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Données techniques > Données techniques fhyllite de Bernardos > Les carrieres et les materiaux

A environ trois kilomètres de la commune de Bernardos (Ségovie) se trouvent les deux carrières d’ardoise, propriétés de l’entreprise Naturpiedra Jbernardos, qui exploite, transforme, contrôle et commercialise la pierre extraite de ces gisements historiques. Dans cette commune l’entreprise dispose de grandes infrastructures, un outil de production adapté ainsi que du personnel très expérimenté pour pouvoir répondre ainsi aux exigences de qualité et durabilité qui de nos jours, sont requises pour les matériaux en pierre naturelle sur les marchés internationaux. Image II-4 Machinesoutils pour la transformation de la pierre.

Image II-4. Installations et Machines-outils pour l’élaboration de la pierre.

La conjonction de tous ces attributs a permis à l’entreprise d’obtenir les plus hautes qualifications des marchés les plus exigeants, qualifications établies sur la base d’essais en laboratoire comme:

La norme européenne UNE EN:

L’ardoise de Bernardos obtient les meilleurs résultats selon les normes de qualité en vigueur, dont les classifications W1/T1/ S1/A1 qui se définissent par les critères suivants:

• W1 absorption d’eau très réduite, <0.6% qui est un gage d’une excellente résistance au gel et la garantie d’un très faible risque de dégradation,
• T1 sans oxydation ni changement d’aspect structurel après les tests de chocs thermiques
• S1: no structural alternations or changes in colour when exposed to Sulphur dioxide (SO2)
• S1 sans altérations structurelles ni changement de couleur à l’exposition au SO2 (Dioxyde de soufre)
• A1 très bon comportement au feu

La norme américaine ASTM:

L’ardoise Bernardos obtient la classification maximale de qualité S1 selon la norme ASTM C-406. Cette norme qui s’applique à toutes les ardoises de couverture, se compose de 3 types d’essais:

Test ASTM – C121 Water Absorption: qui calcule l’absorption d’eau (classification S1 si le taux maximum ne dépasse pas 0.25%), l’ardoise de Bernardos a obtenu 0.091%.

Test ASTM – C120 Flexure (Breaking Load): qui calcule la résistance à la flexion (classification S1 si la résistance est supérieure à 575 lbs), l’ardoise de Bernardos a obtenu 991 lbs.

Test ASTM – C217 Weather Resistance (Depth of Softening): qui calcule la résistance à l’intempérie (classification S1 si le maximum ne dépasse pas 0.002 in), l’ardoise de Bernardos a obtenu 0.0002 in.

Par autant, selon les critères de la norme américaine ASTM C406, l’ardoise de Bernardos a obtenu la plus haute classification, équivalente à une vie utile de 75 ans minimum.

La norme ASTM C-406 comporte 3 classifications: S1/S2/S3, S1 étant la plus haute classification, avec une vie utile de 75 ans minimum. S2 correspond à une vie utile de 40 à 75 ans, et S3, de 20 à 40 ans.

La combinaison d’un produit naturel exceptionnel et de l’expérience et professionnalisme de l’équipe naturpiedra Jbernardos rendent possible l’exportation de 80 % de la production dans plus de 25 pays sur les 5 continents.

Les carrieres de Bernardos.

A Bernardos, en plus des carrières actuellement actives, il existe de nombreux vestiges d’anciennes exploitations répandues sur les versants de la rivière Eresma et sont la trace d’une activité minière initiée au milieu du XVI siècle et qui a été presque toujours en fonctionnement jusque nos jours.

Parmi ces vestiges on peut souligner pour son importance, l’exploitation démarrée au début du XX siècle par la Compagnie créee à Londres en 1909, “The Bernardos Slate Quarries Ltd”, ce qui démontre la projection internationale qu’avait déjà à l’époque, l’ardoise de Bernardos. Sur la photo on peut apprécier le puis minier de cette exploitation dans son état actuel de conservation.

Actuellement, naturpiedra Jbernardos jouit de la propriété de plusieurs carrières dans ce secteur, avec plusieurs types de matériaux. Deux d’entre elles sont celles d’où est extraite la Phyllite, et ont pour dénominations:

• Carrière El Castillo
• Carrière Engorduro

TCarrière el Castillo: La première est composée d’un ensemble de parcelles d’une superficie totale de 10 hectares. Suite à une étude géologique récente les réserves confirmées s’élèvent à 500 000 tonnes de Phyllite d’une qualité optimale pour son utilisation comme ardoise de toiture.

