SYNDICAT MIXTE DU DEVELOPPEMENT DU SARLADAIS

RECHERCHE DE MATERIAUX COLORANTS NATURELS ET DE PIERRES DE DALLAGE CALCAIRE DANS LES CANTONS DE SARLAT, SALIGNAC-EYVIGUES, ET DOMME ()

PROSPECTION PRELIMINAIRE D'INDICES BRGM ET ESSAIS DE VALORISATION

par

J.P. PLATEL

89 SGN 275 AQI Pessac, le 12 juin 1989

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAI Service Géologique Régional Aquitainf Avenue du Docteur-Albert-Schweitzer - 33600 PESSAC Tél. 56 80 69 00 - Télex 540030 OGETEL - REF 1 2Í RESUME

A la demande du syndicat Mixte de Développement du Sarladais des prospections de matériaux colorants naturels et de pierres de dallages ont été réalisées dans quatre cantons du Sud-Est du département de la Dordogne.

Les contextes géologiques des différents indices ont été précisés et des guides et méthodes de recherches proposés pour une

éventuelle phase de définition de gisements.

Parmi les matériaux découverts, trois indices de matériaux colorants situés dans les altérites des calcaires ont été plus particu- lièrement retenus comme intéressants à la suite d'essais spécifiques ; leur utilisation dans le domaine des bétons et des faïences colorés peut

être envisagé bien que le pouvoir colorant de ces matériaux soit nette- ment plus faible que celui des colorants synthétiques.

L'extension des dalles calcaires d'âge Portlandien, identiques à la Pierre du Lot, déjà commercialisée dans le secteur de Cahors, a été

reconnue et des essais de polissage ont été réalisés; les pierres

testées prennent assez facilement un poli satisfaisant. - I -

SOMMAIRE

Pages

1 - CADRE GEOGRAPHIQUE .

2 - CONTEXTE GEOLOGIQUE

2.1 - Formations du Jurassique moyen et supérieur 2 2.2- Formations du Crétacé supérieur 4

2.3 - Formations du Tertiaire et altérites 5

3 - PROSPECTION D'INDICES DE MATERIAUX COLORANTS NATURELS .. 6

3.1 - Description des indices et analyse de leur

situation géologique 6 3.1.1 - Les matériaux en place altérés 6 a) Sables argileux et argiles sableuses éocènes 7 b) Argiles vertes oligocènes 8 c) Sables fins crétacés 8 3.1.2 - Les matériaux résiduels et altérites 10 a) Altérites argilo-silteuses de plateau . 10 b) Altérites silteuses des cavités karstiques 11 c) Cuirasses latéritiques gravillonnaires 12 d) Cuirasses gréso-ferrugineuses 14

3.2 - Caractéristiques physico-chimiques des matériaux colorants 15 3.2.1 - Composition chimique des matériaux bruts . 16 3.2.2 - Caractérisation de la couleur des matériaux 19 - II -

Pages

3.3 - Essais de valorisation industrielle 22

3.3.1 - Essais de fabrication de liants

hydrauliques colorés 24

. Préparation et sélection 24

. Utilisations possibles 25

3.3.2 - Essais en pâtes céramiques 26

. Préparation et sélection 27

. Remarques sur les colorants naturels

en utilisation céramique 28

3.4 - Conclusions sur la qualité des matériaux colorants 28

4 - PROSPECTION DES PIERRES CALCAIRES DE DALLAGE 30

4.1 - Contexte géologique des dalles du Portlandien .... 30

4.2 - Facteurs favorables à l'exploitation 31

4.3 - Facteurs défavorables à l'exploitation 32

4.4 - Les carrières en exploitation 32

4.5 - Essais de valorisation 33

4.5.1 - Porosité - gélivité 34

4.5.2 - Polissage 36

4.6 - Conclusions sur les pierres de dallage 37

5 - CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES 39 A la demande du Syndicat Mixte de Développement du Sarladais, le Service Géologique Régional Aquitaine du Bureau de Recherches

Géologiques et Minières a réalisé une prospection d'indices de matériaux colorants naturels et de pierres de dallage calcaire sur l'ensemble des cantons de Sarlat, Salignac-Eyvignes, Car lux et Domine.

Cette étude préliminaire à toute recherche de gisement, a permis d'une part de préciser le contexte géologique des différents indices pour comprendre leurs modes de formation et donc envisager, dans certains cas des guides de recherche pour prévoir des extensions possibles.

D'autre part, des essais de caractérisation spécifique ont été réalisés pour les deux types de matériaux en recherchant plus particuliè- rement les critères permettant de trouver der possibilités d'utilisation industrielle comme colorants ou une meilleure valorisation des calcaires déjà exploités.

1 - CADRE GEOGRAPHIQUE ET CONTEXTE GEOLOGIQUE

La zone étudiée est située à l'extrême Sud-Est du département de la Dordogne ; elle correspond aux territoires des quatre cantons de

Salignac au Nord, Sarlat à l'Ouest, Carlux à l'Est et Domine au Sud, comprenant 44 communes ; la superficie totale de la zone étudiée est de 2 758 km , son extension étant de 50 km environ du Nord au Sud pour 20 km de largeur moyenne (fig. 1). FIGURE 1 BRGM59SGN275

Situation des cantons de la zone étudiée - 2 -

Cette région est traversée en son milieu par la pittoresque vallée de la Dordogne encaissée entre de hautes falaises ; ses princi- paux affluents eux aussi assez encaissés dans les plateaux sont, au

Nord, le ruisseau du Néa et, au Sud, le Céou.

2 - CONTEXTE GEOLOGIQUE

A cause d'une telle superficie et des reliefs assez importants de cette région de Dordogne, ainsi que des structures géologiques

(anticlinaux et synclinaux), les terrains géologiques portés à l'affleu- rement sont très variés. La structuration générale de cette région est assez simple puisque les couches s'enfoncent doucement du Nord-Est vers le Sud-Ouest, portant à l'affleurement des terrains de plus en plus récents dans l'axe du synclinal de Sarlat, c'est-à-dire le long d'une ligne passant par Tamniés, St-André d'Alias, Vézac, Domine, . Les terrains anciens se relèvent cependant vers l'Ouest, dans l'anticlinal faille de St-Cyprien, Campagnac-les-Quercy, ramenant en surface des terrains dont la zone d'affleurement normale est située entre Salignac et Carlux.

La série lithostratigraphique des couches dont certaines contiennent les différents matériaux recherchés peut se résumer ainsi depuis les anciennes jusqu'aux plus récentes.

2.1 - Formations du Jurassique moyen et supérieur

Ce sont principalement des assises de calcaires fins en petits bancs le plus souvent dont l'épaisseur totale dépasse 300 m.

Bathonien

II est constitué de calcaires sublithograplhiques et de marnes noires à la base surmontés de calcaires oolithiques blancs, puis de calcaires bioclastiques à niveaux de calcaires finement cristallisés. - 3 -

Ces terrains n'affleurent que sur les communes de , de et de Borrèze et un peu sur celle de Salignac.

Callovien

II correspond à des calcaires grisâtres micritiques en bancs décimétriques que l'on rencontre dans les zones précédentes au-dessus des terrains bathoniens ainsi que jusqu'à la vallée de la Dordogne

(Peyrillac et Milhac, Cazoulès).

Oxfordien

C'est une assise peu épaisse (35 à 50 m environ) qui s'étend à rni-pente des reliefs entre Borrèze, et la Dordogne. Il s'agit de calcaires blancs à jaunes graveleux ou oolithiques,

Kimméridgien

Vient ensuite une grande épaisseur (120 m) d'alternances de marno-calcaires grisâtres en bancs décimétriques le plus souvent. Cette formation imperméable constitue les sommets des coteaux dans les communes d'Orliaguet, de Peyrillac et Milhac ; par contre, elle se retrouve par effet de pendage dans le fond des petites vallées qui traversent celles de St-Crépin, de et St-Julien de Lampón.

