Géologie
L'ampélite : "la couche-savon"
Cette roche, noirâtre et friable, mérite cependant une page spéciale en raison de sa forte présence dans le cirque de Barrosa, de son rôle dans la géomorpholgie de la région du port de Barroude, et surtout de son rapport étroit avec le processus de chevauchement qui est l'élément essentiel du cirque sur le plan géologique.
Son nom (on dit aussi" les ampélites," et elle
en a plusieurs autres) a pour origine le mot grec ampélos qui
veut dire vigne.Ce qui est peut-être en rapport avec sa couleur, noire
(avec parfois une altération ocre, ou rouille), mais tirant vers le
violet foncé, comme celle du raisin noir (figure ci-contre).
Par ailleurs l'ampélite était autrefois
utilisée pour traiter la vigne (elle était censée
écarter les chenilles et les vers au début du bourgeonnement,
effet attribué à la pyrite qu'elle contient). En effet la "théorie
des signatures", communément admise de l'Antiquité à
la Renaissance, voulait que la caractéristique d'une plante ou d'une
roche (ici la couleur vineuse) soit l'indice (la "signature") d'une
propriété bienfaisante dans un domaine présentant une
caractéristique analogue (ici le raisin
et le vin). C'est ainsi que les extraits salicylés de Saule ou de Reine
des prés (ou spirée), dont l'acide acétyl-salicylique
(d'où a dérivé l'Aspirine), qui poussent dans des lieux
humides étaientt censés (ce qui, par chance, s'est avéré
exact) traiter les rhumatismes réputés être favorisés
par l'humidité . De même ce qui était rouge était
réputé bon pour le sang, etc..
Il s'agit d'une variété
de schiste (certains lui donnent le nom de "schistes ampéliteux",
ou de "schistes noirs"), résultant du métamorphisme
(modéré), par enfouissement, sous forte pression et haute température,
lors de la surrection de la chaîne de montagne hercynienne (vers -350
à -300 millions d'années [Ma]), de sédiments argileux
à grains fins(des "pélites"), déposés
dans une mer calme, chaude, peu profonde, riches en organismes vivants, au
Silurien (il y a 444 à 416 Ma). Ces sédiments contenaient
donc des matières organiques marines (essentiellement du plancton)
qui, en raison d'un milieu confiné pauvre en oxygène (dit "réducteur"),
se sont par la suite conservées.
Sa texture, schistosée et plus ou mouins plissée,
simule une stratification parce qu'elle est constituée par de multiples
plaquettes plus ou moins associées à des plis, posées
à plat, notamment dans le cirque de Barrosa, sur la couverture de calcaire
crétacé du "socle" (figure
1). Cette texture schistosée et plissée est
parfois désordonnée, bouleversée par le cisaillement
dû au charriage de la nappe de Gavarnie dont il constitue la base (la
"semelle").
Figure
1 : bloc d'ampélite
prélevé sous la tour de Lieussaube dans le cirque de Troumouse.
Outre les silicates (surtout
des phyllosilicates), propres aux schistes, sa composition est la suivante
:
- pyrite (ou "pyrite de soufre", = sulfure
de fer, FeS2) en grains fins, ou en nodules, dont l'altération se traduit
par des taches de couleur rouille ;
- matière organique, donc du carbone, en forte
proportion , principalement (dans les gîtes d'ampélite dits amorphes
: jusqu'à 60% de graphite ; il existe d'autres gîtes d'ampélite
: lamellaires, cristallins, plus rares) sous forme de petites particules de
graphite (on parle de "schistes graphiteux", quand il est abondant)
qui lui donnent sa couleur noirâtre (on parle aussi de "schistes
noirs") (note 1).
De la décomposition de l'ampélite on
peut tirer l'alun, sulfate double d'aluminium et de potassium (d'où
le nom de"schistes alunifères").
L'ampélite peut aussi contenir du calcaire,
sous forme de bancs, ou de lits fins, ou plus souvent de gros nodules (dont
la dissolution laisse parfois des trous dans la roche), et aussi des lits
de quartz.
On y trouve des fossiles d'animaux marins,
préservés par une mince pellicule charbonneuse, les Graptolites
(ou Graptolithes ; dessinant des lignes, droites ou courbes, simples ou composées,
parfois crénelées), permettant de dater la formation de cette
roche au Silurien (le plus souvent), soit en gros -450 à -400
millions d'années.