Image II-5. Carrière El Castillo

Carrière Engorduro: La seconde fait partie des plus anciennes exploitations minières de Ségovie. La surface disponible est de plus de 90 hectares entre l’exploitation, les terrils, et l’usine. Les réserves confirmées dépassent les 2 000 000 de tonnes.

NOTE.- les réserves probables du Massif ardoisier de Bernardos peuvent multiplier par dix ces chiffres.

Image II-6. Carrière Engorduro

La valeur historique comme instrument pour la restauration

Si l’on devait souligner une propriété significative de l’ardoise de Bernardos, en plus de ses propriétés techniques, il faudrait mettre en avant qu’il s’agit sans aucun doute d’un matériau idéal pour les bâtiments historiques, et par autant, tout à fait adapté pour des travaux de restauration.

En effet, en retraçant le parcours historique dans la première partie de cette publication, on a cité de nombreuses et emblématiques références réalisées avec l’ardoise de Bernardos. Cela remonte au XVI siècle, ou Felipe II choisi ce matériau pour couvrir de nombreux monuments du royaume dont les premiers, Palais de la Forêt de Valsaín et Palais de la Granja de San Ildefonso; jusqu’à ce qu’il culmine son œuvre la plus emblématique avec le Monastère de l’Escurial. Et cette tradition sera perpétuée au cours des siècles suivants.

La qualité, la résistance et la valeur esthétique de l’ardoise ont conduit les Institutions royales à déclarer les gisements de Bernardos comme les Carrières du Royaume, ce qui favorisa l’utilisation de celle-ci dans de nombreuses constructions.

De plus, ce fait historique important est renforcé par la suite par les recommandations de grands experts des organismes internationaux, en charge de la conservation du patrimoine historique et culturel de l’humanité. Dans ce domaine on peut souligner deux documents importants comme la Charte d’Athènes de 1933 et celle de Venise en 1964, qui vient en continuité de la première.

La Charte d’Athènes est le premier document qui donne des recommandations et les principes généraux de la conservation des monuments artistiques et historiques, et fut menée à bien par des experts réunis au sein du Congrès International de la Coopération Intellectuelle sous les auspices de la Société des Nations.

Image II-7. Charte d’Athènes.

Les principes pour la conservation des monuments repris dans cette Charte sont toujours d’actualité et ont servi de base à tous les documents édités à posteriori qui sont venus développer le champ des recommandations. Comme celle de respecter l’œuvre historique et artistique du passé sans proscrire le style d’aucune époque ou celle de pouvoir identifier les matériaux modernes qu’il serait nécessaire d’utiliser.

La Charte de Venise est mise en place dans le cade de l’ICOMOS (Conseil International des Monuments et des Sites) de L’UNESCO en 1964. La conférence contient une série d’articles parmi lesquels il convient de signaler les suivants, pour leur relation avec la restauration de monuments:

ART 1. La notion de monument historique comprend la création architecturale isolée aussi bien que le site urbain ou rural qui porte témoignage d’une civilisation particulière, d’une évolution significative ou d’un événement historique. Elle s’étend non seulement aux grandes créations mais aussi aux oeuvres modestes qui ont acquis avec le temps une signification culturelle.

ART 2. La conservation et la restauration des monuments constituent une discipline qui fait appel à toutes les sciences et à toutes les techniques qui peuvent contribuer à l’étude et à la sauvegarde du patrimoine monumental.

ART 3. La conservation et la restauration des monuments visent à sauvegarder tout autant l’œuvre d’art que le témoin d’histoire.

ART 7. Le monument est inséparable de l’histoire dont il est le témoin et du milieu où il se situe. En conséquence le déplacement de tout ou partie d’un monument ne peut être toléré que lorsque la sauvegarde du monument l’exige ou que des raisons d’un grand intérêt national ou international le justifient.

ART 9. La restauration est une opération qui doit garder un caractère exceptionnel. Elle a pour but de conserver et de révéler les valeurs esthétiques et historiques du monument et se fonde sur le respect de la substance ancienne et de documents authentiques. Elle s’arrête là où commence l’hypothèse, sur le plan des reconstitutions conjecturales, tout travail de complément reconnu indispensable pour raisons esthétiques ou techniques relève de la composition architecturale et portera la marque de notre temps. La restauration sera toujours précédée et accompagnée d’une étude archéologique et historique du monument.

