Briques de structure

Un article de TerraWiCotta.

Définition des briques de structure

Les briques de structure sont protégées contre la pénétration de l'eau et ont une masse volumique apparente inférieure à 1000 kg/m3. Elles présentent donc un grand taux de perforation et souvent un tesson allégé. Des exemples de briques de structure sont montrés dans la norme. Globalement, les briques de structure comprennent toutes les briques de mur ou de structure non apparentes. On fait quelques commentaires sur certains éléments de ces briques.

Panneresses et boutisses

On distingue deux grandes positions des briques dans un mur :

boutisse, quand la brique présente sa section de bout sur la face du mur ;
panneresse, quand elle présente sa longueur sur la face du mur.

Les briques de structure, qui sont de grande taille, sont généralement utilisées en panneresse. Les briques apparentes, plus petites, ont fréquemment la position boutisse dans le mur.

Perforations verticales/perforations horizontales

Les briques à perforations horizontales sont les briques de structure classiques posées à l’horizontale : les perforations sont relativement larges, et orientées horizontalement. Seules les parois verticales sont porteuses, les parois horizontales ne sont pas chargées mécaniquement. On pose le mortier sur la paroi supérieure de la brique, posée horizontalement. En augmentant le nombre de parois de la brique, les perforations sont devenues plus minces et il est devenu possible de poser la brique verticalement, avec les perforations verticales, car le mortier se maintient sur les petites perforations / alvéoles et ne tombe plus à l’intérieur. Les briques à perforations verticales sont alors apparues. Toute la section peut maintenant être porteuse. La plus grande section porteuse et le gain des propriétés dues à l’anisotropie de filage améliorent la résistance à la compression de la brique, ce qui permet de poroser le tesson en compensant ainsi la baisse des propriétés mécaniques.

Briques maçonnées / briques rectifiées à joints minces

Les briques apparentes sont généralement maçonnées avec des joints de mortier de 10 mm à 20 mm d’épaisseur, appliqués à la truelle. Les joints horizontaux sont toujours remplis. Les joints verticaux ne sont remplis que si on désire obtenir une résistance au cisaillement améliorée (par exemple pour un dessin parasismique). Le mortier standard est conducteur de la chaleur et des fuites thermiques importantes apparaissent dans les joints. Il existe des mortiers légers avec des conductivités thermiques faibles. Cependant elles sont toujours supérieures à la conductibilité équivalente de la brique. Il existe aussi des briques qu’on peut monter avec un joint mince en mortier colle (épaisseur environ 1 mm), qui peut être appliqué au rouleau. Les pertes thermiques par le joint sont très limitées. Ce montage demande une grande précision géométrique des briques (environ = ±0,3 mm sur l’épaisseur) car il n’est plus possible de compenser des variations dimensionnelles par le joint de mortier. Il est difficile d’obtenir cette précision directement par le procédé classique séchage/cuisson et les briques doivent être rectifiées après cuisson. Par ailleurs ces briques à joint mince sont montées plus rapidement qu’avec un joint maçonné.

Emboîtements et poches à mortier

Certaines briques présentent des emboîtements sur les joints verticaux, avec des rainures et languettes, qui permettent d’améliorer les étanchéités, les isolations thermiques et acoustiques, quand les joints verticaux ne sont pas maçonnés. Certaines autres briques possèdent des trous verticaux sur la tranche, appelés poches à mortier. Ceci permet de réaliser simplement un joint vertical de bonne qualité mécanique pour les constructions parasismiques, en versant une truelle de mortier dans la poche.

Rupture de joint

Le joint maçonné horizontal peut être continu et recouvrir toute la section horizontale de la brique. Pour diminuer le transfert thermique au niveau du joint de mortier, ce dernier peut être réalisé en plusieurs bandes parallèles de façon que le joint ne soit pas continu, ce qui diminue le transfert thermique mais augmente les contraintes mécaniques. On parle de « rupture de joint ». Ces ruptures de joints peuvent être obtenues par le dessin de la brique elle-même s'elle présente des rainures d’appui ou par l’emploi d’un gabarit rainuré qu’on glisse sur le mur au fur et à mesure de la réalisation du joint et qui permet la réalisation de bandes parallèles de mortier .

Trous de préhension

Malgré leur taille et masse, les briques à perforations horizontales sont faciles à manier, car on peut introduire les doigts dans les perforations qui sont assez grosses. Pour attraper plus facilement des briques à perforations verticales, aux alvéoles plus minces, il est utile de créer des trous de préhension.

