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Le plâtre :  L ’histoire du plâtre : La fabrication de liants par calcination

Le plâtre :  L ’histoire du plâtre : La fabrication de liants par calcination de la pierre (four à calcination) est aussi ancienne que l'art du potier. Au néolithique, l’homme s’aperçoit probablement que certaines pierres constituant le foyer s’effritent à cause de la chaleur en produisant une poudre se solidifiant une fois humide: du plâtre, ou de la chaux. L'Égypte antique se sert du plâtre pour assembler les pierres des édifices et pour réaliser des enduits (Vallée des Rois). Les Romains se servent du plâtre pour les enduits et les sculptures. Pline l'Ancien en signale de multiples utilisations domestiques : pour fermer de façon étanche les couvercles des récipients destinés à la conservation25, en badigeon pour conserver les pommes26, en additif pour adoucir les vins27. Par leurs conquêtes, les Romains vont largement diffuser le plâtre dans tout l'Empire. Les murs des habitations sont enduits de plâtre et de chaux, les plafonds faits de bois et de plâtre. Il peut servir dans la maçonnerie pour unir les pierres les unes aux autres. Les artisans romains développent aussi son emploi comme revêtement extérieur : les tons d'ocre rouge proviennent d'un mélange de briques finement broyées, de pouzzolane, de plâtre et d'eau. Le stuc, fait de plâtre et de poudre demarbre, est utilisé pour l'ornementation des édifices. L'invasion de la Gaule par Jules César donne au plâtre racine dans cette région du monde. Les Romains apportent aux populations celtes de nouveaux procédés de construction en maçonnerie et en plâtre. À Lutèce, sur les bords de la Seine, les huttes de la tribu des Parisii font place à des édifices plus solides. Le site est privilégié par la nature, car la colline de Montmartre regorge de gypse. Plusieurs vestiges des IIe et IIIe siècle de notre ère témoignent d'un « premier âge du plâtre » à Paris : dalles, carreaux de plâtre, colonnes, sarcophages, etc. Au Moyen Âge, l’Homme s’aperçoit que le plâtre résiste mieux au feu que le bois, car c'est un produit ignifuge. Donc il l’utilise comme enduit de protection (anti-feu). Au Moyen Âge, puis sous l'Ancien Régime, les petites carrières et plâtrières sont nombreuses mais elles fonctionnent de manière intermittente. L'habitat local fait largement appel au plâtre. En Savoie, ce plâtre paysan (gypse cuit) est appelé « greya ». Les plâtrières dites Carrières d'Amérique, à Paris, photographiéesHenri Le Secq en 1852. Elles étaient situées à l'emplacement de l'actuelparc des Buttes- Chaumont. Au XVIII e siècle, Paris devient la ville du plâtre grâce à ses gisements souterrains et un édit de Louis XIV en 1667 rendra même le matériau ignifuge obligatoire en tant qu’enduit intérieur et extérieur , pour éviter la propagation d’incendies afin d'éviter à Paris le sort funeste de Londres lors du grand incendie de 1666. Au XIX e siècle vient l’invention du four à plâtre industriel, ce qui permet d’augmenter la production. Aujourd’hui, le plâtre est commun en France. Les travaux de Lavoisier vers 1764permettent de mieux comprendre la chimie du gypse. Il met en évidence la perte d'une quantité d'eau constante lors de la transformation du gypse en plâtre ou en anhydrite, jetant les bases de la méthode d'analyse thermogravimétrique. Il explique le mécanisme de la prise du plâtre, montrant que ce plâtre (CaSO4, 1/2 H2O) reprend son eau perdue lors de la cuisson pour reformer du gypse (CaSO4, 2H2O) lors de la phase de solidification (prise). Il analysa également différentes variétés de gypse et détermina leur solubilité dans l'eau. Il communique ses travaux sur le gypse à l'Académie royale des sciences en 1765 et 1766. Par ses travaux, Lavoisier a mis en place les fondations de la physico- chimie du gypse et du plâtre, encore utilisées de nos jours par l'industrie du plâtre En 1788, Goethe, dans sa description du Carnaval de Rome, décrit la fabrication du confetti, tel qu'il existait à l'époque. Il était fait de billes de plâtre, réalisées à l'aide d'un entonnoir. C'est seulement à partir de 1891 que ce confetti commença à être remplacé par sa variante moderne, en papier. Le plâtre est proposé au XIXe siècle pour la conservation de la viande. Le plâtre est largement exploité dans la moitié nord de la région parisienne. Le « plâtre de Paris » acquiert sa renommée. Parmi ces nombreuses exploitations, celle deCormeilles-en-Parisis. En 1832, une carrière à plâtre est créée par Pierre Étienne Lambert à Cormeilles. À partir de 1882, Jules-Hilaire Lambert industrialise la production. Dans les années 1930, avec les Frères Lambert, le cycle d'exploitation de la carrière de Cormeilles