D'autres ressources pour l'industrie et la construction

Calcaire crayeux à la base de la fabrication de la chaux          Marnes et calcaires à la base de la fabrication du ciment 

       Terres à faïence         Terres à briques et tuiles         Verre et cristal          Granulats

 Le calcaire crayeux à la base de la fabrication de la chaux

Les calcaires crayeux de l'Oxfordien de la côte de Meuse sont largement utilisés dans la fabrication de la chaux. Ceux-ci contiennent jusqu'à 99% de carbonate de calcium. Ils permettent d'obtenir une chaux de bonne qualité. Les calcaires récifaux de la côte de Meuse sont également exploités à cette fin.

Rq.: Autrefois, divers calcaires ont été utilisés localement. Dans les Vosges un gisement de cipolin (calcaire métamorphisé) a été exploité.

Les niveaux de la côte de Meuse exploités pour la fabrication de la chaux - Echantillons de calcaire crayeux

La chaux est obtenue par calcination du calcaire à environ 900°C en libérant du dioxyde de carbone : CaCO₃ → CaO + CO₂ . L'oxyde de calcium obtenu est encore appelé « chaux vive ». Additionné d'eau il devient « chaux éteinte ».

Pour en savoir plus sur les différents types de chaux et leur utilisation, consulter la page chaux de Wikipedia.

La chaux est connue depuis l'Antiquité où elle a été utilisée dans la construction. (Les soubassements des remparts du Camp d'Affrique, au sud de Nancy, édifiès il y a 2600 ans comportent des blocs de chaux obtenus par extraction et cuisson du calcaire local)

La chaux des carrières de St.-Germain et Pagny-sur-Meuse, est utilisée dans l'industrie chimique dans les soudières de Dombasle-sur-Meurthe et Laneuveville-devant-Nancy, pour fabriquer avec le sel gemme, le carbonate et le bicarbonate de sodium, composants de produits comme les lessives ou le dentifrice, ou le fondant utilisé dans l'industrie du verre et du cristal.

La sidérurgie et la métallurgie utilisent également la chaux comme fondant et capteur d'impuretés dans les hauts-fourneaux et la production d'aciers.

Dans d'autres domaines, la chaux est un matériau employé pour le soubassement de la voirie et des bâtiments, les mortiers et enduits, les revêtements routiers en mélange avec le bitume, ou encore l'amendement des sols.

Liens pour accéder aux fiches de ce site qui traitent de roches utilisées dans la fabrication de la chaux :

Les matériaux marneux et calcaires à la base de la fabrication du ciment

Le ciment est un liant, qui avec de l'eau et des granulats forme du béton. Sa fabrication nécessite un mélange de calcaire et d'argile ou de marne. La composition d'un ciment est la suivante (source : Wikipedia) :

• 77 à 83 % de carbonate de calcium apporté par le calcaire ;
• 13 à 14 % de silice, 2 à 4 % d'alumine, 1,5 à 3 % d'oxyde ferrique, apportés par l'argile.

Il existe plusieurs procédés de fabrication : à Xeuilley (54) par exemple, les marnes et calcaire argileux additionnés de calcaire dans des proportions précises sont broyés finement puis cuits à 1450°C, pour au final produire du ciment dit « artificiel » ; il est dit « naturel » quand il provient directement de la cuisson de marnes ou de calcaire marneux à des températures plus basses.

Diverses formations du Trias et du Jurassique pourvoient cette industrie en matières premières. Par exemple ;
- la cimenterie d'Héming exploite les Calcaires à entroques et Calcaires à Cératites du Muschelkalk de la Côte de Lorraine ;
- la cimenterie de Xeuilley exploite les Calcaires à Gryphées de l'Hettangien-Sinémurien de la Côte de l'Infralias ;
- à Ottange sont exploités les marnes et calcaires bajociens de la base de la Côte de Moselle.

Position stratigraphique des niveaux expoités dans le Muschelkalk (Trias) et l'Hettangien-Sinémurien (Lias)

L'exploitation de calcaire à Gryphées de Xeuilley (Hettangien-Sinémurien) - La cimenterie de Héming (calcaires du Muschelkalk)

Liens pour accéder aux fiches de ce site relatives aux matières premières nécessaires à la fabrication du ciment :

Carrière et cimenterie Vicat de Xeuilley
Carrière Granulats-Vicat
Carrière VICAT de Viterne
Carrières et cimenteries de Héming
Carrière d'Ottange - Rumelange

Les terres à faïence

La faïence est une poterie de terre argileuse cuite, émaillée ou vernissée, ordinairement à fond blanc. Les diverses qualités d'argiles fournissent vaisselle et carrelages.