Murs extérieurs porteurs et murs de remplissage

On trouve différents modes de construction en Europe qui utilisent les briques de structure. Le mur peut être porteur, c'est-à-dire que les dalles des plancher sont directement posés sur le mur de maçonnerie. On trouve ce type de mur au milieu de l’Europe. Le mur se monte rapidement, il est homogène mais il doit être bien monté avec de bons produits et par un maçon assez compétent. Autour de la Méditerranée, on trouve fréquemment un autre type de mur : la structure de la construction est réalisée de planchers, et d’un squelette de poutres et poteaux de béton qui sont porteurs. Les briques n’ont plus qu’une fonction de remplissage. Les murs de remplissage sont posés sur la dalle entre les poteaux à chaque étage. La qualité des briques et des poseurs peut être médiocre, cela n’a pas d’influence sur la stabilité de la construction. Cependant la qualité de ces murs est souvent inférieure : plus faible isolation thermique, fissuration possible aux joints béton /brique à cause des dilatation thermiques différentielles, rigidité plus faible car il n’est pas possible de rigidifier complètement la structure entre les poteaux en béton et les briques de remplissage. La tenue au tremblement de terre est faible, surtout si on a économisé sur les ferraillages des poteaux.

Différents types de briques

On trouve sur le marché des briques de différentes épaisseurs et formats.

Briques de murs classiques

L'épaisseur minimale est déterminée par l’élancement du mur qu’on va construire. Pour un mur porteur, il faut tenir compte de la charge du mur, qui n’est généralement pas dans le plan central du mur mais décalée. En France, l’épaisseur minimale est de 15 cm pour un mur porteur mais pour la plupart des applications, on utilise une épaisseur de 20 cm. Les briques les plus courantes ont ainsi une section de 20 cm par 20 cm. Les perforations sont horizontales.

Briques à applications thermiques

Ici, la brique fait la structure du mur et participe aussi à l’isolation thermique avec l’isolation rapportée. Elle peut aussi assurer à elle seule toute l’isolation thermique. Dans ce cas, les épaisseurs sont plus grandes (30, 37 et 50 cm). Des noms commerciaux de ces produits Poroton, Monomur, Thermoarcilla,… Généralement les perforations sont verticales. Dans les anciennes normes, ces produits s’appelaient blocs perforés. Le développement va vers l’amélioration et l’optimisation continues des propriétés thermiques. Comme il est nécessaire de limiter les joints pour des raisons thermiques, il faudrait des briques de grande surface et donc de poids élevé. Le poids maximal est limité par la pose à un ouvrier qui pose ces briques à deux mains. Le poids maximal est de l’ordre de 15 à 20 kg pour une pose manuelle. On trouve aussi des briques plus grandes qui se posent à la grue et peuvent ainsi être plus lourdes

Briques de cloison ou briques plâtrières

On trouve aussi des briques plus minces pour des séparatifs et cloisons ou pour des doublages intérieurs. Ces briques ont des épaisseurs de 3,5 cm à 11 cm. Elles peuvent être montées au mortier bâtard. Souvent cependant, elles sont montées au plâtre, qui a une prise rapide. On les appelle donc briques plâtrières. Comme elles sont minces et ont des masses surfaciques faibles, elles ont souvent une plus grande hauteur. Le développement va vers la simplification de la mise en œuvre : brique de grandes dimensions, montage à joint mince, montage sec.

Briques à bancher

Pour certaines applications qui demandent de grandes isolations acoustiques, il existe des briques qui servent de coffrage pour un mur en béton qu’on va couler à l’intérieur. On les appelle briques à bancher.

Accessoires

Les briques forment des familles : à une brique sont associés des accessoires qui facilitent sa mise en œuvre et la continuité des propriétés. Les briques à applications thermiques ont ainsi beaucoup d’accessoires : briques planelles d’about de plancher, briques pour linteau, briques d’angle, briques pour tableau de baie, briques poteau.

