Étude des propriétés hydriques et des mécanismes d ... - sacre

Chapitre 1 : les formes d’altérations rencontrées
D’après Bénard (1958), la perte de masse autour de 150°C résulte de la déshydratation du gypse
CaSO4,2H2O (perte de 1,5 H2O vers 120°C et déshydratation totale vers 160°C) et la perte de masse
autour des 800°C résulte de la décomposition de la calcite CaCO3 (perte de CO2). On peut donc en
déduire les proportions massiques de gypse et de calcite présente dans ce matériau. Les mesures,
illustrées à la figure I.55, sont similaires à celles déterminées par l’analyse chimique élémentaire par
ICP, ce qui confirme la pertinence des résultats obtenus. La croûte noire est composée à 50 % de
gypse, et cette teneur diminue progressivement sur les vingt premiers millimètres. Et de manière
complémentaire, la proportion de calcite augmente fortement pour atteindre 60 %, ce qui correspond à
la teneur en CaCO3 propre au matériau.
Proportion massique (%)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
ATG sur poudre
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Profondeur moyenne (mm)
Figure I.55 : variabilité des phases majeures d’après l’analyse thermo-gravimétrique
2.5.3.c. Cartographie élémentaire et analyse d’images
Les analyses chimiques locales peuvent être obtenues en microscopie électronique à balayage
(MEB). L’interaction des électrons avec la matière génère des rayons X permettant d’identifier la
nature des éléments ayant interagit avec le faisceau d’électrons. L’intensité des rayons X émis est liée
à la teneur du matériau en un élément donné. Pour que l’analyse soit parfaitement quantitative, il faut
que l’objet analysé soit parfaitement plan comme l’est une section polie. La microanalyse par
dispersion d’énergie des rayons X (EDX) permet de cartographier la répartition des éléments
constitutifs du matériau comme le silicium, le calcium, l’aluminium, le fer et le soufre (figure I.56). Le
soufre est l’élément dont la répartition est la moins homogène. On observe une concentration élevée
du soufre sur une épaisseur d’un peu plus de 500 µm, confirmant la zone occupée par la croûte noire.
Dans cette zone, les signaux du silicium et du calcium paraissent moins présents que dans le reste de
l’échantillon. En fait, les grains constituant cette zone de croûte noire sont plus petits que dans le cœur
car ils proviennent essentiellement d’une recristallisation d’éléments provenant de l’extérieur et de la
pierre elle-même. Ensuite, le signal du soufre diminue régulièrement sur plus d’un millimètre pour ne
gypse
calcite
Kévin Beck (2006) 53