Le 9 septembre dernier, le CTMNC (Centre technique de matériaux naturels de construction) et la RGRA ont organisé une journée technique consacrée aux problématiques de l’ouvrage Pierres naturelles. Cet événement a rassemblé une centaine de participants, professionnels d’entreprises de pavage, de carrières, de bureaux d’études, de collectivités territoriales…
Marc Courbot (animateur du groupe Voiries, espaces publics et ouvrages d’art de l’AITF – Association des ingénieurs territoriaux de France) a assuré l’ouverture de la journée en rappelant le rôle de l’AITF dans la genèse de l’ouvrage Pierres naturelles – Conception et réalisation de voiries et d’espaces publics (photo 1).
capture_decran_2021-12-02_162218.jpg
En effet, l’association, qui peut justifier d’une véritable expertise dans le domaine des revêtements en pierres naturelles, a été à l’initiative, avec le CTMNC, de la conception de sa première édition, sous la houlette de Jean-René Oury (anciennement chef de service à la Direction des projets sur l’espace public de l’Eurométropole de Strasbourg), et a participé activement à la rédaction de ses deux éditions (2010 et 2020).
Présentation de l'ouvrage
Didier Pallix, directeur adjoint du CTMNC, et Jean-Pierre Christory ont présenté l’édition 2020 en mettant l’accent sur ses spécificités par rapport à celle de 2010. La RGRA ayant déjà consacré un article à ce sujet1, ces interventions ne sont pas détaillées ici.
Nouveaux produits - Nouvelles pratiques
Cette table ronde animée par Jean-Marc Cluzaud a réuni Dalil Abderrahim (vice-président de l’Association professionnelle des paveurs (APP) et gérant de Paveco), Éric Godard (expert, anciennement directeur technique chez Colas), Jean-René Oury et Marc Courbot, tous contributeurs de l’ouvrage.
Les règles de mise en œuvre des pavés en pierre naturelle ont été fixées par la norme NFP 98335 de 2007. L’édition de 2010 de Pierres naturelles en a respecté les prescriptions et en a constitué un document d’application (photo 2).
capture_decran_2021-12-02_162433.jpg
L’édition 2020 reste conforme aux spécifications de la norme NF P 98335 et constitue également un document d’application de celle-ci, mais des ajustements fondés sur les retours d’expérience y sont proposés. Cette table ronde avait pour objet d’en présenter les plus significatifs.
Les retours d’expérience des maîtres d’ouvrage et des entrepreneurs de pose de pavés les plus significatifs montrent que :
- Les conditions de mise en œuvre peuvent être allégées en fonction du trafic.
- Le champ d’application des produits spéciaux doit être limité (en pratique) au trafic T2.
- Des produits nouveaux sont apparus sur le marché pour assurer le jointoiement des produits et pour réaliser les lits de pose sur des supports bitumineux épais.
Ces journées ont été l’occasion de sillonner la France pour diffuser les fondamentaux de conception des voiries et espaces publics en pierre naturelle et de recueillir les bonnes pratiques et les bons usages au plus près du terrain.
Ce petit « tour de France » (des sessions ont été organisées à Lille, Montpellier, Strasbourg, Bordeaux, Paris...) a été particulièrement appré- cié des collectivités, car les échanges entre experts et praticiens étaient particulièrement riches.
Nouveaux produits de jointoiement et de lit de pose
Nouveaux produits
L’édition de 2020 présente trois nouvelles familles de produits, sur lesquelles il existe désormais des retours d’expérience satisfaisants :
- les joints en résine synthétique, parfois appelés joints Epoxy ;
- les joints au sable polymère ;
- les joints en mortier flexible.
D’une manière générale, ces produits ne sont pas adaptés aux trafics importants (> 50 PL/j). Mais il est fort probable qu’ils évolueront bientôt, car les industriels européens ne cessent d’innover en créant des gammes de produits pouvant supporter des trafics plus importants.
Plusieurs gammes de joints en résine synthétique réservés aux « poids lourds » sont désormais commercialisées. Les plus résistantes sont annoncées comme susceptibles de recevoir de façon soutenue des charges de trafics allant jusqu’à 40 t et bénéficiant de temps de séchage réduits. Des chantiers tests en Allemagne sont en cours d’expérimentation, notamment sur une gare routière et sur plusieurs chaussées lourdes.