Optimisation de la résistance thermique

Il est possible de dessiner la brique de façon à optimiser sa résistance thermique. Ceci doit se faire pour un pourcentage de vide donné qui correspond à la résistance mécanique désirée. Le transfert thermique se réalise par conduction dans la matière, conduction/convection, et rayonnement dans l’air. Il convient de minimiser ces transferts. Des valeurs tabulées de résistance thermique sont données dans la norme EN 1745 pour les briques les plus simples. Pour minimiser les transferts de chaleur, différentes voies sont suivies :

optimisation du tesson. On a parlé de cette possibilité dans le chapitre sur la conductivité thermique du tesson. On diminue la conductivité en modifiant la composition du tesson et en diminuant la densité. On est cependant limité par la baisse des propriétés mécaniques. En pratique, il est difficile de descendre la masse volumique du tesson en dessous de 1 400 kg/m3. De plus, si les améliorations de conductivité se répercutent directement sur les briques simples où le transfert se fait principalement par conduction, elles ne se transfèrent pas entièrement pour les briques à perforations où les pertes par conduction ont déjà été très diminuées et sont déjà souvent de l'ordre des pertes par rayonnement thermique ;
suppression de la convection dans les alvéoles : la convection libre à l'intérieur d'une brique est en principe arrêtée quand la dimension des alvéoles est inférieure au cm. On veillera à ne pas créer de circulation globale forcée dans les murs par des fuites dans des trous traversant la maçonnerie. Tous les trous réalisés dans le mur (prises électriques, passage de canalisations…) seront rebouchés soigneusement pour éviter ces communications globales ;
augmentation du nombre de parois parallèles au plan du mur : ces parois parallèles ont deux buts : ce sont des écrans contre le rayonnement ; par ailleurs elles augmentent la longueur du chemin de conduction quand les liaisons inter parois sont alternées. Pour pouvoir en augmenter le nombre tout en gardant le pourcentage de vide, on diminue l'épaisseur des parois jusqu'aux limites de la technologie. Les produits actuels ont environ 20/30 parois pour une épaisseur de 30 cm ;
minimisation des sections des parois de liaison perpendiculaires au plan du mur, et parallèles au flux de chaleur, à la fois en nombre et en épaisseur, sur les parois externes et sur les cloisons internes. La forme des alvéoles est donc très aplatie dans la direction parallèle au plan du mur. On peut alors être limité par les propriétés acoustiques du mur car ces alvéoles peuvent facilement résonner;
la forme de la section interne des alvéoles de la brique, rectangle, losange, hexagone…, a son influence. Les hexagones sont rigides dans le sens de l’épaisseur de la paroi et intéressants en acoustique mais ils présentent des parois dans le sens du flux assez importantes et ils ne sont donc pas optimaux pour la thermique. Les losanges et les rectangles alternés sont des dessins qui maximisent le chemin thermique. On peut encore imaginer d'autres profils aplatis plus complexes par tessalation plus complexe du plan de base ;
la brique rectifiée, montée à joint mince, ne voit pas ses propriétés réduites par un joint de mortier moins isolant ;
un rapport plus élevé hauteur/ largeur de la brique permettrait aussi de réduire les quantités relatives de mortier quand les joints verticaux ne sont pas remplis.

Les produits actuels montrent des résistances thermiques qui varient selon les produits de 2 à plus de 3.5 m2.K/W avec des épaisseurs de 30 ou 50 cm.

Inertie thermique

La paroi isolée du mur est rarement en condition stationnaire de température et la brique, qui est une paroi lourde, est susceptible de fournir une inertie thermique intéressante :

l’hiver, on peut assurer une bonne constance de la température malgré les variations du chauffage et on peut accumuler les apports énergétiques solaires momentanés ;
l’été, il est possible de bénéficier de cette inertie pour atténuer les pics de température des périodes de canicule.

La brique par son inertie va atténuer l’onde thermique qui la pénètre et va la déphaser dans le temps. Cette atténuation et ce déphasage dépendent de la fréquence de l’onde. Cette fréquence peut être de l’ordre de quelques minutes pour la régulation du chauffage, de l’ordre de la journée pour le cycle jour/nuit et de quelques jours pour une canicule. La norme EN ISO 13786 « Performances thermiques des composants de bâtiment- caractéristiques thermiques dynamiques » permet de calculer ces données thermiques dynamiques du mur. Dans la réglementation thermique française RT 2000, on peut tenir compte de l’inertie de différentes façons :

détermination forfaitaire en fonction de la nature des planchers et parois verticales. Un plancher bas lourd et des parois en briques donnent la classe d’inertie lourde ;
calcul par points d’inertie. C’est une amélioration de la méthode précédente : on détermine l’inertie en fonction de la surface des parois et de leurs capacités surfaciques (kJ/(m2.K)) auxquels on attribue des points ;
méthode détaillée de calcul pour des cas types qui utilise les données détaillées du matériau.

