Grès (géologie)

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Grès

Morceau de grès (taille : 4 cm)

Données clés

Catégorie	Roche sédimentaire
Sous-catégorie	Roche détritique terrigène
Principaux éléments chimiques	variable
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.

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.

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.

Grès siliceux

Grès constitué de grains de quartz, en lumières polarisée et polarisée-analysée.

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.

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 complètement 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].

Grès à ciment dolomitique

Grès à ciment calcaréo-argileux

Grès argileux

Grès ferrugineux

Grès glauconieux

Grès phosphatés

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].

Grès micacé

Une psammite est un grès micacé.

Itacolumite

Grès titanifères

Arkoses

Une arkose est un grès grossier, feldspathique, à peine lité, souvent issu de l'induration d’une arène granitique.

Grauwakes

Une grauwacke est un grès gris-sombre, brun… très dur, contenant en plus des grains de quartz d'autres éléments de roches diverses.

Composition minéralogique

Composition minéralogique de quelques grès (en volume %)

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, à la suite d'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

• 

  Une arche naturelle en grès, Parc national des Arches, Utah

• 

  L'érosion du grès peut donner lieu à des modelés pittoresques : Antelope Canyon

• 

  Le vent sculpte des cavités (taffoni) et des alvéoles dans le grès : Sainte Anne d'Evenos (France)

• 

  Les buttes de grès de Monument Valley

Utilisations

Les grès sont utilisés dans les constructions, la sculpture, la fabrication de meules naturelles et de pavés.

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.

• 

  Mégalithes du site de Stonehenge

• 

  Stèle égyptienne d'Amon (~700 avant notre ère)

• 

  Cité antique de Pétra, taillée directement dans les falaises de grès

• 

  Sculpture chinois en grès (Dynastie Wei du Nord)

• 

  Bas-relief au temple de Banteay Srei (Cambodge)

• 

  Remparts de la Cité de Carcassonne

• 

  Façade de la cathédrale de Strasbourg, en grès des Vosges.

Pavage à Paris et Lyon

Déjà au temps des Romains, les rues de Paris étaient pavées en grès de Fontainebleau^[4]. On l'a par la suite remplacé 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).

Dans l'entre-deux-guerres, la carrière de grès de Courzieu était utilisée pour la voirie de Lyon.

Le grès se débite par sciage en plaques de dimensions importantes permettant de réaliser des dallages très résistants et décoratifs.

Calendrier républicain

• Dans le calendrier républicain, le Grès était le nom attribué au 14^e jour du mois de nivôse^[5].

Notes et références

Voir aussi

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).

Articles connexes

• Grès bigarré
• Grès de Luxembourg
• Grès de Montpellier
• Grès de Big Clifty
• Sables ocreux de Rustrel
• Vallée de l'Ourche

Liens externes

• Exploitation du grès de Fontainebleau

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