Réalisation des différents types de maçonnerie (partie 2/2)

## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de : - Décrire les caractéristiques des maçonneries de moellons et de maçonnerie mixte (moellon + parpaing ou béton). - Mettre en œuvre les étapes de préparation du chantier, de dosage du mortier, de pose et de jointoiement conformément aux règles de l’art. - Lire et interpréter un plan de maçonnerie simple, calculer les quantités de matériaux nécessaires et respecter les consignes de sécurité et d’hygiène sur le chantier. - Réaliser un ouvrage de maçonnerie de moellons ou mixte conforme aux attentes professionnelles (alignement, verticalité, résistance). **Prérequis** : - Connaître les propriétés des matériaux de construction (pierres naturelles, parpaings, mortier). - Savoir lire un plan d’exécution (échelle, cotations, légendes). - Maîtriser les outils de base du maçon (truelle, niveau à bulle, fil à plomb, règle de maçon, équerre, massette). - Appliquer les consignes de sécurité individuelles (casque, gants, chaussures de sécurité) et collectives (échafaudage, signalisation). --- ## Introduction contextualisée Dans le secteur du bâtiment au Cameroun, la maçonnerie reste le cœur de la construction des bâtiments résidentiels, scolaires et administratifs. Les travaux pratiques de seconde visent à familiariser l’élève avec les deux techniques les plus répandues sur les chantiers locaux : la maçonnerie de moellons (pierres naturelles taillées ou non) et la maçonnerie mixte, qui associe moellons et éléments manufacturés (parpaings, briques ou béton armé). Maîtriser ces procédés permet de répondre aux exigences du programme MINESEC/IGE, d’acquérir des compétences directement transférables en atelier ou sur chantier, et de préparer l’élève aux épreuves pratiques du baccalauréat technique. --- ## I. Réalisation de la maçonnerie de moellons ### A. Notions et définitions > **Moellon** : pierre naturelle de forme irrégulière, généralement de taille comprise entre 15 cm et 30 cm, utilisée en maçonnerie après éventuel dégrossissage. > **Mortier de maçonnerie** : mélange de liant (ciment ou chaux), de sable et d’eau, destiné à lier les moellons et à assurer l’étanchéité des joints. > **Joint** : espace rempli de mortier entre deux moellons, dont l’épaisseur varie généralement de 10 mm à 15 mm. ### B. Principes de fonctionnement et règles de métier - **Respect de la géométrie** : les moellons doivent être posés de façon à ce que les joints verticaux soient décalés d’au moins un tiers de la longueur du moellon inférieur (rule of bond). - **Équilibre des forces** : la charge doit être transmise principalement par compression ; éviter les contraintes de traction dans les joints. - **Planéité et verticalité** : vérifier chaque rangée avec un niveau à bulle et un fil à plomb ; corriger immédiatement les écarts > 5 mm. - **Sécurité** : porter des gants anti‑coupure, des lunettes de protection lors du taille‑moellon, et sécuriser la zone de travail contre les chutes de pierres. ### C. Méthodes et procédés pas à pas | Étape | Action détaillée | Outils / Consommables | |-------|------------------|-----------------------| | 1. Préparation du chantier | Délimiter la zone, installer l’échafaudage si nécessaire, vérifier la planéité de la fondation. | Cordeau, niveau à bulle, piquets. | | 2. Dosage du mortier | Mélanger 1 volume de ciment CPJ 45, 3 volumes de sable 0/4, ajouter eau jusqu’à obtenir une consistance plastique (affaissement ≈ 80 mm au cône d’Abrams). | Bétonnière ou auge, pelle, seau doseur. | | 3. Pose du premier rang | Humidifier légèrement la fondation, déposer une couche de mortier d’épaisseur 12 mm, poser le premier moellon en le