Optimisation hydrique

La brique de structure doit présenter certaines propriétés de transfert d’humidité, en permettant à la vapeur de diffuser pour assurer le séchage et en même temps limiter la pénétration de l’eau liquide (l’eau de pluie, condensation…). Comme pour la thermique, les propriétés du tesson et la géométrie des alvéoles peuvent aider à trouver des solutions. Une optimisation similaire à l’optimisation thermique est possible bien qu’elle n’ait pas encore été entreprise à notre connaissance. Comme on a vu, les briques de structure sont utilisées avec un enduit extérieur qui les protège partiellement ; elles ne sont donc pas exposées à la pluie battante, mais elles récupèrent la partie de l'humidité qui n'a pas été arrêtée par l'enduit. L’hiver, la brique est exposée à un transfert d’humidité. Il y a un flux de vapeur de l'intérieur, chaud et humide, vers l'extérieur dans le mur (froid et sec) en addition au gradient thermique transversal provoqué par le chauffage. Il serait possible qu’en certaines zones froides du mur, l’humidité relative devienne très élevée, et dépasse le point de rosée. De l’eau se déposerait alors dans la brique. Des calculs de transferts hydriques effectués par le CTTB et le CSTB montrent qu’il n’y a jamais de condensation dans les briques Monomur dans des conditions réalistes d’emploi. Dans une autre situation, il peut arriver que l’enduit se fissure avec l’âge. Le mur ne doit pas se mettre à fuir pour autant quand il pleut. Des tests d’étanchéité peuvent être réalisés sur des maquettes de mur avec un enduit dans lequel on trace plusieurs rayures profondes jusqu’à la brique, de façon à simuler une fissure sévère. On expose cette paroi fissurée à un flux d’eau et on met cette face en légère surpression pour simuler la force du vent. Après 24 h d’exposition, on contrôle l’humidité apparente du mur sur la face intérieure et on mesure aussi la quantité d’eau qui a pénétré dans le mur. De façon habituelle, la pénétration de l’eau dans une brique est limitée à la première alvéole ; l’eau ne traverse pas le mur et on n’en recueille peu ou pas au pied du mur. La capacité d’absorption est très élevée. D’autres mises en œuvre où la brique de structure peut être exposée à l’eau liquide sont par exemple :

la réalisation de mur enterré. Le mur enterré doit avoir une protection extérieure. Selon le DTU français, la protection du mur sera différente selon l’utilisation de l’espace enterré : vide sanitaire, espace où des taches d’humidité sont acceptables, pièce habitée où les taches ne sont pas acceptées ;
l’humidité remontante si la coupure de capillarité n’existe pas. Cette situation existe dans les bâtiments anciens mais ne devrait pas se trouver dans les constructions modernes où il existe toujours une coupure de capillarité.

Optimisation mécanique

L’optimisation mécanique d’une brique couvre plusieurs aspects :

optimisation de la résistance à la compression verticale de la brique. Ceci passe par un bon tesson, un pourcentage de vide limité et un bon dessin avec suffisamment de renfort dans le sens des efforts. La résistance à la compression dépend de la géométrie de la brique, en particulier son rapport hauteur /largeur. On s’intéresse donc à la résistance à la compression moyenne réelle de la brique et aussi à la résistance à la compression moyenne normalisée, qui tient compte de cette géométrie.
pour certaines briques qui seront utilisées dans des constructions parasismiques, des résistances à la compression latérale horizontale peuvent être demandées de façon additionnelle pour résister aux efforts de cisaillement induits par un tremblement de terre ;
le dessin de la brique doit être acceptable acoustiquement. On en reparlera au paragraphe suivant.
la brique sert à faire un mur. Il faut donc que le transfert de charge entre les briques se fasse de façon efficace sans surcharge sur les points de contact, en particulier pour les briques rectifiées montées à joint mince ou quand les ruptures de joint sont importantes. Il y a donc un coefficient de réduction entre la résistance à la compression de la brique et la charge autorisée sur le mur. Ce facteur de réduction prend aussi en compte le fait que la charge appliquée sur le mur extérieur par un plancher est excentrée par rapport au mur et induit un moment de rotation. Le coefficient tient compte aussi de l’élancement du mur (rapport hauteur / épaisseur). Dans les règles de construction françaises, l’élancement ne doit pas dépasser 20, sauf dérogation pour des murs doubles.

