Roches

Trois types de roche étroitement liés en un cycle continu

Les roches se forment au cours d'un cycle continu, se transforment et se décomposent de nouveau. On a donc trois types de roche: les roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires. Les roches sont essentiellement constituées de composants minéraux, parmi lesquels des verres naturels. Elles peuvent aussi contenir des matières organiques telles que des résidus animaux ou des composants végétaux. Les chapitres qui suivent vous aideront à mieux connaître les roches qu'on trouve en Suisse.

Le stockage des déchets radioactifs requiert une connaissance approfondie des roches convenant à la construction d'un dépôt ainsi que de leurs caractéristiques. Pour en savoir plus sur ces roches, venez visiter les laboratoires souterrains de Suisse.

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Les roches se forment au cours d'un cycle lent entre la surface de la terre et les profondeurs de la croûte terrestre

Les roches enfouies dans les 30 à 60 premiers kilomètres de la terre, la croûte terrestre, sont régies par un cycle continu.

«Les Roches», le cycle des roches expliqué simplement, Source: YouTube, jeadfa

Les mouvements sont généralement si lents que nous ne les détectons pas. Il y a d’abord formation de massifs dont les roches s’érodent en surface. Ces massifs sont abrasés et les débris d’érosion entraînés par les cours d’eau. Ces débris s’accumulent ensuite sous forme de roches sédimentaires, qui peuvent être enfouies à de grandes profondeurs. Soumises à des pressions ou des températures très élevées, elles se transforment alors en roches métamorphiques. La roche en fusion ou magma se solidifie en profondeur ou en surface pour former des roches magmatiques, puis le cycle recommence.

Le cycle des roches

Le cycle des roches. Source: d’après I. Stössel, Schaffhouse (version complétée)

Lorsque le magma de la croûte terrestre se refroidit, il se solidifie en roche dite de profondeur ou plutonique (p. ex. en granite).

Si la pâte en fusion arrive en surface par un volcan, elle se désigne comme une lave. Cette dernière se solidifie en roche volcanique (p. ex. en basalte). Le magma qui pénètre loin dans les fissures de la roche et s’y solidifie forme les roches filoniennes (p. ex. aplite, lamprophyre.

Des colonnes de basalte, se forment lorsque le refroidissement de la lave est ralenti, par exemple dans le cratère d’un volcan. Il n’y a pas de si belles colonnes en Suisse, chez nous tous les basaltes sont métamorphiques, c’est-à-dire qu’ils ont été transformés par la chaleur et la pression lors de leur enfouissement dans les profondeurs de la terre. Photo: Nagra

Exemples de roches magmatiques en Suisse

Granite - Roche profonde

Granite de Habkern (BE). Photo: EPFZ; collection de géologie-paléontologie

Occurrence	Alpes, socle cristallin sous le Plateau suisse et le Jura
Genèse	Lent refroidissement du magma en profondeur, générant de grands cristaux imbriqués les uns dans les autres
Minéraux principaux	Feldspath, quartz, mica
Aspect	Clair, tacheté, massif
Propriétés	Granuleux, très dur. Souvent parcouru de fissures et filons
Utilisation	Pierre de construction (sols et façades), pavés de route et de digues, tombes

Basalte - Roche volcanique

Basalte métamorphique d’Alp Flix (GR). Photo: EPFZ; collection de géologie-paléontologie

Occurrence	Courant dans le monde, en Suisse sous forme métamorphique
Genèse	Refroidissement rapide de lave à la surface terrestre, incomplètement cristallisé
Minéraux principaux	Pyroxène, hornblende, olivine, feldspath
Aspect	Gris foncé à noir, massif
Propriétés	Arêtes acérées, cassant, résistant à l’altération
Utilisation	Laine de verre, pavés

Aplite et lamprophyre - Roche filonienne

Filon d’aplite (clair) dans un gneiss (foncé), Bergell (Italie). Photo: EPFZ; collection de géologie-paléontologie

Occurrence	Alpes, socle cristallin sous le Plateau suisse et le Jura
Genèse	Magma se solidifiant dans des fissures de la roche
Minéraux principaux	Aplite : clair, à grains fins; Lamprophyre : feldspath, hornblende, pyroxène, mica sombre
Aspect	Aplite : clair, à grains fins; Lamprophyre : foncé, à grains fins à moyens
Propriétés	Dur, facile à travailler
Utilisation	Peu utilisé en Suisse

Les roches sédimentaires sont produites par le dépôt et la consolidation progressive de matériaux.

Les roches détritiques telles que le conglomérat, le grès et l’argilite sont formées à partir de matériaux d’érosion des massifs montagneux. Les calcaires sont formés essentiellement de débris de coquillages et d’autres parties dures des animaux marins. Les roches sédimentaires telles que le gypse et le sel gemme sont produites par l’évaporation de l’eau de mer ou de lac. Les composantes sont meubles à l’origine, mais avec le temps elles sont consolidées en roches dures. Les roches sédimentaires sont souvent stratifiées.

