Élément de construction fait d’une matière inorganique dure obtenue traditionnellement par séchage et cuisson de terres argileuses.
Les briques silico-calcaires, les briques de béton sont une extension abusive de la définition et se réfèrent plutôt à la forme et aux dimensions imposées par les conditions d’emploi qu’à la nature du matériau.
Fabrication
La brique est un des matériaux les plus anciens dans l’histoire de l’humanité. Le limon, ou terre argileuse alluvionnaire, détrempé et modelé à la main, puis séché au soleil, a servi aux premières constructions. L’utilisation de dépôts argileux ayant subi une forte concrétion et devant par suite être moulus n’est apparue qu’avec les machines de broyage. L’effet de la cuisson pour durcir les briques séchées a sans doute été observé accidentellement à la suite d’incendies (fouilles de Mésopotamie), et cette technique est devenue de pratique courante.
Fabrication en pâte molle
Les argiles à briques ont des compositions très variables allant de celle du kaolin pur (46,5 p. 100 de silice [SiO2], 39,5 p. 100 d’alumine [Al2O3] et 14 p. 100 d’eau [H2O]) à celle des marnes (60 p. 100 de silice [SiO2], 14 à 20 p. 100 d’alumine [Al2O3], 2 à 5 p. 100 de produits alcalins [K2O, Na2O] et 2 à 5 p. 100 de produits alcalinoterreux [CaO, MgO]), les oxydes de fer (6 p. 100) leur donnant leur teinte caractéristique. Le lehm du nord de la France est une argile très maigre utilisée telle quelle pour la fabrication des briques communes. Les argiles sont broyées, homogénéisées et éventuellement améliorées par échange de bases (sodification des argiles calciques). On pratique ensuite le mouillage au malaxeur. Dans les briqueteries très mécanisées, le mouillage se fait à la vapeur, et la pâte est désaérée au vide (désaération). La pâte préparée contient de 1/5 à 1/3 du poids en sec de l’argile ; elle est alors plastique, c’est-à-dire qu’elle se déforme à la pression et garde sa nouvelle forme. Au-delà d’une telle teneur en eau, on obtient une boue (barbotine). Au-dessous, elle se brise à la pression au lieu de se déformer. Après séchage, l’argile devient « dure-noire » et contient de 7 à 10 p. 100 d’eau. Le retrait, qui peut dépasser 5 p. 100, se stabilise et ne reprendra, éventuellement, qu’à la cuisson. L’eau interstitielle éliminée est dite « eau de retrait » ou « eau colloïdale ». Un séchage plus poussé conduit à l’état « dur-blanc », l’eau des pores, ou eau d’interposition, s’étant éliminée à son tour. À la cuisson, le départ de l’eau chimiquement combinée, ou eau de constitution, se produira entre 450 et 650 °C. La pâte molle est surtout utilisée pour le travail à la main, encore pratiqué dans les pays peu industrialisés et pour les fabrications « de luxe ». D’une consistance un peu plus ferme, elle se prête au filage dans des presses étireuses ou mouleuses, qui permettent d’extruder un boudin de forme parallélépipédique.
Fabrication en pâte mi-sèche
Le pressage en pâte mi-sèche par pression élevée (100 à 250 kg/cm2), appliquée par impulsions successives, nécessite beaucoup moins d’eau (8 à 14 p. 100) et limite par conséquent le retrait au séchage. La définition des dimensions est plus précise.
Séchage et cuisson
Le séchage se fait à l’air, en empilages (haies), et peut prendre de 3 à 6 semaines. On utilise actuellement des séchoirs qui peuvent être hautement mécanisés pour obtenir un cheminement continu, et la méthode du séchoir humide permet d’accélérer le séchage sans risque de craquelures. La cuisson s’effectue dans des fours soit intermittents (leur mise en température peut être telle que, dans une première phase, ils jouent le rôle de séchoir), soit dans des fours continus à feu ou à sole mobiles. Les terres utilisées comme matière première en briqueterie contiennent une certaine proportion de matières organiques, dont la combustion contribue d’ailleurs à entretenir la chaleur de cuisson. Cette phase d’oxydation s’effectue entre 300 et 900 °C. Dès 800 °C, la brique « mûrit » et acquiert sa solidité et sa résistance ; le phénomène est dû à la fusion visqueuse (grésage) de certains constituants minéraux (calcaire, fer, etc.) qui lient les particules restées solides. Il convient de conduire la montée en température de manière telle que la vitrification prématurée des surfaces n’empêche pas le départ de l’eau de constitution de profondeur, cause de gerçures. Le refroidissement doit être progressif pour éviter la formation de fissures.
Les tuiles
À la fabrication des briques se rattache la fabrication des tuiles (tuileries), qui n’en diffèrent que par leur épaisseur plus faible, leur imperméabilité plus grande et leur forme fonctionnelle. Elles sont généralement obtenues par pressage d’une galette. Les tuiles sont essentiellement utilisées pour la couverture des constructions.
Propriétés
Une brique de construction bien cuite a une résistance à la compression de l’ordre de 50 à 300 kg/cm2 pour les briques ordinaires, de 100 à 500 kg/cm2 pour les briques de parement et de plus de 500 kg/cm2 pour des usages techniques spéciaux.
Une tuile doit supporter le poids d’un homme marchant sur la toiture, indépendamment de son épaisseur, mais en fonction de la forme. On admet une charge de 80 kg.
