Materials response to thermo-hydric strains obtained by climatic monitoring : case study of the Saint-Remi basilica of Reims. - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2021

Materials response to thermo-hydric strains obtained by climatic monitoring : case study of the Saint-Remi basilica of Reims.

Réponse de matériaux à des contraintes thermo-hydriques obtenues par suivi climatique : étude de cas de la basilique Saint-Remi de Reims.

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Abstract

Temperature and relative humidity are two parameters playing a key role in stone weathering. A non-invasive approach has been chosen to study the effect of those parameters on the materials of the Saint-Remi basilica in Reims (France). The environmental monitoring (temperature and relative humidity measurements) allowed to identify micro-climates on the monument and typical events: cloudy periods, sunny-, cold rainy-, warm rainy- and frost days. An experimental apparatus reproducing temperature and humidity variations of the typical events was designed to assess materials’ behaviors in realistic experimental conditions. Local strain and temperature measurements allowed to estimate thermo-hydric stress generated in the materials. The behaviors of two limestones – the Courville (original stone) and Savonnières (restoration stone) limestones – and a restoration mortar – the Lithomex.The Courville limestone showed high and localized stress compared to the Savonnières, suggesting better durability for the Savonnières. On the other hand, high stress is generated at the interface Lithomex-Savonnières hinting at better compatibility between the Lithomex mortar and the Courville limestone. In terms of Lithomex compatibility with the stones, a critical parameter would be the water penetration through the Lithomex layer. The realistic experimental conditions provide relevant information on possible weathering mechanisms on the basilica, adapted to this specific environment and closer to reality than other classical tests.
Température et humidité sont deux paramètres jouant un rôle majeur dans les processus d’altération des pierres. Pour étudier l’effet de ces paramètres sur la basilique Saint-Remi de Reims, une approche non invasive a été choisie. Le suivi environnemental (mesures de température et d’humidité relative) permet d’identifier des micro-climats sur le monument et des évènements typiques : jour ensoleillé, passage nuageux, jour pluvieux frais, jour pluvieux chaud et jour de gel. Afin d’évaluer le comportement de matériaux de la basilique dans des conditions réalistes, un dispositif expérimental reproduisant les variations de température et d’humidité des évènements typiques a été mis au point. Le suivi local de la déformation et de la température permet d’évaluer les contraintes thermo-hydriques générées. Deux calcaires sont ainsi analysés : la pierre de Courville (pierre d’origine) et la pierre de Savonnières (pierre de restauration) ainsi qu’un mortier de restauration, le Lithomex. La pierre de Courville présente globalement des contraintes élevées et localisées par rapport à la Savonnières, supposant une moins bonne durabilité du calcaire d’origine. D’autre part, de fortes contraintes à l’interface Savonnières-Lithomex laissent présager une moins bonne compatibilité entre ces matériaux. La pénétration de l’eau à travers la couche de Lithomex est cependant un point critique pour aborder la durabilité du mortier sur les calcaires. Plus proches de la réalité que des tests classiques et adaptés aux conditions particulières de la basilique, les conditions expérimentales réalistes permettent d’obtenir des informations pertinentes sur les possibles altérations des pierres.
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Dates and versions

tel-03494866 , version 1 (20-12-2021)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03494866 , version 1

Cite

Emilie Huby. Réponse de matériaux à des contraintes thermo-hydriques obtenues par suivi climatique : étude de cas de la basilique Saint-Remi de Reims.. Sciences de la Terre. URCA - GEGENAA, 2021. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03494866⟩
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