.
Types de pierres pour enrochement :
- Rochers non calibrés de forme naturelle, avec des vides entre eux. Ils doivent avoir au moins deux faces plates et une forme plus ou moins carrée.
- Moellons calibrés de grande taille pour un enrochement pierre plate ou pour des gabions, plus faciles à empiler.
Dans le cas d'un mur de soutènement, les roches doivent respecter la norme NF EN 13383-1. Pour le petit enrochement, les roches doivent mesurer entre 45 et 250 mm, entre 5 et 300 kg pour l'enrochement moyen, et plus de 300 kg pour le gros enrochement.
Les gabions sont soumis aux normes NF P 94-325-1, NF EN 13223-3, EN 10218-2, EN 10244-2, EN 10245-1, 10245-2 et 10245-3.
Gabions : Définition et Caractéristiques
Un gabion est une cage rectangulaire composée de panneaux électrosoudés en acier rigide, monolithe et indéformable. Il résiste à la corrosion grâce à un traitement zinc et aluminium, lui assurant une longévité de plus de 80 ans.
Le remplissage du gabion lui donne son poids et ses propriétés techniques. Il est souvent rempli de pierres calibrées, de petits rochers, de galets, de pierres plates, etc.
Le gabion est drainant et végétalisable : il ne retient pas l'eau et permet aux plantes de rocaille de s'y installer facilement.
Dimensions des gabions techniques :
| Type de gabion | Hauteur | Largeur | Longueur |
|---|---|---|---|
| Gabions classiques | 0,5 à 1 m | 1 à 1,50 m | 1 à 4 m |
| Gabions matelas | 20 à 50 cm | 2 à 3 m | 2 à 7 m |
Il est possible de remplir un gabion avec autre chose que des pierres, tant qu'il n'est pas utilisé pour le soutènement.
Gabion végétalisé: Rempli de terre retenue par du géotextile, on y plante des végétaux de rocaille, des sedums et des plantes couvrantes. C'est une solution prisée des paysagistes pour donner vie à un jardin.
Mobilier de jardin en gabion: La structure solide du gabion permet d'y accrocher des voiles d'ombrage, de fixer un toit pour une pergola, ou de créer un banc, une table, ou d'entourer un bassin.
Gabion rempli de divers matériaux: Pour de petites constructions, on peut remplir le gabion de branches d'arbres, de bouteilles en verre, de galets décoratifs, d'ardoise, de briques, de pierre volcanique, de pierres peintes, de schiste, d'écorce, de pommes de pin, de morceaux d'argile, etc.
La clôture en gabion: Le gabion, ou n'importe quelle pierre taillée en moellon, permet de construire des murets de clôture, avec ou sans grillage. Ce matériau permet d'ériger rapidement et simplement un mur sans fondations, à une hauteur modulable, et de le déplacer si nécessaire.
Réglementation des Travaux d'Enrochement
L'enrochement est un travail de génie civil qui requiert un savoir-faire et des calculs géotechniques. La sécurité des bâtiments, des habitants et des usagers du terrain est en jeu. Avant tout, une étude du sol et une analyse de faisabilité par un ingénieur géologue ou un bureau d'études sont nécessaires.
Les calculs détermineront les calibres d'enrochement à utiliser : épaisseur de la cage de gabion et poids de remplissage, ainsi que le type de roche ou de pierre naturelle.
Un permis de construire n'est pas requis si le mur fait moins de 2 mètres de hauteur. Au-delà, il faut consulter le PLU de votre commune. Seuls les terrassements de petits espaces effectués avec des outils de jardinage ne sont pas soumis à réglementation. Il est donc conseillé de confier les travaux d'enrochement à un professionnel.
Granulats Naturels : Diversité et Caractéristiques
La diversité géologique du sous-sol français permet d’obtenir, à partir de roches très différentes, une grande variété de granulats. On distingue les principales roches suivantes :
- alluvions glaciaires
- sables et graviers alluvionnaires fluviatiles
- sables et graviers du littoral
- roches éruptives anciennes
- roches volcaniques récentes
- alluvions marines
- couches de sables ou de sablons
- roches sédimentaires consolidées
- roches métamorphiques
Un granulat est constitué d’un ensemble de grains minéraux, qui selon sa dimension (comprise entre 0 et 125 mm) se situe dans l’une des 6 familles suivantes :
- Fillers
- Sablons
- Sables
- Graves
- Gravillons
- Ballast
Les granulats sont utilisés pour la réalisation d’ouvrages de Génie Civil, de travaux routiers et de bâtiments. Ils sont obtenus :
- en exploitant des gisements de sables et de graviers d’origine alluvionnaire, terrestre ou marine ;
- en concassant des roches massives ;
- ou encore par recyclage de produits tels que les bétons de démolition.