**
La présence du GRAPHITE
dans l'ampélite explique sa couleur noirâtre. Celle-ci
est peut-être à l'origine du nom que les espagnols donnent au
chemin des mines : "camino de Las Pardas", tout le long duquel
on cotoie la base de la sombre falaise d'ampélite.
Mais à lui seul le graphite explique beaucoup des autres
constatations qu'on peut faire concernant l'ampélite, et qui découlent
de sa structure à l'échelle atomique.
Celle-ci (figure
3, schéma 1) consiste
en effet en un empilement
de feuillets constitués d'atomes de carbone organisés en
un plan dont l'épaisseur est celle d'un atome de carbone (on parle
de plan monoatomique) et où les atomes de carbone sont arrangés
en "nids d'abeilles" (structure hexagonale). Un tel feuillet isolé
est appelé "graphène". Il a des propriétés
très particulières par rapport à celles du graphite (note
3)
Dans
ces plans les atomes de carbone sont très fortement liés entre
eux, mais les feuillets ne sont liés entre eux que faiblement et
peuvent facilement glisser les uns sur les autres :
tout est là.
C'est ce qui explique en effet la friabilité du graphite (d'où
son utilisation pour écrire) et son pouvoir lubrifiant (d'où
son utilisation pour augmenter celui de l'huile) (figure
2).
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Figure
2 : utilisations du graphite
|
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Figure
3 : Schémas
montrant :
3) la structure géologique de la falaise nord du
cirque de Barrosa, |
Ces propriétés du graphite, friabilité et pouvoir lubrifiant, sont aussi des propriétés de l'ampélite. Il est logique de penser que cela est lié au fait que l'ampélite contient beaucoup de GRAPHITE.
En effet les constatations sont les suivantes
* la faible résistance mécanique de l'ampélite, donc sa faible dureté et son délitement facile. Cette friabilité (faible résistance à la friction) de l'ampélite explique les reliefs émoussés de la région du port de Barroude (du port lui-même et du Soum de Barroude), et le fait que l'ampélite tombe parfois en poussière sur le chemin des mines (figure 4) ;
 |
Figure
4 : montage
de photos montrant : - en haut, l'ensemble de la falaise nord du cirque (où le tracé du chemin des mines est repéré, entre le "dôme" à gauche et le port de Barroude à droite, par la limite inférieure de la couche d'ampélite, et le liseré blanc de calcaire crétacé de la couverture du socle. Au-dessus, les roches dévoniennes : calacire blanc de la "dalle", et schistes marrons sommitaux de la "formation de Bouneu" (voir ci-dessous une autre photo : figure 5); - en bas et à gauche, un passage du chemin des mines sur l'assise de calcaire crétacé, à la base de la falaise d'ampélite, qui le couvre de ses débris ; - en bas et à droite, le port de Barroude et son relief émoussé, dans la couche d'ampélite. |
* le noircissement
des doigts au contact de l'ampélite, de la même façon
que le glissement de la mine du crayon (graphite artificiel) sur la feuille
de papier, y laisse une trace noire faite de particules de graphite.(le mot
graphite vient du grec graphein, écrire ; on l'appelle aussi
"plombagine", ou "mine de plomb"). D'ailleurs les charpentiers,
qui l'appelaient la "pierre noire", ou le "crayon noir",
utilisaient des blocs d'ampélite pour tirer des traits sur le bois.
L'ampélite a aussi été utilisée pour noircir les
sourcils ou les cheveux ;
* la situation de la
couche d'ampélite juste au-dessus du plan de chevauchement de la
nappe de charriage. Elle constitue en effet pour celle-ci une semelle
d'épaisseur variable (jusqu'à 100 m.), voire discontinue (épaisse
au nord du cirque, elle disparaît progressivement au sud), jalonnant
son contact de base. Cette semelle repose donc directement sur la couverture
du "socle" paléozoïque, qui est le plus souvent une
mince (quelques mètres) couche de calcaire crétacé (figure
3), par un contact anormal puisque faisant reposer un terrain
ancien sur un autre beaucoup plux récent.