En France, les prescripteurs comme les opérateurs attendront que ces aménagements soient soumis à l’épreuve du temps avant de statuer sur l’efficacité de ces nouveaux produits et de les situer dans la classification de trafic. Mais les premiers retours sur ces chantiers tests sont encourageants.
Mortiers spéciaux
Les mortiers à haute performance, ou mortiers spéciaux, ont permis de résoudre certains problèmes spécifiques de réalisation de pavage en zone urbaine, notamment :
- pour les passages piétons sur une chaussée en enrobés ;
- pour le scellement de pavés au droit d’appareils de voies et ou d’émergence ;
- pour la réduction des temps de séchage donc des délais de remise en circulation.
Toutefois, les contraintes des chantiers urbains ne permettent pas toujours de respecter toutes les conditions d’utilisation de ces produits spéciaux et la technique du tout rigide n’est pas aussi résistante qu’on pourrait le croire.
En effet, la réussite d’un pavage rigide repose (en théorie) sur le parfait collage initial et dans la durée des trois composants du « monobloc tricouche » constitué par l’assise, le lit de pose et les pavés ou dalles sertis dans les joints au mortier. Lorsque l’ouvrage n’est pas sollicité ou très peu, ce monobloc tri-couche conserve toute son unité par son jointoiement, y compris lorsqu’il y a des petits points de faiblesse liés à des défauts de collage ponctuels. En revanche, l’expérience a montré que les pavages rigides qui subissaient de fortes contraintes mécaniques engendrées par un trafic poids lourd intense ne toléraient aucun défaut de collage.
Les professionnels ont fini par prendre conscience que les conditions d’exécution d’un chantier permettaient difficilement de garantir zéro défaut de collage malgré une bonne rigueur d’exécution, en raison :
- du nombre d’éléments modulaires posés ;
- des nombreux facteurs de risques susceptibles d’interférer lors de la pose : traçabilité de la fabrication, homogénéité et consistance des mortiers employés ; vulnérabilité du pavage liée aux différences d’épaisseur de lit de pose ; conditions météorologiques lors de la mise en œuvre des mortiers ; défaut de collage du pavé dans le lit de pose… ;
- des facteurs de risques susceptibles d’avoir un impact pendant la vie de l’ouvrage : augmentation du trafic routier ; création de nouvelles lignes de bus ; érosion des joints (nettoyages intensifs, salage)…
Les professionnels reconnaissent donc que le pavage rigide reste faillible lorsqu’il subit de fortes sollicitations. Par ailleurs, il est à noter que toute réparation sur un ouvrage en service génère de fortes contraintes liées à la nécessité de travailler hors circulation jusqu’à la fin du délai de séchage requis (photo 3). Ainsi, fermeture de voie, déviation de la circulation routière et des lignes de bus représentent autant de contraintes à ne pas exclure lors d’interventions ultérieures sur l’ouvrage. Les conséquences des désordres sont donc très lourdes.
capture_decran_2021-12-02_162814.jpg
L’édition 2020 de l’ouvrage Pierres naturelles indique donc des domaines d’emploi des poses rigides plus restrictifs que ce que préconise la norme NF P 98-335, en limitant le recours à des mortiers et bétons traditionnels en lit de pose et joints à un trafic T5 maximum (0 à 25 PL/j) et à un trafic T2 maximum (150 à 300 PL/j) pour les mortiers et bétons spéciaux définis par la norme. Au-delà de ces classes de trafic, la pose de revêtements modulaires en pierre naturelle au moyen de techniques dites souples, plus adaptées aux sollicitations du trafic et bien plus résistantes et pérennes, est fortement recommandée.
Pose souple avec rejointoiement à l’émulsion de bitume
La pose souple reste le système le plus résistant au trafic pourvu que la dimension des modules et l’appareillage y soient bien adaptés (photo 4). Ce type de pose sur une assise dimensionnée en fonction du trafic a une durée de vie quasiment illimitée et est très peu sujette aux sinistres. Si un désordre localisé apparaît ou si une intervention sur les réseaux enterrés est nécessaire, le démontage-remontage localisé est très facile et le réemploi des modules est complet.
capture_decran_2021-12-02_163028.jpg
Cette technique pérenne et respectueuse de l’environnement reste très largement en usage dans les rues de nombreuses villes européennes, y compris sous trafic très lourd, et même dans des zones industrielles. Leurs principaux inconvénients étaient le bruit et le confort pour les piétons, mais les importants progrès sur la finition de la surface des modules réduisent aujourd’hui ces points faibles.