Ainsi une brique creuse horizontale C40, utilisée en mur de façade avec un élancement de 15 ne doit pas subir de charge (permanente et accidentelle) supérieure à 40 bar/10 = 4 bar. Les coefficients sont plus faibles pour les murs de refend porteurs où la charge est centrée. L’Euro code 6 a une approche différente pour justifier les constructions :

on calcule les efforts appliqués sur la maçonnerie, en tenant compte de tous les éléments en conditions de service et aussi en conditions ultimes. Ces calculs font intervenir des coefficients de sécurité sur les conditions d’emploi. On peut utilise des modes de calculs réalistes et complexes ou des modes plus simplifiés, en particulier pour les petites constructions.
on compare ces efforts aux propriétés mécaniques du mur. La résistance à la compression de la maçonnerie fk (MPa) est alors évaluée en fonction des propriétés mécaniques de la brique et celles du tesson selon l'équation :

Équation 27 fk = K.fbx.fmy avec :

fb résistance moyenne normalisée de la brique (MPa) ;
fm résistance du mortier (MPa) ;
x et y coefficients.

L’Eurocode 6 donne les différentes valeurs de K, x et y selon les conditions, par exemple, K = 0,4, x = 0,7 et y = 0,3 pour un mortier courant ou léger. De façon complémentaire, ce document indique aussi comment évaluer la résistance au cisaillement et les résistances à la flexion du mur.

Optimisation acoustique

Les propriétés acoustiques des ouvrages en brique sont des phénomènes complexes, liés aux briques elles-mêmes, mais qui prennent aussi en compte de nombreux paramètres extérieurs et nécessitent donc une connaissance complète du bâtiment examiné et de son mode de construction, pour pouvoir être évaluées. Les dispositions réglementaires françaises (Nouvelle Réglementation acoustique, 1er janvier 2000) posent par exemple des exigences sur l’isolement aux bruits des logements :

bruits aériens intérieurs (isolation ≥ 53 dB entre des pièces principales de deux logements adjacents) ;
bruits aériens extérieurs (isolement supérieur à 30 dB).

Une partie de l’énergie sonore traverse l’épaisseur du mur de brique. Une fraction peut aussi se déplacer par transmission latérale en suivant le mur ou d’autres éléments de la construction (plancher, plafond, refend, etc.) ou passer par des fentes ou fissures. La qualité de la mise en œuvre est donc très importante pour arriver aux propriétés spécifiques du matériau. Il existe un certain nombre de conceptions qu’il faut suivre de façon impérative sous peine de dégradation inutile des propriétés acoustiques des maçonneries. Ainsi les désolidarisations des cloisons intérieures avec les parois adjacentes par exemple par des bandes résilientes sont un élément important. Un autre point crucial est l’étanchéité du mur. Le mur doit être étanche, ne comporter aucun trou ou fissure par lequel passerait l’énergie acoustique. Un mur enduit (et étanche) a des propriétés bien meilleures qu'un mur nu, surtout si les joints verticaux ne sont pas remplis. L’isolation acoustique est un problème principalement pour les habitations collectives. Dans une brochure du CTTB , différentes solutions constructives en brique, pour les différents cas de figure conformes à la réglementation, sont ainsi présentées pour les immeubles collectifs et les maisons en bande. Ces différentes solutions sont fondées sur des calculs acoustiques et sur les mesures d'affaiblissement réalisées sur les différents murs constitutifs avec leurs différentes géométries et leurs différentes briques. Pour évaluer l'affaiblissement, on place le mur à tester entre deux locaux d’étude, l’un avec l’émetteur de bruit et l’autre avec le récepteur et on mesure l’affaiblissement acoustique, fréquence par fréquence (norme EN ISO 717/1).

Cette courbe peut être intégrée en un indice unique pondéré d'affaiblissement acoustique global Rw (dB). Chaque paroi est caractérisée par cet indice qui permet des comparaisons facilitées entre différentes parois. L'affaiblissement acoustique d'un mur massif, homogène et épais dépend de sa densité superficielle, de sa rigidité et de son facteur de perte. La courbe d'affaiblissement acoustique d'un mur massif comprend généralement quatre zones successives en augmentant la fréquence du son incident :

à basse fréquence, la courbe suit la "loi de masse"

Équation 28 R = 10 log((fm/0c0)2) ou R = 20 log(mf)-42 avec : –f fréquence du son incident ; –m densité superficielle du mur (kg/m2) ; –c0 densité de l'air et vitesse du son associée. L'affaiblissement acoustique croît alors de 6 dB quand la fréquence augmente d'une octave ou quand la densité superficielle double. Ainsi les bruits plus aigus sont plus facilement atténués que les plus graves. De même le mur enduit au plâtre ou au mortier va avoir des propriétés meilleures, d'abord parce qu'il n'y plus de fuite acoustique et parce que sa densité superficielle est plus élevée.

on se rapproche alors de la fréquence critique fc du mur qui vibre comme une membrane dans son cadre. Cette fréquence est donnée par :

Équation 29 : fc = (c²/2) avec :

B=Eh3/12(1-2) (rigidité en flexion d'un mur isotrope) ;
E et  modules équivalents et h épaisseur du mur.

