RCLP - EC7 : La Grand-place EarthCache

Earthcache de la Grand-place de Tournai

Sur la Grand-place de Tournai, il suffit juste de faire un tour sur soi-même pour observer les nombreux matériaux géologiques qui ont servi à la construction de l'environnement de cette place.

En pétrographie, la pierre bleue de Belgique se définit comme un calcaire compact d’origine sédimentaire résultant de l’accumulation d’innombrables débris d’encrines ou de crinoïdes. Ils sont cimentés par une gangue microcristalline contenant du carbone très finement divisé qui confère à la pierre sa coloration bleue.

Comme dans la plupart des pierres calcaires, le minéral dominant est la calcite (CaCO3) avec une moyenne d’environ 96 %.

La pierre renferme, outre les débris d’encrines, une faune riche et variée, constituée surtout de brachiopodes (coquilles) et de polypiers qui apparaissent parfois sur les tranches de pierre.

On y rencontre également occasionnellement des constituants minéraux secondaires comme la dolomite, le quartz, la pyrite, la marcassite et la fluorite.

La teneur en carbonate de magnésium (dolomie) peut varier de 1 à 10 %.

La silice se présente sous forme de microcristaux de quartz très dispersés (< 2 %).

Les sulfures de fer (pyrite et marcassite), minéraux jaunes à l’éclat métallique et plus durs que la calcite, sont tantôt disséminés dans la masse (clous), tantôt localisés dans les fractures (fils ou limés roux).

La fluorite, fluorure de calcium, minéral souvent violet, de dureté voisine de celle de la calcite, se situe principalement dans les géodes et les taches et veines blanches.

D’autres particularités lithologiques sont également présentes dans la pierre bleue de Belgique. Citons, entre autres, les joints stylolithiques, de teinte noire, grossièrement parallèles au lit de carrière et apparaissant sous forme de lignes ondulantes.

Les formations rocheuses du système carbonifère fournissent sur le plan économique national le plus de matériaux utiles.  Ce système connaît deux sous-systèmes : le Houiller et le Dinantien.

Le Houiller, représenté par une succession de bancs de grès et de schistes où s’intercalent des couches de charbon, est, comme son nom le rappelle, le réservoir privilégié des gisements de houille.

Le Dinantien, connu aussi sous le nom de “calcaire carbonifère”, est représenté par une prédominance de roches calcaires dont est extrait un volume impressionnant de matériaux à usages industriels divers.

La pierre bleue de Belgique est un faciès particulier appartenant au Dinantien (Tournaisien).

Il existe actuellement en Belgique quatre régions d’exploitation de la pierre bleue :

_ Bassin de Soignies, Ecaussinnes, Neufvilles

_ Bassin du Condroz

_ Bassin du Bocq

_ Bassin de la Molignée.

Dans la région d’Ecaussinnes, Neufvilles, Soignies, les gisements de pierre bleue de Belgique se présentent sous la forme d’ensembles stratifiés continus et inclinés au sud, suivant une pente de 17 à 22 %.

Cette disposition singulière, recoupée toutefois par des failles parfois importantes, en facilite l’exploitation.

Coupe geologique de la carrière

CARACTERISTIQUES DE L’EXTRACTION ET DU SCIAGE

EXTRACTION DES BLOCS

Les carrières sonégiennes exploitent le calcaire crinoïdique compact qui se présente sous forme d’une série monoclinale régulière de direction quasi est-ouest et à faible pendage 10-12° sud. Avant d’atteindre la pierre bleue de Belgique, les couches sus-jacentes sont enlevées :

_ terrains meubles (limons, argiles, sables) à l’aide de pelles hydrauliques avec transport par camions

_ calcaires non ornementaux par forage et abattage à l’explosif et transport.

À ce stade, la pierre bleue de Belgique affleure. L’exploitation profite de la structure des couches, naturellement séparées par des joints non adhérents (arrêt de sédimentation) entre les bancs de calcaire massifs et compacts. Le gisement de 30 m d’épaisseur est divisé en plusieurs fronts d’extraction, formant ainsi un escalier géant.

Structure des bancs dans une carrière

Types de tailles et finitions courantes.

