Masse volumique apparente
La masse volumique apparente est une propriété physique intrinsèque couramment mesurée pour les pierres naturelles selon la norme NF EN 1936. Ce paramètre s’exprime en kg/m3 et renseigne sur le degré de compacité du matériau et permet donc d’évaluer la masse d’un volume donné.
Cette caractéristique peut être utilisée pour calculer le poids approximatif d’un élément pour la manutention manuelle, pour l’isolation thermique et acoustique et pour prévoir la charge. Le Tableau 1 présente des valeurs de masse volumique de pierres naturelles de diverses natures.
| Nature de pierre | Masse volumique apparente (kg/m3) |
| Calcaire compact | < 2 500 |
| Autre calcaire | > 2 500 |
| Grès | 1 900 à 2 700 |
| Ardoise – Schiste argileux – Schiste | 2 600 à 3 000 |
| Marbre | 2 600 à 2 900 |
| Gneiss | 2 400 à 2 700 |
| Granite | 2 400 à 3 000 |
| Basalte | 2 550 à 3 000 |
Tableau 1 – Exemple de masses volumiques apparentes de pierres naturelles, d’après le fascicule FD CEN/TR 17024
Principe et méthode d’essai
Six échantillons sont préalablement séchés à une température de 70 °C jusqu’à obtention d’une masse constante, puis pesés afin d’en déterminer la masse sèche. A noter que les éprouvettes testées peuvent se présenter sous la forme d’un cylindre, d’un cube ou d’un prisme, mais doivent respecter un volume apparent d’au moins 60 ml. De plus, le rapport entre la surface et le volume apparent doit être compris entre 0,08 mm-1 et 0,20 mm-1. Tout d’abord, les échantillons sont placés dans une cloche à vide où la pression est abaissée à 15 mm Hg, puis maintenue constante pendant 2 heures. Ensuite, de l’eau déminéralisée est introduite dans la cuve où les éprouvettes à présent immergées sont laissées sous l’eau pendant 24 heures à la pression atmosphérique. A l’issue de ces 24 heures, une mesure de la masse saturée et de la masse hydrostatique est réalisée.
La masse volumique apparente (ρb) est définie comme le rapport de la masse de l’éprouvette sèche à son volume apparent, selon la formule suivante :
où
ρb : masse volumique apparente, en kg/m3 ;
md : masse de l’éprouvette sèche, en grammes ;
ms : masse de l’éprouvette saturée, en grammes ;
mh : masse de l’éprouvette immergée dans l’eau, en grammes
Porosité ouverte
La porosité ouverte d’une pierre correspond à la proportion des pores dans la pierre, qui sont reliés entre eux et donc accessibles à l’eau. Cette grandeur physique est déterminable expérimentalement pour les pierres naturelles selon la norme NF EN 1936.
Par définition, la porosité ouverte représente le rapport du volume des pores ouverts au volume total de la pierre. L’ordre de grandeur de ce paramètre intrinsèque peut varier de quelques pourcents à plusieurs dizaines de pourcents selon la nature de la pierre (Tableau 2).
| Nature de pierre | Porosité ouverte (%) |
| Calcaire compact | 0,3 à 2 |
| Autre calcaire | 2 à 48 |
| Grès | 0,4 à 25 |
| Ardoise – Schiste argileux – Schiste | 0,1 à 6 |
| Marbre | 0,1 à 2 |
| Gneiss | 0,1 à 2 |
| Granite | 0,1 à 2 |
| Basalte | 0,1 à 6 |
Tableau 2 – Exemple de porosités ouvertes de pierres naturelles, d’après le fascicule FD CEN/TR 17024
Principe et méthode d’essai
La méthode d’essai est celle employée pour déterminer la masse volumique apparente.
La porosité ouverte (p0) est définie comme le rapport du volume de pores ouverts au volume apparent de l’éprouvette, selon la formule suivante :
où
p0 : porosité ouverte, en % ;
ms : masse de l’éprouvette saturée, en grammes ;
md : masse de l’éprouvette sèche, en grammes ;
mh : masse de l’éprouvette immergée dans l’eau, en grammes
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Ce document n’est pas contractuel; seules les normes NF B 10-601 et NF EN 1936 font foi.