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Wikigeotech:Le calcaire de Beauce

De Wikibardig
front de taille de la carrière de Montprofond à La Chaussée-Saint-Victor(41)

Le calcaire de Beauce est une formation d’origine lacustre datant de l’ère tertiaire, et plus particulièrement de l’Aquitanien. Cette formation est typique de la géologie de la région Centre-Val de Loire. Elle se rencontre lors des excavations pour la construction de fondation d'ouvrages et elle est exploitée pour faire des granulats utilisés principalement pour les infrastructures. Un magnifique affleurement est visible dans l'ancien front de taille de la carrière de Montprofond à La Chaussée-Saint-Victor[1]. L'essentiel des informations portées dans cet article proviennent du numéro spécial du Bulletin de liaison des Laboratoires de 1973, et d'un Essai de synthèse des niveaux durs du calcaire du Beauce[2].

Sommaire

ORIGINE, FORMATION GÉOLOGIQUE ET ÉLABORATION

1)Origine et formation

Une description plus complète est réalisée dans la synthèse[3] présentée par Jean-Marie LORAIN, spécialiste de la géologie de la région Centre-Val de Loire.

Le domaine lacustre s’est développé à l'époque Tertiaire dans le quart Sud-Ouest du Bassin Parisien sous une alternance de saisons sèches et de saisons des pluies (correspondant à un climat subtropical), sur une très vaste étendue généralement plate ou avec de très rares reliefs émergeants. Les faciès lacustres qui se déposent dans cet environnement sont essentiellement calcaires et s'accumulent depuis le Lutétien jusqu'à l'Aquitanien. On en retrouve quelques traces encore au Burdigalien. L'absence quasi constante de fossiles caractéristiques font que toute synthèse stratigraphique est difficile et que l'âge attribué à chaque formation est bien souvent arbitraire.
S'il existe un calcaire de Beauce au sens strict du terme qui correspond à l'étage Aquitanien, il est plus prudent de parler des formations lacustres de Beauce en sachant que l'on y incorpore des calcaires d'âge différents.

extension

Le calcaire de Beauce occupe une vaste superficie[3] et en excluant les zones où il est recouvert des formations de l'Orléanais et de la Sologne, on peut comptabiliser une superficie visible et exploitable d'environ 5 400 km2, juste recouvert par le limon des plateaux dont l'épaisseur maximale excède rarement 2,50 à 3,00 mètres et par quelques lambeaux épars de sables de Lozère.
Aux variations locales près, variations surtout sensibles en bordure et en relation avec les anticlinaux, l'épaisseur de l'ensemble des dépôts lacustres croît de la périphérie au centre du bassin de sédimentation[3]. Celui-ci est occupé par deux cuvettes :

  • une au Sud-Ouest de Pithivier où les formations lacustres dépassent 100 mètres,
  • une centrée sur la Ferté-St-Aubin où l'épaisseur totale avoisine les 100 mètres.


Le cadre paléogéographique lacustre explique la très grande variation des faciès rencontrés dans la formation des calcaires de Beauce (au sens très large) :

  • A la saison sèche, la surface quasi déserte est recouverte de boue calcaire séchée et craquelée, à l’exception des quelques grands étangs persistants.
  • A la saison des pluies l’ensemble était submergé par des crues rapides remaniant les sols séchés et déposant de nouvelles boues calcaires.
  • A la décrue, le paysage était dominé par des marécages entrecoupés de chenaux.

A ces faciès d’origine, s’ajoute les altérations qui ont affectées les calcaires de Beauce : l’altération karstique et l’altération périglaciaire du Quaternaire. Toutes deux sont à l’origine de nouveaux dépôts (argiles et brèches).

Il est intéressant de noter que les faciès de la base de la formation (sur 20 à 30 mètres d'épaisseur) sont à tendance marneuse, donc très tendres.

faciès

Micrite averdon.jpg
Les faciès des calcaires lacustres sont très variés : cela va des calcaires tendres à mous aux niveaux les plus durs. Il existe également des horizons franchement argileux. Seuls les faciès a priori durs sont décrits ci-dessous.
  • calcaires à grain fin lithographique :
    • homogènes, à pâte sans éléments figurés, accessoirement parcourus de veinules de calcite,
    • hétéromorphes : les éléments ne se distinguent du ciment que par leurs couleurs, le grain d'ensemble est homogène,
    • composites, tendant aux faciès bréchiques, mais homogènes de grain, ces calcaires peuvent être alvéolaires et vacuolaires.
  • calcaires gris à grain visible : contenant des débris de coquilles, alvéolaires ou à veinules ramifiées blanches.
  • calcaires bréchiques, à ciment homogène, micro-bréchique, oolithique.
  • calcaires oolithiques ou à gravelles.
  • calcaires à rognons avec des vacuoles délimitant plus ou moins les rognons.
  • calcaires rubanés attribués à des croûtes algaires (faciès particulièrement spectaculaires à Prasville).
  • calcaires à structure filamenteuse, assez énigmatiques, des meulières de ce type existent également.
  • meulière compacte.
  • meulière bréchique à éléments calcaires plus ou moins visibles.