Ce qui fait que sur
la plus grande partie du parcours du chemin des mines dans le cirque on cotoie,
en marchant sur le calcaire crétacé qui forme une corniche naturelle,
la base de ce niveau d'ampélite.
Et que celui-ci
permet, quand on regarde de loin la paroi du cirque, d'y repérer le
plan de chevauchement, et donc le tracé
du chemin, d'autant plus que s'y ajoute habituellement, juste au-dessous le
liseré (vu de loin) de calcaire crétacé.
Ecrasement et cisaillement ont donné d'ailleurs
à la couche d'ampélite une franche texture feuilletée,
ou plissée, surtout au voisinage du plan de chevauchement (figure
3 , schémas 3 et 4, et figures
4 , 5 et 6).
L'explication de cette situation dans la paroi du cirque
est logiquement la suivante.
La faible liaison des plans de carbone entre eux confère
au graphite, outre sa friabilité, un pouvoir lubrifiant, mis
à profit lorsqu'on l'ajoute à l'huile pour en augmenter le pouvoir
lubrifiant (le graphite est d'ailleurs à rapprocher du talc, qui est
lui aussi un "phyllosilicate" (du grec phulos, feuillet)
dont les feuillets, également peu liés entre eux, sont constitués
de tétraèdres de silice [un atome de silice entouré
de 4 atomes d'oxygène]).
Or les chevauchements, dont l'empilement par le
bas (on parle d'écaillage ; cliquer
ici pour en voir un schéma) crée, en épaississant
la croûte, la surrection d'une chaîne de montagne par collision
continentale, impliquent un clivage (ou décollement) initial entre
la future masse (ou unité) chevauchante et le "socle" sous-jacent
(figure 3,
schéma 2) Ce clivage se produit de préférence dans
une couche de terrain de faible résistance. Celle-ci est souvent une
couche d'ampélite, dont la partie qui fait corps avec la nappe
chevauchante, et jalonne sa base, va ensuite favoriser son glissement,
du fait de son pouvoir lubrifiant, ce qui fait parler de "COUCHE-
SAVON" (on pourrait d'ailleurs aussi
bien parler de "couche-graphite",
si le pouvoir lubrifiant du graphite était aussi évident
que celui du savon).
C'est le cas de façon exemplaire dans le cirque
de Barrosa, qui est une "coupe" dans l'un des chevauchements à
l'origine des Pyrénées (figure 3,
schemas 3 et 4).
VOIR AUSSI :
* Une page
consacrée à la formation des montagnes en général
et des Pyrénées en particulier
* un
schéma de la structure
géologique du cirque de Barrosa)
Figure 5 :
PHOTO (avec calque), vers le nord, mettant bien en évidence la couche
d'ampélite et ses rapports avec le socle sous-jacent, sur lequel
le liseré blanc de la couche de calcaire crétacé (sa
couverture qui est le support du chemin des mines, ou "camino Barrosa")
est bien visible.
Elle situe le port de Barroude vers lequel monte le chemin des
mines, et derrière lui le cirque de Barroude voisin.
Figure
6 :
dans la falaise nord du cirque, vue
de près sur la base
de la couche d'ampélite (Silurien : 450 à 400 Ma environ),
qui repose par un "contact anormal" sur la lame de calcaire qui
couvre le "socle", beaucoup plus récente qu'elle (Crétacé
supérieur : 75 Ma environ).
Ce contact est aussi le plan de chevauchement sur lequel
l'ampélite, à la base de la nappe de charriage de Gavarnie,
a, en
tant que "couche-savon", favorisé son glissement
sur le calcaire, (parfois en le laminant), d'une dizaine de km du nord (à
droite) vers le sud.
Sur ce calcaire laminé une flèche à la peinture
rouge balise le chemin des mines, aménagé
sur (parfois dans) le calcaire, ici
au début de la corniche nord quand on vient du sud, sous une cascade
*
Ce rôle de couche-savon est parfois
joué, ailleurs, par d'AUTRES
ROCHES , différentes de l'ampélite, mais où
l'on retrouve le plus souvent sa structure en feuillets faiblement
liés entre eux (ou au moins une faible consistance, une friabilité)
:
- le GRES
ROUGE : il contient des minéraux argileux, qui sont des
phyllosilicates, où les feuillets sont constitués le plus souvent
de 2 couches de tétraèdres, enserrant des ions) ; il y en a
d'ailleurs dans le cirque de Barrosa (figure 1, schéma 4) au-dessous
du plan de chevauchement, en couverture du "socle" ; et aussi dans
le massif du Cotiella où une couche de grès rouge a facilité
le chevauchemnt d'une nappe de calcaire sur une autre plus récente
(voir le paragaphe "un peu de géologie" dans une une page
consacrée au Cotiella
dans le site du club de montagne "Les Cadets de Toulouse").
