Significance of a combined approach for replacement stones in the heritage buildings’ conservation frame

Stone substitution is a conventional operation during heritage buildings’ restoration, but becomes problematic for architects and restorers when the quarry is mined out. The compatibility of the substitution stones with the original ones has been for long mainly based on the aesthetical aspect, this resulting too often in a patchwork of original and substitution stones with different patina after several years because of differences of properties. In this study, the objective is to show how substitution stones can be selected by combining aesthetic criteria and stones properties that are relevant for analyzing their compatibility. A couple of French limestones with their potential substitution stones were selected for the study. Our results showed that potential substitution stones selected on their aesthetic criteria require to be rejected because of their differences of physical properties. On the other hand, our results showed also the possibility to select substitution stones with satisfactory aesthetic aspect and properties that enable to expect a satisfactory compatibility with the original stone.

RésuméLe remplacement de pierres est une opération conventionnelle lors de la restauration de bâtiments historiques, mais qui devient problématique pour les architectes et les restaurateurs quand la carrière est épuisée. La compatibilité de pierres de substitution ayant une autre origine a longtemps été appréciée sur la base de critères essentiellement esthétiques, avec trop souvent pour consequences, après plusieurs années, une mosaïque de pierres d’origine et de substitution, avec différentes patines en raison de différences de propriétés. Dans cette étude, l’objectif est de montrer comment il est possible de sélectionner des pierres de substitution en combinant des critères esthétiques et des propriétés de ces pierres qui soient pertinents pour analyser leur compatibilité. Un couple de calcaires français, ainsi que leurs pierres de substitution potentielles, ont été sélectionnés pour l’étude. Nos résultats montrent que des pierres de substitution potentielles sur la base de critères esthétiques sont à écarter en raison de leurs propriétés physiques, qui compromettent leur compatibilité. Par ailleurs, nos résultats montrent aussi qu’il est possible de sélectionner des pierres de substitution qui présentent des critères esthétiques et des propriétés qui permettent d’atteindre une compatibilité satisfaisante avec les pierres d’origine.