ART 16. Les travaux de conservation, de restauration et de fouilles seront toujours accompagnés de la constitution d’une documentation précise sous forme de rapports analytiques et critiques illustrés de dessins et de photographies. Toutes les phases de travaux de dégagement, de consolidation, de recomposition et d’intégration, ainsi que les éléments techniques et formels identifiés au cours des travaux y seront consignés. Cette documentation sera déposée dans les archives d’un organisme public et mise à la disposition des chercheurs.

En ce sens l’ardoise de Bernardos est un produit dont l’origine est parfaitement identifiable car elle est utilisée depuis près de 500 ans et représente une partie essentielle de nombreux monuments emblématiques du patrimoine architectonique espagnol, c’est pourquoi il est fondamental de la protéger pour pouvoir continuer à mener à bien les démarches de restauration conformément aux recommandations faites au niveau international.

Pour preuve de l’importance des ardoises de Bernardos comme matériau historique, se reflète dans la vaste et bien documentée liste des ouvrages cités en première partie de cette publication, qui couvre depuis le milieu du XVI jusqu’au début du XIX.

 

Proprietes technologiques des ardoises.

Les propriétés de l’ardoise sont en fonction de l’usage qui va en être fait comme matériel de construction en accord avec la structure normative mise en place par les Comités Européens de Normalisation.

Suivant ce critère, les tests de caractérisation peuvent se diviser en deux groupes. Il convient de signaler que les résultats indiqués dans cette publication sont supposés être les plus représentatifs et sont basés sur les tests que Naturpiedra Jbernardos a sollicité à différents laboratoires nationaux et internationaux ces dernières années:

 

Tests de caractérisarion de l’ardoise utilisée comme couverture selon la norme une en 12326-2, definis dans le sous-comité CEN TC128/SC8.

Description macroscopique:

Couleur: gris moyen, N5 selon Rock Color Chart, Munsell 2009.

Roche à schistosité marquée au grain très fin, l’échantillon est compact bien qu’il tend à se séparer en des lamelles sous-parallèles sous l’effet de la pression. On ne constate pas d’effervescence lorsqu’elle est soumise à l’acide chlorhydrique dilué à 10%. Les minéraux micacés abondants lui confèrent une brillance satinée caractéristique qui permet d’apprécier des bandes perpendiculaires à la schistosité lorsque l’on balance légèrement l’échantillon. On a établi deux schémas:

– Selon un plan perpendiculaire à la face vue et parallèle à la longueur

– Selon un plan perpendiculaire à la face vue et perpendiculaire à la longueur

• Etude microscopique.

Composition minérale.

– Composants principaux: Quartz, minéraux séricitique-argileux (Séricite – Phengite), Muscovite et opaques.

– Composants accessoires: Biotite et Tourmaline/p>

Texture: méta limolitique avec sporadiquement des bandes méta psammites, grain de sable très fin.

Observations:

Roche métamorphique de type régional, de degré inférieur du faciés Schiste vert. La présence du minéral Biotite est une preuve du métamorphisme.

L’échantillon contient beaucoup de quartz de formes sous-arrondies (avec un indice d’arrondi IR entre 0.3 et 0.5) et les cristaux apparaissent avec leurs axes principaux orientés dans la même direction qui correspond à la schistosité principale S1.

Les Quartzs apparaissent de façon irrégulière sur le plan et montrent généralement des extinctions ondulantes, preuve qu’il y a eu des processus de déformation.

Les tailles des grains caractéristiques de la Phyllite sont comprises entre la fraction granulométrique limon et en moindre mesure, sable très fin.

Les composants les plus importants de l’échantillon sont des microlithes de minéraux séricitique-argileux, orientés sous-paralèllement et qui définissent la schistosité principale S1. En toute probabilité il s’agit de Séricite-glauconite.

La composition est complétée par des Opaques granulaires dispersés, probablement des oxydes et/ou hydroxydes de fer qui peuvent former des veinules. Et en faible quantité des Biotites de faible degré de cristallinité, et peut être de la Tourmaline, difficile à déterminer de par sa petite taille.

