Grès (géologie)
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Morceau de grès (taille : 4 cm)
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| Catégorie | roche sédimentaire |
| sous-catégorie | roche détritique terrigène |
| Minéraux principaux | variable |
| Texture | sable consolidé |
| Couleur | variable (rouge, ocre, rose, vert, gris, blanc, jaune, marron, violet, doré et argenté) |
| Utilisation | pierre de construction, pierre à meule, pavage, sculpture |
| Densité | 2,64 à 2,72 kg·dm-3 |
| Dureté | roche très friable à cohérente, dure |
Le grès est une roche détritique, issue de l’agrégation et la cimentation (ou diagenèse) de grains de sable. Il peut s'agir d'une roche cohérente et dure[1]. Ces grains sont souvent composés de silice (et parfois même de grains de feldspath et de micas noirs), mais ils peuvent avoir d’autres compositions. On parle alors plutôt d'arénite, en particulier si les grains sont carbonatés.
Sommaire |
[modifier] Formation
La cimentation des grains se fait par précipitation et cristallisation des sels dissous dans l’eau interstitielle. On appelle ce processus la « grésification ».
Les grains, et le ciment entre ces grains peuvent avoir une composition différente selon l’origine et l’histoire de ce grès. Les dépôts successifs de sable se retrouvent dans la stratification du grès. La roche prend des couleurs différentes en fonction de la présence d'oxyde de fer.
[modifier] Grès définis par leur ciment
Une distinction s'opère entre grès suivant le ciment qui unit les grains[2].
Si les grains sont peu cimentés, le grès est très poreux. Le grès pouvait fournir des pierres à filtrer[3]. Plus récemment les couches géologiques constituées de tels grès peuvent former de bons réservoirs d'eau, de pétrole ou de gaz.
[modifier] Grès siliceux
Grès à ciment d'opale, de calcédonite, de quartz
- Quartzite Grès, dont le grès de fontainebleau qui servit à paver les rues de Paris avant qu'il ne soit supplanté par le granite Breton
- Un grès quartzeux est composé uniquement de quartz.
- Un quartzite est un grès très siliceux à ciment siliceux, provient de la diagenèse ou du métamorphisme de sable quartzeux.
[modifier] Grès à ciment calcaire
Les grès prennent le nom de poudingues lorsqu'ils sont formés de cailloux roulés empâtés dans un ciment calcaire ou argileux. Ils prennent le nom de brèches lorsqu'ils sont formés de cailloux anguleux réunis par un ciment plus ou moins abondant Les grès produisent des étincelles sous le choc de l'acier et ne font pas effervescence avec les acides. Ils sont souvent complétement blancs et parfois colorés en gris ou en rouge par certains oxydes métalliques et principalement des oxydes de fer. La cassure du grès est unie quelquefois brillante et quelquefois mate[3].
[modifier] Grès à ciment dolomitique
[modifier] Grès à ciment calcaréo-argileux
[modifier] Grès argileux
[modifier] Grès ferrugineux
[modifier] Grès glauconieux
[modifier] Grès phosphatés
[modifier] Grès non définis par leur ciment
Une autre tradition veut qu'on ignore le ciment pour désigner le grès. Le grès est défini par l'élément dont il est défini de manière singulière[2].
[modifier] Grès micacé
Une psammite est un grès micacé.
[modifier] Itacolumite
[modifier] Grès titanifères
[modifier] Arkoses
Une arkose est un grès grossier, feldspathique, à peine lité, souvent issu de l'induration d’une arène granitique.
[modifier] Grauwakes
Une grauwacke est un grès gris-sombre, brun... très dur, contenant en plus des grains de quartz d'autres éléments de roches diverses.
[modifier] Composition minéralogique
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- Composition minéralogique de quelques grès (en volume %)
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| types de grès | Quartz | Feldspath | Mica | Minéraux argileux |
Chlorite | Carbonates | Divers |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| grès à spirifer | 70 | 6 | 10 | 2 | - | 6 | 6 |
| grès bigarré | 65 | 20 | 11 | - | - | - | 4 |
| grauwacke | 41 | 35 | 9 | 1 | 11 | 11 | 2 |
| arkose | 35 | 23 | 3 | 16 | 4 | 1 | 8 |
[modifier] Érosion
Certains grès peuvent subir une altération rapide. Cette altération dépend de :
- La propension à absorber l’eau et à sécher, la circulation de l’eau dans les pores, le gel.
