18.1 Chimie & Recherche - PLM: depuis vingt ans en examen!

08/04/09

Un des matériaux “historiques” proposé par C.T.S. dans le secteur de la restauration architecturale est le mortier PLM, dans ses différentes formulations : pour fresques, enduits, murs, mosaïques.
Fabriqués avec des matériaux rigoureusement contrôlés, et soumis, à chaque lot de fabrication, à des contrôles pour en garantir la qualité, ils représentent pour les restaurateurs du monde entier les mortiers à injecter par antonomase.
Nous voulons rappeler seulement deux des plus importantes restaurations qui ont vu l’utilisation des mortiers PLM ces dernières années : deux cycles de peintuires murales du quatorzième siècle comme celles de la Castellane de Vergy à Palazzo Davanzati, à Florence (voir photo par Daniele Rossi), et celles de l’Oratoire de Santo Stefano à Lentate sul Severo (MI) [1]. Mais nous ne pouvons pas ne pas citer l’utilisation des PLM aussi sur des interventions en peintures murales modernes, comme celles conduites pendant les chantiers-école de l’Opificio delle Pietre Dure dans le “village peint” de Arcumeggia (VA).

Les points forts qui ont contribué au succès des PLM sont :

-       la très grande fluidité que l’on peut obtenir avec une faible quantité d’eau (80%, mais on peut injecter même avec 60%), quantité inférieure à celle nécessaire pour pouvoir facilement injecter des mortiers à base de chaux hydrauliques ou avec des chaux aériennes et pouzzolanes ;

-       l’absence de sels solubles, comparé à d’autres produits présents sur le marché.

La première étude approfondie sur la gamme PLM remonte à 1993, menée à l’Université des Etudes de Trente [2] ; aujourd’hui, nous sommes heureux de mettre sous les projecteurs les résultats d’une autre recherche, conduite par le Center for Conservation of Monuments and Sites de Lausanne (Suisse) [3]. Avant l’intervention de consolidation des surfaces extérieures de la Cathédrale de Lausanne, en grès d’Aquitaine, il a été mené une étude comparative sur différents mortiers d’injection.
Il a été comparé 6 types : deux à base de liant siliceux (Funcosil et Syton), deux à base de chaux aérienne mélangée à différents inertes, et deux mortiers connus en restauration et présents sur le marché, Ledan TC1 Plus et PLM-M.
De nombreux paramètres fondamentaux ont été évalués dans un premier dépistage, tels que la viscosité, la facilité d’injection, le temps de prise, le retrait, l’adhésion.

Tous les mortiers montraient une basse viscosité associée à une bonne injectabilité. Comme on pouvait s’y attendre de la part d’un silicate d’éthyle, le Funcosil réagissait lentement permettant des applications successives, en couches, tandis que les mortiers en base de chaux aérienne exhibaient en surface des temps de prise plus réduits, avec obstruction des conduits d’entrée.
Le mélange chaux/pouzzolane/microbille de verre a été abandonné suite aux résultats négatifs démontrés en évaluant aussi bien le retrait que les capacités adhésives.

Dans le tableau ci-dessous, sont reportées les valeurs des paramètres les plus significatifs. Pour le tableau complet (incluant les mesures sur les mortiers frais), se reporter à l’article [3]. Pour certaines valeurs, il a été comparé le grès dégradé après consolidation au silicate d’éthyle.

                                               
Viscosité         Injection.       Retrait       Adhésion     RM       Tp       SO42-

Funcosil KSE 500 STE                    +++                +++              -                 +              4            42         n.d.
Funcosil KSE 300 E                      
Billes de verre+terre                         
verte

Syton                                             ++                  +++             --                 +                5            35         n.d.
Poudre de pierre
Silice micronisée

Chaux                                              +                   ++               +                 +                1           40         n.d.
Billes de verre
Poudre de pierre

Chaux et pouzzolane                         +                  ++                 ---                 -                   abandonné  
Billes de verre, sable
local

LEDAN                                            ++                 +++               +                  +              20         46        5879                       

PLM-M                                             ++                 +++               +                  +             20         40          30  

Grès consolidé                                                          n.a.                                               12        19         8220      
avec Wacker OH
 

+++ très bon                        RM_ Résistance mécanique à la compression (N/mm2)
++   bon                               Tp_ Porosité totale (%)
+     suffisant                         n.a. non applicable
-      négatif                            n.d. non déterminé

D’autres paramètres se sont révélés positifs pour tous les produits, comme la porosité (entre 35 et 46%), ce qui est toujours supérieur par rapport à celle de la pierre consolidée au Wacker OH (19%).
Certains sels mesurés sur PLM et Ledan (nitrates, phosphates, chlorures, fluorures) sont faibles, de l’ordre des dizaines de ?g/g, pour les deux mortiers, et donc non influents, tandis  que les sulfates sont présents en quantités considérables dans le Ledan (5879 ?g/g soit environ à 6 mg/g, c’est-à-dire 0,6%), alors qu’ils sont absents dans le PLM-M (seulement 30 ?g/g, correspondant à 0,003%).

A côté de cette recherche de Rousset et collaborateurs, nous voulons aussi citer les examens menés par Maria Rosa Lanfranchi et Sara Penoni, présentés au Congrès “Science et Biens Culturels” en 2005 [4].

Dans cette comparaison, d’un point de vue opérationnel, il avait été confronté, outre le PLM-A et le Ledan SM02, d’autres mortiers aux caractéristiques un peu différentes, un acrylique et un à expansion.
Nous jugeons que ces évaluations périodiques, effectuées par les institutions, sont fondamentales car elles permettent aux restaurateurs de faire des choix critiques sur les matériaux à employer.
Bien qu’il se soit passé plus de 20 ans depuis la mise au point des PLM (qui a eu lieu pendant la restauration du Panthéon), il se confirme une constante attention, aussi bien de la part du monde scientifique que de celui de la restauration envers ces mortiers extrêmement fluides, comme en témoignent, et la récente interventions au Congrès “Filling the Void”, qui s’est tenu à Londres, organisé par l’ICON, The Institute of Conservation, Stone & Wall Paintings Group, et l’étude en cours au Getty Conservation Institute, qui a inséré le PLM-I parmi les 7 mortiers d’injection en cours d’examen.  

Bibliographie
  1. Tandis que la restauration de la Castellane de Vergy a été conduite par Daniele Rossi en 2006, à Lentate c’est le Studio Zanolini qui est intervenu, nel 2007.
  2. Giovanni Carturan, Gian Domenico Sorarù, Fabiano Vulcan. Rapport technique sur les mortiers PLM. Technical report, Université Des Etudes de Trente, Département d’Ingegnerie des Matériaux (1993)
  3. Bénédicte Rousset, Stéfania Gentile, Julian James, Barbara Pozzi "Injection grouts for molasse sandstone preliminary assessment”, consultable sur le site de la Conservation Science Consulting  http://www.conservation-science.ch/5-0-publications.html
  4. Sara Penoni, Maria Rosa Lanfranchi “Osservazioni su alcune malte da iniezione per la riadesione degli intonaci nelle pitture murali” Atti del Convegno “Scienza e Beni Culturali”, Bressanone (2005) (Observations sur quelques mortier d’injection pour faire ré-adhérer les enduits dans les peintures murales » Actes du Congrès « Science et Biens Culturels)
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