2) Processus d’élaboration, d'extraction du matériau

L'extraction des formations calcaires, notamment en carrière, nécessite l'emploi d'explosif pour ameublir préalablement la formation. L'énergie n'a cependant pas besoin d'être très élevée et le nitrate fioul ou des émulsions peuvent être suffisants.
Il existe des faciès dans cette formation qui peuvent être extraits par des engins à lame classique. Certaines parties indurées peuvent même être extraites par des pelles mécaniques car les bancs sont rarement continus.

CARACTÉRISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES

CARACTÉRISTIQUES GÉOTECHNIQUES

1) Produits brut

selon la norme NF P11-300[4].
Les principales caractéristiques géotechniques connues sont les suivantes :

  • Paramètres de nature:
    • Densité sur blocs :
    • Teneur en CaCO3 :
    • Plasticité sur les fines :
  • Paramètres d’état :
    • Teneur en eau :
  • Paramètres de comportement :
    • Influence de l’énergie de compactage :
    • Influence de la granulométrie :

2) Produit élaboré

répartition des résultats d'essais menés sur des échantillons de calcaire de Beauce de 1972 à 1975

La synthèse des niveaux durs[2] donne des résultats d'essais réalisés sur des échantillons prélevés dans la région Centre-Val de Loire. Il s'agit d'essais micro-Deval humide (MDE), de fragmentation dynamique (FD) et de mesure de dureté au Duromètre LPC.

  • pour le duromètre : dispersion de 20 à 220 kg/mm2 et un mode de 100 à 120 kg/mm2;
  • pour la fragmentation dynamique : dispersion de 12 à 44 avec un mode très marqué de 22 à 26;
  • pour le micro-Deval humide : dispersion de 5 à 55 sans mode bien marqué (le nombre de mesures - 22 au total - explique cette observation)

Un essai de corrélation entre la fragmentation dynamique et le MDE est assez significative, avec un coefficient de corrélation de 0,87.

corrélation entre la fragmentation dynamique et le micro-deval humide (MDE)obtenu sur les mêmes échantillons de calcaire de Beauce

UTILISATION DANS LES INFRASTRUCTURES ROUTIERES

Le recensement des emplois du calcaire de Beauce est fait dans plusieurs ouvrages[2]. Une journée organisée par la SIM a permis d'en faire brièvement la synthèse.


1) En remblai

Les formations de Beauce sont rarement utilisé en l'état pour former du remblai de par la géométrie des projets qui touchent rarement cet horizon géologique. Les matériaux extraits peuvent être classés en R21, R22 ou R23 selon le GTR 92[5]. Les horizons franchement argileux ou composés de calcaires très tendres et ou d'alternances d'horizons marneux et calcaires, peuvent être classés C-A (A1 à A4), C-B5 ou C-B6.

2) En couche de forme

3) En assise de chaussée

4) Autres techniques ou réemploi

Historiquement, le matériau se prête à la fabrication de moellon et pierres de taille. Un grand nombre de bâtiments dans la région Centre-Val de Loire sont construits avec ces matériaux car certains faciès sont particulièrement résistants au gel et à la pluie.
Les granulats élaborés à partir des calcaires extraits en carrière servent à la fabrication de certains bétons.
Les bancs les plus durs des carrières sont souvent réservés pour la constitutions de blocs pour enrochements.

LOCALISATION SUR LE TERRITOIRE

essai de synthèse des niveaux durs dans la formation des calcaires de Beauce, LRPC Blois, 1975
La synthèse des niveaux durs[2] présente une carte géotechnique des calcaires de Beauce, établie entre 1972 et 1975 par Cl. Guillemin, J.C. Jouanneau, J.M. Lorain, sous la direction de M. Champion. Cette carte présente un zonage des différents faciès du calcaire de Beauce en vue d'une exploitation en carrière. Les auteurs de cette carte insiste sur le fait que le côté séduisant de la carte ne doit pas faire illusion, car elle n'est basée que sur des données ponctuelles en nombre restreints et que la notion de "calcaire dur" n'est faite que visuellement. Il s'agit d'un dégrossissage permettant d'améliorer la connaissance de la formation et d'orienter éventuellement les prospections détaillées.

EMPLOIS RÉPERTORIES

RÉFÉRENCES

  1. C. LE DOUSSAL (2003). Le calcaire de Beauce- Carrière de Montprofond- La Chaussée Saint Victor- Élément de l'espace géologique régional. Document pédagogique. Conservatoire des Sites de Loir-et-Cher et Centre départemental de Documentation Pédagogique 41.
  2. 2,0, 2,1, 2,2 et 2,3 J.M. LORAIN (1975). Essai de synthèse des niveaux durs du calcaire du Beauce. Carte au 1/250 000. Note explicative. 13 pages. LRPC Blois
  3. 3,0, 3,1 et 3,2 J.M. LORAIN (1973). La géologie du calcaire de Beauce. Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées. N° spécial U - juin 1973
  4. AFNOR (1992). NF P11-300 "Exécution des terrassements : Classification des matériaux utilisables dans la construction des remblais et des couches de forme d’infrastructures routières".
  5. LCPC-Sétra (1992) Guide de réalisation des remblais et des couches de forme. Fasc.1 et 2. Ré-edition en 2000.
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