Roches naturelles/Roches artificielles

[Josquin]

Bonjour. Est-ce que les 'roches artificielles' que sont le ciment et la terre cuite peuvent être rapprochées de roches naturelles existantes ?

La terre cuite, ca doit être une argile métamorphisée à haute température, style métamorphisme de contact. Mais qu'est ce qui fait qu'elle est dure ? Quelle réaction se produit lorsqu'on chauffe une argile ?

Et le ciment ? silicate de calcium hydraté... amphibole ?

Et tant qu'on y est, comme on fait de la chaux en décarboxylant du calcaire à haute température, est-ce que cette réaction se produit aussi dans la nature ? si oui, pourquoi est-ce que le calcaire métamorphisé est en général du marbre, soit toujours de la calcite, mais recristalisée ?

Et puis pour continuer sur cette lancée, qu'est-ce qui se passe si on fait de la chaux avec de la dolomie ? est-ce qu'on fait de la chaux mixte Ca/Mg, genre (Ca,Mg)O ?

Merci !

Josquin
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[Tawahi-Kiwi]

Bonjour. Est-ce que les 'roches artificielles' que sont le ciment et la terre cuite peuvent être rapprochées de roches naturelles existantes ?

Oui, certaines peuvent etre rapprochees, d'autres non. Mais dans beaucoup de cas, ceramiques et ciments sont des "roches" metastables. A une echelle geologique, elles ne se rencontrent pas. De plus, ces termes recouvrent une grande gamme de composition et reflete plus leurs proprietes physiques et leurs procedes de fabrication que leur reelle composition chimique.

La terre cuite, ca doit être une argile métamorphisée à haute température, style métamorphisme de contact. Mais qu'est ce qui fait qu'elle est dure ? Quelle réaction se produit lorsqu'on chauffe une argile ?

Oui, la terre cuite, c'est un melange de (plus ou moins) 30% de kaolinite, 30% de quartz, 15% de feldspath et 25% de ball clay (melange kaolinite+mica+quartz), c'est une deshydratation des phyllosilicates qui rend le materiau beaucoup plus resistant. Pourquoi, je suppose qu'il faut aller voir ca au niveau microscopique. Il y a des tas d'etudes la dessus mais je ne m'y connais pas.
La porcelaine est le cas le plus simple des "ceramiques" alumino-silicatees. Il s'agit de la reaction de deshydratation de la kaolinite en mullite (porcelainite). La mullite est un mineral rare dans la nature. L'une des raisons et qu'il faut obtenir un "metamorphisme de contact a 1100*C". A part du basalte sur de la kaolinite, je ne vois pas ce qui peut faire ca; et encore, la zone de reaction ne sera pas bien grande.

Les ceramiques d'alumine; de borosilicates, d'oxydes, de zircone, nitrure, borures, carbure, silicure etc, suivent vaguement le meme principe.

Et le ciment ? silicate de calcium hydraté... amphibole ?

Ciment, meme trucs, il y a des centaines de types de ciment, allant du Portland classique aux geopolymeres, pouzollane, ciment sulfates, etc etc.

Le Portland classique, c'est 45 a 75% de (CaO)₃SiO₂, 7 a 32% de (CaO)₂SiO₂, 0 a 13% de (CaO)₃Al₂O₃, 0 a 18% de (CaO)₄Al₂O₃Fe₂O₃ et 2 a 10% de gypse.

Tout ca pour entrainer une serie de reaction fonction du type de produit final que l'on veut obtenir. Les phases formees sont nommees alite, belite, ettringite, les phases AFm et AFt et l'aluminoferrite de calcium ainsi que d'autres phases mineures qui vont donner au ciment les proprietes physiques voulues.
La plupart de ces phases n'existent pas dans la nature de maniere abondante.
Pour connaitre quelqu'un qui travaille dans la caracterisation microscopique des ciments, je peux te dire que c'est un probleme tres tres complique.

Et tant qu'on y est, comme on fait de la chaux en décarboxylant du calcaire à haute température, est-ce que cette réaction se produit aussi dans la nature ? si oui, pourquoi est-ce que le calcaire métamorphisé est en général du marbre, soit toujours de la calcite, mais recristalisée ?

La chaux vive, CaO, est instable dans notre atmosphere, en dessous de 850*C, elle reabsorbe le CO₂ pour reformer de la calcite. Dans un milieu naturel, il est tres tres rare de ne pas avoir un poil de CO₂ ou d'H₂O ou de SiO₂ qui empecherait la reaction de chaux formee avec les roches environnantes. Il faut aussi surement avoir une fugacite en oxygene pas normale du tout.

D'apres les bases de donnees, il n'y a qu'une dizaine d'endroit dans le monde ou on trouve de la chaux "naturelle". Entre autre, une grotte en Australie, un gisement tres etrange de Cr en Chine; quelques vacuoles dans les laves du Vesuve; Un skarn en Russie, un gisement de charbon calcifie et metamorphise dans l'Oural et un remplacement de calcaire par la pyrite a Bisbee.....bref, rien que des trucs pas normaux. Je ne vois pas de donnes sur les meteorites, mais ca ne m'ettonerais pas qu'on en trouve dans les chondrites primitives.

Et puis pour continuer sur cette lancée, qu'est-ce qui se passe si on fait de la chaux avec de la dolomie ? est-ce qu'on fait de la chaux mixte Ca/Mg, genre (Ca,Mg)O ?

Oui, je suppose qu'on obtient un membre intermediaire entre la chaux et le periclase vu qu'ils sont isomorphes.

Chouettes questions

T-K

[Josquin]

Merci beaucoup pour tes réponses !! donc ciment et terre cuite... c'est de l'humain purement et simplement. en fait, il n'y a guère que le plâtre qui peut se mettre dans une boîte. C'est plus facile comme ca, en même temps, pas la peine d'essayer de faire coller tout ca avec de la vraie géol !

Le CaO, maintenant que j'y pense... ca ne serait pas une part des CAI, les inclusions réfractaires d'Al et Ca des chondrites ?

Merci pour ce foisonnement d'exemples fous ! y'a pas que des bons vieux granites et du calcaire urgonien en géol, les trucs bizarres et uniques au monde, c'est ca qui est drôle.

Josquin

[Tawahi-Kiwi]

Le CaO, maintenant que j'y pense... ca ne serait pas une part des CAI, les inclusions réfractaires d'Al et Ca des chondrites ?

Ce serait une possibilite, vu qu'on trouve de la melilite, de la perovskite et de l'hibonite frequemment dans ces CAI's (tout trois mineraux ayant tendance a apparaitre dans des conditions ou je verrais bien CaO apparaitre (reducteur, fO₂ ultra bas et completement sous sature en silice)).

Merci pour ce foisonnement d'exemples fous !... ...les trucs bizarres et uniques au monde, c'est ca qui est drôle.

Ouaip, les bizarries geologiques, c'est toujours interessant d'y jeter un coup d'oeil. D'abord, c'est marrant, et en plus ca donne souvent des idees pour interpreter des roches plus classiques mais avec l'une ou l'autre anomalie.

Avec ce topic, je viens de decouvrir l'ophiolite de Luobusa au Tibet..avec ses chromites podiformes pour le moins etranges.

T-K

[A voir en vidéo sur Futura]