Elle affleure également au Sud-Ouest de la zone étudiée (communes de

Saint-Pompon et de Castelnaud-la-Chapelle) au coeur du grand anticlinal de Campagnac.

Portlandien

Sur plus de 170 m, se sont ensuite déposés des calcaires fins micritiques en petits bancs à joints ondulés avec des niveaux à lami- nites. Ils constituent les plateaux rocailleux du Causse de Florimont-

Gaurnier, et s'enfoncent peu à peu le long de la vallée du Céou dans les communes de Daglan et Saint-Cybranet. On les retrouve au sommet

du plateau dans celle de Castelnaud-La-Chapelle. - 4 -

2.2 - Formations du Crétacé supérieur

Après un retrait de la mer pendant 40 millions d'années

(Crétacé inférieur), la région est de nouveau sous les eaux au Crétacé supérieur mais les faciès sont souvent plus détritiques. La puissance totale atteint 400 mètres.

Cénomanien

Cette formation très discontinue est constituée de marnes, argiles, calcaires et lignites connus à Simeyrols et à La Chapelle-

Péchaud.

Turonien

Faites de calcaires crayeux blancs surmontés de sables, de grès et de marnes, les formations turoniennes affleurent de façon continue dans l'Est du secteur étudié depuis les communes de Jayac et

Paulin au Nord jusqu'à celle de Carlux et St-Julien au Sud ; elles se retrouvent au Sud de la Dordogne entre Domme et Castelnaud.

Coniacien

La majorité des grands plateaux calcaires autour de Sarlat est constituée par les terrains du Coniacien : c'est cette formation qui donne notamment les grandes falaises jaunes bordant la Dordogne dans les environs de Beynac et La Roque-Gageac.

Santonien-Campanien

II s'agit de formations plus alternantes de calcaires crayeux et de grès ou de sables jaunes littoraux qui recouvrent le sommet des plateaux entre Sarlat et principalement. - 5 -

2.3 - Formations du Tertiaire et altérites

Eocène

Les calcaires crétacés et jurassiques ont été recouverts, après érosion des plateaux, par des dépôts continentaux sablo-argileux durant 1'Eocène sur quelques dizaines de mètres. Ce sont des sédiments souvent meubles où les eaux ont circulé en véhiculant les sels de fer qui en précipitant ont donné des oxydes de fer rouges à bruns, colorant souvent la masse complète.

Des altérites au toit des calcaires existent aussi sous forme de cuirasses gravillonnaires latéritiques et d'argiles sableuses dans le fond des dolines karstiques sur les calcaires jurassiques principa- lement .

L'érosion, plus importante au Nord de la zone étudiée, n'a

épargné que quelques lambeaux de ces dépôts sableux ÍArchignac,

Nadaillac, St-Crépin, Simeyrols, etc...). Par contre, ces dépôts affleurent largement au Sud de la Dordogne,

Oligocène

Très localement à l'Est de Domme, existe une formation d'ar- giles vertes avec des meulières, qui termine la sédimentation tertiaire de cette région.

Plio-Quaternaire

Des altérites souvent sableuses et plus ou moins oxydées forment la pellicule superficielle des terrains observés dans tout le domaine crétacé principalement. - 6 -

3 - PROSPECTION D'INDICES DE MATERIAUX COLORANTS NATURELS

Parmi les formations décrites précédemment, seules les forma- tions détritiques (sédiments et altérites) sont susceptibles de contenir des matières colorantes qui, dans la région sont toujours des oxydes et hydroxydes de fer.

Les critères retenus pour la recherche préliminaire ont été d'une part l'intensité visuelle de la coloration des matériaux et d'autre part l'extension possible des formations colorées. Quelques prélèvements ont été cependant effectués sur des matériaux ferrugineux indurés, peu étendus mais de couleur très soutenue, pour connaître leurs caractéristiques (cuirasses ferrugineuses notamment).

3.1 - Description des indices et analyse de leur situation géologique

A la suite d'une phase d'inventaire sur l'ensemble du secteur, ont été identifiés sept types d'indices, pouvant se regrouper en deux familles :

- les matériaux en place altérés et ferruginisés ;

- les matériaux résiduels donnant des altérites avec ou sans

cuirassements.

La plupart sont meubles sauf les matériaux de cuirassement.

3.1.1 - Les matériaux en place altérés

Ces formations sont généralement assez étendues et leur coloration résulte de l'oxydation des hydroxydes de fer qui sont absor- bés sur la phase argileuse, plus ou moins abondante dans le matériau originel, pendant la circulation des eaux souterraines. FIGURE ¿ BRGM89SGN27!

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Situation des indices de matériaux colorants dans les secteurs entre Campagnac-les-Quercy et Saint-Laurent-la-Valiée FIGURE 6RGM89SGN2;

2 km J

Situation des indices de matériaux colorants dans les secteurs entre Nadaillac et Simeyrols FIGURE / BRCM89SGN27

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Situation des indices de matériaux colorants entre Sarlat et Masclat FIGURE 5 BRGM89SÖN27S

Situation des indices de matériaux colorants à l'Est de Domme - 7 -

a) Sables argileux et argiles sableuses éocènes

Ils sont parmi les plus répandus, mais pas toujours les plus colorés. Trois indices ont été examinés et prélevés. Ce sont du Nord au

Sud (fig. 3 - A et 5) :

N° 7 - Nadaillac (Les Salles)

Dans un petit lambeau de Tertiaire sur les calcaires du

Bathonien supérieur se trouve une argile sableuse brun-jaune à petits nodules ferrugineux. L'épaisseur est difficile à estimer car il s'agit de lentilles recoupées par un virage de route ; il n'y a qu'un mètre de visible. Un peu plus à l'Est, elle est associée à une cuirasse (n° 6).

N" 23 - Pomme (L'Ile)

Préposant sur les calcaires et grès du Turonien et du Coniacicn, s'étend une formation sablo-argileuse très continue et souvent ferrugi- nisée. Elle a été prélevée à l'Ile (Est de Domme) sous les couches oligocènes du plateau de Bord.

Sur 2 ou 3 mètres sont exposés des sableux argileux légèrement indurés à petits nodules d'hématite. Leurs pigments, de couleur rouge- sang, tachent fortement les doigts.

N" 27 - St-Julien de Lampón (La Tourette)

A l'Est du secteur, se retrouvent des épandages sablo- argileux. A leur base des matériaux rouges ont été repérés sur des

épaisseurs de 3 à 5 m. Cependant, il est difficile de connaître la forme du toit des calcaires turoniens qui constitue le substratum de cet indice. - 8 -

Des nodules d'hématite existent à la base ; de rares blocs de fines cuirasses siliceuses brunes s'y observent aussi mais sans exten- sion.

b) Argiles vertes oligocènes

N" 25 - Groléjac (La Borle Blanche)

Près de la RD 50, une tranchée recoupe les sables argileux de

1'Eocène, assez peu colorés dans ce site ; ils sont surmontés par des argiles à débris de meulières. Vertes à l'origine, ces argiles srnecti- tiques sont altérées en rouge sombre et elles sont affectées d'un débit prismatique. A cet endroit, leur épaisseur dépasse le mètre, mais elle doit probablement être plus forte en montant dans le coteau (fig. 5).

c) Sables fins crétacés

C'est un type de matériau très répandu et 8 échantillons ont

été prélevés au Nord de la Dordogne pour caractérisation (fig. 3-4).

N" 10 - Archignac (Puy Lagarde)

On peut observer, le long de la petite route Archignac

St-Geniès, des sables très fins argileux et micacés sur plusieurs mètres d'épaisseur. Leur couleur brun-rouge résulte des altérations probable- ment assez récentes des formations du Santonien supérieur, à faciès très littoraux et détritiques dans ce secteur. Quelques niveaux de cuirasses gréso-ferrugineuses y existent localement.

L'extension de cette formation est importante (plusieurs centaines de mètres) et l'épaisseur doit être grande (10 à 20 m).

