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Pierres et matériaux alsaciens

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15 janvier 2013

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    Carte des ressources en matériaux de carrière de l’Alsace

    Du fait de sa configuration géologique contrastée, la région Alsace possède une grande variété de matériaux : granites, schistes, calcaires, grès, argiles et alluvions rhénanes et vosgiennes…
    Tous ces matériaux sont utilisés depuis longtemps dans la construction, mais cette grande variété est souvent masquée par l’usage généralisé des enduits qui ne laisse apparaitre que les pierres d’encadrement souvent taillées dans le grès, et cela même en pays de granite. Il faut alors regarder des murs moins prestigieux (murs de soubassement, de soutènement de terrasse ou de bord de route) ou moins bien entretenus pour déceler toute la palette des roches alsaciennes._

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    Les carrières en Alsace

    La production alsacienne par matériaux pour l’année 2006, montre que la majorité de cette production (87 %) est constituée de sables et graviers provenant du gisement rhénan. Les sables et graviers complétés par une partie des calcaires, par les porphyres et granites constituent des matériaux ayant des usages voisins, essentiellement sous forme de granulats. Ils représentent 90 % des matériaux produits en Alsace.
    Les autres matériaux, soit environ 10 % de la production, ont des usages spécifiques comme les argiles dans la fabrication des tuiles et des briques, le calcaire dans la fabrication de la chaux ou du ciment ou les grès pour les pierres d’ornementation._

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    Les roches dans les paysages alsaciens

    Granites, schistes et gneiss

    Les Vosges cristallines montrent une grande diversité de granites, caractérisés aussi bien par leur structure que par leur couleur. La teinte sombre du granite gris des crêtes vient de l’abondance et de la répartition des micas noirs, riches en fer ; qu’il contient. Le granite des ballons est plus clair car riche en grands cristaux de feldspath blancs. Sur la commune de Sénones, à quinze kilomètres au nord de Saint-Dié, on exploite deux types de granite de coloration rouge : l’un d’aspect homogène et rouge corail, l’autre d’aspect tacheté et de coloration rose, commercialisé sous le terme de « granite feuille morte ». Tous ces granites se sont mis en place en profondeur, par fusion des roches préexistantes, à l’époque du Carbonifère, lors de l’orogenèse hercynienne. Ils sont pour la plupart datés de -340 à -330 Ma.
    Dans la région de Sainte-Marie-aux-Mines affleure une grande diversité de gneiss. Ils se sont formés à partir de différentes roches sédimentaires et volcaniques lors d’une première phase de collision qui a rapproché et soudé les Vosges du Sud et les Vosges du Nord, au Dévonien, il y a 380 Ma. Le site de Sainte-Marie-aux-Mines est connu dans le monde entier pour ses filons riches en plomb et en argent, qui firent sa réputation et furent exploités jusqu’au début du XXe siècle.

    Grès

    La fin de l’histoire hercynienne, au Permien, se traduit par une érosion très intense de la région, ce qui libère de grandes quantités de sables. Le climat est alors chaud et sec, ce qui favorise l’action du vent et la formation d’ergs couverts de dunes de sable, par la suite transformées en grès. Les grès de Champenay sont toujours exploités, et les fronts de taille, en carrière, permettent d’observer les anciennes figures des dépôts et les couches entrecroisées des anciens sables apportés et déposés par le vent.
    Formations géologiques caractéristiques des Vosges et de l’Alsace, les grès bigarrés, connus sous la dénomination germanique de « buntsandstein », affleurent sur de grandes surfaces où ils participent à la structuration des paysages. Leur présence témoigne d’une période importante de l’histoire européenne, au début du Trias.
    La coloration rose est due à la présence d’oxydes de fer provenant de l’altération des minéraux riches en fer comme le mica noir et la magnétite. Les couches de grès des Vosges se divisent en plusieurs unités différentes. Le grès vosgien constitue la masse principale, qui atteint 300 m d’épaisseur. Il est surmonté par le conglomérat principal, également appelé poudingue de Sainte-Odile. Il s’agit d’un grès grossier, riche en galets, ce qui correspond à une forte accélération des courants et de leur puissance de transport. Puis vient une couche de grès d’une vingtaine de mètres d’épaisseur : le grès à Voltzia, particulièrement célèbre par la faune et la flore fossiles qu’il renferme.
    Le célèbre mur païen du mont Sainte-Odile a été édifié avec des blocs taillés dans le conglomérat principal, alors que la cathédrale de Strasbourg, toute rose et brune des pierres qui la constituent, a été construite à la fois avec des éléments en grès à Voltzia et d’autres en grès vosgien.
    Les grès des Vosges renferment de nombreux indices qui témoignent des conditions dans lesquelles les sables qui les constituent se sont déposés : chenaux fluviatiles, stratifications horizontales et obliques, gradients granulométriques, rides de courant, lentilles argileuses, fente de dessiccation et fossiles.
    De par leur dureté, les grès des Vosges constituent de nombreuses crêtes, rochers isolés et promontoires disséqués par l’érosion et dont certains sont couronnés de châteaux ou d’édifices religieux, comme le rocher de Dabo, le mont Sainte-Odile ou les châteaux de Ribeauvillé ou du haut Barr. Ils sont depuis plus de 2000 ans utilisés comme roche ornementale et de construction. Leur présence dans le patrimoine bâti, maisons, châteaux, églises et murs caractérise les paysages alsaciens et témoigne partout de l’importance de la roche dans le sous-sol local. Pierre de construction, le grès rose donne aux maisons, châteaux et cathédrales une coloration et un style particulier à la région.
    Les grès des Vosges sont aujourd’hui toujours activement exploités, en particulier dans la région au nord de Saverne. En 2012, l’Alsace compte dix-huit carrières de grès, toutes situées dans le Bas-Rhin, dont une est menée en exploitation souterraine à Rothbach avec une technique d’extraction très particulière : par découpe de la roche à l’aide d’un jet d’eau à très haute pression.