battant légèrement avec la massette pour l’enfoncer. | Truelle, massette, niveau à bulle. | | 4. Déplacement des joints | Décaler chaque moellon du rang suivant d’au moins 1/3 de sa longueur ; vérifier l’alignement avec un cordeau tendu. | Cordeau, règle de maçon. | | 5. Jointoiement | Après pose de 3 à 4 rangées, remplir les joints verticaux et horizontaux avec du mortier frais à l’aide d’une petite truelle, puis lisser. | Truelle pointe, lisseuse. | | 6. Nettoyage et cure | Balayer les éclats, protéger l’ouvrage du soleil direct avec une bâche humide pendant 48 h. | Bâche, eau de cure. | ### D. Exemple chiffré de dosage **Objectif** : réaliser un mur de 3 m de long, 2,5 m de haut, épaisseur 20 cm, avec des moellons moyens de 20 cm × 15 cm × 10 cm. 1. **Surface du mur** : \(S = 3 m \times 2,5 m = 7,5 m²\). 2. **Volume de maçonnerie** : \(V_{mur} = S \times épaisseur = 7,5 m² \times 0,20 m = 1,5 m³\). 3. **Volume occupé par les moellons** (en supposant un taux de remplissage de 0,55) : \(V_{moellons} = 0,55 \times V_{mur} = 0,825 m³\). 4. **Volume de mortier nécessaire** : \(V_{mortier} = V_{mur} - V_{moellons} = 0,675 m³\). 5. **Dosage** (1 : 3 ciment‑sable) : - Ciment : \(V_{ciment} = \frac{1}{1+3} \times V_{mortier} = 0,16875 m³ ≈ 169 L\). - Sable : \(V_{sable} = 3 \times V_{ciment} = 0,50625 m³ ≈ 506 L\). - Eau : environ 0,5 × volume du ciment → 85 L (à ajuster selon la consistance). > **Rappel** : un sac de ciment de 35 kg correspond à environ 0,025 m³ ; il faut donc ≈ 6,8 sacs (arrondir à 7 sacs) de ciment et ≈ 20 pelles de sable (1 pelle ≈ 0,025 m³). ### E. Exemple d’atelier / chantier réaliste Au lycée technique de Yaoundé, les élèves réalisent un mur de clôture de 2 m de haut autour du jardin scolaire. Ils utilisent des moellons de granite locaux, dosent le mortier à la bétonnière, et vérifient chaque rangée avec un niveau laser emprunté au service de topographie. Le travail est évalué sur la verticalité (déviation < 5 mm sur 2 m), la propreté des joints et le respect du temps de prise (24 h avant décoffrage). --- ## II. Réalisation de la maçonnerie de mixte ### A. Notions et définitions > **Maçonnerie mixte** : assemblage de moellons naturels et d’éléments manufacturés (parpaings, briques creuses, blocs de béton) liés par le même mortier. > **Parpaing** : bloc creux de béton, dimensions usuelles 20 cm × 20 cm × 40 cm, utilisé pour réduire le poids et améliorer l’isolation. > **Chaînage** : dispositif métallique (fer à béton) placé dans les joints horizontaux pour renforcer la résistance à la traction. ### B. Principes de fonctionnement et règles de métier - **Compatibilité des matériaux** : le taux d’absorption du moellon doit être proche de celui du parpaing afin d’éviter des différentiels de retrait qui provoqueraient des fissures. - **Répartition des charges** : les parpaings supportent principalement les efforts de compression verticale ; les moellons assurent le lien latéral et l’esthétique. - **Renforcement** : insertion de chaînages d’armature (ϕ 8 mm) tous les 50‑60 cm dans les joints horizontaux, ancrés dans les moellons par des crochets ou des encoches. - **Sécurité** : manipuler les parpaings avec des gants anti‑vibration ; utiliser un lève‑parpaing ou une benne basculante pour éviter les efforts de manutention dangereux. ### C. Méthodes et procédés pas à pas | Étape | Action détaillée | Outils / Consommables | |-------|------------------|-----------------------| | 1. Préparation du support | Vérifier la planéité de la fondation, poser une couche de mortier d’accrochage (épaisseur 10 mm). | Truelle, niveau à bulle. | | 2. Dosage du mortier (identique à la leçon précédente) | 1 ciment : 3 sable, eau ajustée. | Bétonnière, seau