Auteur: Münster Manuel

1.  Introduction

La durabilité et la disponibilité de la pierre font d'elle un matériau incontournable en construction. La pierre naturelle est extraite partout dans le monde, et le type de pierre diffère suivant sa situation géographique. Il existe des milliers de carrières, produisant soit de la pierre brute ou des produits de masse tels que le gravier ou la chaux. Ce sujet traitera principalement des pierres brutes, les principales étant le granit, le marbre, la pierre calcaire et la pierre bleue. Il existe encore de nombreuses sortes différentes, qui sont utilisées à échelle plus réduite dues à leur abondance plus faible et plus localisée.

Les pays produisant le plus de pierre de taille sont l'Italie, la Chine, l'Inde, l'Iran et l'Espagne. En 2003, environ 81 500 000 tonnes de pierres de taille ont été produites.

Il existe plusieurs procédés pour extraire la pierre, chacun d'eux varie suivant le type de pierre, sa dureté, etc...

2.  Les carrières

Les roches utilisées en construction peuvent se présenter de différentes façons dans la nature. Soit elles émergent du sol et se retrouvent donc à l'air libre, soit elles sont situées sous une couche de matières inexploitables. La façon dont elles se présentent va définir le type de carrière que l'on va installer en vue de l'exploitation: les carrières à ciel ouvert et les carrières souterraines.

La carrière regroupe toutes les installations industrielles nécessaires à l'extraction de la pierre, mais aussi les ateliers où les pierres seront traitées afin de leur donner leur forme finale.

2.1  Carrières à ciel ouvert

Elles se présentent sous la forme d'une vaste étendue creusée dans le sol. Elles ont pour avantage d'être facile d'accès pour les machines servant à l'extraction des pierres. Ce sont les carrières les plus répandues dans le monde.


Carrière à ciel ouvert d'Euville

2.2  Carrières souterraines

Il s'agit d'un réseau de puits et de galeries creusé dans le sol. Les blocs extraits sont évacués par les puits verticaux. Ce type de carrière est beaucoup plus difficile d'accès pour toutes les infrastructures que nécessite l'extraction de la roche, elles sont également beaucoup plus rare que les carrières à ciel ouvert.


Carrière souterraine de Fantiscritti

3.  Extraction de la pierre

L'extraction proprement dite de la pierre hors de son massif peut se dérouler de différentes façons. Les procédés varient suivant le type de pierre, et en particulier suivant leur dureté et leur homogénéité.

3.1  Extraction par explosifs : cas du granit.

Le granit étant une roche très dure et résistante, l'extraction pourra être effectuée à l'aide d'explosifs sans risquer de réduire le bloc en miettes.


Explosifs dans les forages

La première phase consiste à détacher un bloc qui peut atteindre 2000m³ de son massif. Pour y parvenir, une série de trous sont forés suivant les différentes faces du bloc, espacés d'un intervalle bien précis chacun. On y introduit des cordons de pentrite qui est un explosif très puissant. Les trous ne sont alors pas rebouchés, car dans ce cas-ci, c'est l'onde de choc provoquée par l'explosion qui va arracher le bloc hors du massif. En effet, cette onde va se propager à partir de chaque trou vers la face extérieure du bloc, et lorsque cette onde arrive à l'aire libre, elle "tire" sur le bloc en lui même car elle ne peut se propager plus loin.

Ensuite, cet énorme bloc va être découpé en plusieurs blocs plus petits, afin qu'ils puissent être transportés jusqu'aux ateliers grâce aux chargeuses sur pneus. Pour cette opération, on va à nouveau utiliser les explosifs, mais suivant un autre procédé. Des trous sont à nouveau forés dans le bloc, mais on utilisera la poudre noire comme explosif qui est moins puissante que la pentrite. Ces trous sont alors rebouchés, et c'est non pas l'onde de choc mais bien l'extension des gaz qui va provoquer une surpression capable de couper le bloc.


