La pierre sous toutes ses facettes : la pétrographie

Description

La pétrographie est la description des roches. Il y a plusieurs caractéristiques que l’on peut observer à l'œil nu : couleur, stratification, fossiles, compacité, etc. Mais les géologues utilisent d’autres outils pour réaliser une description plus détaillée, et au final en faire une détermination précise. La technique la plus courante est le microscope optique. Le microscope permet de grossir jusqu’à 500 fois l'objet observé, qui est étudié avec une lumière polarisée. Cela permet de révéler divers détails tels que les relations entre les grains, la façon dont la pierre est liée, les microfossiles et même la minéralogie exacte.

Rendre la pierre transparente

Pour étudier la texture et la minéralogie, on utilise une lame mince. La pierre est enrobée dans une résine, puis amincie mécaniquement et manuellement jusqu’à former une lame de seulement 0,03 mm d'épaisseur. Pour ce faire, la pierre est collée sur une lamelle qui servira de support pour la suite de l’analyse de cette coupe fine. La pierre est maintenant tellement fine que la plupart des minéraux sont transparents. Un petit échantillon suffit pour réaliser cette préparation ; il s'agit généralement d'une surface d'environ 3 x 4 cm². Mais le processus se fait en plusieurs étapes, de sorte que le temps de préparation dépasse souvent quatre semaines, avant même d’entamer l’étude de la pierre. Une analyse pétrographique demande donc pas mal de temps.

La lame fine est observée au microscope à la lumière transmise. Ce qui permet de réaliser un descriptif ultra complet des éléments constitutifs. Comme la lumière traverse le minéral, on peut également en observer les propriétés minéralogiques profondes, telles que la couleur, la forme, le clivage ou les macles. Les minéraux sont d’ailleurs caractérisés par un effet optique que les chercheurs appellent double réfraction et qui se manifeste par un changement de couleur. Sous les polariseurs croisés, les pétrographes peuvent étudier cette double réfraction et l'utiliser pour déterminer la composition minéralogique d'une roche. Une description est donc généralement étayée par des images en lumière unipolaire pour la texture et la couleur et en lumière polarisée croisée pour la minéralogie. La roche est alors déterminée avec précision, sur base de la composition et de la texture. On peut également étudier des phénomènes de dégradation.

Classification et détermination de l'origine

La classification au sein des groupes de roches est traditionnellement réalisée à l'aide d’un microscope optique. C’est l'une des premières étapes de la préparation d'une fiche technique. En effet, l’identification du type de roche donne l'une des premières indications sur les propriétés et les éventuelles applications. Les marbres peuvent présenter des différences d'aspect, mais tous les marbres sont sensibles aux produits de nettoyage acides. Cela offre également une indication pour contrôler la pierre naturelle. Cette méthode peut effectivement être utilisée pour identifier et déterminer leur origine, à condition que ces informations figurent dans une base de données de référence disponible. C'est une autre raison pour laquelle la recherche pétrographique est utilisée pour la préparation d'une fiche technique. La méthodologie des descriptions pétrographiques au microscope optique est définie par la norme EN 12407 (2019) Méthodes d'essai de pierres naturelles - Examen pétrographique. Cette norme décrit la procédure de manière plus détaillée et fournit également des lignes directrices pour une description conforme avec une terminologie et des définitions appropriées.