A noter que le talc, phyllosilicate dont la structure
est voisine, est très friable et a un pouvoir lubrifiant encore plus
important ;
- les MARNES : qui sont un mélange de calcaire et d'argile ; c'est le cas de pitons rocheux, qu'on appelle "les tours Saint-Jacques" et qui se situent dans les Alpes à l"'extrémité sud de la montagne du Semnoz, au sud-ouest du lac d'Annecy, au-dessus du village d'Allèves (voir la note 3 de la page consacrée à la tour de Lieussaube et au cirque de Troumouse)
-
les ÉVAPORITES (principalement
le sel et le gypse) qui sont des dépôts de roches sédimentaires
résultant de l'évaporation de mers ou de lagunes en climat tropical,
datant le plus souvent du Trias supérieur (au début de la période
mésozoÏque, il y a un plus que 200 Ma).
* le
SEL
(c'est-à-dire le sel gemme, ou halite, soit du chlorure
de sodium), a un rôle de couche-savon dans certaines
parties des Pyrénées, au sud des Pyrénées centrales,
ou dans leurs prolongements à l'ouest ou à l'est (pays basque,
Corbières, Languedoc, Provence), mais aussi dans le Jura, d'une
façon étonnante, qui justifie qu'on s'y attarde, (figure
ci-dessous).
Figure 7
: carte
schématique du Jura et coupe schématique de sa partie
occidentale, d'après (de même que le commentair eci-dessous)
le très riche site
web "La géologie le long du Tour dr France 2023",
qui est une aide au commentaire géologique réalisée par
Patrick de Wever avec la collaboration de Pierre Thomas ( https://planet-terre.ens-lyon.fr/veille/breves/geologie-TdF2023
) ; voir les pages 119 à 134,
Le
Jura, constitué d'une mince couche de calcaire sédimentaire,
avec
quelques plis-failles et des plateaux, datant
du Jurassique (200 à 150 millions d'années [Ma]; pour encomprendre
la formation voir à la page formpyr1,
dans la note 2, la figure b) se déplace en masse, du sud-est
vers le nord-ouest, tout en se déformant (sa partie centrale allant
plus vite que ses côtés : d'où une forme en croissant
sur une carte géologique) ; on peut dire qu'il"coule",
un peu comme les glaciers). Il
glisse en fait sur une couche de sel (dont témoigne la toponymie
: Salins, Lons-le-Saunier), déposé sur le socle primaire hercynien
au Trias supérieur (un peu plus de 200 Ma). Cette couche de sel, du
fait de la grande plasticité de celui-ci (= faible viscosité)
joue le rôle de couche-savon,
Ce lent glissement
(1 mm par an, soit 1km par Ma), lié
à une légère déclivité (0,5
à 1%)
du socle (un peu soulevé
dans la partie sud-est par la surrection des Alpes), a
commencé il y a 11 Ma (3 pour
ses parties les plus importantes) et a atteint les 25 km (dans sa partie centrale),
allant jusqu'a faire déborder la nappe calcaire ancienne (plus de 150
Ma) sur le Tertiaire récent (20 Ma) du fossé d'effondrement
de la plaine de Bresse, créant ainsi un contact anormal.
*
le GYPSE , roche qui
est un sulfate dihydraté de calcium (formule CaSO4. 2H2O) résultant
de l'évaporation de mers ou de lagunes sous climat tropicalpeu solublre,
peu dense, friable, plastique, dont les cristaux
sont facilement
clivables car leurs feuillets,
constitués de tétraèdres centrés par un atome
de soufre entouré de 4 atomes d'oxygène, sont mal liés
par des ions calcium associés à des molécules d'eau (note
4).
