Formation et composition du gypse

Composition du gypse :

Le gypse est une roche blanche, d'aspect mat, finement cristallin, tendre (rayable à l'ongle) et de densité 2,3. Quelques traces jaunes de soufre peuvent apparaître. Il est constitué en majeure partie de sulfate de calcium hydraté (CaSO4, 2(H2O)). En France, le gypse est très pur (souvent 98%) et ne nécessite pas de purification lors de son exploitation.

Remarque : Les couches les plus profondes de gypse peuvent perdre leur eau de cristallisation. On obtient alors une roche composée de sulfate de calcium non hydraté (CaSO4) appelé : Anhydrite.

 

gypse

ex de composition:
CaSO4,2H2O : 91,5 %
MgCO3 : 1 %
CaCO3 : 6 %
Argile et silice : 1,5 %

Cristal de gypse
 
 
Le gypse peut cristalliser sous des formes très diverses. En Ile-de-France, les formes les plus courantes, sont le gypse saccharoïde (à aspect de sucre) et les cristaux en "pied d'alouette" ou "fer de lance" qui se forment dans les couches de marnes séparant les masses de gypses.
gypse
gypse
gypse
Gypse saccharoïde
Gypse " fer de lance"
Gypse " fer de lance"
 

 

Formation du gypse :

Le gypse est une roche sédimentaire évaporitique. Il se forme au niveau des lagunes et parfois des lacs salés des régions semi-arides (ex : Lacs du salar d'Uyuni en Bolivie). Dans les deux cas, de l'eau salée se retrouve piégée temporairement sans alimentation en eau douce. L'eau va alors s'évaporer rapidement. Ceci entraîne le dépôt des sels (Ca++, sulfates) qui étaient dissous dans l'eau . On le classe donc, d'un point de vue chimique, dans les sels.

La formation du gypse d'Ile-de-France est controversée. Les conditions de formation correspondent à celles décrites ci-dessus. Par contre l'origine du sulfate de calcium ne serait pas marine ! Ces sulfates proviendraient d'un ancien gisement gypsifère, situé à l'est de la France, qui se serait déposé au Trias. Il aurait subit une érosion via les eaux de surface qui auraient transporté ces sédiments jusqu'en milieu marin où ils se seraient redéposés.

sels gypse

 

formation gypse

Mécanisme de formation du gypse en milieu marin lagunaire
Laguna verde avec des dépôts de sels divers dont du gypse
 

 

 

Dépôts de gypse en Ile-de-France :

La majorité des gisements de gypse français se trouve en Ile-de-France (70% de la production française). Ils se sont formés il y a 65 millions d'années à l'Eocène et plus précisément au Ludien. La masse de gypse est orientée Est/Ouest et s'étend de Château-Thierry à l'Hautil. La masse cumulée la plus épaisse (33m) se situe à Cormeilles en Parisis.

carriere gypse

Dans le bassin de Paris le gypse s'organise en trois couches appelées masses.

- La "haute masse ou 1ère masse" : c'est la couche la moins profonde et la plus épaisse (jusqu'a 21 m d'épaisseur) d'où son nom.

- La seconde masse ne fait que 12 m d'épaisseur.

- La troisième masse ne fait que quelques mètres d'épaisseur. C'est la plus profonde.

Ces masses de gypse sont séparées par des couches de marnes (ou argiles calcaires) qui contiennent les "pieds d'alouette". Ces marnes sont souvent visibles suite à un effondrement du ciel de carrière. Elles ont protégé le gypse de la dissolution.

En général cette alternance de couches de gypse et de marnes est recouverte par une couche de sable de Fontainebleau.

Légendes :

1 - Sables de Fontainebleau
2 - Marnes
3 - Masse de gypse

Front de taille (100 m) de la carrière Cormeilles en Parisis (photo ANCA)
coupe geologique gypse
Coupe géologique au niveau de la butte témoin de Cormeille-en-Parisis

L'érosion différentielle intense du quaternaire, n'a laissé subsister que des buttes témoins (comme celle de Montmartre), dans lesquelles ont été creusées les carrières de gypse. Ce sont les 1ère et 2ème masses qui furent essentiellement exploitées. Les carriers avaient nommé, de façon très imagée, les différentes strates qui les constituaient. La 3éme masse, peu épaisse et plus profonde, fut rarement exploitée pour des raisons évidentes de rentabilité. Les masses étaient mises en communication grâce à des puits d'exploitation.

masse gypse pilier
Noms des strates donnés par les carriersSchéma montrant l'exploitation des trois masses de gypses reliées par des puits d'extraction (Daniel Munier)