Calcaire

Calcaire perforé, Prádena de la Sierra, Ségovie, Espagne.
Blocs de calcaire bruts de sciage de carrière.
Bloc de calcaire dans la région lyonnaise.

Les calcaires sont des roches sédimentaires, tout comme les grès ou les gypses, facilement solubles dans l'eau (voir karst), composées majoritairement de carbonate de calcium CaCO3 mais aussi de carbonate de magnésium MgCO3.

Types

Le calcaire est la base de nombreux matériaux.

Formation

Il se forme par accumulation, principalement au fond des mers, mais parfois en milieu lacustre, à partir des coquillages et squelettes des micro-algues et animaux marins.

Répartition

C'est en France, en Suisse et en Belgique la roche la plus courante qui compose autant des montagnes (Alpes, Jura, Pyrénées) que des plaines (Champagne), bassins (Bassin parisien) ou des plateaux (Jura, Larzac). Le calcaire est reconnaissable par sa teinte blanche et généralement la présence de fossiles.

Le calcaire et l'eau

Le calcaire réagit avec l’acide chlorhydrique pour former du chlorure de calcium, un sel très soluble dans l'eau. Cette réaction effervescente est utile au géologue qui doit, sur le terrain, reconnaître une roche calcaire.

La concentration du calcaire dans l'eau potable ou dureté s'exprime en « degré français ». Un degré correspond à 4 mg/l de Ca. Il n'y a pas de teneur maximum réglementaire.

La présence de calcaire dans l'eau ne présente pas d'inconvénient pour la santé lorsqu'on la boit, en ce sens qu'il apporte une supplémentation en calcium et ne cause par ailleurs pas de dommage. En revanche, il a un effet néfaste sur la peau, qu'il assèche, et constitue une source de complications (irritations, voire eczéma, psoriasis, etc). Si l'eau est trop dure, il est alors recommandé d'installer un adoucisseur d'eau.

En revanche une dureté trop élevée peut être source de désagréments à l'usage (entartrage, difficulté à faire mousser le savon, linge rêche). Les eaux distribuées dans la plupart des régions calcaires de France sont dans ce cas (Bassin parisien, Causses, Préalpes, piémont des Pyrénées).

Formation

Précipitation du carbonate de calcium

Le carbonate de calcium se forme dans les milieux aquatiques (le plus souvent dans l'eau de mer). Il résulte 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 souvent fossilifères.

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

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

Caractéristiques physiques

Pour des usages dans le bâtiment et les travaux publics, les caractéristiques mécaniques des calcaires sont importantes, d'autant que très variables. Les calcaires peuvent être différemment adaptés selon les 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[1]. Les pierres calcaires sont souvent de couleur blanche.

Caractéristiques chimiques

Le calcaire peut être identifié car il peut être attaqué 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). L'hydrogénocarbonate étant une base, il réagit avec l'acide chlorhydrique en solution selon l'équation :

Le chauffage aux environs 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 est composé d'au moins 70 % de calcite et peut contenir de la silice, de l'argile et de la matière organique ainsi que quelques autres minéraux dont les plus courants sont la dolomite, l'aragonite et la sidérite, qui influent sur sa couleur. En général blanc, le calcaire existe aussi dans des teintes de jaune, gris, brun ou même noir.

Typologie

Transformations du calcaire

Métamorphisme

Calcaire mélangé

Érosion

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

Modelés karstiques

Selon le type de calcaire, celui-ci est plus ou moins résistant et plus ou moins soluble dans les eaux acides. Ces phénomènes de dissolution des calcaires, via circulation des fluides dans les diverses fractures et cassures, sont appelés phénomènes karstiques (grottes, dolines, pertes, aven, etc.). Le calcaire ainsi dissous peut se reprécipiter sous forme de stalactites et stalagmites dans les grottes.

Utilisations

Les roches de calcaires sont utilisées :

Dans la construction
Dans l'industrie

Un m³ d'eau potable demande de 50 à 200 grammes de chaux afin de précipiter les métaux lourds et les boues.

Les productions en France sont 

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

Calendrier républicain

Notes et références

  1. Mécanique des roches et des sols
  2. 1 2 Unicem :
  3. ANPEA - Association Nationale Professionnelle des Engrais et des Amendements
  4. Ph. Fr. Na. Fabre d'Églantine, Rapport fait à la Convention nationale dans la séance du 3 du second mois de la seconde année de la République Française, p. 22.

Articles connexes

Liens externes

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