Finition lisse              Taille fine              Taille grossière

    scié                            givré                          gradiné

   meulé                   taille ancienne              sbattu gros

  adouci                      sbattu fin                 bouchardé gros

    poli                        bouchardé                      sclypé

                                                                        flammé

                                                                         sablé

                SCIE                                                                MEULÉ                                                     ADOUCI                                              POLI

GIVRÉ

Le givrage est une finition mécanique des parements typique de notre époque. Il s’effectue au moyen de cinq ciseaux dotés chacun de quatre lamelles et pivotant à la fois sur eux-mêmes et sur la pierre. Le parement est rugueux et présente l’aspect du givre.

TAILLE ANCIENNE MANUELLE (SYNONYMES : HEPPELÉ, RETONDU)

La taille ancienne manuelle était une taille d’affinage (taille heppelée ou retonte) du travail du tailleur de pierres. C’est un ciselé effectué sans nombre de coups bien déterminé ( 20 à 30 coups par dm), les stries étant discontinues, parallèles aux arêtes ou légèrement inclinées.

TAILLE ANCIENNE MÉCANIQUE

La taille ancienne mécanique est une appellation des carriers pour désigner une taille effectuée au ciseau pneumatique; elle ne présente que peu d’analogies avec la taille ancienne manuelle telle que

définie ci-avant et ressemble pratiquement à un sbattu très fin. Sur la pierre bleue de Belgique, la teinte d’ensemble

est gris clair.

SBATTU (SYNONYME : SMILLÉ)

La taille manuelle est effectuée à la pointe sur une surface sciée ou clivée.

Le sbattu manuel, dit “à la pointe”, se distingue du sbattu mécanique par son aspect plus brut, le nombre réduit et l’irrégularité des coups de pointe. Le sbattu fin mécanique, quant à lui, présente beaucoup d’analogies, dans sa réalisation et son aspect, avec la taille ancienne mécanique.

Sur la pierre bleue de Belgique, la teinte de fond est gris sombre et parsemée de coups blanchâtres.

Variantes : sbattu gros, sbattu fin.

BOUCHARDÉ

Le bouchardé manuel s’effectue à l’aide de la boucharde, marteau à une ou deux têtes interchangeables

en acier, composées chacune d’un damier de pointes pyramidales, dites “pointes de diamant”.

La boucharde efface toute trace des tailles précédentes (le sciage, par exemple) et imprime des quadrilatères

de coups qui empiètent les uns sur les autres et sont alignés sommairement, parallèlement aux arêtes ou légèrement en courbe. Les nombreuses traces (petits points de 1 à 3 mm de largeur et de profondeur) sont plus ou moins espacées selon la denture de l’outil. On distingue le bouchardé gros (16 à 36 dents) ou fin (49 à 64 dents).

Sur la pierre bleue de Belgique, la teinte d’ensemble d’une surface bouchardée est gris clair (points

blanchâtres sur un fond sombre).  Variantes : bouchardé gros, bouchardé fin.

GRADINÉ

La gradine est un ciseau d’acier en forme de peigne; la dimension des dents tranchantes et la largeur de la panne sont variables. Il s’agit d’une taille essentiellement mécanique, effectuée à la fraise sur de grandes surfaces sciées

(tranches) mises ensuite à dimension. Le parement présente de nombreux sillons en U sensiblement parallèles (largeur : 3 à 7 mm; profondeur 3 mm) et diversement espacés selon l’outil utilisé.

SCLYPÉ (SYNONYME : LAYÉ)

Le sclypé est une taille exclusivement mécanique effectuée à la laye mécanique (fraise fixe), directement sur de grandes surfaces sciées (tranches), mises ensuite à dimension.

Le parement plan est constitué de fines stries en V parallèles, de 1 à 5 mm de profondeur, entre lesquelles la matière est brute d’éclatement.

Sur la pierre bleue de Belgique, la teinte d’ensemble est gris moyen (les sillons gris-bleu alternant avec la pierre gris sombre).

FLAMMÉ

C’est une finition spécifiquement mécanique obtenue par passage d’un jet de flamme sur une tranche de pierre sciée, avant la mise à dimension des produits finis. Elle ne s’applique que sur de grandes surfaces; les chants et retours vus ne peuvent pas être flammés.

La flamme forme un angle d’environ 45° et parcourt automatiquement toute la surface du parement.

