Terre . ap ortée de mam edp sciences Îerre . à portée de main Patrick De Wever & Francis Duranthon Vl (j} u c ·(oj} (/) a.. 0 w 1.1') ,.-! 0 N @ Dans la même collection : La valse des continents, P. De Wever et F. Duranthon, 2015, ISBN : 978-2-7598-1182-3. L'eau de la vie, P. De Wever, 2015, ISBN: 978-2-7598-1189-2. COLLECTION « LA TERRE À PORTÉE DE MAIN » DIRIGÉE PAR PATRICK DE WEVER Cette collection, dont les textes sont ponctués d'anecdotes, de petites questions et richement illustrés, est destinée à un très large public. Elle a pour vocation de présenter et de donner des notions très abordables en géologie sur les phéno mènes et constituants de notre planète. Vl (i) u c ·(oi) Ul Cl... 0 w li) ...-! 0 N @ Imprimé en France ....., L: ISBN: 978-2-7598-1183-0 O'l ·;:: > Tous droits de traduction, d'adaptation et de reproduction par tous procédés, Cl. u0 réservés pour tous pays. La loi du 11 mars 1957 n'autorisant, aux termes des ali néas 2 et 3 de l'article 41, d'une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l'usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective », et d'autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d'exemple et d'illus tration, « toute représentation intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l'auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1er de l'article 40). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constitue rait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 42 5 et suivants du code pénal. © EDP Sciences 2015 Remerciements Les auteurs tiennent à . ~td ~:i:::c~er a;d.és à !'élaboration toutes celles et tous ceux qui les C~a~a:~e :~:c-".alleron, ~a Ca~:~~,1i'.a~~:~~ois trick füudin, Marie- n' Cla. ngere Clave-Papion Mi h 1 C arpentier, Dominique ire ramas, Marie-Claire F , c e olombe, Annie C , ~~u;~ylloAlne~, Pl:z~:~bJa:~~-ByrigittRe La::e:ece~ -!;,an-Claude Gonzalez, . ' am irentse: ~r· ' ves eynaud DJe a~-IMan.e s1dent du musée du et en particulier Jean-Claude' N e pour toutes 1 h ame pré ou_s avons bénéficié de 1 es p otos de sables. , - Domm1que Carpentier a relecture de François Baudin d Les dessins sont l'œuv , et e e cace que compétent. re d Alexandre Lethiers aussi ffi Vl Q) u c ·Qo) Ul a... 0 w lt\ ,..-! 0 N @ ....... ..c O'l ·;:: >- 0. 0 u sommaire 4 Le Quartz et l'Homme ..................................... 53 La montre à quartz. .................................................... . 53 Production de feu ....................................................... . 53 Le quartz dans les légendes traditionnelles ................... . 54 Quartz modifié - mysticisme ........................................ . 56 Croyance sur l'absorption des ondes néfastes 56 « » ........... . Le quartz et les technologies de pointe ......................... . 57 5 Le sable réservoir ............................................ . 59 La porosité ................................................................ . 59 Sables bitumineux ...................................................... . 60 Sables aquifères ......................................................... . 61 6 La physique du sable ...................................... .. 64 Pente d'équilibre ...................................................... . 64 Sable contre éponge .................................................. . 65 Un « grain » de place ! .............................................. .. 67 Effet de voûte ............................................................ 67 Sable dur comme du béton ........................................ .. 68 La ségrégation des grains ............... ............................. . 69 La liquéfaction des sols sableux .................................. .. 71 Sable mouvant .......................................................... . 74 1 La vie dans le sable ........................................ .. 76 Vl Q) uc Dans le sable de nos plages ......................................... . 76 ·Qo) Ul Dans le sable des déserts ..... ....................................... . 78 a... 0w Marcher sur le sable ................................................... . 80 lt\ T"-1 Nager dans le sable .................................................... . 81 0 N @ Le sable, dangereux pour la santé? ............................. . 