Par exemple
dans les Alpes
le gypse du Trias supérieur joue le rôle de couche-savon pour
l'un des principaux chevauchements alpins, celui par lequel la zone
briançonnaise (qui appartient au continent apulio-africain, l'Apulie
étant un prolongement de l'Afrique), dont le Trias forme la semelle,
chevauche vers l'ouest le socle formé par la zone dauphinoise qui,
elle, appartinent à l'Europe. Le gypse de cette semelle triasique affleure
en particulier dans le flanc nord du col du Galibier.
On y trouve d'ailleurs des "entonnoirs de
dissolution" plus ou moins importants (30 à 100 m de diamètre
et de profondeur) liés à la concentration de l'eau dans des
dépressions du relief, eau stagnante qui en dissolvant le gypse, creuse
et agrandit les dépressions, surtout en haute altitude où l'eau
provient de la neige qui y reste longtemps
Autre exemple, dans
les Pyrénées : c'est notamment dans les Corbières
(entre autres localisations), un peu à l'est de Durban-les-Corbières
et du massif du Mouthoumet, que le gypse sert aussi de couche-savon, là
aussi pour un chevauchement, celui par lequel la nappe des Corbières,
qui appartient à la zone nord-pyrénéenne des Pyrénées,
chevauche vers le nord-ouest (avec, à son front, sa semelle de gypse
du Trias supérieur, et sur son corps une couche de calcaire jurassique),
la zone sous-pyrénéenne.
-
la SERPENTINE (ou plutôt les
serpentines), résultat de l'hydratation de l'olivine. Ell a elle aussi
une structure feuilletée, et de ce fait un pouvoir lubrifiant (pouvant
par exemple rendre progressif, donc asismique, le déplacement réciproque
de deux départements séparés par une faille).
*
En résumé :
|
La sombre couche d'ampélite, qui a
une forte présence dans le cirque de Barrosa, et qui est bien
visible à la base de son étage supérieur (surtout
dans la falaise nord du cirque où elle est surmontée par
celle, blanchâtre, de calcaire dévonien), est ainsi étroitement
liée, par l'intermédiaire du graphite qu'elle contient,
avec le processus de chevauchement qui est l'élément
structurel essentiel du cirque sur le plan géologique, conditionnant
en particulier la corniche qui supporte le chemin des mines. De plus sa couleur se retrouve dans le nom du "Camino de Las Pardas". La STRUCTURE ET L'ASPECT D'UN PAYSAGE peuvent donc ici, comme dans d'autres cas (note 2), être mis en rapport avec la structure à l'échelle atomique d'un minéral : le GRAPHITE dans le cirque de Barrosa. |
D'une
façon plus générale on pourrait aussi dire que :
|
Il
y a un lien entre la structure, à l'échelle atomique,
du GRAPHITE et la FORMATION DES MONTAGNES (entre
l'échelle du nanométre et celle du kilomètre) |
*
VOIR AUSSI, dans le site (partie consacrée à
la géologie du cirque de Barrosa) :
- les pages
consacrées à :
*
une description géologique
du chemin des mines ;
* une
description du chemin des mines
dans la falaise nord ;
*
la conséquence
du charriage sur les roches ;
- et des pages
de photos, principalement
les suivantes :
| 8-10
: Le
port de Barroude 8-4 : La falaise nord (dont une photo de L. Briet) 8-5 : L'extrémité sud du chemin des mines dans la falaise nord (dont une photo de L. Briet) 8-6 : Une cascade dans la falaise nord (dont une photo de L. Briet) 8-11 : L'aménagement du chemin des mines dans la falaise nord 4-2 : Le calcaire crétacé 10-15 : La tour de Lieussaube, dans le cirque de Troumouse |
*
En dehors du cirque de Barrosa, la
couche d'ampélite, très discontinue (et d'ailleurs déformée),
apparaît, à la base de la nappe de Gavarnie, en plusieurs endroits,
dont la figure 6 ci-dessous montre
trois exemples.
