Sommaire

Début
Répartition

Formation

Précipitation du carbonate de calcium

Formation des roches calcaires

Caractéristiques physiques

Caractéristiques chimiques

Composition minéralogique
Degré de pureté et couleurs
Calcaire et eau

Typologie

Transformations

Métamorphisme
Calcaire mélangé
Chaux vive
Érosion
Modelés karstiques

Utilisations

Dans la construction
Dans l'industrie
Dans la décoration d'intérieur

Production en France

Calendrier républicain

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes
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Calcaire

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Calcaire perforé, Prádena de la Sierra, Ségovie, Espagne.

La lecture du paysage révèle les différentes formations géologiques qui s'expriment
par leurs morphologies : les calcaires, roches cohérentes, forment ici des falaises
abruptes qui, à l'affleurement, présentent des strates plus ou moins épaisses et
déformées. Les niveaux plus tendres donnent des vires boisées au niveau desquelles
les roches plus friables subissent une érosion mécanique qui se manifeste par un
fort ravinement. La photo représente la Dent de Crolles et les Rochers du midi dans
le Massif de la Chartreuse.
Blocs de calcaire bruts de sciage de carrière.
Bloc de calcaire en région lyonnaise (Bloc erratique de Saint-Fons).

Les calcaires sont des roches sédimentaires, tout comme les grès ou les gypses,
facilement solubles dans l'eau (voir karst), composées majoritairement de carbonate
de calcium CaCO3, mais aussi de carbonate de magnésium MgCO3. Ces roches
carbonatées ont une grande importance du point de vue géologique et économique.
Répartition

C'est en France, en Suisse et en Belgique, la roche la plus courante qui compose

autant des montagnes (Alpes, Jura, Pyrénées) que des plaines (Champagne), bassins
(Bassin parisien) ou des plateaux (Jura, Larzac, Poitou-Charentes). Le calcaire est
reconnaissable par sa teinte blanche et généralement la présence de fossiles.
Carte de répartition mondiale des affleurements de roches carbonatées (calcaires et
dolomies).
Formation

Il se forme par accumulation, principalement au fond des mers, mais parfois en

milieu lacustre, à partir des coquillages et squelettes des micro-algues et animaux
marins. Il se forme aussi par précipitation en milieu continental.
Précipitation du carbonate de calcium

Le carbonate de calcium se forme dans les milieux aquatiques (le plus souvent dans
l'eau de mer). Il résulte de la précipitation d'ions dissous. Cette précipitation
suit la réaction :

C a 2 + + 2 ( H C O 3 − ) ⇌ C a C O 3 + C O 2 + H 2 O {\displaystyle {\rm
{Ca^{2+}+2\,(HCO_{3}^{-})\rightleftharpoons CaCO_{3}+CO_{2}+H_{2}O}}}.

Cette précipitation est facilitée par les organismes à coquille ou carapace

(mollusques, oursins, coraux, algues planctoniques, etc.), par la respiration des
êtres vivants, ou par le brusque dégazage des eaux.
Formation des roches calcaires
Les calcaires sont assez souvent fossilifères.

Les calcaires peuvent se former en milieu continental (tufière, stalactites,

stalagmites), lacustre, ou (le plus souvent) en milieu océanique.

Il existe plusieurs modes de formation des roches calcaires, ou roches

carbonatées :

par précipitation (calcaire chimique) :

la lente sédimentation et/ou l'accumulation des éléments microscopiques
obtenus par précipitation (voir paragraphe précédent), et leur consolidation par la
diagenèse, aboutit à la formation de la roche calcaire. Ces calcaires sont souvent
fossilifères,
le brusque dégazage d'une eau souterraine arrivant à l'air libre (grotte,
source) ou soumise au prélèvement par des végétaux du CO2, peut provoquer une
précipitation localisée produisant, selon les circonstances, des travertins, ou des
stalactites et stalagmites. Ces calcaires formés en milieu continental sont
rarement fossilifères ;
par action des êtres vivants (calcaire biogène). Ils peuvent résulter d'une
forte accumulation de coquilles ou de carapaces calcaires (intactes ou en débris),
comme la craie, le tuffeau, ou être bioconstruits (calcaire récifal). Ils sont
toujours fossilifères ;
par érosion (calcaire détritique), par exemple les brèches calcaires ou
ophicalcite.

