Calcaire

Le carbonate de calcium se forme dans les milieux aquatiques (le plus fréquemment dans l'eau de mer). Ils résultent de la précipitation d'ions dissous. Cette précipitation suit la réaction :

Cette précipitation est facilitée par les organismes à coquille ou carapace (mollusques, oursins, coraux, algues planctoniques... ), par la respiration des êtres vivants, ou par le brusque dégazage des eaux.

Formation des roches calcaires

Les calcaires sont assez fréquemment fossilifères

Les calcaires peuvent se former en milieu continental (tufière, stalactites, stalagmites), lacustre, ou (le plus fréquemment) en milieu océanique.

Il existe plusieurs modes de formation des roches calcaires, ou roches carbonatées :

• Par précipitation (calcaire chimique)  :
  • La lente sédimentation et/ou l'accumulation des éléments microscopiques obtenus par précipitation (voir paragraphe précédent), et leur consolidation par la diagenèse, aboutit à la formation de la roche calcaire. Ces calcaires sont fréquemment fossilifères.
  • Le brusque dégazage d'une eau souterraine arrivant à l'air libre (grotte, source) ou soumise au prélèvement par des végétaux du CO2, peut provoquer une précipitation située produisant, selon les circonstances, des travertins, ou des stalactites et stalagmites. Ces calcaires constitués en milieu continental sont rarement fossilifères.

• par action des êtres vivants (calcaire biogène). Ils peuvent résulter d'une forte accumulation de coquilles ou de carapaces calcaires (intactes ou en débris) ex : craie, ou être biofabriqués (calcaire récifal). Ils sont toujours fossilifères.

• par érosion (calcaire détritique), par exemple les brèches calcaires ou ophicalcite.

Caractéristiques physiques

À cause des usages dans le bâtiment et les travaux publics, les caractéristiques mécaniques des calcaires sont importantes, d'autant que particulièrement variables. Les calcaires peuvent être soit particulièrement adaptés, soit inutilisables, dans les divers usages auxquels ils sont destinés (il n'y a aucune commune mesure entre un marbre et une craie). On les soumet à divers essais : la résistance à l'usure par frottement mesurée par l'essai Micro-Deval en présence d'eau et l'essai de résistance aux chocs (aptitude à se casser) par l'essai Los Angeles^[2].

Caractéristiques chimiques

Le calcaire peut être identifié car il peut être dissous par les acides tel que l'acide chlorhydrique en solution, l'acide éthanoïque ou acétique contenu dans le vinaigre ou encore par l'acide tartrique (il forme alors du tartrate de calcium et du CO₂). Le chauffage aux à peu près de 900 °C produit l'oxyde de calcium ou chaux vive avec du CO₂. Cette chaux vive réagit vigoureusement avec l'eau pour produire la chaux éteinte ou hydroxyde de calcium. Des suspensions de chaux dans l'eau (eau de chaux) répandues sur les murs (chaulage) réabsorbent le CO₂ de l'air et les couvrent d'une couche de carbonate de calcium.

Composition minéralogique et couleur

Il se compose d'au moins 70% de calcite et peut contenir de la silice, de l'argile et de la matière organique mais aussilques autres minéraux dont les plus courants sont la dolomite, l'aragonite et la sidérite, qui influent sur sa couleur. Généralement blanc, le calcaire existe aussi dans des teintes de jaune, gris, brun ou même noir.

Typologie

Métamorphisme

• Le calcaire métamorphisé donne du marbre.

Calcaire mélangé

• Le calcaire mélangé avec de l'argile donne de la marne.
• La présence de rognons et de bancs de silex, et de chaille témoigne de la précipitation de la silice dissoute dans l'eau de mer, qui est issu de la diagenèse des squelettes enfouis, lors de la formation du calcaire.

Érosion

Les falaises d'Étretat sont en craie, un type de calcaire

• L'érosion marine des affleurements calcaires de Haute-Normandie donne des reliefs en creux (portes) et des aiguilles.
• La dissolution des calcaires solides et massifs forme des surfaces aux modelés spécifiques : les lapiaz.

Modelés karstiques

Le calcaire est aussi faiblement soluble dans les eaux acides. Ces phénomènes de dissolution des calcaires, via circulation des fluides dans les diverses fractures et cassures, sont nommés phénomènes karstiques (grottes, dolines, pertes, aven, etc. ). Le calcaire ainsi dissout peut se reprécipiter sous forme de stalactites et stalagmites dans les grottes.

Utilisations

Les roches calcaires sont utilisées :

• Comme matériau en sculpture (technique de la taille directe).
• Comme roche à bâtir utilisée dans la construction : par exemple, la pierre de Cæn a servi à édifier de nombreux édifices religieux au Moyen Âge. Cet usage est désormais marginal dans la construction. La taille de pierre est un métier de la restauration des Monuments historiques.
• Comme matériau d'empierrement de la voirie : macadam, graves calcaires, ballast, d'un usage particulièrement habituel.
• Comme sable et granulat dans la fabrication des bétons, plus rarement dans les enrobés bitumineux, pour les calcaires les plus durs.
• Comme charge minérale pulvérulente dans divers produits industriels (plastiques, colles, récurrents... )
• Comme fondant dans la fusion du verre (en sable) et dans la fusion des métaux ferreux (en castines).
• Comme amendement calcique agricole pour lutter contre l'acidification du sol.
• Comme apport de calcium, dans l'alimentation des animaux d'élevage.
• Comme matière première entrant dans la fabrication du ciment.

Les productions en France sont :

• Granulats calcaires de carrières : 101 700 000 tonnes en 2004^[3].
• Calcaires industriels : 3 170 800 tonnes en 2005^[4].
• Amendements calciques : 1 400 000 tonnes en 2003^[5].

Le calcaire calciné produit de la chaux dont les usages sont multiples.

Notes et références

1. ↑ http ://www. cieau. com/toutpubl/sommaire/texte/4/contenu/423. htm
2. ↑ Mécanique des roches et des sols
3. ↑ Unicem :
4. ↑ Unicem :
5. ↑ ANPEA - Association Nationale Professionnelle des Engrais et des Amendements

Liens externes

• Régions karstiques de France
• Photos du désert Libyque (désert blanc)
• Carbonate de calcium
• dossier pluridisciplinaire sur le calcaire