Cependant, il est impossible actuellement, en l'absence de sondage, de connaître la constance des matériaux colorés. - 9 -

Le site n° 9 dans l'Est de la même commune (Le Mas) correspond au même type de matériau.

N° 13 - St-Crépin et Carlucet (Le Poujol)

Ce même type de formation a été retrouvé près du Poujol avec des caractéristiques assez semblables, mais la couleur est légèrement plus pâle (brun ocre). Des cuirasses y sont également associées (n° 14).

L'extension semble importante.

N° 16 - Ste-Nathalène (La Tour)

La butte de La Tour est constituée de matériaux sableux rouge-brique, qui dérivent probablement par altération de la formation détritique littorale du Turonien supérieur. Il s'agit des sables rouges fins à très fins micacés dont l'épaisseur visible dans la tranchée dépasse 2 mètres. Il est possible qu'elle soit puissante de 20 mètres sous la butte. Son extension latérale est de plusieurs centaines de mètres car à l'Ouest l'échantillon 15 est identique.

N" 18 - Carlux (Pech Montégot)

Dans une carrière, des sables jaunes micacés fins à moyens sont visibles sur 6 à 7 mètres. Leur origine marine est très probable, car il y a des petits débris carbonates au sein des sables.

N" 19 - Prats-de-Carlux (Bospignol)

Une petite excavation dans les bois de Bospignol expose deux mètres d'argile silteuse brun-jaune assez indurée. La présence de débris d'Huîtres dans le fond de l'excavation permet de savoir qu'il s'agit d'altérations dans les marnes du Santonien moyen. - 10 -

N° 22 - Vézac (Bois de Treillou)

L'indice est fait d'un sable très fin micacé argileux, ocre- jaune plus ou moins tachant, résultant d'altération de niveaux dans le

Santonien.

3.1.2 - Les matériaux résiduels et altérites

Ce sont des dépôts remaniés plusieurs fois, reliques des

formations originelles et ayant subi plusieurs phases d'altération, de

triage granulométrique et d'intenses transformations chimiques. Cette

évolution est souvent fortement liée aux phénomènes karstiques et ces

formations sont plus fréquentes sur les calcaires du Jurassique ou à proximité des accidents tectoniques (altérations plio-quaternaires).

Elles existent aussi à la base des formations éocènes où l'altération

fini-crétacée a souvent entraîné la constitution de cuirassements

latéritiques.

a) Altérites argilo-silteuses de plateau

Elles sont plutôt liées aux formes karstiques étendues : fond

de dolines sur calcaires bathoniens et calloviens dans le Nord-Est du

secteur et sur calcaires coniaciens dans le centre (fig. 3-4).

N° 5 - Chartrier (Ferrière)

Tout à fait au Nord-Est de la commune de Nadaillac (Bois du Mons) les calcaires bathoniens sont très karstifiés et de nombreuses

dolines aux formes plus ou moins anastomosées y créent un relief tour-

menté. Des dépôts très rouges s'y rencontrent quelquefois au fond ou sur

les bords des paléo-dépressions.

L'indice provient d'une petite excavation en bordure de la route RD 154, juste au Nord de la limite communale. - 11 -

Sur un front de 15 m environ de largeur est exposée une argile silteuse rouge-sang, à petits grains de quartz rares, tachant fortement les doigts. Son épaisseur est supérieure à 3 mètres ; mais la poche est brutalement limitée vers le Sud par la remontée des calcaires batho- niens. D'autres indices existent aux alentours dans des poches sans rapport direct avec celle-là.

N" 17 - Orliaguet. - Salignac (Castang)

A la limite des deux communes, se trouve épargné, sur les calcaires kimméridgiens, un lambeau de formations d'altérites sur un mètre d'épaisseur environ. Il s'agit d'argile rouge-brique plus ou moins indurée. Quelques cuirasses gréso-ferrugineuses y sont associées dans les bois situés à l'Est.

N" 21 - Sarlat (Coste rouge)

Une zone d'altérites assez importante existe à Coste Rouge, au-dessus des calcaires coniaciens. Elles doivent dériver des sables du

Santonien remaniés sur quelque distance.

Sur 1 à 2 m sont exposées des argiles silteuses rouge-brique, assez plastiques, fortement tachantes. Son épaisseur semble beaucoup plus grande et son extension dépasse plusieurs centaines de mètres puisqu'on retrouve le même matériau à l'Ouest (n° 20) avec une couleur légèrement plus brune. Dans les environs ces matériaux ont été ancien- nement exploités pour l'ocre.

b) Altérites silteuses dans les cavités karstiques

N" 3 - Saint-Pompont (Naudet)

Au Sud du village, d'anciennes exploitations d'ocre ont fonctionné jusqu'après la dernière guerre. Dans les vieilles sablières - 12 -

de part et d'autre de la RD 57, on peut encore voir des fronts d'abat- tage de 10 mètres de hauteur environ (fig. 2). La formation est cons- tituée d'alternances d'épaisseur variable, de silts argileux très micacés, brun-ocre très plastiques et de sables grossiers jaunes avec des cuirasses gréseuses surtout abondantes au sommet (n° 4).

Les silts contiennent près de 60 % de fraction inférieure à 50 micromètres et c'est cette fraction qui, renfermant la majorité des hydroxydes de fer, a donc le pouvoir colorant. Autrefois, l'exploitation se faisait par lavage et séparation de cette fraction fine. Des docu- ments de la Sociétés des Ocres de font état que dans les années

1945 - 1949 par exemple, 150 à 200 tonnes de produits colorants étaient produites chaque année à partir de cette exploitation.

L'analyse du contexte géologique de cet indice permet de penser que les dépôts se sont faits dans une vaste cavité souterraine karstique alimentée en sables grossiers par des crues périodiques et le reste du temps en sédiments très fins provenant de l'altération des grès, des sables et calcaires détritiques du Santonien probablement.

Cette cavité faisait partie de conduits souterrains empruntés par les eaux au droit de la grande faille de Campagnac les Quercy à proximité de laquelle se localise le gisement.

N" 2 - Campagnac-les-Quercy (Aujat)

Quelques kilomètres plus au Sud-Est, et dans une situation analogue sur le tracé approximatif de la faille majeure, un autre indice de silt argileux ocre-jaune très plastique a été repéré près d'Aujat.

Son épaisseur est inconnue (fig. 2).

c) Cuirasses latéritiques gravillonnaires

Les deux derniers types de matériau sont plus ou moins indurés et d'étendue généralement faible, car discontinue. Les cuirasses latéri- tiques sont très riches en oxydes de fer qui se sont concentrés sous

forme de nodules, pisolithes et concrétions plus ou moins dures. Elles

correspondent à de puissantes altérations au début du Tertiaire, qui ont

fortement affecté tous les substrats (fig. 2-3-4).

N" 1 - Saint-Laurent La vallée (Rodecin)

Sur plusieurs centaines de mètres, sont visibles des lambeaux

discontinus de cuirasse gravillonnaire emballée dans un silt argileux

rouge-brun qui tache fortement. Son épaisseur semble être de plusieurs mètres. Il paraît probable que cette cuirasse se soit formée aux dépens

de matériaux très perturbés et propices à l'altération sur le tracé de

la faille majeure. Bien qu'en dehors du secteur d'étude cet indice montre que ce type de matériau peut exister en d'autres endroits de la

zone de faille.

N° 8 - Nadaillac (La Raymondie)

Le secteur de La Raymondie possède un substratum de calcaires

bathoniens très karstifiés avec de nombreuses dolines et des dépôts

argileux d'altération.

L'indice correspond à une argile silteuse rouge à jaune qui

présente des concrétionnements noduleux par endroits. Son extension est

faible.

