Matériaux minéraux : Les roches

Identifier et choisir les matériaux utilisés dans les constructions paysagères.
CCF en décembre 2010 (coef 1,5)
D43 : 5.2- Etablissement d'un devis
D44 : 4.1- Identifier et choisir les matériaux
D44 : 8.3- Analyser les écarts… coûts réels… et ceux… devis…
Matériaux minéraux :
Les roches
L’écorce terrestre - de la terre à la roche
Définitions et chimie - de l’atome à la roche
Origines et évolutions - les familles de roches
Les caractéristiques des roches
L’écorce terrestre
• Terre ellipsoïde de 6370 km de Ø âgée de 5 Mds d’A - noyau de densité 7,8
La température et la pression varient avec la profondeur.
• Lithosphère « croûte » de faible épaisseur, 80km maxi (lithos=pierre) d=2,7
• Tectonique des plaques 1 continent disloqué il y a 300 M d’A
– Plaques continentales (le sial)
– Plaques océaniques (le sima) d>3 épaisseur moyenne 3 km
• Des sols et des roches
–
–
Point de vue de l’agronome : zone d’échange et sous-sol
Point de vue géotechnique : agrégats minéraux et matériaux durs
Définitions et chimie
• Les atomes
• éléments simples
• Les molécules
• Assemblages stables à partir d’atomes
• Les minéraux
• agencements précis d’atomes ou de molécules
• Les roches
• agencements naturels de minéraux, de fossiles ou de roches
Les atomes
du sial et du sima
L’oxygène est omniprésent.
Par oxydation, les roches (et
les sols) comme les métaux se
transforment et évoluent.
La silice est présente dans de
très nombreuses roches
comme dans les sols.
De son abondance dépend
souvent l’acidité édaphique.
Le potassium (K), mais aussi
le phosphore (P) et l’azote (N)
sont à la base des engrais.
L’aluminium (Al) et le magnésium (Mg), oligoéléments qui
caractérisent le sial et le sima.
Sans oublier le carbone (C)
de la matière organique.
Classification des éléments : les plus légers (haut du tableau) se retrouvent en abondance dans l’atmosphère : O, N, C, + H.
Les molécules
Elles sont formées de quelques atomes.
Elles passent de l’état solide à l’état liquide ou
gazeux selon la température et la pression
rencontrées dans l’écorce terrestre.
Ces assemblages sont stables, modifiables par des
réactions chimiques (qui produisent ou consomment
de l’énergie) :
• oxydation,
• fermentation,
• respiration,
• combustion,
• photosynthèse.
Les oxydes représentent la quasi-totalité des
molécules du sial (cf tableau ci-contre), dont la silice
60% à elle seule. Sa densité est 2,65.
Les minéraux
Ils sont définis par un agencement précis des atomes,
d’où la forme géométrique qui fait parler de cristaux.
La silice fait partie de la famille des silicates.
On la rencontre sous forme de sable ou de grès (27% du sial), ou de quartz,
cristallisé ou amorphe.
10 classes principales de minéraux regroupent près de 4000 minéraux connus :
• éléments natifs composés d’un élément chimique ± pur,
• oxydes et hydroxydes,
• carbonates et nitrates,
le carbonate de calcium (CaCO3) donne la calcite
• sulfates,
• phosphates,
• silicates (95% du sial),
le quartz, les feldspaths, les micas
• quelques minéraux organiques qui contiennent du carbone.
Les roches
Elles sont définies par un agencement naturel de minéraux, de fossiles, ou d’autres roches.
Les géologues distinguent :
• des roches massives, cohérentes et peu déformables
les granites, les grès, les calcaires…
• des roches meubles
les sables
• des roches plastiques
les argiles
• des roches liquides
le pétrole
Les minéraux qui composent les roches définissent leurs caractéristiques (densité, dureté,
couleur…) et rappellent leur origine.
Ex : Le granite est composé par 3 groupes de silicates : du quartz, des feldspaths et des
micas.
« Granit » est un terme technique utilisé par les marbriers pour désigner une roche non
poreuse, imperméable et cohérente, mais qui peut être une roche calcaire (ex : granit des
Ardennes).
Origines des roches
• Des variations de température et de
pression refroidissement - fusion - cristallisation
• Des mouvements fractionnement - transport - sédimentation
• Dissolution et précipitation
• D’autres phénomènes chimiques oxydations
Transformations des roches
 Refroidissement (4)
 Erosion, transport,
diagénèse (1)
 Pression, température (3)
 Fusion (2)
Caractéristiques des roches
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Densité (<1 à >3)
Dureté (de 1 à 10)
Texture (grain) - Structure
Couleur (généralement liée au fer selon son oxydation)
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•
Forme
Dimensions (strates)
Perméabilité
Sonorité…