Figure
8 : la couche d'ampélite, surmontée
par la couche de calcaire dévonien clair, est repérable, en
particulier,
1 -
à l'ouest du cirque de Barrosa, en aval du cirque de Troumouse, dans
la vallée du gave d'Héas, sur son flanc nord, au-dessus
de la chapelle d'Héas ; le plan de chevauchement (à mi-hauteur
de l'image), qui la sépare du "socle" constitué de
migmatites et de diorite, est net (voir aussi ci-dessous,
Figure 8, deux photos élargies du même site))
;
2 -
au nord, en aval du balcon de Barroude, dans la vallée de La Géla,
sur son flanc ouest, où elle est traversée par le sentier
qui relie le balcon de Barroude à la Hourquette de Chermentas ; ici
aussi le plan de chevauchement (qui plus au sud affleure la surface du balcon
de Barroude) est nettement visible, souligné par la mince couverture
de calcaire crétacé du "socle" constitué ici
par des schistes cambro-ordoviciens ;
3 -
à l'est, dans le chaînon qui sépare les vallées
de Saux et du Moudang, au nord du port de Bataillance, au pied du pic
de Pène Abeillère taillé dans la couche de calcaire dévonien
surmontée elle-même par les schistes du pic Garlitz (à
gauche) ; ici le plan de chevauchement entre ampélite et schistes cambro-ordoviciens
sous jacents (au premier plan)
est mal repérable.
Figure
9 : Deux photos du
versant nord de la vallée du gave d'Héas, au-dessus de la
chapelle d'Héas (voir aussi la page de photos consacrée
à la tour de Lieussaube,
dans le cirque de Troumouse) :
- Photo du haut : vue vers l'aval de la vallée
; on y retrouve sur son flanc nord ensoleillé la couche d'ampélite
(en haut à droite de l'image) à la base de la nappe de Gavarnie
chevauchant les migmatites (les pentes rocheuses) du socle ; on suit le plan
de chevauchement jusqu'à la gauche de la photo.
La chapelle d'Héas est au-dessous du milieu de l'image.
En bas à droite
: la route de l'auberge du Maillet et du cirque de Troumouse.
Noter à gauche, sur le plateau herbeux, un cercle
de pierres (voir à ce sujet la page consacrée à
la haute vallée
du rio Barrosa, note 1, où figurent 3 photos
de ce cercle de pierres et du paysage environnant).
- Photo du bas : vue du flanc droit (nord) de la
vallée, depuis le plateau de Coumély (rive gauche) ; la couche
d'ampélite (à peu près horizontale, à mi-hauteur
de l'image) y est bien visible entre la vallée de l'Aguila à
droite (dominée par le pis des Aguilous) et les pâturages de
la montagne de Camplong à gauche.
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NOTES :
1.
Les "pompes" (ou puits) à CO2 sont l'océan
(notamment à travers la précipitation des carbonates sous forme
de calcaire et la photosynthèse. Mais l'altération des roches
silicatées en est une autre (moins connue, d'une part parce qu'elle
consomme du CO2, d'autre part parce qu'elle permet le stockage de carbone
sous forme de graphite stable. En effet, si le carbone contenu dans
les roches sous forme de matière organique subit en profondeur
des transformations métamorphiques par augmentation de pression et
de température pour donner du charbon et du pétrole (fragiles
et facilement oxydés lors de leur retour à la surface, libérant
ainsi le carbone qu'ils contiennent), l'étude des sédiments
de l'Himalaya a montré que du carbone y était présent
sous forme de particules de graphite, micrométriques et nanométriques.
Or le graphite est une forme très stable du carbone et ces particules
(par exemple celles contenues dans l'ampélite) sont, par l'érosion,
entrainées sans être détruites (donc sans libérer
le carbone) vers l'océan où elles sédimentent et y forment
un important réservoir de stockage géologique de carbone. Important
parce que ces particules représentent jusqu'à 50 p. 100 du carbone
initialement présent dans les roches. (Source : Edouard Kaminski,
Le stockage du CO2 dans les chaînes de montagnes, La science
au présent 2010, p. 71, d'après un article de G. Valier et
al. paru dans la revue Science).
Dans les sédiments d'une croûte océanique
en subduction du graphite peut se former à partir des carbonates dans
des conditions de réduction et de basse température ; le graphite,
donc du carbone, est ainsi entrainé en profondeur.sans se transformer.
La présence du carbone dans l'ampélite pourrait
expliquer que celle-ci puisse brûler dans certaines conditions (voir
à ce sujet dans le site
"Moyenne Vilaine et Semnon" un fichier pd f [page 5] de découverte
d'un lieu breton dit "Tertre gris" : pour le trouver cliquer sur
Sortir et visiter, puis sur Sentiers d'interprétation, puis sur Le
tertre gris). En fait la forte liaison des atomes de carbone entre eux
et la faible distance qui les sépare (voir la note
3) feraient que le graphite ne brûle qu'à une température
supérieure à 3000°.
