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Université Cheikh Anta Diop de Dakar École Supérieure Polytechnique Département

Université Cheikh Anta Diop de Dakar École Supérieure Polytechnique Département de Génie Civil I | P a g e DIC 1 PROFESSEUR : | M. SEYNI NDOYE Les roches plutoniques AUDREY AGBANGLANON ALASSANE BOUSSO MOR DIA JACQUES DIÉGANE FAYE OUSSEYNOU SARR II | P a g e Table des matières Introduction .................................................................................................................................................. 1 I. Qu’est-ce qu’une roche plutonique? .................................................................................................... 1 II. Caractérisation : Comment reconnaître ce type de roche ? ................................................................. 2 III. Les origines : Formation des roches plutoniques ............................................................................. 4 IV. Classification chimique, visuelle et minéralogique : Les différents types de roches plutoniques.... 7 1. Classification chimique ..................................................................................................................... 8 a. Selon l’acidité de la roche ............................................................................................................. 8 b. Selon l’alcalinité de la roche ......................................................................................................... 9 2. Classification visuelle ........................................................................................................................ 9 3. Classification minéralogique ........................................................................................................... 10 a. Selon la saturation en quartz ...................................................................................................... 12 b. Selon la proportion des trois principaux minéraux ..................................................................... 12 V. Utilisation de ces roches en BTP ......................................................................................................... 15 VI. Étude de quelques roches plutoniques: le granite et le gabbro ..................................................... 16 1. Le granite ........................................................................................................................................ 16  Origines ................................................................................................................................... 16  Caractéristiques ...................................................................................................................... 16 a. Observation macroscopique .................................................................................................... 16 b. Observation microscopique .................................................................................................... 17 2. Le gabbro ........................................................................................................................................ 18  Origines ................................................................................................................................... 18  Caractéristiques ...................................................................................................................... 18 a. Observation macroscopique .................................................................................................... 18 b. Observation microscopique ..................................................................................................... 19 Conclusion ................................................................................................................................................... 20 Table des illustrations Figure I-1: Un pluton [1] ............................................................................................................................................... 2 Figure II-1 : Le quartz ..................................................................................................................................................... 3 Figure II-2 : Le plagioclase sous différentes couleurs ..................................................................................................... 3 III | P a g e Figure II-3 : Olivine ......................................................................................................................................................... 3 Figure II-4 : Le pyroxène ................................................................................................................................................. 3 Figure II-5: Mica noir ...................................................................................................................................................... 3 Figure II-6: Feldspath et pyroxene ................................................................................................................................. 3 Figure II-7: Amphibole ................................................................................................................................................... 4 Figure III-1: Le cycle des roches [2] ................................................................................................................................ 5 Figure III-2: La série de Bowen [3] .................................................................................................................................. 6 Figure III-3: Une syénite ................................................................................................................................................. 6 Figure III-4 : Roche péridotite ........................................................................................................................................ 6 Figure IV-1: La classification minéralogique des roches magmatiques ....................................................................... 11 Figure IV-2: Classification de Streckeisen [5] ............................................................................................................... 13 Figure IV-3: Les minéraux cardinaux de la classification des roches magmatiques [10] ............................................. 14 Figure IV-4: Classification réservée aux roches ultramafiques [5] ............................................................................... 15 Figure V-1: Pavés de granite ........................................................................................................................................ 16 Figure V-2: Paillasse de cuisine en roches plutoniques concassées ............................................................................. 16 Figure V-3: Maçonnerie de roches plutoniques ........................................................................................................... 16 Figure VI-1: Granite gris ............................................................................................................................................... 17 Figure VI-2: Granite beige ............................................................................................................................................ 17 Figure VI-3: Granite rose .............................................................................................................................................. 