Par la taille de son grain et degré de métamorphisme c’est une roche intermédiaire entre les ardoises et les schistes et peut être définie comme PHYLLITE, terme utilisé commercialement pour les roches ornementales.

Toutefois, selon les critères actuels de classification pétrographique des roches métamorphiques (British geological Survey report 1999 no RR 99-02 Clasification of metamorphic rocks Chapter 9.5 Slate and Phyllite) il est conseillé de ne pas employer ce terme car il englobe tant les roches méta-sédimentaires, comme dans notre cas, que les roches au métamorphisme dynamique telles que les Phylonites et on préfère lui attribuer le nom du sédiment qui l’a engendré, elle correspondrait donc à une Métalimonite.

Selon ce même critère de classification, il conviendrait d’employer l’adjectif de Phyllitique aux roches avec cette caractéristique de brillance où les microlites argileux peuvent être identifiés au microscope.

Proportions des minéraux (contenu minéral en %) et taille moyenne du grain (diamètre des particules en mm):

Quartz 37 % Entre 0,015 et 0,12 mm

Minéraux argileux 58 % 0,01 mm

Opaques 5 % Entre 0,03 et 0,08 mm

Type structurel longitudinal: (O) transversal (f)

Taux d’empilage longitudinal des micas: 65 et transversal: 69

CLASSIFICACION: Phyllite (Métalimonite phyllitique)

Détermination du module de rupture et module de rupture caractéristique.

Module de rupture moyenne et déviation standard:

– Sens longitudinal: 55 N/mm2

– Sens transversal: 27 N/mm2

Module de rupture caractéristique

– Sens longitudinal: 41 N/mm2

– Sens transversal: 21 N/mm2

Orientation du module de rupture maximum: LONGITUDINAL.

Absorption d’eau:

Valeur moyenne 0.2%.

Code de classification A1. Non gélive.

Résistance au gel:

Test non nécessaire s’agissant d’une ardoise classée A1 en absorption.

Détermination de la teneur en carbonate de calcium apparent et en carbone non carbonaté par décomposition thermique par catalyse:

Contenu en Carbonate de Calcium: 0.2%

(pas nécessaire d’augmenter l’épaisseur car <5%) Contenu en Carbonate non carbonaté: 0.08% (<2% donc conforme à la norme)

Exposition au dioxyde de souffre (SO2)

Pas de changement d’aspect ni changement

de couleur. Code de classification: S1 (résiste au SO2 dans l’atmosphère, pas besoin d’augmenter l’épaisseur).

Cycle thermique:

Pas de changement d’aspect ni oxydation. Code de classification T1 (bon comportement aux changements de températures).

Résistant aux changements thermiques.

 

Tests de caractérisation de l’ardoise pour d’autres usages comme le dallage, le revetement, le plaquage, etc selon les procédures développées par le comité CEN TC 246/WG2 et CEN TC/125.

Etude pétrographique: voir l’étude pétrographique antérieure. Image II-8 (12).

Image II-8. Vue au microscope

Classification pétrographique (selon UNE EN 12670:2003): PHYLLITE

Absorption d’eau à la pression atmosphéri-que (UNE EN 13755).
Valeur moyenne: 0,1%
Résistance à la flexion (UNE EN 12372).
Valeur moyenne: 65 N/mm2
Valeur minimale attendue: 60 N/mm2

Résistance au gel (UNE EN 12371).
Résistance à la flexion après 144 cycles de gel/dégel
Valeur moyenne: 65 N/mm2
Valeur minimale attendue: 63 N/mm2 Sans changement d’aspect.

Densité apparente et porosité ouverte (UNE EN 1936)
Valeur moyenne de la densité apparente: 2750 kg/m3.
Valeur moyenne de porosité ouverte: 0.3%

Effort de rupture au niveau du goujon de l’agrafe (UNE EN 13364)
Valeur moyenne de l’effort de rupture: 3550, ±600 N. Valeur minimale attendue: 2700 N /p>

Résistance à la glissance (UNE EN 12633)

Tableau des résultats

Résistance au vieillissement accéléré par chocs thermiques (UNE EN 14066).
Variation de la masse: 0,03%. Non significatif.
Valeur moyenne de la variation du module d’élasticité: -0,3%. Non significatif.

Résistance aux attaches (UNE EN 13364) 3550N