De nouveaux sédiments sont formés. Les cours d’eau transportent les débris de roche de la montagne vers la plaine, où ils se déposent. Avec le temps, les dépôts meubles de gravier dans le lit d’une rivière se transforment en conglomérats durs. Photo: Nagra

Exemples de roches sédimentaires en Suisse:

Poudingue (conglomérat)

Poudingue au Gottschalkenberg (ZG); en raison de son aspect, le poudingue est parfois dénommé «le béton du Bon Dieu». Photo: EPFZ, collection de géologie-paléontologie

Occurrence	Surtout en bordure des Alpes
Genèse	Dans les Alpes, les roches sont désagrégées par l’érosion; les cours d’eau transportent les débris dans l’avant-pays et les déposent dans le Bassin molassique
Composition	Galets de différentes roches des Alpes (p. ex. granite, calcaire) cimentés et consolidés dans une matrice à grains fins
Propriétés	Forme des crêtes et des terrasses dans le paysage

Grès

Grès micacé avec feuille de châtaignier (TG). Photo: EPFZ, collection de géologie-paléontologie

Occurrence	Plateau suisse et Alpes
Genèse	Dépôt dans des lits de cours d’eau et dans la mer
Composition	Principalement grains de quartz et débris de roche, à ciment généralement calcaire
Aspect	Gris, plus rarement rouge, vert ou jaune ; à grains fins
Propriétés	Facile à travailler, souvent peu cohésif
Utilisation	Pierre de construction, plaque de façade, revêtement de chemin, pierres taillées

Marne de la Molasse

Marne de la molasse à Eriz près de Thoune (BE). (Photo: EPFZ, collection de géologie-paléontologie)

Occurrence	Plateau suisse et bordure des Alpes
Genèse	En plaine alluviale et dans la mer
Composition	Mélange très fin de calcite, d’argile et d’autres petits grains de minéraux et de roches
Aspect	Multicolore, stratifié
Propriétés	En général compact, tendre après altération à la surface terrestre
Utilisation	Tuiles et briques

Argilite

Argile à Opalinus du Laboratoire souterrain du Mont Terri (JU). Photo: EPF Zurich

Occurrence	Jura et parties nord de la Suisse et des Alpes
Genèse	Dépôt en milieu marin
Composition	Minéraux argileux, quartz, un peu de calcite
Aspect	De différentes couleurs, souvent stratifié
Propriétés	Tendre, compact; les minéraux argileux gonflent en présence d’eau
Utilisation	Argile d’étanchéification pour décharges et digues; fabrication de tuiles et de ciment

Verrucano

Verrucano du Permien, forage de Riniken (AG), à environ 1013 m de profondeur. Photo: EPF Zurich

Occurrence	Alpes, fossés dans le sous-sol profond du nord de la Suisse
Genèse	Dépôt en milieu terrestre de débris d’érosion d’un ancien massif, cimentés et consolidés
Composition	Débris anguleux dans une matrice sablo-argileuse
Aspect	Brun-rouge avec cailloutis clairs
Propriétés	Pas très résistant
Utilisation	Autrefois comme pierre de construction (blocs erratiques)

Calcaire

Calcaire d’Öhrli à Öhrlisattel (AI). Photo: Urs Oberli, St-Gall

Occurrence	Jura et Alpes
Genèse	Dépôt des parties dures des organismes au fond de la mer
Composition	Avant tout calcite
Aspect	En général gris clair à gris-bleu, à grains fins
Propriétés	Facile à travailler
Utilisation	Pierre de construction (sols, murs), fabrication de ciment, crépi calcaire

Anhydrite et gypse

Anhydrite entre schiste argileux (en bas) et gypse (en haut), Tunnel du Simplon (VS). Photo: EPFZ, collection de géologie-paléontologie

Occurrence	Jura tabulaire et plissé, Alpes
Genèse	Précipitation par évaporation de l’eau de mer
Composition	Gypse et anhydrite; le gypse contient de l’eau liée, l’anhydrite n’en contient pas
Aspect	Blanc à gris foncé, à gros grains, rubané
Propriétés	Tendre
Utilisation	Dans le bâtiment comme plâtre, plâtres spéciaux, plaques de plâtre, fabrication de ciment et de béton poreux, modèles et moules en plâtre, fabrication de l’acide sulfurique

L’élévation de température et de pression dans le sous-sol provoque la transformation de toutes les roches en roches métamorphiques, en changeant leur structure et leur composition.

De nouveaux minéraux peuvent apparaître, dont l’orientation montre une direction préférentielle conditionnée par la pression, perpendiculaire à la contrainte la plus élevée.

Exemples de roches métamorphiques en Suisse

Gneiss

Gneiss, Alpes centrales. Photo: EPFZ; collection de géologie-paléontologie

Occurrence	Alpes, socle cristallin sous le Plateau suisse et le Jura
Genèse	Roche modifiée par élévation de pression et de température; générée par exemple à partir du granite
Minéraux principaux	Feldspath, quartz, mica
Aspect	Clair, moucheté, en lits massifs ou rubané par l’orientation des minéraux
Propriétés	Résistant à l’altération, se débite en plaques; peut être fortement fissuré ou parcouru de filons
Utilisation	Pierre de bordure, de mur, plaque de sol ou de façade, couverture de toits

Schiste

Schiste à gerbes d’amphiboles, Val Tremola (TI). Photo: EPFZ; collection de minéralogie-pétrographie

Occurrence	Alpes, socle cristallin sous le Plateau suisse et le Jura
Genèse	Métamorphose de roches riches en argile
Minéraux principaux	Avant tout micas, ainsi que divers autres minéraux
Aspect	Brillant, sombre, en couches minces par l’orientation des minéraux
Propriétés	Se débite en feuillets le long de surfaces lisses
Utilisation	Plaque de sol ou de façade, couverture de toits

Marbre

Marbre, Alpes centrales. Photo: EPFZ; collection de minéralogie-pétrographie

Occurrence	Alpes
Genèse	Métamorphose de calcaire et de dolomie
Minéraux principaux	Calcite (marbre calcaire), dolomite (marbre dolomitique)
Aspect	Granuleux, clair, parfois rubané
Propriétés	Se travaille facilement
Utilisation	Plaque de sol ou de façade, carrelage, sculpture