- La composition du ciment : les grains dans un ciment calcaire se déchaussent plus rapidement, suite à une dissolution plus rapide de ce ciment. Certaines constructions sont dans ce cas et nécessitent de fréquentes restaurations.
- La présence d’une matrice argileuse (plutôt que d'un ciment).
En s'altérant, le grès peut redevenir du sable et recommencer un cycle de sédimentation.
- Modelés dus à l'érosion dans du grès
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Une arche naturelle en grès, Parc national des Arches, Utah
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L'érosion du grès peut donner lieu à des modelés pittoresques : Antelope Canyon
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Le vent sculpte des cavités (taffoni) et des alvéoles dans le grès : Sainte Anne d'Evenos (France)
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Les buttes de grès de Monument Valley
[modifier] Utilisations
Les grès sont utilisés dans les constructions, la sculpture, la fabrication de meules naturelles et de pavés.
[modifier] Maçonnerie et sculpture
Le grès est une excellente pierre de construction non gélive, facile à travailler et à scier. Il doit être choisi soigneusement en rejetant les pierres fissurées, non homogènes, contenant des trous ou des inclusions de galets. Selon sa provenance la roche peut être colorée dans une infinité de nuances : ocre, rose, jaune, orangé, brun, gris, blanc, violacé... et veinée ou marbrée. On peut trouver des blocs de grès bruts de grandes dimensions.
Les applications dans le bâtiment sont très nombreuses, en particulier pour toutes les pierres de taille façonnées et sculptées : appui de fenêtre, seuil de porte, encadrement de fenêtre, linteaux, acrotère, marches d'escalier, margelle de puits, éviers en pierre, caniveau, monument, bordure de trottoir, colonne, etc.
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Mégalithes du site de Stonehenge
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Stèle égyptienne d'Amon (~700 avant notre ère)
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Cité antique de Pétra, taillée directement dans les falaises de grès
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Sculpture chinois en grès (Dynastie Wei du Nord)
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Bas-relief au temple de Banteay Srei (Cambodge)
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Remparts de la Cité de Carcassonne
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Façade de la cathédrale de Strasbourg, en grès des Vosges.
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Das drehende Park, sculpture d'Olafur Eliasson (2000)
[modifier] Pavage à Paris
Les rues de Paris étaient pavées en grès de Fontainebleau, jusqu’à ce qu’on le remplace par des granites bretons, moins glissants. Une partie des pavés de Paris sous Haussmann a aussi été extraite de carrières d'Orsay ; c'est une des raisons du prolongement de la ligne dite "de Sceaux" jusqu'à Orsay - (elle fut même prolongée jusqu'à Limours à d'autres fins).
Le grès se débite par sciage en plaques de dimensions importantes permettant de réaliser des dallages très résistants et décoratifs.
[modifier] Notes et références
- François Michel, Roches et paysages, reflets de l’histoire de la Terre, Paris, Belin, Orléans, brgm éditions, 2005, ISBN 2-7011-4081-1, p.208
- André Vatan. Manuel de sédimentologie. Editions TECHNIP, 1967 google books
- Louis Prud'homme. Cours pratique de construction, rédigé conformément au paragraphe 5 du programme officiel des connaissances pratiques exigées pour devenir ingénieur...Baudry, 1870. (Livre numérique Google)
[modifier] Voir aussi
- Grès bigarré
- Grès de Luxembourg
- Grès de Montpellier
- Grès de Big Clifty
- Sables ocreux de Rustrel
- Vallée de l'Ourche
[modifier] Bibliographie
- François Michel, Roches et paysages, reflets de l’histoire de la Terre, Paris, Belin, Orléans, brgm éditions, 2005 (ISBN 2-7011-4081-1), p. 208-213.
- A. Foucaut & J.-F. Raoult, Dictionnaire de Géologie, Masson, coll. « Guides géologiques régionaux », Paris, 1980, 231 p., broché, 13 x 23 cm (ISBN 2-225-65461-1).
