Géochronique N° 126, juin 2013 - Grand Format

Les ciments : matériaux, procédés et analogues naturels Bien que constitué de matériaux géologiques (calcaire et argile ou calcaire argileux utilisés pour la fabrication de l'ingrédient de base du ciment : le clinker ; gypse - entres autres - utilisé comme régulateur de prise) et calcaire d'ajout, le ciment reste relativement peu connu des géologues. Pourtant, la pétrographie et la minéralogie appliquées à l'étude de ces matériaux sont fondamentales pour reconstituer non pas leur histoire, celle-ci étant spontanée à l'échelle géologique, mais bien leurs conditions de formation en milieu industriel, très utiles pour les contrôles de la qualité du procédé.
Le concept de composition minéralogique normative au sens CIPW est largement utilisé dans le milieu industriel sous le nom de "composition potentielle" . L'étude des microtextures, des morphologies cristallines, des inclusions... révèle des processus de transformations minéralogiques, de fusion partielle et de transferts de matière du même type que ceux décrits en pétrographie traditionnelle. Après une introduction consacrée au ciment et à son historique ainsi qu'à son économie, les enjeux environnementaux actuels (diminution des rejets de CO2, minimisation de l'utilisation des ressources naturelles) seront également abordés, dans la mesure où l'industrie cimentière, très émettrice de CO2, est également une grande consommatrice de sous-produits industriels en substitution des ressources naturelles.
Celles-ci sont évoquées dans le cas spécifique des cimenteries françaises dans leur cadre géologique. Nous présentons les analogues naturels des ciments, et plus spécifiquement de son constituant principal, le clinker Portland. En effet, dans certains contextes géologiques très particuliers, certes ponctuels, la nature a pris le temps de faire subir à des calcaires et des argiles des phénomènes thermiques semblables à ceux régnant dans un four de cimenterie, et également de les hydrater comme un ciment.
Pour conclure, nous livrons un aperçu de la recherche sur les matériaux cimentaires (minéralogie, stabilisation de certaines phases...) où, là encore, les outils sont similaires à ceux de la pétrographie/minéralogie classique, ainsi que sur les utilisations du ciment. Enfin, compte-tenu du "jargon" cimentier et également dans la mesure où les phases minérales décrites dans ce cahier sont assez peu répandues, nous livrons un glossaire en complément d'éventuelles remarques au fil du texte.
V. THIERY, D. DAMIDOT, L. IZORET