Matériaux minéraux : Les roches

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Marc-Antoine Chabot
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1 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

2 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

3 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

4 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.

5 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.

6 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.

7 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 des roches plastiques des roches liquides les sables les argiles 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).

8 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

9 Transformations des roches Refroidissement (4) Erosion, transport, diagénèse (1) Pression, température (3) Fusion (2)

10 Caractéristiques des roches Densité (<1 à >3) Dureté (de 1 à 10) Texture (grain) - Structure Couleur (généralement liée au fer selon son oxydation) Forme Dimensions (strates) Perméabilité Sonorité

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