doseur. | | 3. Pose du premier rang de moellons | Comme en leçon 16, mais laisser un espace de 2 cm de chaque côté pour l’insertion du parpaing. | Truelle, massette. | | 4. Insertion du parpaing | Appliquer un lit de mortier sur la face inférieure du parpaing, le glisser dans l’espace réservé, taper légèrement pour l’ajuster. Vérifier l’alignement avec le cordeau. | Truelle, niveau à bulle, maillet en caoutchouc. | | 5. Mise en place du chaînage | Placer un fer à béton ϕ 8 mm dans le joint horizontal au niveau du parpaing, l’envelopper de mortier sur 10 mm de chaque côté. | Fer à béton, pince à ligaturer. | | 6. Poursuite du rangée | Alterner moellon‑parpaing‑moellon selon le motif choisi (ex. : 2 moellons + 1 parpaing). Décaler les joints verticaux d’au moins 1/3 de la longueur de l’élément inférieur. | Cordeau, règle de maçon. | | 7. Jointoiement final | Après 4 à 5 rangées, remplir tous les joints avec du mortier frais, lisser et nettoyer les éclats. | Truelle pointe, lisseuse. | | 8. Cure | Protéger l’ouvrage du soleil et du vent avec une bâche humide pendant 48 h. | Bâche, eau. | ### D. Exemple chiffré de consommation de matériaux **Objectif** : construire un refend de 4 m de long, 2,8 m de haut, épaisseur 20 cm, en maçonnerie mixte (2 moellons + 1 parpaing par rangée). - **Dimensions des éléments** : - Moellon moyen : 20 cm × 15 cm × 10 cm (volume = 0,003 m³). - Parpaing : 20 cm × 20 cm × 40 cm (volume = 0,016 m³). - **Nombre de rangées** : hauteur / épaisseur d’un élément (on considère la hauteur moyenne d’un moellon + joint ≈ 0,12 m) → \(2,8 m / 0,12 m ≈ 23\) rangées (arrondir à 23). - **Composition d’une rangée** (sur 4 m de longueur) : - Longueur d’un moellon + joint ≈ 0,22 m. - Longueur d’un parpaing + joint ≈ 0,42 m. - Motif 2 moellons + 1 parpaing occupe : \(2×0,22 + 0,42 = 0,86 m\). - Nombre de répétitions dans 4 m : \(4 / 0,86 ≈ 4,65\) → 4 répétitions complètes + un demi‑motif (on ajustera avec des moellons coupés). - **Volume total de maçonnerie** : \(V_{mur} = 4 m × 2,8 m × 0,20 m = 2,24 m³\). - **Volume des solides** (en supposant un taux de remplissage de 0,60) : \(V_{solides} = 0,60 × V_{mur} = 1,344 m³\). - **Répartition approximative** : - Moellons : 2/3 du volume des solides → 0,896 m³. - Parpaings : 1/3 du volume des solides → 0,448 m³. - **Nombre d’unités** : - Moellons : \(0,896 m³ / 0,003 m³ ≈ 299\) → ≈ 300 moellons. - Parpaings : \(0,448 m³ / 0,016 m³ ≈ 28\) → ≈ 28 parpaings. - **Volume de mortier** : \(V_{mortier} = V_{mur} - V_{solides} = 0,896 m³\). - **Dosage** (1 : 3) : - Ciment : \(0,224 m³ ≈ 224 L\) → 9 sacs de 35 kg (≈ 0,225 m³). - Sable : \(0,672 m³ ≈ 672 L\) → 27 pelles de sable (0,025 m³ chacune). - Eau : environ 0,5 × volume du ciment → 112 L. > **Astuce** : sur un chantier camerounais, on ajuste souvent la quantité d’eau en fonction de l’humidité du sable (sable de carrière souvent humide). ### E. Exemple d’atelier / chantier réaliste Dans le cadre d’un projet de construction d’un bloc sanitaire au lycée technique de Bafoussam, les élèves élèvent un refend de séparation entre les douches et les toilettes en maçonnerie mixte. Ils utilisent des moellons de basalte récupérés sur une carrière locale et des parpaings de béton fabriqués à l’usine de Douala. Le fer à béton de 8 mm est posé tous les 50 cm dans les joints horizontaux, puis ligaturé avec du fil de fer galvanisé. Le contrôle final comprend la vérification de la résistance à la compression (essai au scléromètre) et de l’étanchéité des joints (test d’aspersion d’eau). --- ## III. Synthèse du chapitre - **Maçonnerie de moellons** : pose de pierres naturelles, mortier 1 : 3, joints décalés d’au moins 1/3, vérification de verticalité et de