Ardoise - Slate

Ardoise
Roche métamorphique
ArdoiseUSGOV.jpg
Ardoise
Composition
Primaire quartz , muscovite / illite
Secondaire biotite , chlorite , hématite , pyrite Densité : 2,7 – 2,8
Un morceau d'ardoise (environ 6 cm × 4 cm ( 2+12  en ×  1+12  po))

L'ardoise est une roche métamorphique homogène à grain fin, foliée , dérivée d'une roche sédimentaire originale de type schiste composée d' argile ou de cendres volcaniques par métamorphisme régional de faible teneur . C'est la roche métamorphique feuilletée à grain le plus fin. La foliation peut ne pas correspondre à la stratification sédimentaire d'origine, mais se situe plutôt dans des plans perpendiculaires à la direction de la compression métamorphique.

Le feuilletage en ardoise est appelé « clivage ardoisé ». Elle est causée par une forte compression provoquant la repousse des flocons d'argile à grains fins dans des plans perpendiculaires à la compression. Lorsqu'elles sont "coupées" de manière experte en frappant parallèlement à la foliation, avec un outil spécialisé dans la carrière, de nombreuses ardoises présentent une propriété appelée fissilité , formant des feuilles de pierre plates et lisses qui ont longtemps été utilisées pour la toiture , les carreaux de sol et à d'autres fins. L'ardoise est souvent de couleur grise, surtout lorsqu'elle est vue, en masse, couvrant les toits. Cependant, l'ardoise se présente dans une variété de couleurs, même à partir d'une seule localité; par exemple, l'ardoise du nord du Pays de Galles peut être trouvée dans de nombreuses nuances de gris, du pâle au foncé, et peut également être violet , vert ou cyan . L'ardoise ne doit pas être confondue avec le schiste , à partir duquel elle peut être formée, ou le schiste .

Le mot « ardoise » est également utilisé pour certains types d'objets en ardoise. Il peut s'agir d'une seule tuile en ardoise ou d'une ardoise d'écriture . Ils étaient traditionnellement un petit morceau de roche lisse, souvent encadré de bois, utilisé avec de la craie comme bloc-notes ou tableau d'affichage, et en particulier pour enregistrer les charges dans les pubs et les auberges. Les expressions « ardoise propre » et « ardoise vierge » proviennent de cet usage.

La description

Ardoise avec pyrite

L'ardoise est une roche métamorphique à grain fin qui ne présente aucune couche de composition évidente, mais peut facilement être divisée en plaques et plaques minces. Il est généralement formé par un métamorphisme régional de faible intensité de mudrock . Ce degré modéré de métamorphisme produit une roche dans laquelle les cristaux minéraux individuels restent de taille microscopique, produisant un clivage ardoisé caractéristique dans lequel les surfaces de clivage fraîches semblent ternes. Ceci contraste avec les surfaces clivées soyeuses de la phyllite , qui est la prochaine qualité supérieure de roche métamorphique dérivée du mudstone. La direction du clivage est indépendante de toute structure sédimentaire dans le mudrock d'origine, reflétant plutôt la direction de la compression régionale.

Le clivage ardoisé est continu, ce qui signifie que les plans de clivage individuels sont trop rapprochés pour être discernables dans les échantillons à main. La texture de l'ardoise est totalement dominée par ces plans de clivage envahissants. Au microscope, l'ardoise se compose de lentilles très minces de quartz et de feldspath (domaines QF) séparées par des couches de mica (domaines M). Ceux-ci ont généralement moins de 100 microns d'épaisseur.

Le processus de conversion du mudrock en ardoise implique une perte allant jusqu'à 50 % du volume du mudrock lorsqu'il est compacté. Les grains de minéraux en plaques, tels que les minéraux argileux , sont mis en rotation pour former des couches parallèles perpendiculaires à la direction de compactage, ce qui commence à conférer un clivage à la roche. Le clivage ardoisé est pleinement développé lorsque les minéraux argileux commencent à être convertis en chlorite et en mica . Le carbone organique de la roche est converti en graphite .