Caractéristiques physiques

Pour des usages dans le bâtiment et les travaux publics, les caractéristiques
mécaniques des calcaires sont importantes, d'autant que très variables. Les
calcaires peuvent être différemment adaptés selon les usages auxquels ils sont
destinés (il n'y a aucune commune mesure entre un marbre et une craie). On les
soumet à divers essais : la résistance à l'usure par frottement mesurée par l'essai
Micro-Deval en présence d'eau et l'essai de résistance aux chocs (aptitude à se
casser) par l'essai Los Angeles1. Les pierres calcaires sont souvent de couleur
blanche.
Caractéristiques chimiques

Le calcaire peut être identifié car il peut être attaqué par les acides tels que
l'acide chlorhydrique en solution, l'acide éthanoïque ou acétique contenu dans le
vinaigre ou encore par l'acide tartrique (il forme alors du tartrate de calcium et
du CO2). L'hydrogénocarbonate étant une base, il réagit avec l'acide chlorhydrique
en solution selon l'équation :

H 3 O + + H C O 3 − ⇌ C O 2 + 2 H 2 O {\displaystyle {\rm {H_{3}O^{+}

+HCO_{3}^{-}\rightleftharpoons CO_{2}+2\,H_{2}O}}}.

Roches carbonatées dans les Alpes, Jausiers, Alpes-de-Haute-Provence, France.

Composition minéralogique

Par définition les roches carbonatées contiennent plus de 50 % de carbonates en

poids. Les calcaires purs sont composés d'au moins 90 % de calcite. Les principaux
autres constituants sont les minéraux carbonatés de type aragonite « avec, dans les
variétés impures, la dolomite et l'ankérite (dolomite ferreuse)… Dans les types
passant aux roches détritiques, on trouve des éléments allogènes non carbonatés :
quartz, feldspaths, micas, argiles ; on peut trouver aussi des minéraux
authigènes : feldspaths, glauconie, phosphates, minerais de fer2 ».

La calcite est le polymorphe d'origine secondairement géologique du carbonate de

calcium. Le polymorphe d'origine primairement biogénique est l'aragonite (exemple
d'aragonite : le squelette des coraux hermatypiques).
Degré de pureté et couleurs

Au premier ordre, les microcristaux de calcite leur donnent une couleur blanche.
Diverses impuretés peuvent néanmoins lui conférer des couleurs très diverses
(teintes de jaune, gris, brun ou même noir) : les argiles qui peuvent piéger des
hydroxydes de fer et oxydes de fer selon le processus d'adsorption, donnant des
teintes allant de l'ocre clair, au jaune jusqu'au rouge, suivant leur niveau
d'oxydation et d'hydratation ; les oxydes de manganèse et les charbons de bois
colorent les calcaires en noir. D'autres impuretés ont des effets antagonistes :
certaines favorisent la dissolution de la calcite (éléments métalliques,
chlorures), d'autres augmentent la résistance à sa dissolution (présence de grains
de quartz)3.

« Les calcaires sont considérés comme impurs lorsqu'ils contiennent de 10 à 50 % de

ces impuretés. Si cela dépasse 50 % on ne parle plus de calcaires (ou alors de
calcaires gréseux, marneux, argileux, etc.) »4.
Calcaire et eau

L'action d'un acide sur le calcaire conduit à la formation d'un dégagement de

dioxyde de carbone. Cette réaction effervescente est utile au géologue qui peut,
sur le terrain, reconnaître une roche calcaire ou au pédologue pour déterminer
qu'une terre contient du calcaire libre ou actif. Cette effervescence est modélisée
par la réaction acido-basique suivante (mise en évidence par le dégagement de bulle
de dioxyde de carbone qui trouble l'eau de chaux)5 :

C a C O 3 ( s ) + 2 H + ( a q ) ⟶ C a 2 + ( a q ) + H 2 O ( ℓ ) + C O 2 ( g )
{\displaystyle {\rm {CaCO_{3}(s)+2\,H^{+}(aq)\;\longrightarrow \;Ca^{2+}(aq)
+H_{2}O(\ell )+CO_{2}(g)}}}.