Le jointoiement des pavés au sable ou petits gravillons en pose souple rend effectivement ces joints sensibles à l’érosion superficielle lors des opérations de nettoyage ou certaines intempéries, ce qui pose un problème de confort à la marche, de génération de bruit et de tenue pour les modules de petite dimension. Le rejointoiement à l’émulsion s’est donc imposé au fil des années dans les grandes villes comme Paris et est désormais demandé dès la mise en service.
Le pavage ou le dallage ayant une vocation esthétique, l’aspect gris-noir d’une émulsion de bitume sablée sur les pavés n’est plus acceptable de nos jours. C’est pourquoi des techniques de joints « propres » ont été mises au point. Il s’agit simplement de pulvériser un film d’agent anti-collant sur la surface du pavé après le garnissage des joints en sable et leur vibration. L’émulsion de bitume peut alors être épandue pour percolation dans les joints, ce qui fixe les grains de sable ou de petit gravier et imperméabilise l’ensemble. La surface fait ensuite l’objet d’un léger sablage, puis d’un balayage énergique qui élimine l’émulsion restée en surface et le sable qui l’a absorbée. Le pavage neuf présente alors un aspect satisfaisant.
Dans certains cas, le concepteur demande que les joints soient de couleur claire (beige, ocre…). Les joints doivent alors être réalisés selon le même procédé que celui décrit auparavant, mais avec une émulsion translucide ou colorée. Il faut malgré tout savoir que l’émulsion a surtout pour vocation de descendre dans le joint et que, même si, à l’état neuf, elle est très visible en surface, à terme, c’est surtout la teinte des granulats qui donne la couleur du joint. On a donc tout intérêt à prescrire un granulat de couleur très claire ou rouge par exemple pour le petit gravillon de remplissage des joints. C’est la teinte qui prédominera à terme. Pour les mêmes raisons, le même type de sable doit être utilisé après l’épandage.
Les émulsions de bitume de synthèse étant très chères, leur disponibilité sur le marché limitée et leur consommation importante (de 7 à 12 l/m²), une étude approfondie et adaptée à chaque cas de figure doit être menée en amont de l’appel d’offres. Cette étude doit prendre en compte les aspects techniques, esthétiques et financiers. En effet, elle implique un surcoût significatif qui doit être chiffré. C’est pourquoi l’emploi d’émulsions claires en jointoiement reste encore très limité.
Nouveaux produits et procédés pour lits de pose
Les joints en résine synthétique sont parfaitement compatibles avec les lits de pose souples traditionnels en sable ou petits gravillons, mais la pose dite rigide en mortier nécessite un lit de pose en mortier et des joints en mortiers. En effet, les mortiers à base de liants hydrauliques, qu’ils soient traditionnels ou spéciaux, présentent une résistance en traction plus ou moins importante, mais toujours une faible capacité d’allongement. Ils ont conduit à imposer un seuil de déflexion très exigeant de 50 1/100 mm maximum sur le support, quel que soit le trafic à supporter. Ce seuil conduit à réaliser des structures rigides ou semi-rigides relativement importantes et à base de matériaux liés au ciment : béton maigre ou grave hydraulique.
En conséquence, il y a deux cas de figure :
- Soit cette préconisation est parfaitement respectée et l’importance des travaux, souvent surdimensionnée du point de vue structurel par rapport au rafic, nécessite un phasage important, incluant des temps de prise…, et donc une forte gêne à l’usager.
- Soit la structure est plus légère, mais le seuil de déflexion n’est pas respecté et le risque de sinistre devient très important.
Mais, pour la réalisation des espaces publics en pavage ou en dallage naturel, la demande est là. Le calepinage souhaité, les motifs et la diversité des modules, la facilité d’entretien, le confort de circulation pour les mobilités de glisse entraînent souvent le choix de cette pose rigide malgré les risques qui en découlent.
L’idée de proposer des produits permettant de poser dalles ou pavés sur des supports avec des déflexions pouvant atteindre 100 1/100e a fait son chemin. Ce seuil permet de concevoir une assise à partir d’enrobés bitumineux : graves-bitumes ou enrobés à module élevé.