Le choc thermique fait éclater les grains superficiels et donne la texture spécifique de cette finition.

Sur la pierre bleue de Belgique, la teinte d’ensemble est gris clair. Le détail présente une multitude de taches blanchâtres de formes irrégulières, légèrement scintillantes et réparties plus ou moins uniformément sur un fond gris moyen. Un aspect gris bleuté peut être obtenu par brossage de la surface flammée.

SABLÉ (SYNONYME : TAILLE BROCHÉE)

Le sablage sous pression est une manière d’obtenir rapidement une surface rugueuse.

Les  « Défauts » de la Pierre Bleue.

BOUSIN (1)

Un bousin est une zone d’altération de couleur gris-brun, de faible résistance et de capacité de rétention d’eau

plus importante que celle de la pierre saine.

La présence de zones friables ou de matériau altéré au sein du calcaire s’explique par la dissolution et/ou par la dolomitisation.

La dolomitisation est la transformation d’un carbonate de calcium en un carbonate de calcium-magnésium.

GEODES ET MOIES (2)

Les géodes et les moies sont des cavités centimétriques entièrement ou partiellement remplies, provenant souvent du vide laissé par un fossile. Les géodes sont tapissées de cristaux (souvent de calcite) et contiennent parfois de l’eau (fontaines). Les moies ou “fontaines terreuses” sont des cavités principalement remplies de matières argileuses ou sableuses; elles sont particulièrement rares. Si une géode est entièrement refermée et cristallisée de façon homogène, on parle de tache blanche.

VEINES (3)

Les veines sont des structures rectilinéaires, formées par une cicatrisation naturelle, partielle ou complète, de fractures ou fissures par un matériau minéral. Ces veines peuvent être soit parallèles, soit obliques par rapport à la stratification de la roche. Lorsque ces veines sont très fines (< 1 mm), elles sont fréquemment dénommées “fils”. Ces fractures aléatoires (fissures) sont liées à l’histoire géologique du gisement.

On distingue :

_ veines blanches

Les veines blanches sont des fissures ou des fractures soudées par une matière blanche : la calcite.

_ veines rouilles

Beaucoup plus rares que les précédentes, les veines ou fils rouilles sont des fissures mal soudées, tapissées de cristaux de pyrite ou marcassite partiellement transformée en limonite (jaune ocre à brun-noir).

_ veines noires

Dans ce cas, les fissures ou fractures sont colmatées par une importante quantité de matières argileuses et charbonneuses qui réduisent de ce fait la cohésion de la pierre. On ne retrouve jamais de veines noires dans les produits finis car la fragilité de celles-ci provoque systématiquement la cassure des éléments lors du débitage ou du façonnage.

STYLOLITHES (4-5)

Ce sont des joints irréguliers dans le banc, globalement parallèles à la stratification, sous l’apparence d’une ligne charbonneuse, et faisant corps avec la masse. Ces joints, qui apparaissent généralement comme des lignes zigzaguant plus ou moins fortement, sont surtout visibles sur les faces débitées perpendiculairement à la stratification (débitées à contre-passe) et sont constitués principalement d’argiles à fraction carbonatée et de matières organiques. Ces joints sont issus d’une dissolution sous pression du banc.

Suivant la découpe réalisée, perpendiculairement (à contre-passe) ou parallèlement (à passe) au sens de la stratification, l’apparence et l’appellation des stylolithes sont différentes.

_ débités à contre-passe (perpendiculairement à la stratification) : TERRASSES (4). Parfois faussement dénommées “veines noires”, elles apparaissent sous forme de lignes zigzagantes, globalement parallèles à la stratification

_ débités à passe (parallèlement à la stratification) : NOIRURES (5). Appelées aussi “noeuds de noirure” ou “plages de stratification”, elles apparaissent sur les faces sciées à passe à travers un joint stylolithique.

Ces deux appellations s’appliquent à n’importe quelle face lorsque les stylolithes ne sont pas parallèles à la stratification.

TACHES BLANCHES (6)

Comme la calcite est le minéral dominant dans la pierre calcaire, il n’est pas étonnant de la retrouver à l’état pur au sein de celle-ci sous forme de géodes ou de nodules compacts. Parmi les taches blanches, certaines présentent des variations de tonalité violettes. Il s’agit d’un autre minéral, la fluorite, de teinte violette qui se mélange à la calcite au sein d’une géode.