Les murs de briques, qui sont lourds, ont des fréquences de résonance assez faibles (125 à 250 Hz). Quand la fréquence du bruit incident se situe à la fréquence de résonance du mur, il y a une diminution de l'affaiblissement par rapport à la loi de masse. C'est la "zone de coïncidence" qui est large de un à deux octaves.

au-dessus, on retrouve une zone où l'affaiblissement augmente de nouveau avec la fréquence (environ 9 db/octave) et où l'amortissement du mur joue un grand rôle. Cet amortissement limite les résonances. Il est lié au mode de construction du mur (maçonné/ collé, avec ou sans joints verticaux) et au matériau lui-même (brique et mortier). La nature du matériau intervient par son facteur de perte. Il est sans doute plus élevé dans les matériaux peu grésés à faible module élastique ;
enfin à haute fréquence, l'affaiblissement augmente moins avec la fréquence car des ondes de cisaillement dans le mur épais deviennent importantes.

Pour un mur épais en éléments creux, comme les briques, l'affaiblissement peut encore être réduit par quelques phénomènes additionnels :

le mur n'est généralement pas isotrope mais orthotrope, il y a alors deux fréquences de résonance de membrane (dans les deux sens du plan du mur), la zone de coïncidence en est alors élargie d’autant;
la rigidité dans le sens de l'épaisseur est souvent assez faible et cela génère des ondes de compression, en travers du mur, actives à haute fréquence ; d’où un amortissement plus faible dans cette zone.
à ces fréquences, les petites alvéoles, toutes de même dimension, peuvent résonner à leur tour.

Le calcul de l'affaiblissement d'un mur de briques perforées n'est donc encore qu'assez approximatif. De nombreuses mesures d’affaiblissement sont par contre disponibles au CTTB.

Dans l’étiquette CE, l’isolation acoustique aérienne directe doit être caractérisée. En principe l’isolation acoustique est une propriété du mur et non de la brique, comme on l’a vu. Heureusement les caractérisations acoustiques demandées par le marquage CE sont explicitées et se limitent actuellement à fournir la masse volumique apparente et à préciser la configuration de la brique sans demander d’indice d’affaiblissement acoustique du mur.

Comportement au feu

Le comportement au feu de la brique couvre deux aspects différents :

la réaction au feu de la brique (son inflammabilité) n’est pas à mesurer car elle possède d’office la classification A1 « ininflammable » sans essai. Elle ne brûle pas et ne peut alimenter le feu en aucune façon. On a déjà parlé de la réaction au feu de la terre cuite ;
la résistance au feu des parois en terre cuite, c'est-à-dire leur aptitude à remplir leur fonction pendant une durée déterminée en présence de feu.

Un essai normalisé européen d’exposition au feu a été développé (EN 1363-1, partie 1 (2000)). La paroi testée est mise sous charge (dans le cas des briques pour mur porteur) ou non (cloison non chargée). Elle est placée devant un four et exposée à un flux thermique normalisé. On évalue quatre critères :

isolation thermique I (temps pour que la température de la paroi non exposée augmente de 140 °C,
étanchéité au feu E (temps de passage de gaz chauds permettant l’inflammation d’un coton);
capacité portante R, durée structurelle totale, liée à la stabilité de la paroi. Cette stabilité dépend très fortement de la charge appliquée ;
critère de séparation M, capacité à supporter des chocs horizontaux. Il s’agit d’un critère additionnel décrit dans EN 1363, partie 2 (2002).

La réglementation française fixe les durées minimales à obtenir suivant le type de bâtiment. Le tableau 68 donne des résultats de quelques procès verbaux d’essais réalisés sur différents produits sous charge. Les parois en terre cuite montrent des propriétés intéressantes de résistance au feu.