Le procédé Colpav de l’entreprise Colas illustre la mise au point d’un duo de mortiers plastifiés capables d’accepter une élongation à la rupture plus importante et d’offrir une rigidité plus faible tout en conservant les caractéristiques d’adhérence et de résistance des mortiers spéciaux.
Ce concept a fait l’objet de nombreux chantiers depuis 2014 avec de très bons retours. Il peut non seulement diminuer fortement le risque de sinistre, mais aussi améliorer l’acceptabilité du chantier en milieu urbain, car la pose de l’assise est rapide et permet une circulation dans de bonnes conditions, ne génère pas de pous-sière..., ce qui facilite grandement le phasage du chantier. De plus, l’adhérence du mortier de pose sur l’enrobé assure la bonne tenue de l’ensemble. Ce type de système de pose est bien adapté aux chantiers en rénovation d’espaces publics devant accueillir une fréquentation mixte de piétons, véhicules légers et véhicules de livraison.
Entretien et conditions d’exploitation
Les éléments de conception restent un pilier incontournable pour que la voirie et les espaces publics soient réalisés de la manière la plus pérenne possible en fonction des différentes contraintes et différents usages attendus. Mais les maîtres d’ouvrage doivent aussi veiller à la gestion et à l’exploitation de ces espaces publics pour en optimiser la durée de vie.
Les collectivités sont généralement suffisamment armées et organisées en matière de gestion patrimoniale pour les routes et rues traitées en revêtements traditionnels. Des relevés de dégradations sont assurés régulièrement pour estimer l’entretien nécessaire afin d’en garantir la pérennité. Dans ce registre, d’importants développements technologiques ont par ailleurs eu lieu (bases de données, relevés de dégradations haut rendement...), mais ils ne sont pas adaptés au patrimoine pavé.
Les revêtements pavés nécessitent une expertise spécifique pour juger de l’état des dégradations et définir les interventions à programmer. Il s’agit là d’un axe d’amélioration important à creuser. Le guide Pierres naturelles fait référence aux pratiques de la Métropole européenne de Lille et de la ville de Paris pour donner quelques pistes dans ce domaine.
En matière de nettoiement, l’ouvrage rappelle que le choix des pierres et des jointements doit se faire en connaissant précisément les futurs usages attendus (photo 5). Un tableau d’aide à la décision sur les types de joints en fonction du trafic ou des salissures attendues permet d’anticiper les éventuelles dégradations accélérées du patrimoine. Il convient aussi d’associer les services en charge du nettoiement le plus en amont possible du projet pour connaître les modalités d’intervention qu’ils comptent employer et ajuster la conception en conséquence.
capture_decran_2021-12-02_163142.jpg
PAVAGES ET DALLAGES PERMÉABLES
Pierre Georgel (Comptoir des Projets, Écovegetal) et Thierry Strobel (bureau d’études Techni’cité) sont intervenus sur cette thématique, partant du constat que les villes étaient de plus en plus sèches et inconfortables.
Du fait de l’imperméabilisation des sols (fermeture progressive de la surface, arrêt de l’alimentation des nappes phréatiques, captation de la chaleur) et de l’augmentation de la surface développée construite (élévation en hauteur des constructions, surfaces réfléchissantes), l’air des zones urbaines est de plus en plus sec et les phénomènes d’îlots de chaleur urbains s’accentuent. Pour limiter ces effets, il convient de prévoir une gestion alternative des eaux pluviales. En effet, leur absorption, leur stockage et leur infiltration permet de réalimenter les nappes phréatiques. Dans cette optique, l’écoulement des eaux dans les revêtements perméables est efficace (photo 6).
capture_decran_2021-12-02_163343.jpg
Les aspects techniques de conception de pavages et dallages perméables sont à la croisée de trois domaines : hydraulique, mécanique/structurel et agronomique.
Concernant les aspects hydrauliques, il faut respecter les étapes suivantes :
- réunir les données nécessaires (pluie de projet, zone géographique, coefficients de Montana a et b, coefficient d’apport, pentes, coefficient de sécurité, porosité apparente des matériaux de fondation et lit de pose, perméabilité du fond de forme, durée de vidange, perméabilité des joints) ;
- déterminer le coefficient de perméabilité requis pour le joint (K = Ca x Cs x a x Db avec K en mm/min, Ca = coefficient d’apport, Cs = coefficient de sécurité, a et b = coefficients de Montana, D = durée de la pluie) ;
- déterminer le volume de rétention dans la couche de fondation au moyen de différentes méthodes : méthode simplifiée (E = H/P, avec E = épaisseur (en m), H = hauteur précipitée (en m), P = porosité apparente (en %), méthode des pluies ou méthode des volumes.