En Lorraine, les nombreux gisements d'argilite ont constitué la matière première. Les forêts ont fourni le combustible nécessaire à la cuisson des faïences.

Les centres les plus réputés :

- Sarreguemines, Niderviller, Babonviller utilisant les argiles de la base du Muschelkalk ;

- Lunéville et Saint Clément, pour les argiles du Keuper;

- Longwy pour les argiles du Lias ;

- Toul, pour les argiles de la Woëvre ;

- Les Islettes, Passavant-en-Argonne pour les argiles du Crétacé ; 

- Jeanménil-Rambervillers pour les argiles à grès (Musée de la terre et grès flammés) des terrasses d'alluvions anciennes de la vallée de la Mortagne.

Céramique en Lorraine, affiche éditée par le Comité Régional du Tourisme de Lorraine

Liens pour accéder aux fiches de ce site qui traitent des roches utilisées dans le fabrication de la faïence :

Les terres à briques et tuiles

La matière première utilisée pour la fabrication des tuiles, briques, poteries horticoles, c'est l'argile. Cette roche est omniprésente dans le sous-sol et ses propriétés diffèrent en fonction de son origine géologique.

En Lorraine, des tuileries sont nées partout où l'argile existait, généralement issues de formations affleurant au pied des côtes :
- argiles du Muschelkalk de la Côte de Lorraine  : Pexonne, Niderviller, Jeanménil ;
- argiles du Lias de la Côte de Moselle : Champigneulles, Jeandelaincourt, Jouy-aux-Arches, etc. ;
- marnes et argilites de la Woëvre à la base de la Côte de Meuse (Argiles de la Woëvre) : Trondes, Evrouves, etc. ;
- Marnes à Exogyra de la Côte de Bars : Ligny en Barrois, Gondrecourt, etc. ;
- Argiles du Gault de la Côte d'Argonne : Revigny-sur-Ornain, Passavant-en-Argonne, Montfaucon-en-Argonne.

Marnière de Housseras ouverte dans les Couches rouges du Muachelkalk (photo BRGM) - Tuiles de Champigneulles 

L'argile est d'abord broyée finement, malaxée avec de l'eau, améliorée avec des additifs, mise en forme à l'état plastique. Lors de la cuisson entre 900 et 1200°C, les minéraux subissent un début de fusion et au refroidissement, la matière s'agglomère en une masse pierreuse de manière irréversible.

Quelques fiches à propos de ces argiles et marnes :

Marnière de Housseras  sur les argiles de la base du Muschelkalk
Argiles de Pexonne
Marnes à Rhynchonelles du Fossé d'effondrement de Colombey
Marnes à Exogyra  du Jurassique supérieur  
Argiles du Callovien supérieur à Ecrouves  (Argiles de la Woevre)
Argiles du Gault à Revigny
Faïencerie et gaize de Passavant-en-Argonne

Verre et cristal

La Lorraine fut l'un des berceaux de l’industrie du verre. Dès le XV^e siècle, la réputation des maîtres verriers lorrains ne cesse de croître et traversera les siècles. Au XVIIIᵉ siècle apparaît le cristal, et c’est en Lorraine que s’implanteront les plus grands noms du cristal français : Baccarat, Saint-Louis, Lalique, Daum…

Quelques exemples d'objets fabriqués dans les verreries et cristalleries de Lorraine   (composition IA à partir de photos d'objets réels)

Les conditions nécessaires à l’implantation des verreries

Trois ressources fondamentales étaient indispensables pour établir une verrerie :
  - du sable quartzeux (silice), matière première du verre ;
  - du bois, utilisé comme source d’énergie ;
  - de l’eau, indispensable au fonctionnement des ateliers.

La Lorraine, particulièrement sa partie orientale, réunissait toutes ces conditions. L’altération du grès vosgien, largement présent autour du massif du même nom, fournissait un sable quartzeux de grande qualité. Les immenses forêts de chênes et de hêtres constituaient une ressource énergétique essentielle : les fours à verre, nécessitant des hautes températures avoisinant 1400 °C, consommaient des quantités considérables de charbon de bois. Enfin, les nombreux cours d’eau issus des nappes du grès vosgien et du massif cristallin assuraient l’approvisionnement en eau.