A section égale, les briques à perforations verticales tiennent mieux sous charge que les briques à perforations horizontales car toutes les parois de ces premières briques sont porteuses. Récemment une modélisation de cet essai et de la dégradation du mur a été réalisée

Caractéristiques couvertes dans les normes

La norme européenne EN 771-1- avril 2003 demande des déclarations de différentes propriétés). Elles sont listées et commentées ci-dessous mais il faut se référer aux documents officiels en cours car le sujet n’est pas encore entièrement stabilisé :

les dimensions géométriques, les tolérances de leurs valeurs moyennes (T1, T1+, T2, T2+, Tm) et les plages de variation (R1, R1+, R2, R2+). T1 et T2 correspondent à des tolérances fixées par la norme, Tm correspond à une tolérance complètement libre et déclarée par le producteur. Les tolérances + correspondent à des tolérances plus sévères sur la hauteur de la brique. Elles sont cependant insuffisantes pour les briques rectifiées et Tm est choisi pour les tolérances très serrées de ces briques. La norme française additionnelle introduit des limitations sur la rectitude des arêtes, la planéité des faces et précise certains aspects des tolérances dimensionnelles de certaines briques comme Tm. Enfin elle introduit des demandes sur l’aspect de surface, les fissures et les éclatements ;
les épaisseurs des parois extérieures et des cloisons internes ;
le pourcentage de vide ;
la masse volumique apparente sèche et la masse volumique absolue sèche et leurs tolérances (D1, D2 et Dm) ;
la résistance à la compression moyenne avec la catégorie (1 ou 2) et le groupe (de 1 à 4). La résistance sera déclarée de façon différente selon la catégorie de la brique. Le fabricant peut aussi déclarer la résistance à la compression moyenne normalisée fb. La norme française introduit des classes de résistance de 4 à 40 MPa (RC 40 à 400) pour les briques à perforations verticales et de 2,8 à 8 MPa (RC 28 à 80) pour les briques à perforations horizontales. Elle autorise aussi une autre méthode de préparation des surfaces d’appui des éprouvettes des tests de compression (surfaçage au soufre) ;
les propriétés thermiques : la norme EN demande que la norme 1745 soit suivie dans le calcul des résistances thermiques. La norme française autorise aussi l’emploi des règles ThK de la réglementation thermique RT 2005 ;
la durabilité, caractérisée par la résistance au gel : si l’utilisation prévue inclut une protection entière contre la pénétration de l’eau, on ne fait pas référence à la tenue au gel (F0). Si la protection est limitée, la résistance au gel doit être évaluée dans les pays qui le demandent. La norme française exige cette caractéristique car elle suppose que la brique peut être exposée à l’eau et au gel avant l’application d’un enduit protecteur ;
la teneur en sels solubles actifs en trois catégories S0, S1 et S2. Si la brique est destinée à être utilisée avec une bonne protection contre l’humidité, aucune exigence n'est spécifiée par la norme européenne ;
absorption d’eau : aucune exigence européenne alors que la norme française prend en compte l’application du mortier de hourdage ou de l’enduit et demande une mesure du taux initial d’absorption d’eau par capillarité ;
la dilatation à l’humidité, si demandé par le pays et quand la brique est plus longue que 400 mm ;
la réaction au feu, catégorie A1, sans nécessiter de test ;
la perméabilité à la vapeur d’eau : cette caractéristique peut être mesurée. Elle peut aussi être donnée par référence à la table de l’EN 1745. Cette table a peu d’intérêt puisque seules deux valeurs du coefficient de résistance à la diffusion de la vapeur d’eau sont proposées pour des briques dont la densité absolue varie de 1 400 à 2 400 kg/m3 ;
l’adhérence brique/mortier doit être déclarée sous forme de résistance au cisaillement pour les briques à utilisation structurelle, donc sans doute celles de catégorie 1 selon la définition. En fait, on retrouve aussi cette caractéristique dans l’étiquette CE pour la brique catégorie 2. Il est possible de mesurer cette propriété mais le mortier n’est pas précisé ! On peut utiliser aussi la table de la norme mortier 998-2, dont on a déjà parlé au chapitre précédent ;
substances dangereuses : la norme fait référence aux substances dangereuses éventuellement contenues dans les briques. Il existe une rubrique à compléter dans l’étiquette CE. Cependant la norme ne donne pas d’indication sur le sens précis de « substances dangereuses » ni sur la façon de les mesurer. Elle indique cependant que « ces informations ne seront fournies que quand elles sont requises et sous la forme appropriée ». Il n’y a donc rien à déclarer pour des briques conventionnelles ;
isolation acoustique aérienne directe : précédemment, on a discuté de la complexité de l’isolation acoustique des murs en brique. La norme ne demande pas la fourniture de vraies valeurs d’affaiblissement mais seulement celle de la masse volumique avec la configuration.