Concernant les aspects mécaniques et structurels, il faut respecter les étapes suivantes :
- réunir les données nécessaires (trafic limité et portance du sol support) ;
- dimensionner les assises (choix des matériaux et détermination des épaisseurs) ;
- conjuguer dimensionnement hydraulique et structurel.
Concernant les aspects agronomiques, il convient de prendre en compte les données d’entrée du projet (objectifs esthétiques, niveau et performance de l’entretien, intensité d’usage et de fréquentation) avant de commencer la conception technique (paramètres agronomiques des matériaux constituant le joint, le lit de pose et la couche de fondation ; nature de la végétation et mode d’implantation du végétal).
REGARDS CROISÉS DES ACTEURS : DU PROJET À LA RÉALISATION
Cette table ronde animée par Bernard Héritier (président de la RGRA) a réuni Marie-Laure Brettes-Chevet (Montpellier Méditerranée Métropole), Béatrice Gasser (Egis), Yannick Salliot (paysagiste, Frys Associés), Jean-Roch Deswarte (carrière SETP), François Verrier (graniterie Petitjean) et Paulo Crespo (société Fernand Pose – SFP, APP).
Concevoir
Pour cette table ronde, il a manqué un acteur majeur : l’élu. L’expérience montre que la réussite des projets complexes nécessite une étroite collaboration entre les différents métiers. Un travail collectif qui va de la conception à la réalisation et jusqu’à l’entretien. En termes d’organisation, il est recommandé de faire des marchés de fourniture et de pose.
Aujourd’hui, la prise en compte des contraintes environnementales est un facteur essentiel. La recherche de solutions locales s’impose et c’est d’autant plus facile qu’il existe une grande diversité de pierres de qualité. D’une façon générale, pour s’assurer de l’origine des pierres, la notion d’ADN de la pierre est d’un grand intérêt, malgré son coût.
À noter parmi les innovations, l’intérêt des structures « souples » avec des joints à l’émulsion.
La pierre est présente dans de très nombreux projets, avec des usages variés, des dimensions et des échelles différentes. Comme l’indique Yves Salliot : « Pour les paysagistes, la pierre, c’est déjà s’inscrire dans un paysage. »
Du côté des producteurs
Les entreprises de production de pierres ont survécu dans un contexte difficile au cours des dernières années. Après trop d’importations, on revient à une consommation plus locale qui a l’avantage de limiter les « impacts CO2 » et de favoriser les acteurs locaux. C’est un atout pour défendre la filière « pierres naturelles ».
Pour s’assurer de la conformité des choix, les prescriptions devraient être plus précises.
Faire appel à des producteurs français est une plus-value :
- Ils sont présents du début de la chaîne de production jusqu’à la livraison.
- Un contact permanent peut s’établir, avec conseils et échanges.
Le dialogue avec le bureau d’études est également très important, mais il apparaît que la compétence technique « pierres naturelles » n’est pas toujours présente. Des formations ciblées pourraient pallier ce problème.
Recruter, former
La filière « pierres naturelles » n’est pas suffisamment implantée pour appuyer la création de formations techniques. Lorsqu’elles ont lieu, l’intérêt des participants est manifeste.
La formation d’un paveur nécessite entre 3 et 5 ans, un temps long qui s’apparente au compagnonnage. Pour pérenniser le métier, il faut engager des jeunes et les former très régulièrement. En matière de réalisation, l’acceptation des chantiers par les riverains est facilitée par un temps consacré à la préparation et à la communication. Le retour est alors immédiat.
Il convient de signaler une belle réussite : la création de l’Association professionnelle des paveurs (APP), qui valorise le métier de paveur.
En guise de conclusion, M.-L. Brettes Chevet a proposé, pour éviter les écueils et les problèmes, de suivre les chapitres du livre Pierres naturelles et ses recommandations.
RÉFÉRENCE
1. J.-P. Christory, J.-M. Cluzaud, M. Courbot, B. Héritier, D. Pallix, « Les pierres naturelles - Conception et réalisation de voiries et d’espaces publics », RGRA n° 972, mai 2020.