17 Figure VI-4: Lame mince de granite au microscope en lumière polarisée analysée [6] ............................................... 18 Figure VI-5: Le gabbro.................................................................................................................................................. 19 Figure VI-6: Lame de gabbro en lumière polarisée analysée [12] ................................................................................ 20 Tableaux Tableau IV-1: Les roches plutoniques et leurs équivalents volcaniques [5] ................................................................... 7 Tableau IV-2: Classification chimique de quelques roches plutoniques ......................................................................... 9 Tableau IV-3: Des exemples de roches selon la classification visuelle ......................................................................... 10 Tableau IV-4: Les roches et leurs minéraux principaux ................................................................................................ 10 Université Cheikh Anta Diop de Dakar École Supérieure Polytechnique Département de Génie Civil 1 | P a g e Introduction Notre écorce terrestre (croute continentale et océanique) est le produit de nombreux phénomènes, qui souvent prennent racine en profondeur, depuis le manteau. Parmi ces phénomènes se dégagent principalement les éruptions volcaniques. La lave refroidie forme, entre autres, de nombreux types de roches, dont celles dites plutoniques. Utilisées en construction, il serait intéressant de les connaître et de pouvoir les différencier des autres types de roches. Dès lors, On peut se poser alors ces questions : Comment peut-on définir une roche plutonique ? Quels sont les caractéristiques de ce type de roches ? Comment se forment-elles ? Quels sont les différents types de roches plutoniques ? Quelle est leur utilisation en construction ? I. Qu’est-ce qu’une roche plutonique? Bien qu’il y ait une infinité de roches sur terre, seuls trois types de roches existent, classées en roches endogènes et exogènes : les roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires. Les roches magmatiques peuvent être définies comme étant un assemblage de cristaux (minéraux) forme par le refroidissement du magma et sa solidification. Parmi les roches magmatiques, selon que le magma a refroidi en profondeur ou en surface, on distingue les roches extrusives, comprenant les roches volcaniques, et les roches intrusives, groupe constitué par les roches plutoniques. Les roches plutoniques (cristallines) sont alors simplement définies comme des roches magmatiques intrusives, à texture grenue. Le pluton, constitué par le batholite et la laccolite, représente un massif cristallin formé par des roches plutoniques (voir la figure I-1). Il apparait à la surface seulement suite à une érosion (figure I-1). Le batholite (des mots grecs « bathos », qui veut dire profondeur, et « lithos », qui veut dire roche) et la laccolite (composée également des mots grecs « lithos » et « lakkos », qui signifie cavité) désignent dans l’ensemble une masse de roches intrusives. 2 | P a g e Figure I-1: Un pluton [1] Il est important de préciser ici que bien que les filons soient considérés trop souvent comme des roches plutoniques, ils ne le sont pas en vérité. On les classerait plutôt comme intermédiaires entre les roches plutoniques et les roches volcaniques, c’est-à-dire entre les roches magmatiques intrusives et celles extrusives. Ils sont appelés plus exactement roches hypovolcaniques [8]. Nous pouvons citer parmi les roches filoniennes, les pegmatites à composition granitique, et les microgranites (peu cristallisés donc microgrenus), intermédiaire entre la roche plutonique granitique et celle volcanique rhyolitique. II. Caractérisation : Comment reconnaître ce type de roche ? Ces roches se distinguent principalement des autres (les roches volcaniques) par leur texture grenue, qui elles ont une texture généralement vitreuse, ce qui veut dire que les cristaux entrant dans leur composition sont distinguables à l’œil nu, à la différence des roches volcaniques (le microscope ici ne serait utilisé alors que pour effectuer des études plus profondes sur les roches). Visibles à l’œil nu, ces cristaux sont de l’ordre du millimètre, et parfois même, pour les plus grands cristaux, de l’ordre du centimètre. Ils sont classés selon qu’ils sont clairs ou foncés : 3 | P a g e  Les cristaux clairs : Ce sont les quartz et les feldspaths, blancs ou rose, ainsi que les micas blancs et brillants, encore appelés muscovites.  Les cristaux foncés : Ce sont les brillants micas noirs ou encore biotite, les amphiboles, les pyroxènes noirs brillants aussi ou noirs tout court, l’olivine et le plagioclase, de couleur respectivement vert clair et blanche. La forme de ces roches est géométrique (régulière) ou quelconque. Cependant elles ne présentent jamais une forme arrondie. Les roches plutoniques ne renferment jamais de fossiles. Dans les sept figures qui suivent, seront illustrés les différents minéraux cités ici. Figure II-1 : Le quartz Figure II-2 : Le plagioclase sous différentes couleurs Figure II-3 : Olivine Figure II-4 : Le pyroxène Figure II-5: Mica noir Figure II-6: Feldspath et pyroxene 4 | P a g e Figure II-7: Amphibole III. Les origines : Formation des roches plutoniques Comme les roches volcaniques et hypovolcaniques, les roches plutoniques proviennent du magma. Le magma ou lave est un produit de la fusion incomplète (partielle) des roches constituant le manteau terrestre, majoritairement composé de péridotites, à l’intérieur du globe terrestre. En effet, la croute terrestre et le manteau supérieur sont souvent soumis à des mouvements de convection créés par une variation de pression et de température. Et lorsque cette variation se fait de plus en plus grande et importante, à quelques dizaines de kilomètres en profondeur, les roches constituant la lithosphère entrent en fusion partielle ou totale et forment ainsi le magma, qui, une fois refroidi, formera les roches éruptives ou ignées, ou encore magmatiques. (Voir le cycle des roches, figure III-1) 5 | P a g e Figure III-1: Le cycle des roches [2] Ce magma va donc, sous l’effet de la poussée d’Archimède, causée par le contraste de densité avec le reste de la couche mantellique, remonter au travers de la lithosphère. Dans son ascension, il sera piégé en profondeur, du fait notamment de la densité, de la viscosité (plus le magma est riche en silicium Si, plus il est visqueux), de la température du liquide magmatique et aussi de l’absence d’eau dans sa composition. Le magma à forte température, refroidit et cristallise de façon lente (plusieurs milliers voir millions d’années) en profondeur, pour former les roches plutoniques. Il n’y a donc pas d’éruption volcanique. Les roches plutoniques se cristallisent généralement dans des poches de dégazage ou à la faveur d’intrusions, remontant jusqu’à la limite de la croûte du manteau (ces roches sont aussi appelées roches intrusives). La série de Bowen, représentée ci-dessous, illustre la cristallisation fractionnée (formation) des minéraux, en fonction de la température : un même magma, selon les températures et le lieu de cristallisation, donne différentes roches à composition chimique et minéralogique différente. Elle obéit aux deux règles principales suivantes :  Il n’y a pas de formation minérale si un élément quelconque qui la compose est en quantité insuffisante ou absent tout simplement.  Si un minéral se forme, le magma s’appauvrit des éléments chimiques qui composent ce minéral uploads/s3/ les-roches-plutoniques-final-3.pdf