N" 12 - Archignac (Puy Lagarde)

A la base des dépôts tertiaires de la butte de Puy Lagarde, se

trouve une cuirasse gravillonnaire à gros pisolithes ferrugineux. C'est

une formation latéritique de 1 mètre d'épaisseur environ ; son extension

n'est pas connue. - 14 -

N" 26 - Masclat (Moussac)

En limite de la zone d'étude, une grosse accumulation de débris de cuirasse latéritique indurée rouge-brun foncé nappe le flanc d'un coteau. Les morceaux jointifs sont de toutes tailles (20 cm maxi- mum) emballés dans des sables argileux rouges peu abondants. Cette accumulation résulte du démantèlement d'une cuirasse indurée, située plus haut, et qui a disparu. Une petite excavation montre ce dépôt de pente sur 3 mètres d'épaisseur environ.

N" 28 - Saint-Laurent la Vallée (Le Tau)

En base du recouvrement tertiaire au contact avec les cal- caires jurassiques, se trouvent de gros blocs de cuirasse latéritique très dure, brun foncé, qui présente plusieurs phases de remaniement et de cimentation. L'extension doit être très faible.

d) Cuirasses gréso-ferrugineuses

Ce sont des cuirasses d'accumulation absolue qui résultent de l'enrichissement en oxydes de fer de certains horizons par circulation des sels ferreux dans les nappes aquifères puis précipitation des oxydes ferriques dans des conditions favorables ; ce processus entraîne la cimentation des sables et grès en bouchant la porosité entre les grains de quartz. Comme le précédent type, ces cuirasses sont peu épaisses et discontinues (fig. 2-3-5).

N" 4 - Saint-Pompont (Naudet)

Associées aux sables grossiers qui sont interstratifiés dans les silts ocre et dans les sables qui surmontent la formation karstique, existent des cuirasses gréso-ferrugineuses dont les débris sont très abondants. - 15 -

N" 6 - Nadaillac (Les Salles)

Dans les argiles sableuses du Tertiaire, se sont développés des cuirassements gréso-ferrugineux assez riches en oxydes de fer, que

l'on trouve sous forme de petits blocs épars.

N" 11 - Archignac (Puy Lagarde)

C'est également le cas dans les sables altérés du Santonien d1Archignac.

N" 14 - St-Crépin et Carlucet (Le Poujol.)

De petites cuirasses de nappe soulignent par endroits les stratifications des sables santoniens à Poujol. Elles ont un aspect scoriacé et possèdent des quartz très fins.

N" 24 - Nahirat (1'Etang)

Dans la carrière de l'Etang, qui exploite des sables continen-

taux éocènes, d'abondantes cuirasses finement gréseuses et parfois

scoriacées affectent la masse sableuse sur plusieurs dizaines de centi- mètres.

3.2 - Caractéristiques physico-chimiques des matériaux colorants

La coloration de tous ces matériaux est liée à la plus ou

moins forte teneur en oxydes et hydroxydes de fer qui sont généralement

fixés aux feuillets des minéraux argileux donnant alors des ferro-

argilanes. Les principaux composés chimiques constituant les matières

colorantes des formations échantillonnées sont les suivants : - 16 -

Oxyde ferrique :

- Hematite (Fe2O3), encore appelée oligiste, donnant une

poussière rouge-sang à brun-rouge, s'altérant souvent en

hydroxydes,

Hydroxydes ferriques :

- Goethite (FeO2H) donnant une poussière jaune à brun-jaune. - Lépidocrocite (FeO.OH) donnant une poussière orangée.

Toutes ces formes chimiques sont généralement très mélangées dans les formations d'altération et donnent des composés résultant appelées limonites dont les couleurs sont, variables du rouge au jaune avec des bruns-jaunes dominants.

Quelques autres composés chimiques se rencontrent en quantité beaucoup moins abondantes mais peuvent modifier les colorations des matériaux naturels. Ce sont les oxydes de manganèse : pyrolusite et psilomélane, mélangés et hydratés sous forme de Wad, qui donnent une poussière noire à brunâtre et plus rarement ceux de titane (rutile, anatase) qui donnent de la poussière jaune pâle à blanc. Dans le contexte géologique régional, il n'y a pas d'indices d'oxydes de chrome ni de cobalt qui donnent respectivement des pigments verts et bleus.

3.2.1 - Composition chimique des matériaux bruts

L'analyse a été réalisée pour 7 éléments majeurs : Si, Al, Fe,

Mn, Ti, K et Na, Le tableau 1 ci-après synthétise les résultats d'analyses réalisées par la méthode de fluorescence X au B.R.G.M.

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Tableau I - Résultats des analyses chimiques réalisées par fluorescence X sur les matériaux colorants - 18 -

. Elements majeurs

Les teneurs en fer, exprimées en oxyde Fe2O3 sont généralement comprises entre 5 % et 15 %, exception faite des cuirasses qui dépassent souvent 20 % d'oxydes et peuvent même atteindre 70 %.

Il n'y a pas de corrélation directe entre la couleur et la teneur en oxyde, car ce seul paramètre ne suffit pas ; il intervient, aussi la nature minera logique des oxydes ou hydroxydes et la plus ou moins grande fixation de ceux-ci sur les minéraux argileux. Ainsi les matériaux les plus rouges contiennent entre 3 % et 12 % de Fe2O3 alors que ceux qui en renferment entre 40 % et 70 % sont bruns plus ou moins foncés.

. Eléments traces

Les autres oxydes colorants sont en teneurs très faibles (souvent moins de 1 000 ppm pour l'oxyde de manganèse et moins de 0,5 % pour l'oxyde de titane).

Les éléments fondants sont en teneurs négligeables : le calcium est inexistant car les matériaux sont en milieu acide, le sodium est toujours inférieur au seuil de dosabilité de la méthode (0,2 %) et le potassium est très faible (moins de 1 %).

Remarque

La différence entre le total et 100 % correspond principale- ment à la perte au feu résultant de la teneur en matière organique, détruite par la fusion de l'échantillon dans la perle de tétraborate de lithium. - 19 -

3.2.2 - Caractérisation de la couleur des matériaux

La couleur d'un objet résulte de phénomènes physiques assez complexes qui interviennent à la surface de cet objet et juste en dessous de celle-ci. Ce sont les interactions entre la réflectance et l'absorption de certaines longueurs d'onde du spectre lumineux incident par Je matériau lui-même et les pigments qui le constituent, qui déterminent la composition du spectre réémis. La granularité de la surface de réflexion et la finesse des grains de pigments joue également un rôle important dans ces interactions et. modifient la lumière réflé- chie, donc la couleur de l'objet, qui en fait, n'est qu'une "illusion d'optique",

D'un point de vue visuel, les couleurs sont plus commodément

évaluées les unes par rapport aux autres par comparaison avec une charte de couleur. Dans la présente étude, c'est la Charte de Couleurs des sols de Munsell (U.S.A.) qui a été utilisée car elle couvre bien la palette des teintes rencontrées, puisque ce sont des matériaux naturels de la surface du sol.

Le classement est effectué au moyen de trois variables qui, combinées, décrivent toutes les couleurs ; ce sont la teinte, la nuance et l'intensité.

- La notation de teinte est en relation avec les couleurs de base rouge et jaune (pour les sols), indiquée par un chiffre et un groupe de lettre.

Rouge Jaune - Rouge Jaune

10 R 2,5 YR - 5 YR - 7,5 YR - 10 YR 2,5 Y - 20 -

- La notation de nuance indique la clarté, entre 0 pour le noir et 10 pour le blanc en numérateur de la fraction de notation,

- La notation d'intensité détermine la force de la coloration. E]le est indiquée par un chiffre (en dénominateur de la fraction) entre 0 pour les gris et 8 pour les couleurs les plus intenses rencontrées dans les sols.

Un jaune-brun sera ainsi noté 10 YR 6/6 par exemple.

Par ailleurs, les couleurs des matériaux naturels ne sont pas des pigments régulièrement répartis dans toute la masse du matériau, mais les oxydes sont préférentiellement fixés sur la phase argileuse des matériaux meubles et l'intensité dépendra donc fortement de la teneur en argile ou en matière fine.