planéité, cure 48 h. - **Maçonnerie mixte** : combinaison moellons/parpaings, insertion de chaînages ϕ 8 mm tous les 50‑60 cm, même dosage de mortier, respect de la compatibilité d’absorption. - **Sécurité** : port des EPI (casque, gants, lunettes, chaussures de sécurité), échafaudage conforme, manutention des parpaings avec aide mécanique. - **Qualité** : joints pleins, lissés, épaisseur régulière (10‑15 mm), nettoyage immédiat des éclats, protection contre le séchage trop rapide. - **Calcul des quantités** : volume de mur → volume des solides (taux de remplissage 0,55‑0,60) → volume de mortier → dosage ciment‑sable‑eau. - **Outils** : truelle, massette, niveau à bulle, fil à plomb, cordeau, règle de maçon, pelle, seau doseur, bétonnière, lève‑parpaing, fer à béton, pince à ligaturer. > **À retenir** : la résistance d’une maçonnerie dépend principalement de la qualité du mortier et de la bonne réalisation des joints (épaisseur régulière, plein, lissé). > **À retenir** : dans une maçonnerie mixte, le chaînage métallique doit être entièrement entouré de mortier sur au moins 10 mm de chaque côté pour assurer l’ancrage. > **À retenir** : le taux de remplissage recommandé pour les calculs de volume de matériaux est compris entre 0,55 et 0,60 selon la régularité des éléments. > **À retenir** : un temps de cure de 48 h sous bâche humide minimise les risques de retrait et de fissuration prématurée. --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | Moellon | Pierre naturelle de forme irrégulière, utilisée en maçonnerie après éventuel dégrossissage. | | Parpaing | Bloc creux de béton, dimensions usuelles 20 × 20 × 40 cm, employé pour alléger la maçonnerie. | | Mortier | Mélange de liant (ciment ou chaux), de sable et d’eau, servant à lier les éléments de maçonnerie. | | Joint | Espace rempli de mortier entre deux éléments de maçonnerie, épaisseur habituelle 10‑15 mm. | | Chaînage | Fer à béton placé dans les joints horizontaux pour renforcer la résistance à la traction. | | Taux de remplissage | Rapport entre le volume occupé par les éléments solides et le volume total de la maçonnerie (souvent 0,55‑0,60). | | Cure | Processus de maintien de l’humidité d’un ouvrage fraîchement réalisé afin d’assurer une bonne prise du liant. | | Échafaudage | Structure temporaire permettant de travailler en hauteur en toute sécurité. | | EPI | Équipements de Protection Individuelle (casque, gants, lunettes, chaussures de sécurité). | | Niveau à bulle | Instrument permettant de vérifier l’horizontalité ou la verticalité d’une surface. | | Fil à plomb | Corde lestée utilisée pour établir une référence verticale. | | Lisseuse | Outil métallique permettant de lisser la surface du mortier frais. | --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 – Calcul de matériaux pour un mur de moellons **Énoncé** : Vous devez réaliser un mur de clôture de 5 m de long, 2 m de haut et 20 cm d’épaisseur en maçonnerie de moellons. Les moellons utilisés ont un volume moyen de 0,003 m³. Le taux de remplissage admis est 0,55. Le mortier sera dosé à 1 volume de ciment pour 3 volumes de sable. 1. Déterminer le volume total de maçonnerie. 2. Calculer le volume occupé par les moellons. 3. Déduire le volume de mortier nécessaire. 4. En déduire les quantités de ciment (en sacs de 35 kg) et de sable (en pelles de 0,025 m³) nécessaires, sachant qu’un sac de ciment correspond à 0,025 m³. **Corrigé** : 1. \(V_{mur}=5 m×2 m×0,20 m=2,0 m³\). 2. \(V_{moellons}=0,55×V_{mur}=0,55×2,0=1,10 m³\). 3. \(V_{mortier}=V_{mur}-V_{moellons}=2,0-1,10=0,90 m³\). 