L'ardoise est principalement composée de minéraux quartz, illite et chlorite, qui représentent jusqu'à 95% de la composition de l'ardoise. Les minéraux accessoires les plus importants sont les oxydes de fer (comme l' hématite et la magnétite ), les sulfures de fer (comme la pyrite ) et les minéraux carbonatés. Le feldspath peut être présent sous forme d' albite ou, moins fréquemment, d' orthose . Parfois, comme dans les ardoises violettes du nord du Pays de Galles , des sphères de réduction ferreuses (fer (II)) se forment autour des noyaux de fer, laissant une texture tachetée vert clair. Ces sphères sont parfois déformées par un champ de contrainte appliqué ultérieurement aux ovoïdes, qui apparaissent comme des ellipses lorsqu'elles sont vues sur un plan de clivage de l'échantillon. Cependant, il existe des preuves que des taches réduites peuvent également se former après déformation et acquérir une forme elliptique à partir d'une infiltration préférentielle le long de la direction de clivage, il faut donc être prudent dans l'utilisation d'ellipsoïdes de réduction pour estimer la déformation.

Avant le milieu du XIXe siècle, les termes ardoise , schiste et schiste n'étaient pas nettement distingués. Dans le contexte de l'exploitation minière souterraine du charbon aux États-Unis, le terme ardoise était couramment utilisé pour désigner le schiste jusqu'au 20e siècle. Par exemple, l' ardoise de toit fait référence au schiste au-dessus d'une veine de charbon et l' ardoise de tirage fait référence au schiste qui est tombé du toit de la mine lorsque le charbon a été retiré.

Le British Geological Survey recommande que le terme ardoise soit utilisé dans les écrits scientifiques uniquement lorsque très peu de choses sont connues sur la roche qui permettraient une classification plus précise. Par exemple, si les caractéristiques de la roche montrent bien qu'elle s'est formée par métamorphose du schiste, elle sera qualifiée dans les écrits scientifiques de métaschiste. Si son origine est incertaine, mais que la roche est connue pour être riche en mica, elle sera qualifiée de pélite .

Les usages

Toit en ardoise

Ardoise dans les bâtiments

Église et maisons en ardoise à Wurzbach , Thuringe , Allemagne
Carrelage en ardoise fine, l'église Saint Leonhard, Frankfurt am Main , Allemagne.

L'ardoise peut être transformée en ardoises de toiture, un type de bardeau de toiture , ou plus précisément un type de tuile , qui sont installées par un couvreur . L'ardoise a deux lignes de fragilité - clivage et grain - qui permettent de diviser la pierre en fines feuilles. Lorsqu'elle est cassée, l'ardoise conserve un aspect naturel tout en restant relativement plate et facile à empiler. Une série de « booms de l'ardoise » s'est produite en Europe des années 1870 jusqu'à la Première Guerre mondiale à la suite d'améliorations apportées aux systèmes de transport ferroviaire, routier et fluvial.

L'ardoise est particulièrement adaptée comme matériau de toiture car elle a un indice d'absorption d'eau extrêmement faible de moins de 0,4%, ce qui rend le matériau résistant aux dommages causés par le gel. L'ardoise naturelle, qui ne nécessite qu'un traitement minimal, a une énergie grise qui se compare favorablement à d'autres matériaux de toiture. L'ardoise naturelle est utilisée par les professionnels du bâtiment en raison de sa beauté et de sa durabilité. L'ardoise est incroyablement durable et peut durer plusieurs centaines d'années, souvent avec peu ou pas d'entretien. L'ardoise naturelle est également résistante au feu et économe en énergie.

Ardoises avec trous de fixation, vues de dessous. Photographié à Tremedda , Cornwall , une ferme en Angleterre

Les tuiles en ardoise sont généralement fixées (fixées) soit avec des clous, soit avec des crochets, comme c'est souvent le cas avec l'ardoise espagnole. Au Royaume-Uni, la fixation se fait généralement avec des clous doubles sur des lattes de bois (Angleterre et Pays de Galles) ou cloués directement sur des planches à découper en bois (Écosse et Irlande du Nord). Les clous étaient traditionnellement en cuivre, bien qu'il existe des alternatives modernes en alliage et en acier inoxydable. Ces deux méthodes, si elles sont utilisées correctement, fournissent un toit étanche aux intempéries de longue durée avec une durée de vie d'environ 60 à 125 ans.