La fabrication du verre

Outre la silice, la fabrication du verre requiert des fondants, qui abaissent le point de fusion du sable (1700°C). Parmi eux :
  - la chaux issue du calcaire,
  - le potassium, obtenu autrefois à partir des cendres de fougères,
  - ou encore la soude, dérivée du sel.
Des stabilisants — chaux, magnésie, alumine — sont également ajoutés pour éviter la détérioration du verre dans le temps sous l’effet des agents atmosphériques.
Le sous-sol lorrain fournissait l’ensemble de ces matériaux, favorisant naturellement l’implantation des verreries.

Un atelier verrier au coeur d'une forêt lorraine (image IA)

L’essor du cristal

À partir du XVIIIᵉ siècle se développe l’industrie du cristal, un procédé importé d’Angleterre. Le cristal est un verre additionné d'oxyde de plomb (environ 24 %), ce qui lui confère transparence, éclat et sonorité.
Le cristal lorrain est étroitement lié aux arts créatifs. Les cristalleries collaborent avec de grands artistes et leurs œuvres jouissent d’une renommée mondiale.

Les verreries et cristalleries de Lorraine 

Pour accéder à une présentation sommaire des verreries et cristalleries de Lorraine, cliquer ICI. Dans le document pdf, des liens permettent d’accéder à des informations détaillées sur celles-ci : renseignements pratiques (accès, conditions de visite), animations, démonstrations, expositions, ainsi que l’histoire des lieux.

Documentation : 

L'histoire du verre et du cristal en Lorraine : https://culturezvous.com/histoire-verre-cristal-lorraine/

Lorraine – Route du verre et du cristal : https://mon-grand-est.fr/route-du-verre-et-du-cristal-lorraine/

Guide des cristalleries de Lorraine : https://www.mv-bracelet.com/cristallerie/

Histoire du verre en Lorraine : https://sites.ac-nancy-metz.fr/dsden54-gtd/sites/arts-et-culture54/IMG/pdf/VERRES_ET_TRANSPARENCES.pdf

Verre et cristal dans les Vosges du nord : https://sites.ac-nancy-metz.fr/base-geol/fiche.php?dossier=293 

Les granulats

Les granulats sont des fragments de roches, de la classe des sables et graviers, soit par définition, d'une taille inférieure à 125 mm. Ils entrent dans la composition de matériaux destinés aux travaux publics ou à la constructiuon de bâtiments.

Les granulats sont utilisés :
- directement sans liant : ballast de voies ferrées, remblais, couches de forme des routes et autoroutes, etc. ;
- solidarisés avec un liant, le ciment pour le béton et les mortiers, le bitume pour les enrobés.

C'est la première ressource du sous-sol exploitée en France avec 350 Millions de tonnes, soit 6 tonnes par habitant par an.

Il existe des granulats produits à partir de roches meubles : alluvions actuelles ou anciennes du lit d'une rivière ou anciens dépôts fluvio-glaciaires. Ils peuvent aussi provenir de roches massives concassées : calcaires, roches magmatiques ou métamorphiques. 

A gauche, production de granulats par un concasseur mobile dans la carrière de Pierre de Jaumont à Moyeuvre-Grande (57) - à droite, exploitation de dépôts glacio lacustres dans la carrière du Pré J'espère - Le Tholy (88)

Liens pour accéder aux fiches de ce site qui présentent quelques unes des roches utilisées pour la production de granulats en Lorraine :

• Roches massives sédimentaires :

Calcaire à ptérocères (Oxfordien/Kimméridgien)
Calcaires du Barrois et Calcaires lithographiques du Barrois du Kimméridgien
Carrière de Sorcy, calcaires de l'Oxfordien
Carrière des Anges-Pierre jaune de Metz et Carrières de Jaumont, oolithe de Jaumont du Bajocien supérieur
Carrière de Malancourt-La-Montagne, calcaires à Polypiers du Bajocien
Calcaires à Polypiers de Bainville-sur-Madon du Bajocien
Carrière Granulats-Vicat et Carrière de Froidmont, calcaires du Bajocien inférieur

• Roches massives magmatiques et métamorphiques :

• Roches meubles :