Leurs natures, leurs formes et leurs caractéristiques varient en fonction des gisements et des techniques de production. La nature minérale des granulats est un critère fondamental pour son emploi, chaque roche possédant des caractéristiques intrinsèques spécifiques en termes de résistance mécanique et de tenue au gel, ainsi que des propriétés physico-chimiques et des propriétés chimiques.
Les granulats sont classés en fonction de leur granularité (distribution dimensionnelle des grains) déterminée par analyse granulométrique à l’aide de tamis. Un granulat est désigné par sa classe granulaire exprimée par le couple d/D ou 0/D avec :
- d : dimension inférieure du granulat
- D : dimension supérieure du granulat.
| Familles | Dimensions | Caractéristiques |
|---|---|---|
| Fillers | 0/D | D<2 mm avec au moins 85 % de passant à 1,25mm et 70 % de passant à 0,063 mm |
| Sablons | 0/D | D≤1 mm avec moins de 10 % de passant à 0,063 mm |
| Sables | 0/D | 0 mm < D≤ 4 mm |
| Graves | 0/D | D < 6.3 mm |
| Gravillons | d/D | d ≥ 2 mm et D ≤ 63 mm |
| Ballasts | d/D | d ≥ 31,5 mm et D = 50 ou 63 mm |
Il est possible de réaliser des mélanges de granulats pour obtenir des distributions granulaires adaptées à chaque utilisation. Les granulats sont considérés comme courant lorsque leur masse volumique est supérieure à 2 t/m3 et léger si elle est inférieure à 2 t/m3.
Les granulats sont utilisés :
- directement sans liant : ballast de voies ferrées, remblais, couches de forme des structures routières ;
- solidarisés avec un liant : le ciment pour le béton et les mortiers, le bitume pour les enrobés.
Caractéristiques des Granulats
Les granulats doivent répondre à des exigences et des critères de qualité et de régularité qui dépendent, d’une part, de la nature de la roche (résistance aux chocs et à l’usure, caractéristiques physico-chimiques,…) et, d’autre part, de caractéristiques physiques liées au processus d’élaboration des granulats (dimensions, formes, propreté,…).
Les granulats sont donc spécifiés par deux types de caractéristiques :
- Caractéristiques intrinsèques, liées à la nature minéralogique de la roche et à la qualité du gisement, telles que, par exemple :
- La masse volumique réelle,
- L’absorption d’eau et la porosité,
- La sensibilité au gel,
- La résistance à la fragmentation et au polissage,
- La gélivité.
- Caractéristiques de fabrication, liées aux procédés d’exploitation et de production des granulats telles que, en particulier :
- La granularité,
- La forme (aplatissement),
- La propreté des sables.
Les caractéristiques des granulats sont fonction de leur famille (gravillons, sables, sablons, fillers) et font l’objet de méthode d’essais et de détermination adaptée.
Différents Types de Granulats
Un granulat, en fonction de sa nature et de son origine, peut-être :
- Naturel : d’origine minérale, issus de roches meubles (alluvions fluviales ou marines) ou de roches massives (roches éruptives, calcaires, métamorphiques…) , n’ayant subi aucune transformation autre que mécanique (tels que concassage, broyage, criblage, lavage).
- Artificiel : d’origine minérale résultant d’un procédé industriel comprenant par exemple des transformations thermiques : sous-produits industriels, granulats réfractaires
- Recyclé : obtenu par traitement d’une matière inorganique utilisée précédemment dans la construction, tels que des bétons de démolition de bâtiments ou des structures de chaussées.
Les caractéristiques géométriques et de propreté des granulats dépendent du processus d’élaboration dans les installations de traitement.
Granulats Naturels : Diverses Roches
Les granulats naturels sont issus de diverses roches :
- Roches magmatiques ou éruptives : elles proviennent du refroidissement d’un magma préalablement fondu. Parmi les roches éruptives, on distingue :
- les roches volcaniques qui naissent par solidification de coulées de lave : basaltes, andésites, rhyolites ;
- les roches plutoniques : granites, diorites, syénites, gabbros…
- Roches sédimentaires : elles se forment à la surface de la terre par accumulation de sédiments. Elles résultent de l’érosion des roches éruptives ou des dépôts de sédiments marins. On les rencontre souvent sous la forme de roches meubles telles que les alluvions siliceuses, silico-calcaires ou calcaires. On distingue les roches sédimentaires :
- silicatées : grès, grès quartzites, silex, chailles, sédiments glaciaires…
- carbonatées : calcaires, dolomies…
- Roches métamorphiques : elles se sont produites suite à des phénomènes tectoniques. Elles proviennent de la transformation des roches éruptives ou sédimentaires, sous l’action de la température, de la pression ou de l’apport de substances chimiques : quartzites, gneiss, schistes, micaschistes, marbres… Elles affleurent plus particulièrement dans les massifs montagneux anciens.
Roches Meubles et Roches Massives
Les granulats naturels sont issus de roches meubles ou massives qui sont essentiellement constituées de silice, de silicate et de carbonate.
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