Certains fournisseurs d'ardoise d'Europe continentale suggèrent que l'utilisation de la fixation par crochet signifie que :

  • Les zones de faiblesse sur le carreau sont moins nombreuses car aucun trou ne doit être percé
  • Les éléments de toiture tels que les vallées et les dômes sont plus faciles à créer car des tuiles étroites peuvent être utilisées
  • La fixation par crochet est particulièrement adaptée dans les régions soumises à des conditions climatiques sévères, car il y a une plus grande résistance au soulèvement du vent, car le bord inférieur de l'ardoise est sécurisé.

Les crochets métalliques sont cependant visibles et peuvent ne pas convenir aux propriétés historiques.

Les carreaux d'ardoise sont souvent utilisés pour les revêtements de sol intérieurs et extérieurs, les escaliers, les passerelles et les revêtements muraux. Les carreaux sont installés et posés sur du mortier et jointoyés le long des bords. Les mastics chimiques sont souvent utilisés sur les carreaux pour améliorer la durabilité et l'apparence, augmenter la résistance aux taches, réduire l' efflorescence et augmenter ou réduire le lissé de la surface. Les carreaux sont souvent vendus calibrés, ce qui signifie que la surface arrière est rectifiée pour faciliter l'installation. Les revêtements de sol en ardoise peuvent être glissants lorsqu'ils sont utilisés dans des endroits extérieurs soumis à la pluie. Les tuiles en ardoise ont été utilisées dans la construction de bâtiments au Royaume-Uni au XIXe siècle (à l'exception des toits) et dans les zones de carrières d'ardoise telles que Blaenau Ffestiniog et Bethesda , au Pays de Galles, il existe encore de nombreux bâtiments entièrement construits en ardoise. Les ardoises peuvent également être fixées dans les murs pour fournir une membrane étanche à l'humidité rudimentaire . De petites chutes sont utilisées comme cales pour niveler les solives de plancher. Dans les régions où l'ardoise est abondante, elle est également utilisée en morceaux de différentes tailles pour la construction de murs et de haies, parfois combinée avec d'autres types de pierre. Dans les maisons modernes, l'ardoise est souvent utilisée comme dessous de table.

Autres utilisations

Parce que c'est un bon isolant électrique et ignifuge , il a été utilisé pour construire des tableaux électriques du début du XXe siècle et des commandes de relais pour les gros moteurs électriques . En raison de sa stabilité thermique et de son inertie chimique, l'ardoise a été utilisée pour les dessus de paillasse de laboratoire et pour les dessus de table de billard .

L'ardoise était utilisée par les cultures antérieures comme pierre à aiguiser pour affûter les couteaux, mais les pierres à aiguiser sont aujourd'hui plus généralement faites de quartz.

Dans les écoles des XVIIIe et XIXe siècles, l'ardoise était largement utilisée pour les tableaux noirs et les ardoises d'écriture individuelles , pour lesquelles des crayons d'ardoise ou de craie étaient utilisés.

Dans les régions où elle est disponible, l'ardoise de haute qualité est utilisée pour les pierres tombales et les tablettes commémoratives. Dans certains cas, l'ardoise était utilisée par l'ancienne civilisation maya pour façonner des stèles .

L'ardoise était le matériau traditionnel de choix pour les pierres noires de Go au Japon. Il est désormais considéré comme un luxe.

Extraction d'ardoise

Fosse historique Vogelsberg 1 à Fell
Mules transportant des tuiles en ardoise sur le dos, Dharamshala , Inde, 1993

L'Europe 

La plupart de l'ardoise en Europe provient aujourd'hui d'Espagne , le plus grand producteur et exportateur mondial d'ardoise naturelle, et 90 pour cent de l'ardoise naturelle européenne utilisée pour la toiture provient de l'industrie de l'ardoise là-bas.