De plus, les matériaux examinés contenant presque tous des grains de quartz, incolores dans leur masse, un broyage de plus en plus fin à tendance à éclaircir la couleur finale par rapport au matériau brut par dispersion de la silice pulvérulente dans la masse du produit résultant, (augmentation de la surface spécifique de matière blanchâtre). Enfin, l'humidification du matériau a tendance à foncer les couleurs.

Aussi les mesures de couleurs ont été faites sur produit sec, broyé à 250 micromètres pour donner des poudres homogènes comparables entre elles. Des broyages plus fins à 80 micromètres maximum sur cer- tains échantillons montrent que la teinte ne change pas, l'intensité devenant quelquefois légèrement moins forte (1 degré de moins générale- ment) . - 21 -

RESULTATS

Les matériaux sont classés dans le tableau ci-dessus des plus rouges aux plus jaunes et avec des intensités et nuances décroissantes, c'est-à-dire des couleurs vives vers les plus éteintes dans chaque groupe.

Rouge clair 2,5 YR 6/8 : n° 5, 17, 21, 23

2,5 YR 6/6 : n° 1, 7, 8, 25

Rouge moyen 2,5 YR 4/6 : n" 12

Rouge jaune 5 YR 6/6 : n° 15 et 28

Jaune rouge 5 YR 5/6 : n° 10 5 YR A/6 : n° 6

Jaune orangé 7,5 YR 7/8 : n° 2 7,5 YR 6/8 : n° 3 et 13 7,5 YR 6/6 : n° 11, 16, 19, 20, 27

Brun 7,5 YR 5/6 : n° 4

7,5 YR 5/4 : n° 24 et 26

Brun foncé 7,5 YR 4/4 : n° 14

Jaune 10 YR 8/6 : n° 18 10 YR 7/6 : n° 9 et 22

En résumé, les couleurs les plus intensément rouges sont surtout obtenues dans les matériaux résiduels, les altérites et les cuirasses latéritiques. Seuls des altérations poussées sur les argiles oligocènes et sur certains sables éocènes (n° 7 et n° 23) atteignent ces couleurs. - 22 -

Par contre, les cuirasses gréso-ferrugineuses restent dans les teintes brunes à cause du plus fort pourcentage de silice libre et parce que le fer est plus probablement sous forme de limonite.

Les sables crétacés peu altérés sont généralement jaunes alors qu'ils deviennent orangés quand leur degré d'altération augmente suite à un remaniement plus ou moins fort. (n° 15 et 10 par exemple).

3.3 - Essais de valorisation industrielle

Avant toute recherche de gisement exploitable et devant la grande variété lithologique et physico-chimique de ces types de maté- riaux, il convenait de connaître leur aptitude à une utilisation comme colorant industriel.

Ce domaine est dominé par l'emploi des colorants synthétiques commercialisés en Europe par BAYER, avec notamment sa gamme "Bayfercx", pour les teintes rouge, orange et jaune, obtenues par des composés chimiques du fer dans des états d'oxydation ou d'hydratation plus ou moins élevés.

Bien qu'ayant souvent des couleurs plus stables dans le temps, dans une gamme plus nuancée que les pigments synthétiques ou artificiels et qu'ils soient toujours plus stables que les pigments organiques, les colorants naturels présentent deux inconvénients :

- le manque de constance dans les couleurs entre plusieurs gisements et à l'intérieur d'un même gisement,

- le pouvoir colorant beaucoup plus faible qu'un pigment synthé- tique . - 23 -

Ces points défavorables limitent donc la gamme d'utilisation des colorants naturels à des domaines où la constance des couleurs d'une fabrication à l'autre est un peu moins contraignante et où le prix do revient doit rester assez bas. Celui des colorants naturels actuellement sur le marché est souvent, trois à quatre fois moins cher que celui des colorants synthétiques dont les prix atteignent S à 9 F le kg.

Les domaines d'utilisation qui semblent répondre le plus à ces critères sont :

- les liants hydrauliques avec notamment les bétons colorés qui

consomment de grandes quantités de pigments (actuellement 9 à

10 000 tonnes/an en France, surtout synthétiques), pouvant par

exemple permettre la fabrication de pavés auto-bloquants, do

margelles et dalles et de certains enduits muraux artisanaux,

- les elaborations de certaines pâtes céramiques.

Des essais ont donc été effectués par des laboratoires indus- triels spécifiques à ces deux utilisations. Un premier choix de 11

échantillons a été effectué par nous-mêmes pour faire tester les maté- riaux qui présentaient les meilleures caractéristiques tant dans leur aspect que dans des possibilités d'extension géométrique de gisements

éventuels ; de plus, ce choix est représentatif de six des sept types définis plus haut (les cuirasses gréso-ferrugineuses n'ayant pas été sélectionnées à cause de leur faible extension dans chaque site et de

leur forte teneur en grains de quartz).

Les matériaux des indices ci-dessous ont donc été testés par deux sociétés industrielles travaillant dans le domaine des colorants :

3, 5, 8, 10, 12, 16, 19, 21, 23, 25, 26. - 24 -

3.3.1 - Essais de fabrication de liants hydrauliques colorés

Ils ont été réalisés par la Société SÓDICO de Périgueux- Boulazac qui fait partie du groupe allemand SCHOLZ, spécialisée dans la conception et la production de mélanges colorés (mélanges-maîtres) pour liants hydrauliques.

Préparation et sélection

A partir des matériaux bruts, des produits liquides ont été préparés par dispersion complète des constituants (sables quartzeux, argile, pigments) dans de l'eau. Ceci donne une sorte de pulpe très chargée, appelée slurry, qui peut ensuite être incorporée comme produit colorant dans un béton ou un liant hydraulique. Ce type de préparation sans broyage ni criblage ou tamisage présente l'avantage de donner des produits très bon marché.

Les essais de SÓDICO ont permis de sélectionner cinq échan- tillons présentant des caractéristiques intéressantes dans une utili- sation éventuelle pour la coloration de liants hydrauliques.

Ce sont les matériaux n° 3, 5, 8, 21 et 23.

Bien que les pouvoirs colorants de ces matériaux naturels soient environ 2,5 fois moins forts que ceux des pigments synthétiques, les critères majeurs de sélection ont été la bonne dispersibilité de leurs pigments colorés souvent liée à :

- la finesse de ces pigments qui restent en suspension dans le slurry,

- la couleur (avec ses caractères de teinte et de nuance). - 25 -

Les échantillons sélectionnés ont en effet des couleurs attrayantes et "à la mode" plus ou moins difficiles à reproduire par des mélanges de pigments synthétiques de la gamme Bayferox. C'est notamment

le cas de l'échantillon n" 3, qui a tout de suite retenu l'attention de

SÓDICO par la finesse de ses pigments et de ses grains de quartz silteux et par sa belle couleur ressemblant à la terre de Sienne de teinte ocre-jaune, très difficile à reproduire de façon synthétique.

L'échantillon n* 5 a un peu les mêmes caractères physiques mais avec une belle couleur chaude rouge-sang.

Les échantillons 8, 21 et 23 sont surtout intéressants par

leurs couleurs dans la gamme des rouges plus ou moins vifs ; leur charge siliceuse n'apparaît pas comme un handicap pour la préparation des

liants hydrauliques, car elle peut être prise en compte en remplacement d'une partie du sable. Toutefois un broyage léger permettrait une présentation homogène plus compatible avec une production industrielle.

A noter cependant que les slurries préparés par SÓDICO, ont eu une évolution biologique beaucoup plus importante que leurs produits

synthétiques standards ; il faut donc prévoir dans les préparations des

quantités de fongicides et d'anti-algues plus grandes que celles habi-

tuellement utilisées.