Les Questions :

La lecture attentive du descriptif de la cache, ainsi qu'une observation des éléments de terrain et un peu de déduction sont normalement suffisants pour répondre aux questions de cette EarthCache.

Questions pour valider : "La Grand-place de Tournai’’
 

Point 1 : N 50° 36.388   E 003° 23.184

- Question 1 : Que voyez-vous sous la zone masquée ? Quelle est sa taille ?

A l’aide du descriptif, donnez ses caractéristiques. Peut-on en déduire la manière dont a été débitée la pierre ?

- Question 2 : Face à la statue, recherchez où se trouve ce fossile ?

- Question 3 : En vous référant au descriptif, donnez le nom de la taille de la pierre bleue autour de ce fossile.

Vous pouvez vous loguer sans attendre ma confirmation, mais vous devez nous envoyer les réponses par mail en même temps via mon profil (Juzé).

S'il y a des problèmes avec vos réponses nous vous en ferons part. Les logs enregistrés sans réponses seront supprimés.

Une photo de vous (dans la même position que la statue, avec votre GPS) devant la statue serait la bienvenue, mais n’est pas obligatoire.

Rappel concernant les « Earthcaches »: Il n'y a pas de conteneur à rechercher ni de logbook à renseigner. Il suffit de se rendre sur les lieux, de répondre aux questions ci-dessus et de nous renvoyer les réponses.

Sources bibliographiques :

http://www.La pierre bleue belge et ses fossiles du Tournaisien (Carbonifère inférieur) — Planet-Terreplanet-terre.ens-lyon.fr

http://www.Caractéristiques de la Pierre Bleue | Pierre Bleue dewalloniewww.pierrebleuedewallonie.be

http://connaitrelawallonie.wallonie.be/fr/lieux-de-memoire/de-lalaing-christine-princesse-depinoy

NOTE D’INFORMATION TECHNIQUE 220 (Juin 2001) LA PIERRE BLEUE DE BELGIQUE DITE PETIT GRANIT D'ÂGE GÉOLOGIQUE TOURNAISIEN du CENTRE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE DE LA CONSTRUCTION

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The Grand-Place of Tournai

On the Grand-Place of Tournai, you just have to take a look at yourself to see the many geological materials that were used to build the environment of this square.

In petrography, the blue stone of Belgium defines itself as a compact limestone of sedimentary origin resulting from the accumulation of uncountable fragments of encrines or of crinoïdes. They are cemented by a microcrystalline gangue containing some carbon very finely divided which confers on the stone its blue tint.
As in most of the limestones, the dominant mineral is the calcite (CaCO3) with an average about 96 %.
The stone contains, besides the fragments of encrines, a rich and varied fauna, established especially of brachiopodes (shells) and of polyparies which sometimes appear on stony slices.
We meet there also occasionally mineral constituents secondary as dolomite, quartz, pyrite, marcassite and fluorite.
The content of magnesium carbonate (dolomite) can vary from 1 to 10 %.
Silica is in the form of highly dispersed quartz microcrystals ( 2%).
Iron sulphides (pyrite and marcasite), yellow minerals with metallic shine and harder than calcite, are sometimes disseminated in the mass (nails), sometimes localized in fractures (wires or red silts).
Fluorite, calcium fluoride, often purple mineral, of hardness close to that of calcite, is mainly found in geodes and white spots and veins.
Other lithological features are also present in the blue stone of Belgium. These include stylolithic, black-coloured joints, which are roughly parallel to the quarry bed and appear as rolling lines.

The rock formations of the carboniferous system provide the most useful materials on the national economic level. This system has two subsystems: coal and Dinantian.

Coalbed coal, represented by a succession of sandstone and shale benches where coal layers are interspersed, is, as its name reminds, the preferred reservoir of coal deposits.
Dinantian, also known as carboniferous limestone, is represented by a predominance of limestone rocks, extracting an impressive volume of materials for various industrial uses.
The blue stone of Belgium is a particular facies belonging to the Dinantian (Tournaisien).

There are currently four regions in Belgium where blue stone is exploited:

_ Bassin de Soignies, Ecaussinnes, Neufvilles

_ Condroz Basin

_ Bocq Basin

_ Pool of the Moligna.

