L'exploitation des roches sédimentaires - Maxicours

L'exploitation des roches sédimentaires

Objectifs
  • Identifier les produits de l’érosion ou de la sédimentation utilisés par l’être humain pour répondre à ses besoins en matière de matériaux du quotidien.
  • Savoir comment sont extraits les sédiments ou roches sédimentaires utilisés comme matériaux de construction.
  • Comprendre leur utilité dans le monde d’aujourd’hui.
Points clés
  • L’être humain utilise de nombreux produits de l’érosion ou de la sédimentation, comme les roches sédimentaires ou les sédiments, pour répondre à ses besoins en matériaux du quotidien.
  • Les sédiments ou roches sédimentaires peuvent être extraits dans des carrières, dans les cours d’eau ou le long des cours d’eau.
  • En fonction de leur propriétés, les sédiments et les roches sédimentaires sont utilisés dans la construction de bâtiments, de routes, d’objets, etc.
Pour bien comprendre
  • Le phénomène de sédimentation aboutit à la formation de sédiments puis de roches sédimentaires.
  • Un sédiment correspond à un dépôt meuble de particules emportées par les agents d’érosion.
  • Une roche sédimentaire provient de l’accumulation de sédiments déposés en couches qui se sont solidifiées au cours du temps.
1. L'intérêt des produits issus de l’érosion et de la sédimentation
a. Présentation

L’être humain utilise de nombreux produits issus de processus géologiques :

  • des sédiments (ex : sable) issus de l’érosion ;
  • des roches sédimentaires (ex : grès, calcaire, gypse) issues de la sédimentation.

Croquis présentant la transformation des sédiments en couches sédimentaires

L’utilisation des produits issus de l’érosion et de la sédimentation permettent à l’être humain de répondre à ses besoins en matière de construction.

b. Exemples d’utilisation des produits issus de l’érosion et de la sédimentation

En fonction des propriétés physiques, chimiques et esthétiques des produits d’érosion ou de sédimentation, l’être humain choisit le plus adapté à ses besoins en matière de construction.
Par exemple, certaines roches sédimentaires sont utilisées directement pour leur résistance physique dans la construction d’édifices :

  • construction de la cathédrale de Strasbourg en grès ;
  • construction de la cathédrale de Metz en calcaire.

Certains sédiments ou roches sédimentaires sont utilisés pour leurs propriétés chimiques :

  • argiles et calcaires pour fabriquer des ciments ;
  • sable pour la fabrication du verre ou du béton.
Quelques exemples d’utilisations par l’être humain de sédiments ou roches sédimentaires
Sédiments ou roches sédimentaires Quelques exemples d’utilisations par l’être humain
Sable Béton
Verre
Grès Pavés
Pierre pour la construction
Argile Tuile
Poterie
Ciment
Béton
Calcaire Ciment
Béton
Pierre pour la construction
Gypse Plâtre
2. L’extraction des sédiments ou des roches sédimentaires (exemple des granulats)

Les granulats sont des morceaux de roches d’origine variée et de petite taille (inférieure à 125 mm) comme le sable, les gravillons et les graviers.

Ils proviennent de roches massives ou de roches meubles (sédiments).

a. Extraction des granulats issus de roches massives
Tableau présentant des exemples de famille de granulats issus de roches massives
Types de roches massives Exemple de famille de granulats
Roches sédimentaires Grès, calcaires
Roches magmatiques Granite
Roches métamorphiques Gneiss, micaschistes, marbres

Les granulats provenant de roches massives sont récupérés dans des carrières par abattage puis concassage.


Photo d’une carrière de calcaire
b. Extraction des granulats issus de roches meubles (sédiments)

Les granulats issus de roches meubles (gisement de sables et de graviers d'origine alluvionnaire, terrestre ou marine) sont exploités le long des fleuves et des rivières.

Une fois extraits, ces granulats sont lavés et triés en fonction de leur taille.

Ils sont ensuite stockés puis transportés pour être utilisés comme matériau de construction.

3. Utilisation des sédiments ou des roches sédimentaires par l’être humain

Actuellement en France, l’exploitation des granulats du sous-sol est la plus importante (330 millions de tonnes extraites en 2016).

Les granulats sont utilisés dans la construction et les travaux publics.

Ils sont utilisés pour fabriquer des routes, des ballasts de chemin de fer, des bâtiments, des ponts, etc.

Ils entrent dans la composition des enrobés des routes ou du béton des bâtiments par exemple.

Le sable est un sédiment extrait dans ou le long des cours d’eau.

Il a plusieurs utilités comme matériau de construction.

Fabrication du béton

Le béton est utilisé dans le bâtiment pour couler des fondations, fabriquer des dalles, des poteaux, etc.

Il est obtenu en mélangeant des granulats (graviers et sables) avec un liant (ciment) et de l’eau.

Remarque : Le ciment est un mélange de plusieurs ressources géologiques (calcaire et argile).

Composition du béton :

  • Sable : 35 % ;
  • Granulat : 46 % ;
  • Ciment : 13 % ;
  • Eau : 6 %
Fabrication du verre

Le verre est un matériau fabriqué par l’être humain à partir principalement d’une ressource sédimentaire : le sable (composé de silice).

Du calcaire (chaux) et de la soude participent aussi à sa formation.

Dans un four industriel, le sable porté à très haute température (environ 1600 °C) fond avec tous les autres éléments.

Une pâte est alors obtenue et sera moulée pour fabriquer par exemple des bouteilles.

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