Cette transformation chimique est fréquemment utilisée dans les cours et travaux
pratiques de biologie, de géologie ou de chimie pour mettre en évidence la
dissolution de carbonate de calcium (expérience de l'œuf cru qui rebondit6,
effervescence du calcaire, des coquillages, du corail et des écailles de moules,
expérience du bâton de craie d'écolier qui mousse)7, la présence de calcaire dans
un sol5.

La concentration en ions calcium (et magnésium) dans l'eau potable ou dureté

s'exprime en « degré français ». Un degré correspond à 4 mg/l de Ca2+. Il n'y a pas
de teneur maximum réglementaire.

La présence de calcaire dans l'eau ne présente pas d'inconvénient pour la santé

lorsqu'on la boit, en ce sens qu'il apporte une supplémentation en calcium et ne
cause par ailleurs pas de dommage. Cependant, il a un effet néfaste sur la peau,
qu'il assèche, et constitue une source de complications (irritations, voire eczéma,
psoriasis, etc.). De plus, une dureté trop élevée peut être source de désagréments
à l'usage (entartrage, difficulté à faire mousser le savon, linge rêche). Il est
possible de baisser cette dureté de l'eau avec un adoucisseur d'eau ou une station
de traitement de l'eau. Les eaux distribuées dans la plupart des régions calcaires
de France sont dans ce cas (Bassin parisien, Causses du Quercy, Préalpes, Piémont
pyrénéen).
Typologie

Les géologues ont créé des classifications fondées surtout sur la structure des
roches carbonatées, ce qui nécessite souvent l’emploi du microscope, ou au moins
d’une forte loupe. Ils utilisent aussi une nomenclature pratique fondée sur les
caractères les plus marquants8 :

selon les proportions de calcite et de dolomite, la terminologie est la

suivante : calcaire pur (100 % à 95 % de calcite, dolomite 5% maximum), calcaire
magnésien (avec 5 à 10 % de dolomite), calcaire dolomitique (avec 10 à 50 % de
dolomite) ;
selon les proportions de calcaire et d’argile : calcaire marneux (5 à 35 %
d’argile), marne (35 à 65 % d’argile) ;
selon les milieux de dépôt : calcaire marin (pélagique à néritique) et calcaire
continental (calcaire lacustre, fluviatiles, croûtes calcaires de certains sols.
Selon le grain : calcaire à grain fin ou très fin (micrite, calcaire
microcristallin à cristaux de 20 µm, calcaire lithographique ou sublithographique)
ou calcaires à grain plus grossier (calcaire cristallins, à cristaux supérieurs à
64 ou 100 µm, en général dus à des recristallisations ; calcaires microgrenus à
cristaux de 100 à 250 µm ; calcaires saccharoïdes, calcaires grenus) ;
selon les structures et les textures : calcaire massif ou lité, calcaire
oolitique, pisolitique, graveleux, noduleux, à nodules ou à accidents phosphatés,
siliceux ;
selon l’importance des fossiles ou de leurs débris : calcaire construit ou
calcaire récifal où les organismes sont en position de vie (bioherme, biostrome),
calcaires lumachellique et coquiller, calcaires biodétritique et bioclastique
(biosparite, biomicrite), calcaire à ammonites, etc. ;
selon la présence de matériel terrigène : calcaire sableux, silteux, argileux,
avec passage progressif aux roches détritiques calcaires (calcirudites,
calcarénites).

Transformations
Métamorphisme

Le calcaire métamorphisé donne du marbre.

Calcaire mélangé

Le calcaire mélangé avec de l'argile donne de la marne.

La présence de rognons, de bancs de silex et de chaille témoigne de la
précipitation de la silice dissoute dans l'eau de mer, qui est issue de la
diagenèse des squelettes enfouis, lors de la formation du calcaire.
Le calcaire mélangé à de la serpentine est une ophicalcite.