Taillage par coins éclateurs





Ces pierres sont donc ensuite amenées à l'atelier, où on les taillera en cubes en fonction de leur utilisation et de leur forme finale. Pour tailler ces cubes, on y enfonce des coins éclateurs dans des trous préforés, ce qui va fendre le bloc. Seul un tier du bloc sera utilisable, le reste étant du déchet.

Toutes ces étapes servent de "dégrossissage" de la pierre, afin d'en récupérer les meilleurs morceaux qui vont être façonnés pour leur donner leur aspect final.

A l'heure actuelle, la technique du fil diamanté expliquée ci-dessous est également utilisée dans certains cas pour le granit.

3.2  Extraction par découpe au fil diamanté: cas du marbre, de la pierre bleue et de la pierre calcaire.


Fil diamanté

Le marbre est beaucoup plus délicat à extraire car il est plus fragile que le granit et on ne peut donc pas utiliser de dynamite pour le découper car il partirait en miettes.

Pour extraire un bloc de marbre, on va donc procéder au découpage de celui-ci. Tout d'abord, des trous se rejoignant sont forés, un vertical et l'autre horizontal, suivant la face du parallélépipède à découper. On y introduit alors un fil d'acier d'environ 10 mm de diamètre pourvu de diamants synthétiques à l'aide d'air comprimé. Ce fil est alors mis en mouvement grâce à des poulies-tendeurs et va découper le bloc de marbre au rythme de 20 cm par heure. Lorsqu'il est découpé, il faut procéder à son abattage, càd qu'on va le séparer du massif en le faisant basculer grâce à des coussins pneumatiques. Ces coussins sont d'abord insérés dans les fentes, puis gonflés d'eau sous une pression de 3 bars afin de faire basculer le bloc. Un matelas de terre placé préalablement devant le bloc va amortir sa chute pour éviter qu'il ne se casse trop sous le choc.

Ces blocs sont alors débités à l'aide également d'un fil diamanté, pour les rendre transportables.

La pierre bleue et la pierre calcaire sont extraites suivant le même procédé que le marbre.


Découpage au fil diamanté

4.  Faconnage

Après le débitage des blocs de pierre, ceux-ci vont subir plusieurs opérations de façonnage afin de leur donner leur aspect et forme final.

4.1  Sciage

Les blocs sont tranchés en plaques d'épaisseurs pouvant varier de 2 à plus de 10 cm. Pour des tranches inférieures à 10cm, on utilisera des scies à plusieurs lames diamantées. Pour les épaisseurs de plus de 10 cm, ce sont de grandes scies circulaires diamantées qui effectuent le travail. Toutes ces manipulations nécessitent de grandes quantités d'eau comme lubrifiant afin d'éviter la surchauffe des outils et le dégagement trop important de poussière.











Lorsque les plaques sont coupées, elles peuvent subir plusieurs opérations de finitions différentes:

4.2  Flammage

Les plaques sont passées sous les flammes d'un chalumeau à haute température, ce qui dans le cas du granit va faire fondre le quartz en surface et donner à la pierre son aspect rugueux qui met en valeur les couleurs du granit.















4.3  Polissage

Les pierres peuvent également être polies en atelier, afin de leur donner un aspect parfaitement lisse façon miroir. Le polissage s'effectue à l'aide de meules diamantées composées de grains de diamants parfois naturels, mais souvent synthétiques.











5.  Sources

http://www.vinckier-nv.be/fr/carrelages/pierrenaturelle.htm
http://www.yelmini.com/affiche.asp?arbo=1&num=1
http://www.nrcan-rncan.gc.ca/mms-smm/busi-indu/mmp-mmp/quar-fra.htm
http://users.skynet.be/soulme/extracti.htm
http://membres.lycos.fr/stephanerevel/marbre1.htm
http://fr.wikipedia.org/wiki/Marbre_de_Carrare
http://fr.wikipedia.org/wiki/Carri%C3%A8re_%28g%C3%A9ologie%29
http://www.brachot.com/content/home/3/index.jsp
http://www.pierrebleuebelge.be/
http://www.mochalgranits.com/index.html
Emission "C'est pas sorcier" sur la pierre du 10 juin 2001: http://c-est-pas-sorcier.france3.fr/?page=emission&id_article=32