Utilisations possibles

D'une façon générale, les bétons colorés sont composés de ciment, de sable, d'agrégats, de colorants et d'eau ; or, seul le liant

(ciment) peut être coloré. Les quantités de colorant synthétique à

utiliser le sont donc par rapport au poids de ciment, en général 3 % du

ciment gris. Pour des teintes plus fraîches et claires, on utilise du

ciment blanc. - 26 -

En augmentant la dose, on obtient une nuance de plus en plus foncée, mais la saturation des couleurs se produit entre 8 % pour un rouge (Bayferox 130) à 9 % pour un jaune (Bayferox 920) ; les bétons bruns et noirs moins répandus sont saturés avec 6 et 7 % de colorant.

Par exemple, pour préparer un mètre cube de béton dosé à 280 kg de ciment, il faut employer 8,4 kg de pigment synthétique, soit moins de 0,5 % du béton fabriqué. Dans le cas des échantillons testés, il faudrait un peu plus de 21 kg de matière colorante naturelle, soit pour l'échantillon n° 3 environ 35 kg de matériau brut. II est évident que, dans ce cas, les 40 à 50 % de phase quartzeuse vont constituer une partie de l'apport en sable du béton final, ce qui d'après la SÓDICO peut présenter un certain intérêt, car les grains de quartz sont déjà légèrement colorés dans la teinte finale, à la différence des bétons utilisant le plus souvent un sable blanc.

L'ensemble du marche français des bétons colorés est actuel- lement en augmentation de 6 % par an environ. Les matériaux pourraient donc servir de base colorante à certains de ces bétons pour la fabri- cation de dalles, margelles, bordures, carreaux et pavés autobloquants, ces derniers ayant cependant des contraintes plus fortes à cause d'une automatisation poussée des chaînes de fabrication. Le Marché français de ces bétons est actuellement estimé à 2 000 t/an de matières colorantes. - 27 -

3.3.2 - Essais en pâtes céramiques

Ils ont été réalisés par la Société des Kaolins et Pâtes

Céramiques du Limousin (KPCL) de Limoges, qui fait partie du Groupe

Imétal.

Préparation et sélection

Dans un premier essai, les matériaux bruts ont été finement broyés puis incorporés à un mélange de silice, borax, soude, potasse principalement pour fabriquer des émaux colorés nécessaires pour fairo des couvertes de grès.

Ces émaux ont été cuits à 1000° C et pour des grès émaillés à 1250° C, en atmosphère soit oxydante, soit réductrice. Il n'a jamais été obtenu de résultat intéressant, car les colorations n'étaient pas attrayantes et. trop faibles.

Le deuxième essai a consisté à élaborer des pâtes céramiques colorées en masse à partir d'une sélection de cinq échantillons : n° 3,

8, 12, 21 et 26.

Les matériaux ont été incorporés à un mélange blanc composé principalement de 60 % d'argile kaolinique réfractaire, 25 % de dolomie et 10 % de silice ; les teneurs en matériaux colorants ont varié en 5 % et 10 % pour maintenir le taux d'oxyde de fer identique ; la finesse des grains de la pâte obtenue était de 12 micromètres (médiane) pour des grains de 100 micromètres au maximum de diamètre.

Des éprouvettes ont été moulées et cuites à 1000° puis recou- vertes d'une glaçure incolore et les pièces recuites à 960°. Le compor- tement physique de ces faïences colorées est très bon (pas de fentes, ni déformations). - 28 -

Cependant, trois échantillons seulement ont donné des colora- tions intéressantes bien que peu soutenues : ce sont les matériaux n°

21, 3 et 8 avec des couleurs respectivement rose (5YR 8/4), rose pâle

(5YR 8/3) , rose-jaune (7,5YR 8/4). Le premier possède notamment une belle nuance rosée que la glaçure fait ressortir.

Remarque sur les colorants naturels en utilisation céramique

Dans le domaine des céramiques, il convient de ne pas trop modifier le comportement des pâtes, élaborées à base d'argile, par l'adjonction de matières accessoires en proportion trop importante et notamment de ces matériaux colorants naturels qui contiennent de l'alu- mine. Il faut donc limiter l'ajout des matériaux testés à 10 % environ mais compte tenu de l'état d'oxydation et de fixation du fer qu'ils renferment, cette valeur n'entraîne que des couleurs très peu soutenues

à cause du faible pouvoir colorant des matériaux. Par ailleurs, il faut noter que la cuisson des pâtes fait parfois évoluer la couleur initiais des matériaux vers des teintes tirant vers le rouge : l'échantillon n° 3 par exemple, jaune-orangé à l'état brut donne une céramique rosée,

3.4- Conclusions sur la qualité des matériaux colorants

Selon que les matériaux colorants naturels sont meubles ou indurés, très argileux ou plus sableux, et surtout, selon les couleurs et

leur évolution en fonction de la température atteinte dans les fabri- cations, les matériaux testés et sélectionnés dans cette étude auront des possibilités d'utilisation différentes. Les indices sélectionnés ont presque tous été découverts dans les altérites sur substrats calcaires

et dans certaines formations tertiaires. Il faut toutefois rappeler que

les deux laboratoires ont souligné le faible pouvoir colorant des matériaux présentés (2,5 fois moins fort que les pigments synthétiques). - 29 -

Fabrication de liants hydrauliques colorés

L'ensemble du marché français des bétons colorés est actuel-

lement en augmentation régulière de 6 % par an avec environ 3 millions de tonnes produites, utilisant 2 000 tonnes/an de colorants.

Les matériaux sélectionnés, avec par ordre d'intérêt décrois- sant les indices 3, 5, 21, 23 et 8, poiirraient donc servir de base colorante à certains de ces bétons pour la fabrication de bordures, margelles, carreaux, dalles et pavés auto-bloquants ; ces derniers ont cependant des contraintes plus fortes à cause d'une automatisation plus poussée des chaînes de fabrication.

Coloration de pâtes céramiques

Trois matériaux ont été retenus au terme des essais de colora- tions de pâtes à faïence : ce sont les indices 3, 8 et 21 ; ils peuvent convenir à d'éventuelles préparations à cause de leurs belles nuances

rosées et par l'absence d'effets secondaires sur les pièces cuites. - 30 -

4 - PROSPECTION DES PIERRES CALCAIRES DE DALLAGE

Le deuxième volet de l'étude avait pour hut. de cerner les possibilités d'une meilleure exploitation des pierres de dallage dans la région.

Ces pierres calcaires sont déjà exploitées dans de nombreuses carrières au Nord de Crayssac, entre C.ahors et. Fumel , Ces dalles sont commercialisées sous l'appellation de "Pierre du Lot" ou de "Pierre de

Crayssac", "Pierre de Cahors". Elles sont extraites de niveaux parti- culiers contenus dans la "formation de Cazáis" d'âge portlandien supé- rieur.

Dans le secteur étudié, cette formation n'affleure que dans le canton de Domme, sur les causses de Florimont-Gaumier, de Bouzic et de

Daglan ; de l'autre côté de la vallée du Céou, elle se retrouve au

Sud-Ouest de Saint-Martia] de Nabirat (fig. 6),

4.1 - Contexte géologique des dalles du Portlandien

La formation du Portlandien supérieur est épaisse de 150 m environ dans le secteur le plus épais (Bouzic). Elle se réduit progres- sivement vers le Nord-Ouest à 60 m environ par suite de l'érosion pendant le Crétacé inférieur et par le jeu de la discordance des craies du Turonien qui recoupent en biseau le Jurassique ; ainsi, au Nord-Est d'une ligne St-Cybranet - Nabirat, la formation de Gazais a complètement disparu.

Elle est constituée d'une alternance de calcaire microcris- tal lins gris clair à terriers, en bancs massifs, épais de plusieurs mètres et de calcaires micritiques gris clair à jaunâtre avec un débit en plaquettes ou en dalles centimétriques. Ces niveaux épais de 3 à 6 mètres en certains endroits sont constitués par des 1 amanites millimé-

- 31 -

triques plus ou moins ondulées. L'ensemble est parfois légèrement dolomitique et les surfaces entre les larninites présentent, souvent des figures sédimentaires connues dans les milieux supralittoraux (impacts de gouttes de pluie, fentes de dessication, etc...). Les bords des

fissures sont parfois soiilignés par des dendrites de psilomélane (oxydes de manganèse) qui s'étalent un peu sur les surfaces.