Les régions moins productrices d'ardoise en Europe comprennent le Pays de Galles (avec un musée à Llanberis ), les Cornouailles (connu sous le nom de village de Delabole ), la Cumbria (voir Burlington Slate Quarries , Honister Slate Mine et Skiddaw Slate ) et, autrefois dans les West Highlands d'Écosse, autour de Ballachulish et des îles Slate au Royaume-Uni . Certaines parties de la France ( Anjou , Val de Loire , Ardennes , Bretagne , Savoie ) et de la Belgique (Ardennes), la Ligurie au nord de l' Italie , notamment entre la ville de Lavagna (qui signifie tableau en italien ) et la vallée de Fontanabuona ; Portugal notamment autour de Valongo dans le nord du pays.

la région allemande de la Moselle , Hunsrück (avec une ancienne mine ouverte comme musée à Fell ), Eifel , Westerwald , Thuringe et le nord de la Bavière ; et Alta, Norvège (en fait du schiste , pas une vraie ardoise). Une partie de l'ardoise du Pays de Galles et de Cumbrie est de couleur ardoise (non bleue) : violette et autrefois verte au Pays de Galles et verte en Cumbrie.

Amériques

L'ardoise est abondante au Brésil , deuxième producteur mondial d'ardoise, autour de Papagaios dans le Minas Gerais , qui extrait 95 pour cent de l'ardoise brésilienne. Cependant, tous les produits « d'ardoise » en provenance du Brésil ne sont pas autorisés à porter le marquage CE .

L'ardoise est produite sur la côte est de Terre - Neuve , dans l'est de la Pennsylvanie , dans le comté de Buckingham, en Virginie , et dans la Slate Valley du Vermont et de New York , où l'ardoise colorée est extraite dans la région de Granville, dans l'État de New York . Ardoise Pennsylvanie est largement utilisé dans la fabrication d'appels de dinde utilisés pour les dindes de chasse aux États - Unis Les tons produit à partir de l'ardoise (quand on les gratte avec diverses espèces de grévistes en bois) imite presque exactement les appels des quatre espèces de dindon sauvage en Amérique du Nord: orientale, Rio Grande, Osceola et Merriam's.

Une importante opération d'ardoise existait à Monson, dans le Maine, à la fin du XIXe et au début du XXe siècle, où l'ardoise est généralement violet foncé à noirâtre, et de nombreuses structures locales sont encore couvertes de tuiles d'ardoise. Le toit de la cathédrale Saint-Patrick de New York était en ardoise Monson, tout comme la pierre tombale de John F. Kennedy .

L'ardoise se trouve dans l' Arctique et était utilisée par les Inuits pour fabriquer les lames des ulus .

Ardoise minière des travailleurs à la carrière de Mintaro, v. 1880

Asie

La Chine possède de vastes gisements d'ardoise ; ces dernières années, ses exportations d'ardoises finies et non finies ont augmenté.

Australie

Des gisements d'ardoise existent sur tout le continent australien, avec de grandes réserves exploitées dans les collines d'Adélaïde ( Willunga et Kanmantoo ) et le Mid North ( Mintaro et Spalding ).

Fossiles

Parce que l'ardoise s'est formée à basse température et pression, par rapport à un certain nombre d'autres roches métamorphiques , certains fossiles peuvent être trouvés dans l'ardoise ; parfois même des restes microscopiques d'organismes délicats peuvent être trouvés dans l'ardoise.

Les références

Lectures complémentaires

  • Page, William (éd.) (1906). L'histoire de Victoria du comté de Cornwall ; vol. I. (Chapitre sur les carrières.) Westminster : Constable.
  • Hudson, Kenneth (1972). Matériaux de construction ; "Chapitre 2 : Pierre et ardoise". pp Londres : Longman, pp. 14-27. ISBN  0-582-1791-2 .

Liens externes