81 ....... ..c ·~ 8 Le sable demain ................................................ . 83 .. -~ 8 Va-t-on manquer de sable? ......................................... . 83 ... ..1, _.,_.,~.JllJJ1Tl//it/f//: 'il' CH ARfEigS~0RAfif(;sRAP H 1Q UE 1N TER NAT l 0 NA LE IUGS www.stratigraphy.org International Commission on Stratigraphy ! ! 1 a. a. a. Sér•e Étage "~' (/M;Q;oe) wfi we ---Sé·ne- - Étage <~:> (~Ml) ..f.i. w! ~ S.... - ~. ~ t~tAal Éon Ere $ys1àma ~a.~~ !~Ma) caQQ..c__;;:);) PHléolSloIOcCènénee CSMuaploaoybre.rooneu nr ~ 000.,.71.0~81'.161,, 7 .......1q StJl)COCU K1OTm1xm1'ohèrordnîdoiegennî e n 1115572•.s.31o it.:100 109 ~ Famennîen ~ 3W72t J2O t.lc.6 Ij p rot6Nroilorc·î oue CEr·dyT-o0.o-a9ncoi.on;rn:lof 'nn ~,,1 -•)68053105 0:: > l Pliocéno PZGlaa~îlnsacalsoé1ceeîenn n <<~~\\ 5231-.683500838063 .\loycn BC8Aoaa'1t i1lohléoc2C0ll >> Moyen FGEri1avlséen:t11leeonnn ~~ 338872?7 .t0186 1 Môto Stêmen (J 1000 cCl>: Mtt~-..··nt~'" ~ 7,246 To:ucren O · ~ 393.3 tl.2 z--<> > M10,._ne SeLT.r1ornartgvoahnlflioo'nPn n ~~ 1113..6822 ·-~ 1 ·:~:,~-· ; 11$920781101 70 lnlërieur PErma9su•fi'enn "~' •41070 66 tt22 68 1 .-; ~ 1800 ëc~r Burd19:•ht-f' 2105. 9..7. ,[ r. ":. rrr::! . '1°91933.i.:0023 Lothko•IE·" ~ •1112.t32 1IW .-.....--.. .. .-.....-. -_ -.... ._a&Ao. ril 2060 N0c : Aqu,1.1n11."> ~ 2303 Rh6t1en •1 -20'5 Pridoli Ludlord ett ~ .&23 0 .t2 3 IJ.. .. %:: <·C.l>> Oligocène RC1h1paéllh1eenn ~ 3238.19 ·~~"TI Nouen -221 .·ccCal:> WLuednlloowck ShHGeo1onmrsv(1.lo1coeiedn1n sn ~~ •04422305735 &44. ii.tt::0000.7589 - Sder•e" ·cO((11 ))> PB11nartboonno1oenn 1 3418.03 C::l>> Carn1en l~ -2Ml5> û) L Dn•I011ery TAcé4210 1 •53 0 .tO 7 1 r.J 3600 Pnrooccne SéDlJanndieone r "~'\\\ 851116~ .pCr..l.) 'l~'Cu:ahp1ialpoinngit1re , ~-\ 225695 19 ..ttOO .4. .&58.4 .t0.9 1 Jj .000 -M-a=a:s~t_r,_o..c._h tlen ~ 6726.01 .tO2 'R\Na1o1r1dJ 1ee·t ~~ 2267828hi:0055 448770.30iill 41 il;HAARARAAAAAAAAAA ~4600 Companoen Kungurien •77 7 U 4 o.• ! 836t0:1 2793106 0la °-'.t.ft,t.>._O n ll"nllt W'l'tneiu'I oe ~" """"''°':. . t.)t1Nlllie ., "" '*"" ü:o;) Si:11ôrl1~u1 1r C$CcT~noAAunonrplulmbitO1ai ne1aecltnneniPt •nocOn ~~1 -- 111889012369035.9380S0 .. tt0053 Q~e',ccc~.:,t.;. 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G•V·GfN.A :M.'l\o1-S.· ..1dM'.S.•l-o t"0U'4 l,P tl.'*Gtt o,~.f d.Ç-11d_'No )e 1.1° ~S "cH$1• .l." 1u C'rr.5"& t'1 O! ,P l.t-A-1K.in!-'c,t ddwlt'.'t"'cuso"nlfùe"f9rlio,4u°'tW.ide~ °aS.t ." n <.>~t~-"d'. .l o•. l.'~-~'u.', "l.O .."PI~~Y.\n..fo·\. ,.N- .G. tC ..·..,• S.fA...,SS."r. ..c.f,Sœ.oS-"C .t.,,P•G -uI..P1~t'9'tl Introduction : le voyage d'un grain de sable Parler du sable évoque immédiatement des images : une plage en été avec les baigneurs, ou une plage immense bordée de cocotiers, les dunes dans le désert, des pâtés de sable dans un jardin public, sans oublier le sablier qui marque le temps qui passe (Fig. J) ... Le sable est aussi riche d'émotion que de dictons. Il est familier et pourtant généralement bien mal connu. En fait, un seul nom regroupe des compositions, des propriétés physiques et chimiques multiples. Le sable est un mélange de roches, peu favorable à la vie apparemment, et pourtant un milieu riche de vie. Il est tellement varié que les géologues ont utilisé ces sédiments pour trouver une composition moyenne de la croûte ter restre. Et pourtant une même baie peut receler des sables très différents, comme celle du Mont-Saint-Michel. Après l'air et l'eau, le sable est la troisième ressource la plus exploitée sur Terre, ce qui en souligne l'im portance et justifie la question de la dernière partie. Mais «< être sable » ne représente qu'un état transitoire, plus ou moins long, dans l'histoire de la vie d'une roche ... Résun1ons l'histoire d'un grain de sable ... Vl (i) u Fig 1 • Sabliers. c ·(oi) Ul Cl... 0 w li) ...-! 