Ce sont les niveaux riches en laminates qui constituent les gisements exploités et les calcaires en bancs massifs qui forment les morts-terrains. Tl y a deux ou trois niveaux superposés de larninites

dans le secteur, mais il est difficile de préciser leur continuité

latérale en l'absence de cartographie détaillée à grande échelle. Les conditions d'exploitabilité des niveaux à larninites sont par ailleurs un

compromis entre des facteurs favorables et des facteurs défavorables

quant à la rentabilité commerciale des matériaux extraits,

4.2 - Facteurs favorables à l'exploitation

L'exploitation des "Pierres du Lot" à Crayssac et. celles des

dalles géologiquement identiques du secteur de Bouzic se fait de la même

façon : les carrières sont ouvertes à flanc de coteau et. après décapage

des calcaires des morts-terrains, l'extraction des bancs de calcaires

laminés se fait de façon artisanale ; les bancs sont ensuite fendus

manuellement au marteau et au burin dans le plan de stratification et

les dalles triées suivant leur épaisseur. En fonction de celle-ci, leur

utilisation est différente : les pierres de 5/7 cm jusqu'à 12 cm sont

employées comme pierre de parement, et les plaques de 2 à 4 cm pour les

dallages de terrasses.

L'épaisseur la plus courante est 3/4 cm et ces dalles de

terrasses ont une valeur marchande plus grande que les pierres de

parement. FIGURE 7 BRCM89SGN27SAI

Zone altérée,décomprimée et oxydée

Zone non altérée, compacte et encore réduite Zone exploitable en carrière Calcaires en dal

Calcaires plus massifs

Calcaires en dalles

Localisation des zones exploitables de dalles calcaires en fonction de la lithologie et de la proximité de la surface - 32 -

Un facteur très important entraînant une limite de la zone exploitable est donc la plus ou moins grande facilité à fendre les blocs dans les plans de stratification. Généralement, cela n'est possible que dans la zone décomprimée d'à] térat.ion qui suit la surface des coteaux, celle-ci n'excédant que rarement une dizaines de mètres. La difficulté de séparation augmente d'ailleurs régulièrement en s'enfonçant dans le coteau (fig, 7). L'autre facteur d'exploitabilité est la couleur commer- cialisable qui est jaune-ocre alors que le matériau originel est gri- sâtre à bleu. Cette couleur résulte de l'oxydation dans les zones altérées des sulfures de fer (pyrite) en granules microscopiques ; ils ont donné naissance à des oxydes ferriques stables par évacuation des sulfates facilement, solubles. Cette oxydation se produit dans la zone décomprimée de surface, mais l'épaisseur de matériau jaune est très variable car elle est. proportionnelle à la fissuration des roches,

4.3 - Facteurs défavorables à l'exploitation

Les caractères opposés à ceux décrits précédemment, sont

évidemment défavorables, mais un facteur supplémentaire est la fractu- ration du massif rocheux. Les dalles doivent, avoir en effet une surface suffisante (30 cm x 30 cm environ ou plus) pour être intéressantes. Les zones à forte densité de fracturation comme la proximité des failles et

les couloirs de fractnration sont donc défavorables à l'ouverture d'une exploitation. Tl faut par ailleurs souligner que ce facteur est en opposition avec celui de la couleur marchande, car c'est dans les zones fracturées que l'oxydation a été la plus importante en intensité et pénétration,

4.4 - Les carrières en exploitation

II n'existe que cinq carrières exploitées ou ayant été exploi- tées dans le secteur étudié : FIGURE 8 BRGM89SGN27e,AQ I

Calcaires en dalles (non exploitable)

Calcaire jaunâtre massif

JJ nJ> Calcaire micritique beige en bancs décimétriques pour moellons

Calcaire en dalles,beige et micritique (exploité)

Coupe de la carrière des Igues à Bouzic (CI) - 33 -

- 3 sur la commune de Bouzic (Les Igues Cl, Le Bayargal C2,

Vivinières C5),

- 1 sur la commune rie Flori.mont-GatiTn.ier (L'Anglade C3 ) qui vient rie cesser son activité,

- 1 sur la commune de Saint-Cyhranet (La Madeleine C,4) ,

Dans tontes ces carrières dont le front de taille ne fait que 8 à. 10 m de hauteur, il y a plus de bancs massifs que de niveaux en dalles. La coupe de la carrière des Igues illustre cette répartition

(fig, 8). Il n'y a que 2 mètres exploités sous 6 mètres de morts- terrains constitués de petits bancs de 20 cm environ d'épaisseur uni- taire, coiffés d'un banc de calcaire plus massif de 2 m environ d'épais- seur. Le sommet de la carrière correspond à un autre niveau de dalles de qualité inférieure.

Cette carrière est située à 90 m environ de la base de la formation et le niveau exploité se retrouve dans les carrières C2, C3 et

C5, Un autre niveau est exploité entre 10 et 20 m au-dessus de la base du Portlandien supérieur, dans la carrière C4 de Saint-Cybranet ; on le retrouve dans ]a carrière des Glottes à Campagnac (C6),

4.5 - Essais de valorisation

Dans le but de savoir s'il était, possible de valoriser au mieux les exploitations, des essais de polissage ont été réalisés à partir des dalles elles-mêmes ou dans les calcaires de découverte des couches actuellement exploités. Des mesures de porosité ont tout d'abord

été effectuées pour connaître la tendance à la gélivité de ces maté- riaux . 4,5.1 - Porosité - gélivité

Sous l'action de la pression fie la glace dans les capillaires et les pores ouverts, que leurs textures ménagent entre les grains microscopiques de calente, les pierres calcaires ont tendance à se dilater en période de gel et donc à éclater ou se desquamer. Ce phéno- mène est d'autant plus important que la porosité en relation avec

1'extérieur (porosité "ouverte" nu relative) est grande.

Le coefficient, d 'Hirschwald, qui se calcule à partir de la porosité relative et de la porosité totale, permet d'apprécier l'apti- tude à la gélifraction du matériau :

- s'il est inférieur à 0,75 1a pierre n'est pas gélive,

- par contre, à partir de 0,85, elle a toutes les chances de 1 ' s t. re ,

Les mesures se font sur des blocs-éprouvettes de 7 cm d'arête envi ron.

Quatre lots de pierres provenant de différentes carrières ont été testées : Les Tgues Cl, St-Cybranet C4, Vivinières C5 , Les Glottes

Cf> ; elles sont réparties dans tout le secteur pour se donner une idée des variations de la porosité de ces calcaires au sein de ces massifs ; les échantillons Cl et C5 correspondent, au niveau supérieur de dalles minces et les prélèvements C4 et Cíí au niveau inférieur.

Cependant, les blocs ont été prélevés dans des bancs permet- tant l'obtention de tailles requises pour la confection des éprouvettes

(bancs de 10 à 15 cm d'épaisseur). - 35 -

Le tableau ci-dessous donne les résultats des essais :

. Les densités apparentes sont comprises entre 2,66 et 2,16. . Les porosités totales ou absolues s'échelonnent entre 1,5 % et

20 % avec des moyennes de 2,3 % à 13,2 %.

. Les coefficients de gélivité (Hirshwald) varient de 0,34 à

0,83 et leurs moyennes de 0,52 à 0,74.

En résumé, les matériaux sont très peu gélifs à non gélifs, les "moins bons" des calcaires testés étant ceux de Saint-Cybranet, qui sont cependant au-dessus de la limite. Par contre, ceux des carrières des Igues, de Vivinières et des Clottes sont particulièrement compacts.

Densité apparente Porosité absolue Porosité r elative Coeff .Hirswald

Ech. Ech. Hoy. Ech. Hoy. Ech. Hoy. Ech. Hoy.