En addition à ces différentes caractéristiques à déclarer, la norme décrit le marquage et l’évaluation de la conformité, déjà discutés précédemment. 16.10 Mise en œuvre des briques LD, réglementations nationales et Euro codes Les briques LD sont mises en œuvre dans la réalisation des ouvrages de maçonnerie dans les différents pays de l’union en suivant les réglementations nationales. En France, elles le sont selon la norme NF P10-202-1, aussi appelée DTU maçonnerie 20.1. Les briques LD utilisées dans la réalisation de cloisons ou de doublages sont montées en suivant les normes P10-204-1 à 5 ou DTU 20.13/25.13. Les briques doivent aussi être montées en conformité avec un certain nombre d’autres normes ou réglementations comme NF P06-014 Règles de construction parasismique, application à la maison individuelle PS-MI. On trouve une description de la mise en œuvre dans le livre du CTTB déjà indiqué. Quand les annexes nationales en seront approuvées, il sera aussi possible d’utiliser les briques selon l'Euro code des maçonneries, Euro code 6, EN 1996, divisé en plusieurs parties :

Partie 1-1 : Règles communes pour les ouvrages en maçonneries armée et non armée ;
Partie 1-2 : Règles générales- Calcul du comportement au feu ;
Partie 2 : Conception, choix de matériaux et mise en œuvre des maçonneries ;
Partie 3 : Méthodes de calcul simplifiées.

On tiendra compte aussi des Euro codes complémentaires :

Euro code 0, prEN 1990 : Bases de la conception des ouvrages ;
Euro code 1, prEN 1991 : Sollicitations des ouvrages ;
Euro code 8, prEN 1998 : Conception parasismique des ouvrages.

Tests des briques de structure

On a discuté précédemment des tests qui caractérisent le tesson. On discute maintenant des tests réalisés sur la brique elle-même :

configuration, mesurée selon les normes EN 772-16 et 772-3 (pourcentage de vide) ;
masse apparente volumique sèche et masse volumique absolue (EN 772-13) ;
résistance à la compression (EN 772-1) : un point important de cette norme est la préparation des surfaces d’appui de la brique sur les plateaux de la machine. Ces surfaces doivent être très planes. Sinon, des sur contraintes apparaissent aux points de contact brique/surface d’appui, qui peuvent casser la brique qui ne possède pas de plasticité. Le parallélisme des faces est moins important car il peut être rattrapé par l’emploi d’une rotule sur la machine de compression. Une très bonne planéité va augmenter la résistance mesurée et diminuer la dispersion des résultats. Le surfaçage au soufre thermoplastique autorisé par la norme complémentaire française (annexe A NF P 12-021-2) permet d’avoir par principe des bonnes planéités si le moule de base a la géométrie requise. De la charge à la rupture et de la géométrie, on obtient la résistance à la compression ;
il est aussi possible de calculer la résistance à la compression dite « normalisée ». Pour obtenir cette valeur, on tient compte d’un premier facteur correctif, fonction de la forme de la brique (hauteur et largeur). Il varie de 0,65 à 1,55. On utilise aussi un autre facteur correctif, lié au conditionnement environnemental de la brique avant test. Ce facteur de conditionnement est le même pour tous les matériaux de construction, quelle que soit la nature, la composition ou la porosité mais il s’applique mal aux matériaux de terre cuite : si la brique est restée dans le laboratoire ou si elle contient jusqu’à 6 % d’humidité, ce facteur est de 1. Si la brique a été immergée, le facteur multiplicatif de la résistance à la compression est de 1,2. Si la brique est étuvée, ce facteur est de 0,8. On pourrait être tenté d’augmenter de 40 % la résistance normalisée à la compression de certaines briques, en réalisant le test après immersion plutôt qu’après étuvage ;
résistance thermique : la résistance thermique est rarement mesurée sur la brique car la géométrie s’y prête mal. On peut cependant mesurer la résistance thermique d’un mur bâti par mesure d'un flux au travers de ce mur soumis à des températures différentes sur chacune de ses faces.

On conjugue souvent mesure et calcul en mesurant la conductivité du tesson et en calculant la résistance thermique du mur à l'aide d'un logiciel de transfert thermique par éléments finis;

durabilité : on a déjà parlé du test de gel précédemment ;
teneur en sels solubles actifs : mesurée sur tesson, selon EN 772-5 ;
dilatation à l’humidité : mesurée sur le tesson (EN 772-19) ;
réaction au feu et tenue au feu : A1 sans test ;
perméabilité à la vapeur d’eau : elle se mesure sur des plaquettes découpées dans la brique ;
adhérence mortier brique : on peut mesurer l’adhérence par un test de cisaillement

(EN 1052-3).

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Catégorie: Brique et Maçonnerie