0 N @ ....., L: ·;O::' l a. Sablier classique d'une heure. L'écou > Cl. lement du sable à travers les deux bulbes 0 u Voyage d'un grain de sable fissure d'un rocher où ils peuvent attendre des décennies avant d'être à nouveau libérés, ils entreprennent lentement la descente, sous l'effet de la gravité. C'est le début du voyage, un très long périple qui va peut-être durer des décennies, des siècles, voire des milliers ou des millions d'années et durant lequel des milliers de kilomètres pourront être parcourus. De longues périodes d'attente suivies d'accélérations et déplacement intenses, ce voyage est une épreuve et une école de patience. Et comme tout départ, celui-ci n'est pas forcément facile ... Nos grains cherchent leur voie. Cha cun aura la sienne. Ralentis tout au long de leur descente par de gros blocs de rochers, qui les contraignent au contournement, freinés par moment par une rare végétation, coincés sous une pierre au milieu du périple, ils peuvent aussi profiter d'un orage pour s'embarquer comme passager clan destin des ruissellements, rebondissant sur la pente, roulant sur le fond au gré des écoulements pour atteindre enfin un ruisseau. C'est là que débute véritablement l'aventure. Pour ce premier voyage, l'épreuve est difficile. Projetés contre des rochers, malmenés par les rapides du ruisseau devenu torrent de montagne, retournés, roulés sans trêve ni repos, voici que l'un d'entre eux trouve enfin un instant de quié tude entre les racines d'un arbre avec quelques-uns de ses congénères ... Mais la pause est de courte durée. Voici notre grain de sable repris par la montée furieuse des eaux qui arrive avec la fonte des neiges. Arraché à son havre de paix, il repart, entouré de centaines, de milliers de ses frères. Poussé, bousculé, il se fracasse contre les rochers, se casse, perd de la matière. Ce combat titanesque au milieu des flots impétueux laisse des traces qui se marquent par des arêtes vives, tranchantes. Mais la fin du vi (i) premier voyage arrive. Voici la rivière, aux eaux plus calmes. ~ a (i) Ce second voyage est plus paisible, même s'il a encore de nombreux lS obstacles à franchir. Il pause un moment au fond d'un lac de barrage avant w qu'une opération de vidange ne lui rende sa liberté. Le morceau de pierre ~ ~ brute qu'il était autrefois se transforme lentement. Il est doucement roulé ~ sur le fond, ses arêtes s'émoussent, son profil s'arrondit (Fig. 2). Il séjourne '<[ .... quelques dizaines d'années au creux d'un méandre avant de repartir. D'un t .. méandre à l'autre, il se déplace, descend vers l'aval. S'il a perdu assez de <:: ... -..., . matière, s'il est devenu suffisamment fin, voilà même qu'il entre en suspen- ~ · sio~ qu'jl flotte en quelque ~orte entre deux eaux, parcourant les kilomètres. ~DevennJisse et bri~ant, il ~hé~it~ pas à·s'ar.E_êter au cre:ix des racines d'~ ~::: _ ~" àr?re, en COfi!p~gp1e de que!ques-uns_-de ses CC!!flp_:gnons d? voyag:pat:foif '·· ·.:, •~ ~~ es au SOl'fllV t 'autres vallees, ~e.ueS--la Rar...d' autt:es chèJJ~~.J!:S· te~. P~ il~~~ , ,... , . .c.~· -w r.. a~-...:;._~~ repart!-s a nouveau, re att. amve en1111 ai ·em oucn . e et eco ar~te e~ est à, av.ec des centaines de liions èl'au es gram -tle.sal51e. - lntoduction Fig 2 • Modification de forme. Les grains anguleux au début de leur voyage (dans les rivières) deviennent progres sivement arrondis (sable de plage). Les vagues du rivage les empoignent, les brassent les uns contre les autres, les malaxent doucement leur faisant bien vite perdre leur éclat. Les plus fins d'entre eux sont poussés loin vers l'extrémité de la vague. Les autres sont triés, ordonnés, baladés, étalés par les courants marins qui les déposent sur le fond de l'océan. Des milliers d'années s'écoulent. Ils sont comprimés les uns contre les autres, entourant parfois des restes d'animaux. IJeau qui circule encore entre eux dépose quelques-uns de ses minéraux en solution, solidifiant l'ensemble, formant une nouvelle roche que les géologues nomment un grès. Notre grain est à l'étroit, empri sonné entre ses congénères dans un bloc de grès. Il ne peut plus bouger. Est-ce la fin du voyage? Pour certains oui. Pour lui non. Quelques mil lions d'années plus tard, la mer se retire, mettant cette nouvelle roche à nu. Voici que les hommes arrivent pour l'exploiter. Il va être transporté jusqu'au chantier. Taillée, débitée en énormes blocs, cette roche va leur servir à construire des monuments pour honorer leurs dirigeants défunts. Voici le bloc intégré à une pyramide (Fig. 3) quelque part en Égypte. Vl (i) u c ·(oi) Ul Cl.. 0 w li) ...-! 0 N @ ....., L: O'l ·;:: > Cl. 0 u

Voyage d'un grain de sable

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