Le mâchefer est le résidu solide (scorie) de la combustion du charbon ou du coke dans les fours industriels (hauts fourneaux). Associé à de la chaux ou du ciment, et éventuellement à divers compléments (graves, sables, etc.), il forme une sorte de béton poreux et friable qui a été utilisé pour la construction de bâtiments de la fin du XIXème siècle jusque dans les années 1970. Dans les bassins industriels, la proximité du matériau, son caractère de co-produit des activités houillères, et ses performances mécaniques acceptables, en ont fait un produit de construction économique qui a marqué durablement le patrimoine.
Aujourd’hui, le béton de mâchefer est présent dans les bâtis de divers départements comme le Rhône, la Loire, l’Isère. On le retrouve particulièrement en mur porteur, en cloison, en renfort, ou en soubassement. Ce matériau se caractérise par une très forte variabilité de composition, issue aussi bien de l’irrégularité du produit initial (mâchefer), que des diverses "recettes" qui ont pu être utilisées localement pour sa fabrication.
Or, il n’existe actuellement que très peu d’éléments techniques sur les propriétés mécaniques, chimiques ou hygrothermiques1 de ce matériau. Ce manque de données se fait particulièrement ressentir dans les projets de réhabilitation de bâtis anciens intégrant des mâchefers, qui nécessitent une analyse quantifiée de la performance.
Le Cerema a mené en 2018 une première mission d’appui au CAUE du Rhône dans la connaissance de ce matériau. À partir de prélèvements issus du patrimoine bâti local toujours en place, l’expertise de laboratoire du Cerema a pu être mise en œuvre pour obtenir de premiers résultats originaux sur les propriétés du mâchefer : masse volumique, porosité, propriétés de sorption et désorption2, résistance mécanique. Pour cela, le Cerema a conçu ou adapté des protocoles d’essais spécifiques au matériau, et a conduit des tests confirmant leur faisabilité et leur représentativité.
Ce travail devrait se poursuivre à partir de 2020 par un projet de collaboration plus étendu, qui permettra de mieux cerner la variabilité du matériau par une multiplication des prélèvements de mâchefers, d’approfondir significativement la connaissance de ses propriétés thermiques, mécaniques et acoustiques, de rassembler des retours d’expérience sur des actions de rénovation, de bâtir des supports pédagogiques et de sensibilisation. L’expertise du Cerema et les plate-formes expérimentales des laboratoires de Lyon et de Strasbourg pourront être mises à contribution significativement dans ce projet.
1 Propriétés hygrothermique : qui concernent les relations du matériau avec la température et l’humidité de l’air ambiant. L’hygrothermie est un élément majeur du confort d’une habitation et de sa sobriété énergétique.
2 Sorption / désorption : capacité du matériau, à une température donnée, à absorber de l’humidité issue du milieu ambiant ou à la restituer.