Cl a 2,53 6,3 \ 2,9 I 0,46 1 2,43 9,81 5,3 \ 0,52 non gélif b 2,34 13,3 X 7,8 X 0,58 1

C4 a 2,24 17,0 % 11,7 X 0,68 %

b 2,48 8,1 1 6,4 ! 0,79 ? très peu

c 2,22 2,24 17,8 t 13,2 X 13,9 % 10,0 \ 0,78 1 0,74 gél if

d 2,61 3,3 X 2,1 1 0,64 1

e 2,16 20,0 X 16,0 1 0,80 1

C5 a 2,40 11,1 % 3,8 1 0,34 %

b 2,44 2,44 9,6 % 9,5 1 5,7 % 5,3 I 0,59 I 0,59 non gélif

c 2,49 7,8 1 6,5 t 0,83 X

C6 a 2,66 1,5 X 1,2 X 0,80 i

b 2,66 2,63 1,5 X 2,3 \ 0,9 1 1,5 1 0,60 \ 0,67 non gélif

c 2,59 4,0 X 2,5 1 0,62 » 4.5.2 - Polissage

Les essais de polissage, réalisés par un marbrier profes- sionnel de la région bordelaise ont donné des résultats variables. Cinq

échantillons ont été sciés, puis polis sur châssis indiist.riel : Cl, C3,

CA, Ci et Cft. Les bancs avaient au départ une épaisseur variant entre 7 et 20 cm. Des plaques de 1 à 2 cm d'épaisseur ont été sciées.

Tous les échantillons ont pris le poli à l'exception du C4,

Ceci n'est pas surprenant car c'est le seul qui présentait une porosité légèrement supérieure à 10 % et une densité inférieure à 2,AD.

Les plaques obtenues présentent des nuances variées rappelant celles des roches brutes.

Cl = ocre jaune pâle à petits ramages orangés Ç3 = beige a ocre à petits ravages orangés

C5 = beige à brun clair à. zones plus claires

C6 = beige à gris uni

Ces différences peuvent toutefois exister dans un même site et ne montrent qu'un échantillonnage des aspects existants.

Du point de vue sciage lui-même qui précède obligatoirement la phase de polissage, le type de matériel utilisé, assez gros et adapté aux gros blocs métriques habituellement, ne semble pas convenir pour travailler de tels petits blocs de ces calcaires durs.

En effet, de nombreux morceaux ont éclaté, soit suivant les plans de stratification, soit, ce qui est plus gênant au droit de fis- sures mal visibles dans les blocs ; il s'ensuit une perte importante de matériau et. donc une réduction dans la taille des plaques poJies termi- nées. - 37 -

4.6 - Conclusions sur la qualité des pierres de dallage

Les bancs calcaires du Portlandien supérieur exploités comme dallages ou moellons sont contenues dans deux niveaux épais de 3 à 6 mètres environ, 1 'un vers la base de la formation et. l'autre 70 m au-dessus. Les calcaires encaissants possèdent des caractéristiques de couleur, aspect et dureté semblables, mais des bancs souvent plus épais de 20 à 80 cm environ, le plus souvent.

L'ensemble de ces calcaires affleurent sur les Causses qui constituent tout le Sud du canton de Domine ; mais leur qualité semble meilleure dans les massifs calcaires au Sud du Céou (communes de

Florimont-Gaumier, Bouzic, Daglan) ; ces calcaires sont non gélifs et prennent pour certains un beau poli.

Les couleurs rencontrées, de l'ocre au jaune, sont les plus intéressantes et des dallages polis peuvent être commercialisés sur le marché des pierres marbrières locales à condition de trouver un matériel de sciage In en adapté poux' ne pas éclater les bancs ei. ainsi pouvoir confectionner des modules de carreau qui seront, forcément asse? petits

(limités par la densité des fissures) ; 15 à 20 cm/25 à 30 cm semblent des tailles maximales que l'on puisse obtenir, compte tenu des déchets dont la proportion est actuellement très difficile à estimer, irais semble forte.

Leur utilisation paraît possible comme plaque polie de pare- ment ; les dalles de sols ne peuvent être envisagées qu'après des essais complémentaires indispensables (résistance à la compression perpendicu- lairement aux faces plates, essais de dureté superficielle, essai d'usure au disque, mesures de dilatation thermique, etc..,).

A titre de comparaison, les prix actuels, hors taxes et départ carrière, du mètre carré de dalles marbrières polies sont les suivants : - 38 -

Aquitaine : "" 149 à 212 F suivant les

dimensions

"Bidache" 230 F

" dur" 380 F

"Riguepeu" 200 à 250 F

Autres pierres françaises : 180 à 3 70 F

. Allemagne Solenhofen : 500 à 600 F

C'est cette dernière qui ressemble le plus à la pierre locale ; cependant la qualité (finesse des plaques et planéïté) est supérieure dans la plupart des cas pour les dalles brutes. Leurs résis- 2 tances à la compression sont comprises entre 1 800 et 2 600 kg/cm . - 39 -

5 - CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES

La recherche de matériaux pour la mise en valeur des ressour-

ces du sous-sol dans les cantons de Sari at, Salignac-Eyvigues, Domine et

Carlux a abouti après inventaire à la mise en évidence de beaux indices de matériaux colorants naturels et a permis de préciser les conditions

de gisements et les qualités de dalles calcaires, déjà exploitées dans

le canton de Homme,

Des utilisations possibles sont envisageables pour les deux

types de matériaux mais des études complémentaires spécifiques sont nécessaires pour définir leur exploitation éventuelle.

- Matériaux colorants naturels

Découverts dans les altérites sur substrats calcaires, les

meilleurs indices de tout le secteur étudié sont ceux de St-Poïripoïit

n° 3, Nadailiac n° 8 et de Sarlat - Coste Rouge n° 21, qui ont été

d'abord retenus comme intéressants du point de vue couleur et gramila-

rité pour des utilisations en liants hydrauliques et en pâtes céramiques

; ceux de St-Pompont et de Sarlat correspondent par ailleurs à des

formations dont les extensions semblent assez importantes, les indices

de Chartrier n° 5 et de Domme n° 23 peuvent également présenter de

l'intérêt dans la fabrication de liants hydrauliques.

Des études complémentaires sont nécessaires pour définir les réserves des gisements éventuels et la variabilité des qualités ; une

phase de cartographie détaillée est d'abord à réaliser pour pouvoir

implanter au mieux des séries de petits sondages à, la tarière, qui

permettront de définir la géométrie des formations intéressantes, qui

sont très discontinues. Ces sondages permettront d'échantillonner de

façon plus serrée les matériaux qui sont toujours meubles, pour connaî-

tre toutes leurs caractéristiques physico-chimiques. - 40 -

Des gros prélèvements (100 à 200 kg) sont également nécessaires pour élaborer des slurries à incorporer dans des fabrica- tions industrielles de béton, qui sont le domaine d'utilisation possible le plus porteur de ces produits naturels. Toutefois, compte tenu du plus faible pouvoir colorant, leur prix de revient ne devra pas excéder

2 000 F la tonne si l'on veut que le produit soit concurrentiel avec les colorants synthétiques dont les prix atteignent 9 000 F la tonne.

- Dalles calcaires

Ce sont des niveaux peu épais dans la formation du Portlandien 2 supérieur, affleurant sur plus de 40 km dans le canton de Domme, qui renferment les dalles comparables aux "Pierres du Lot". Elles ne sont pas gélives et prennent généralement un beau poli avec des aspects comparables au Solenhofen ou au Comblanchien.

Les réserves sont constituées par deux niveaux dont les situations précises ne peuvent être connues à cause de la tectonique importante que par une cartographie très détaillée ; celle-ci devra prendre en compte la localisation des zones faillées et fissurées pour sélectionner les meilleures zones favorables et gisements, permettant de fabriquer par sciage et polissage des carreaux et plaques ou dallage à monter en opus.

Des sondages carottés de contrôle et des essais complémen-

taires sont également à envisager pour la définition et 1'exploitabilité

des gisements sélectionnés par la reconnaissance cartographique.