4. Dosage 1 : 3 → volume de ciment = \(V_{mortier}/(1+3)=0,90/4=0,225 m³\). - Nombre de sacs de ciment = \(0,225 m³ / 0,025 m³ = 9\) sacs. - Volume de sable = \(3×0,225=0,675 m³\). - Nombre de pelles de sable = \(0,675 m³ / 0,025 m³ = 27\) pelles. ### Exercice 2 – Pose d’un chaînage dans une maçonnerie mixte **Énoncé** : Sur un refend de 3,5 m de long, vous devez installer un chaînage métallique de diamètre 8 mm tous les 50 cm dans les joints horizontaux. Chaque morceau de fer doit être entouré de mortier sur 10 mm de chaque côté. 1. Calculer le nombre de morceaux de fer nécessaires. 2. Déterminer la longueur totale de fer à couper (en mètres). 3. Si le fer est vendu en barres de 6 m, combien de barres devez‑vous acheter (arrondir à l’entier supérieur) ? **Corrigé** : 1. Espacement = 0,50 m → nombre d’intervalles = \(3,5 / 0,50 = 7\). On place un chaînage à chaque extrémité et à chaque intervalle → \(7+1 = 8\) morceaux. 2. Longueur d’un morceau = largeur du refend = 0,20 m (épaisseur) + 2×0,01 m (mortier de chaque côté) = 0,22 m. Longueur totale = \(8 × 0,22 m = 1,76 m\). 3. Une barre de 6 m contient \(6 / 0,22 ≈ 27\) morceaux. Puisque nous n’avons besoin que de 8 morceaux, une seule barre suffit. **Réponse** : 1 barre de 6 m (on aura du rebut). ### Exercice 3 – Mise en pratique : réalisation d’un petit ouvrage **Énoncé** : En atelier, vous devez construire un poteau de 0,40 m × 0,40 m × 2,50 m en maçonnerie mixte (alternance moellon‑parpaing‑moellon sur chaque face). Les moellons ont un volume de 0,003 m³, les parpaings 0,016 m³. Le taux de remplissage est fixé à 0,60. 1. Déterminer le volume total du poteau. 2. Calculer le volume des solides (moellons + parpaings). 3. En supposant que chaque couche comporte 2 moellons et 1 parpaing sur chaque face (soit 8 moellons et 4 parpaings par couche), trouver le nombre de couches nécessaires. 4. En déduire le nombre total de moellons et de parpaings à utiliser. **Corrigé** : 1. \(V_{poteau}=0,40×0,40×2,50=0,40 m³\). 2. \(V_{solides}=0,60×V_{poteau}=0,24 m³\). 3. Volume d’une couche (8 moellons + 4 parpaings) : \(8×0,003 + 4×0,016 = 0,024 + 0,064 = 0,088 m³\). Nombre de couches = \(V_{solides} / 0,088 = 0,24 / 0,088 ≈ 2,73\) → on arrondit à 3 couches (on aura un léger excès de mortier). 4. Quantités : - Moellons = 3 couches × 8 moellons = **24 moellons**. - Parpaings = 3 couches × 4 parpaings = **12 parpaings**. --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |------------------|-------------|--------------------------------------| | Joints trop épais (> 20 mm) | Réduction de la résistance à la compression, risque de fissuration sous charge. | Respecter une épaisseur de joint de 10‑15 mm, vérifier avec une règle de maçon avant chaque pose. | | Mortier trop sec ou trop liquide | Mauvaise adhérence, retrait excessif, séchage non uniforme. | Ajuster l’eau progressivement ; effectuer le test d’affaissement (Abrams) visant 80 ± 10 mm. | | Oubli du décalage des joints (joints verticaux alignés) | Création de plans de faiblesse, risque de glissement sous charge latérale. | Appliquer la règle du décalage d’au moins 1/3 de la longueur de l’élément inférieur à chaque rangée. | | Manutention manuelle de parpaings sans aide mécanique | Tensions lombaires, risque de chute de charge. | Utiliser un lève‑parpaing ou une benne basculante ; porter une ceinture de soutien si nécessaire. | | Absence de protection auditive lors de la coupe de moellons à la massette | Exposition prolongée au bruit, risque de surdité. | Porter des bouchons d’oreille ou un casque antibruit lors des opérations de taille ou de frappe. | | Non‑respect du temps de cure (exposition directe au soleil) | Retrait rapide, fissuration de surface, réduction de l’étanchéité. | Couvrir l’ouvrage d’une bâche humide pendant au moins 48 h après la fin du maçonnage. | --- *Fin du cours.*