est complet. Cette carrière est alors la seule en France à alimenter à la fois la fabrication du plâtre, de briques, de chaux hydraulique, et de ciment artificiel par l'emploi des matières de « découverte » : argiles, calcaires,marnes. De 1930 à 1980, la carrière Lambert est la plus grande carrière d'Europe à ciel ouvert (Plâtres Lambert). Au début du XXIe siècle, la carrière et la plâtrière de Cormeilles-en- Parisis sont exploitées par la société Placoplatre Définition : Le plâtre désigne principalement un matériau de construction à propriétés isolantes ou ignifuges, fabriqué industriellement à partir de la matière première rocheuse qu'est le gypse. Le terme désigne, dans la pratique, soit la poudre ou matière poudreuse industrielle de départ (le plâtre sec à aviver), soit la pâte constituée d'un mélange de poudre et d'eau à employer (le plâtre prêt), soit le matériau compact, par exemple sous forme de plaques, voire le revêtement de plâtrage ou l'enduit posé1. Les corps chimiques ioniques qui constituent ordinairement la poudre sèche de plâtre sont en réalité diverses formes complexes produites par la déshydratation thermique du gypse, à base d'hémihydrate de sulfate de calcium de formule CaSO4· ½ H2O, et/ou d'anhydrite CaSO4 ou sulfate de calcium anhydre2. Après gâchage à l'eau, cette poudre incolore à blanche, parfois jaune-pâle ou brune, permet l'obtention d'un matériau blanchâtre relativement durci après séchage, correspondant augypse reformé qui n'est que du sulfate de calcium dihydraté, de formule CaSO4· 2 H2O. De nombreux adjuvants ou additifs, y compris des charges, pigments et colorants, peuvent aussi entrer dans la composition du plâtre.  Fabrication du plâtre : (Le plâtre s'obtient par cuisson et broyage de le gypse) Le plâtre est un mélange pulvérulent préparé, depuis les temps antiques, à partir de la calcination du gypse, roche sédimentaire rassemblées en masses énormes d'évaporites, appelée autrefois pierre à plâtre ou pierre des plâtrières que l'on retrouve parfois sous forme d'albâtre ou de cristaux de sélénite. La pierre est généralement extraite de mines ou de carrières souterraines puis cuite et ensuite cassée, broyée et moulue pour donner la poudre blanche du plâtre. Les deux étapes cruciales sont :  la calcination du gypse, pour obtenir des matières (micro)cristallines par chauffage et réactions de déshydratation parfois sévères  la réduction en poudres fines par broyage. L'expression battre le plâtre signifie réduire en poudre ou pulvériser le produit de calcination ou plâtre cuit à l'aide d'un broyeur.  Résumé de sa fabrication industriellela cuisson ou calcination : Sa fabrication aujourd'hui industrielle nécessite plusieurs étapes minimales : 1. Extraction du gypse à l’aide d’explosifs, quand il s’agit de gisement à ciel ouvert : « des carrières ». 2. Acheminement depuis la carrière à l’aide de camions : le gypse subit un concassage, afin de réduire la dimension de ses grains. 3. Le gypse est transporté à l’aide d’un tapis vers le criblage. Cette opération consiste à ne sélectionner que les grains de diamètre inférieur à 40 mm. 4. Le gypse ainsi sélectionné est stocké en tas dans un local couvert avant d’être homogénéisé car le gypse extrait n’est pur qu’à 90 %. Aussi il sera mélangé à l’aide d’une machine composée de râteaux qui va mélanger les couches de gypse. 5. Toujours à l’aide de tapis, le gypse est conduit dans un four droit rotatif où il sera placé dans un moulin où, à l’aide d’une vis sans fin, il est broyé et écrasé (comme dans un moulin à café).  Selon les variétés locales, la poudre gypseuse était cuite à au moins150 °C. Ce four permet de faire remonter le gypse cuit par le haut du four , tandis que les impuretés plus lourdes, restent au fond. D'autres types de four existent (four-culée, four droit, four marmite, sur-cuiseur , autoclave, etc.) qui donnent différentes qualités.  Après refroidissement à 60 °C il devient du semi-hydrate (le gypse a perdu une molécule d’eau et demi).  Les conditions opératoires restent complexes : selon la température du four et sa conception, apparaissent des phases de cristallinité variables, en nature et en proportions, dans le mélange : de 121 ou 132°C à environ 150°C, l'hémihydrate est le produit principal. Vers 200°C, l'anhydrite soluble s'impose. Un chauffage limite vers 200°C, avec différents paliers, donne une solution solide hexagonale qui correspond grosso modo aux premiers travaux des chimistes français pour concevoir le plâtre de Paris, soit un plâtre d'hémihydrate β mais ce matériau de faible résistance mécanique demeure un solide microporeux avec plus ou moins d'anhydrite soluble pour faciliter la prise. Si on chauffe à uploads/Industriel/ platre.pdf