2.
Ce lien entre une structure kilométrique
et une structure nanométrique se retrouve ailleurs : c'est le cas,
par exemple, dans un autre lieu des Pyrénées, le village de
Moncaup (dans le sud de la Haute-Garonne), dont le toponyme (qui signifie
"mont chauve") est en relation avec la présence d'un petit
massif de lherzolite (voir une page
spéciale consacrée à ce village).
3.
Chaque feuillet isolé
constitue un "graphène", c'est-à-dire un cristal
à deux dimensions (le seul connu pour le moment, en 2011), fait
d'une seule couche d'atomes de carbone, chacun lié à
trois autres (la distance entre les atomes de carbone étant de 0,14
nanomètre [nm]), en une disposition hexagonale. Son épaisseur
est donc celle d'un atome de carbone, soit 0,07 nm, et sa surface est quasi
plane (légèrement bosselée). Le graphite est donc un
empilement compact de graphènes faiblement liés entre eux (et
distants de 0,34 nm).
Le prix Nobel de physique 2010 a été décerné
à deux chercheurs de l'université de Manchester qui ont obtenu
en 2004 un cristal de graphène à partir de cristaux de graphite.
Leurs travaux et ceux d'un nombre de plus en plus grand d'équipes de
physiciens (dont ceux spécialisée dans les nanotechnologies)
ont depuis mis en évidence les stupéfiantes propriétés
de ce cristal :
- très bonne conductivité électrique
(sur les 4 électrons de la couche de valence de l'atome de carbone
seuls 3 sont immobilisés par les valences avec les autres atomes dans
le graphène, l'autre est libre ; les électrons s'y déplacent
130 fois plus vite que dans le silicium, sans dégager de chaleur) ;
- très bonne conductivité thermique ;
- grande solidité grâce à la très
forte liaison des atomes de carbone entre eux, grace à la faible distance
qui les sépare (résistance à la traction 200 fois supérieure
à celle de l'acier à densité égale) ;
- ainsi que : transparence, légèreté,
flexibilité.
Les physiciens progressent dans la production de grandes surfaces
de graphène à un coût raisonnable.
D'où l'intérêt des industriels pour
le graphène : en particulier dans le domaine de la micro- et nano-électronique
et de l'informatique (il est plus ou moins semi-conducteur) où il est
appelé à remplacer avantageusement le silicium quand le coût
pour en produire de grandes surfaces aura diminué. Son utilisation
est aussi envisagée pour la fabrication d'écrans plats tactiles,
de panneaux lumineux, de détecteurs, de capteurs solaires, etc..
Le graphène a également un grand intérêt
dans le domaine de la physique quantique.
(pour en savoir plus sur le graphène consulter
le site d'information scientifique gratuit du CNRS mis en ligne début
2014, rubrique matière : cliquer
ici)
4. On trouve parfois, notamment dans les Alpes, à la base de nappes de charriage, une roche particulière appelée "cargneule", vacuolaire, faite d'un conglomérat de fragments de dolomie et de calcaire associés à du gypse. Elle n'est pas sans intérêt dans l'optique de la formation des montagne. Sa génèse serait la suivante : lors de la formation de la montagne des bancs de dolomie auraient subi une fracturation hydraulique par action de l'eau, sous la forte pression liée au poids des roches, eau dont l'abondance s'explique par la porosité naturelle de la dolomie et provient surtout de la déshydratation du gypse souvent souvent associé aux dolomies du Trias. Cette fracturation crée une bouillie qui diminue la résistance au cisaillemnt et facilite ainsi décollement et glissement des nappes de charriage. Lorsque, plus tard, cette bouillie arrive à l'air libre, l'eau qui l'imprègne dépose du calcaire qui soude les fragments de dolomie. Ces derniers tendent à se dissoudre, à la faveur du sulfate provenant du gypse, d'où les vacuoles de la cargneule. (source : site web : membres.multimania.fr/stephanerevel/cargneule.htm)
Page mise à jour le 21 janvier 2024