Chaux vive

Lorsque le calcaire est chauffé aux environs de 900 °C dans des fours à calcination
(fours à chaux), il prend l'apparence de pierres pulvérulentes en surface —
chimiquement parlant de l'oxyde de calcium — appelées chaux vive. Cette chaux vive
réagit vigoureusement avec l'eau pour produire la chaux éteinte ou hydroxyde de
calcium. Des suspensions de chaux dans l'eau (eau de chaux) répandues sur les murs
(chaulage) réabsorbent le CO2 de l'air et les couvrent d'une couche de carbonate de
calcium.
Érosion

L'érosion marine des affleurements de calcaires en Haute-Normandie donne des

reliefs en creux (portes) et des aiguilles.
La dissolution des calcaires solides et massifs forme des surfaces aux modelés
particuliers : les lapiaz.

Les falaises d'Étretat (Seine-Maritime, France) sont constituées de craie, un

type particulier de calcaire.
Les falaises d'Étretat (Seine-Maritime, France) sont constituées de craie, un
type particulier de calcaire.
Lapiaz de l'Alto de Brenas, Cantabrie, Espagne.
Lapiaz de l'Alto de Brenas, Cantabrie, Espagne.

Modelés karstiques

Selon le type de calcaire, celui-ci est plus ou moins résistant et plus ou moins
soluble dans les eaux acides. Ces phénomènes de dissolution des calcaires, via
circulation des fluides dans les diverses fractures et cassures, sont appelés
phénomènes karstiques (grottes, dolines, pertes, aven, etc.). Le calcaire ainsi
dissous peut se reprécipiter sous forme de stalactites et stalagmites dans les
grottes.

Reliefs du Torcal de Antequera, Malaga, Espagne.

Reliefs du Torcal de Antequera, Malaga, Espagne.
Formes de corrosion dans la Cueva de Palestina, Nueva Cajamarca, Rioja, San
Martin, Pérou.
Formes de corrosion dans la Cueva de Palestina, Nueva Cajamarca, Rioja, San
Martin, Pérou.
Stalactites dans la grotte de Gardner's Gut, Waikato, Nouvelle-Zélande.
Stalactites dans la grotte de Gardner's Gut, Waikato, Nouvelle-Zélande.

Utilisations
Les roches de calcaires sont utilisées :
Dans la construction

comme matériau en sculpture (technique de la taille directe) ;

comme roche à bâtir utilisée dans la construction : par exemple, la pierre de
Caen a servi à édifier de nombreux édifices religieux au Moyen Âge ou tout
simplement pour construire des maisons. Cet usage est à présent marginal dans la
construction. La taille de pierre est un métier de la restauration des monuments
historiques ;
comme matériau d'empierrement de la voirie : macadam, graves calcaires,
ballast, d'un usage très fréquent ;
comme matière première entrant dans la fabrication du ciment ;
comme sable et granulat dans la fabrication des bétons, plus rarement dans les
enrobés bitumineux, pour les calcaires les plus durs ;
comme « blanc de Meudon », « blanc d'Espagne », de Toulouse, ou encore de
Champagne (Troyes).

Dans l'industrie

pour produire du carbonate de sodium et du chlorure de calcium selon le procédé

Solvay, avec des conséquences impressionnantes telles que les Plages Blanches de
Toscane ;
comme charge minérale pulvérulente dans divers produits industriels
(plastiques, peintures, colles, récurrents, etc.) ;
comme fondant dans la fusion du verre (en sable) et dans la fusion des métaux
ferreux (en castines) ;
comme amendement calcique agricole pour lutter contre l'acidification du sol ;
comme apport de calcium, dans l'alimentation des animaux d'élevage ;
comme couche de finition du papier (une tonne de papier contient 250 à 300 kg
de calcaire) ;
comme traitement des eaux, boues, et déchets ménagers.