    Calcaires

    Les calcaires sont abondants sur les franges de l’Alsace, dans l’Alsace Bossue, qui géologiquement appartient au plateau lorrain où le calcaire domine, et au sud dans le Sundgau et le Jura alsacien. Pour autant le calcaire affleure également en plusieurs points des collines sous-vosgiennes où il est utilisé dans la construction.
    Dans la haute vallée de la Bruche, on a jadis exploité un marbre gris à taches blanches. Il s’agit en réalité, d’un ancien récif corallien daté du Dévonien, il y a environ 380 Ma. Il livre de nombreux fossiles d’animaux, en particulier des brachiopodes, des coraux et des lis de mer ou crinoïdes. Les entroques produits par ces derniers pullulent dans la roche, petits cylindres blancs percés d’un trou.

    Graviers et grauwackes

    Il faut attendre le Quaternaire ancien, il y a environ 2 Ma, pour que de nouveaux mouvements tectoniques abaissent le sud de l’Alsace et le seuil du Kaiserstuhl, et que le Rhin emprunte le fossé rhénan et coule alors vers la mer du Nord. Ce n’est qu’à partir de cette époque que la plaine d’Alsace devient la vallée du Rhin, dans laquelle se déposent de grandes quantités d’alluvions fluviatiles, en particulier lors des débâcles glaciaires. La diversité des galets transportés par le Rhin témoigne de la diversité des secteurs des Alpes traversés par son cours et celui de ses affluents. De nombreuses gravières exploitent aujourd’hui les alluvions du Rhin.
    L’érosion contemporaine de la surrection de la chaîne hercynienne a produit de grandes quantités de matériaux alluvionnaires qui se sont déposés et soudés pour former des grauwackes. Ces derniers contiennent de nombreux fragments anguleux de roches volcaniques et des intercalations de couches de cendres volcaniques indurées, signe de la proximité de leur origine, et qui témoignent de l’activité volcanique à l’époque du Carbonifère. Les grauwackes sont utilisés pour leurs caractéristiques de dureté, comme ballast de voies ferrées ou pour l’empierrement des routes.

    Le pétrole de Pechelbronn

    Les premiers utilisateurs du pétrole de Pechelbronn furent vraisemblablement les sangliers qui, pour se débarrasser de la vermine, se vautraient dans les affleurements huileux des forêts d’Alsace du Nord ! Connu depuis des siècles, le corps gras naturel flottant au-dessus des eaux de la source de Baechel-Brunn était utilisé pour soigner les maladies de peau et graisser les outils et les roues de charrette. Sa véritable exploitation débuta en 1735, ce qui fait de la société Pechelbronn la première société pétrolière au monde. L’extraction se pratiquait en galeries de mine, sous forme de sables bitumineux qui étaient ensuite lavés pour obtenir l’huile. À partir de 1880, on commença d’extraire le pétrole par forages de plus en plus profonds. En 1917,3000 ouvriers travaillaient dans cette société. Les dernières installations ont fermé en 1970.

    Les potasses d’Alsace

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    Potasse d’Alsace plaque commerciale émaillée par Hansi

    Longtemps richesse minérale et économique de l’Alsace, les mines de potasse ont été découvertes en 1904, dans la région de Mulhouse, par Joseph Vogt et Jean-Baptiste Grisez, à l’occasion de sondages effectués en vue de rechercher du pétrole et du charbon dans le bassin rhénan. La production débuta en 1910, pour s’arrêter définitivement en 2002 après l’extraction de 567 millions de tonnes de sylvinite. La potasse était utilisée principalement comme engrais pour l’agriculture.
    Le gisement de potasse se présentait sous forme de deux couches dont la profondeur variait de 450 à 1100 m. La température qui régnait dans les mines était très élevée : 36°C à 600 m, profondeur moyenne des mines alsaciennes exploitées. Ceci est dû au fait qu’en Alsace, l’élévation de température en fonction de la profondeur (gradient géothermique) est de loin supérieure à la moyenne : 5,5 °C tous les 100 m contre 3 °C pour la moyenne terrestre. La potasse est un sel, le chlorure de potassium, de formule chimique KCI.

    Sources : François Michel , « Le tour de France d’un géologue, Nos paysages ont une histoire », Schémas départementaux des carrières du Haut-Rhin et du Bas-Rhin

    Voir aussi :

     

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    Site mis à jour le 16 février 2015
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