Pierre naturelle ou artificielle présentant les qualités requises pour la construction, notamment une excellente résistance tant à la compression qu’aux altérations chimiques et à la gélivité. De plus, les pierres naturelles doivent se prêter sans difficulté particulière à la taille et au façonnage.

Pierres naturelles

Ce sont des pierres extraites de roches naturelles (éruptives, cristallophylliennes, métamorphiques ou sédimentaires) et utilisées en construction civile ou en travaux publics, après débitage et façonnage plus ou moins poussé (dégrossissage, taille, sciage, ciselage ou polissage). Elles trouvent leur emploi comme moellons ou pierres de taille pour l’édification des immeubles et des ouvrages d’art, pour le pavage des chaussées ainsi que pour la bordure des trottoirs et la constitution des caniveaux.

• Les roches éruptives les plus employées sont les granites (pavés, bordures, moellons), les porphyres (utilisés en architecture), les basaltes et les laves, très utilisés comme pierre à bâtir dans les régions du Massif central notamment.

• Les roches cristallophylliennes les plus usuelles sont les marbres des Pyrénées, d’Italie et les quartzites (pavés mosaïques).

• Les roches métamorphiques sont les phyllades, pierres fissiles qui donnent les ardoises, les grès (grès rouges des Vosges, utilisés en construction ; grès bleus de Fontainebleau, utilisés en pavés d’échantillon) et les schistes durs du Cotentin.

• Les roches sédimentaires comprennent les calcaires (durs ou froids) — qui, en raison de leur façonnage aisé, constituent par excellence la pierre à bâtir la plus utilisée — et la meulière, pierre à bâtir de la Région parisienne, légère et résistante (de nature siliceuse et de texture alvéolaire et caverneuse).

Conditions d’utilisation et extraction des pierres

Pour qu’une pierre de qualités intrinsèques convenables puisse être couramment utilisée comme pierre à bâtir, il faut que les blocs soient tirés de bancs réguliers, faciles à exploiter et que leur taille ainsi que leur préparation ne présentent pas de difficultés excessives : c’est pourquoi les calcaires sont préférés aux porphyres, dont la dureté rend le façonnage trop onéreux.

Les pierres dures sont extraites des carrières à ciel ouvert, et les pierres tendres des carrières souterraines.

Qualités des pierres naturelles

• Homogénéité des pierres à bâtir
C’est la qualité essentielle en construction : mieux vaut une pierre de qualité moyenne qu’une pierre dure présentant des irrégularités de structure ou de constitution. Une pierre homogène doit être pleine, c’est-à-dire ne comporter ni fils (fissures fines remplies d’une matière plus tendre), ni moyes (cavités obturées par une matière tendre), ni bousin (matière tendre entre deux lits de carrière), ni clous (rognons durs qui compliquent la taille). On vérifie l’homogénéité par le choc d’un marteau : le son doit être clair ; en outre, la pierre doit se briser en éclats et non s’écraser en éléments sableux quand on la soumet à un choc suffisant pour la rompre.

• Adhérence des pierres aux liants hydrauliques
Le grain de la surface de contact a une influence, mais il intervient également une question d’affinité.
Les calcaires tendres ont une adhérence plus forte que leur résistance à la traction, qui est faible.
Les calcaires durs ou demi-durs, à cassures grenues, de résistance supérieure à 250 bars, ont une adhérente qui est, en moyenne, de l’ordre de la moitié de la résistance en traction du calcaire, soit environ 10 à 12 bars.
Les calcaires compacts, à pâte fine, de 1 000 à 1 200 bars de résistance en compression, ont une adhérence de moins de 10 bars en traction.
Les granites et les grès demi-durs ont une adhérence du même ordre que les calcaires à cassure grenue.
Les grès durs et les quartzites ont une adhérence très faible en pâte pure de ciment.

• Densité apparente, résistance à la compression et compacité des pierres naturelles
La densité varie de 1,800 à 2,800 pour les calcaires du tendre au dur.

Les densités des autres pierres sont :
pour les grès, de 2,000 à 2,500 ;
pour les granites, de 2,400 à 2,900 ;
pour les basaltes, de 2,800 à 3,000 ;
pour les silex, de 2,000 à 2,800.

Pour les calcaires, la résistance à la compression R est liée à la densité d par la formule de Mesnager

Il existe également une autre formule établie par l’Afnor :

ou

Si V est le volume total d’un échantillon, D la masse volumique ou densité de la matière pleine, v le volume des vides et d la densité apparente, la compacité Γ est