Un m3 d'eau potable demande de 50 à 200 g de chaux afin de précipiter les métaux

lourds et les boues.
Dans la décoration d'intérieur

pour créer des bas-reliefs selon la technique d'incrustation sur moulage9,

comme aux Fontaines Pétrifiantes de Saint-Nectaire10 ;
pour cristalliser des objets (faire recouvrir ces objets de calcaire) à l'aide
de sources thermo-minérales ;
pour reproduire tout objet, à l'aide d'un moulage, grâce à des échelles de
pétrification, outil utilisé par Jean Serre à Saint-Nectaire ou encore par De Vigni
à Bagni San Filippo, en Italie11.

Production en France

Il s'agit :

des granulats calcaires de carrières : 101 700 000 t en 200412 ;

des calcaires industriels : 3 170 800 t en 200512 ;
des amendements calciques : 1 400 000 t en 200313 ;
du blanc de Meudon et du blanc d'Espagne (calcaire réduit en poudre fine
habituellement de 40 µm).

Le calcaire calciné produit de la chaux dont les usages sont multiples.

Calendrier républicain

Dans le calendrier républicain, la Pierre à chaux était le nom attribué au 18e

jour du mois de nivôse14, le 7 janvier.
Notes et références

Mécanique des roches et des sols [archive], sur u-picardie.fr.

André Vatan, Manuel de sédimentologie, éditions Technip, 1967 (lire en ligne
[archive]), p. 233-234.
Jean-Noël Salomon, Précis de karstologie, Presses universitaires de Bordeaux, 2006
(lire en ligne [archive]), p. 21-22.
Jean-Noël Salomon, op. cit., p. 21.
G. Lannoy, Mon grand livre d'expériences, Chantecler, 1977, p. 84.
« Comment un œuf cru peut-il rebondir ? [archive] », sur wikidebrouillard.org, 12
juillet 2014.
L'expérience consiste à placer le coquillage, le corail, les écailles de moules ou
la craie dans un verre rempli de vinaigre. Tous ces objets dégagent du CO2 qui «
trouble l'eau de chaux ».
Alain Foucault et Jean-François Raoult, Dictionnaire de géologie, Masson, 1997, p.
49.
« Incrustations sur moulage — Fontaines Pétrifiantes de Saint Nectaire [archive] »,
sur fontaines-petrifiantes.fr (consulté le 28 octobre 2020).
« À la découverte des fontaines pétrifiantes de Saint-Nectaire [archive] », sur LCI
(consulté le 28 octobre 2020).
« La Toscane, paradis thermal [archive] », sur voyages.michelin.fr, 22 septembre
2017 (consulté le 28 octobre 2020).
Unicem [archive].
Association nationale professionnelle des engrais et des amendements (ANPEA)
[archive].

Ph. Fr. Na. Fabre d'Églantine, Rapport fait à la Convention nationale dans la
séance du 3 du second mois de la seconde année de la République Française
[archive], p. 22.

Voir aussi

Sur les autres projets Wikimedia :

Calcaire, sur Wikimedia Commons

calcaire, sur le Wiktionnaire

Articles connexes

Adoucisseur d'eau
Choin
Calcaire à astéries
Calcaire coquillier
Calcaire corallien
Calcaire de Greenbrier
Calcaire de Saint Louis
Calcaire de Sainte Geneviève
Calcaire de Solnhofen
Calcaire du Quiou
Calcaire lutétien ou calcaire grossier
Carrière de calcaire
Classifications de Folk
Classifications de Dunham
Minéraux carbonatés
Pelouse calcaire
Pierre bleue (calcaire)
Pierre d'Euville
Pierre de Jaumont
 Pierre de Jérusalem (calcaire)
Tartre dans l'eau

Liens externes
Notices d'autorité
:

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Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes

:
Britannica [archive] Enciclopedia italiana [archive] Enciclopedia De
Agostini [archive] Encyclopédie de l'Ukraine moderne [archive] Gran Enciclopedia
Aragonesa [archive] Gran Enciclopedia de Navarra [archive] Store norske leksikon
[archive] Treccani [archive] Universalis [archive]
Association géologique d'Alès et de sa région (AGAR) [archive], sur
geolales.net
Dossier pluridisciplinaire sur le calcaire [archive], sur futura-sciences.com

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