In the region of Ecaussinnes, Neufvilles, Soignies, the blue stone deposits of Belgium are in the form of continuous laminated structures inclined to the south, on a slope of 17 to 22 %.

This unique arrangement, however, interspersed with sometimes significant flaws, facilitates its exploitation.

Geological section of the quarry

CHARACTERISTICS OF EXTRACTION AND SAWING

EXTRACTION OF BLOCKS
The Sonegian quarries exploit the compact crinoid limestone, which is in the form of a regular monoclinal series of almost east-west direction and with a low deflection 10-12 south.

_ furnished land (silts, clays, sand) using hydraulic shovels with truck transport

_ non-ornamental limestone by drilling and explosive slaughter and transport

At this stage, the blue stone of Belgium outcrops. The exploitation benefits from the structure of the layers, naturally separated by non-adhering joints (stop sedimentation) between the massive and compact limestone benches.The 30 m thick deposit is divided into several extraction fronts, forming a giant staircase.

 Structure of benches in a quarry

Common types of sizes and finishes.

Finition lisse                 Taille fine                  Taille grossière

scié                                 givré                          gradiné

meulé                             taille ancienne           sbattu gros

adouci                            sbattu fin                    bouchardé gros

poli                                bouchardé                   sclypé

                                                                         flammé

                                                                         sablé

sawed                                                     grinded                                                sweet                                       polished        

FROSTED

Icing is a mechanical finish of siding typical of our time. It is carried out by means of five scissors each with four slats and rotating both on their own and on the stone. The siding is rough and has the appearance of frost.

MANUAL OLD SIZE (SYNONYMS: HEPPELÉ, RETONDU)
The old manual size was a ripening size (heppelated or retwisted) of the work of the stone cutter.  It is a chisel made without any number of blows (20 to 30 blows per dm), the streaks being discontinuous, parallel to the edges or slightly inclined.

ANCIENT MECHANICAL SIZE
Ancient Mechanical Size is a Carrier Designation for a Pneumatic Chisel Size; it has few analogies with the old manual size such as defined above and almost like a very fine sbat. On the blue stone of Belgium, the overall shade is light grey.

SBATTU (SYNONYM: SMILLÉ)

Manual cutting is done at the tip on a sawn or cleaved surface.
The manual struggle, known as “at the tip”, distinguishes itself from the mechanical struggle by its crude appearance, the reduced number and irregularity of peak blows. The mechanical end striker, for its part, presents many analogies, in its realization and appearance, with the old mechanical size.
On the blue stone of Belgium, the background is dark grey and dotted with whitish blows. Variations: strung big, strung fine

BOUCHARDÉ

The manual bitterness is made with the bitterness, hammer with one or two interchangeable heads made of steel, each comprising a checkerboard of pyramid tips, known as diamond tips. The bitch erases all traces of previous sizes (sawing, for example) and prints quadrilaterals blows that encroach on each other and are summarily aligned, parallel to the edges or slightly curved. The numerous tracks (small points 1 to 3 mm in width and depth) are more or less spaced according to the tool’s teeth. The bitterness is large (16 to 36 teeth) or fine (49 to 64 teeth). On the blue stone of Belgium, the overall shade of a curly surface is light grey (dots whitish on a dark background). 

Variants: buchardé gros, bouchardé fin.

GRADINÉ

Gradine is a comb-shaped steel chisel; the size of the sharp teeth and the width of the failure are variable. This is a predominantly mechanical size, carried out by strawberry on large sawn surfaces(slices) then dimensioned. The siding has many U-furrows that are substantially parallel (width: 3 to 7 mm; depth 3 mm) and varying spacing depending on the tool used.

SCLYPÉ (SYNONYM: LAYÉ)

The sclypé is an exclusively mechanical size made at the Mechanical Layer (fixed cutter), directly on large sawn surfaces (slices), then dimensioned. The flat siding shall consist of fine parallel V streaks, 1 to 5 mm deep, between which the material is unburst. On the blue stone of Belgium, the overall shade is medium grey (grey-blue furrows alternating with dark grey stone).

FLAMED

It is a specifically mechanical finish obtained by passing a flame jet on a slice of sawn stone, before the dimensionalization of finished products. It applies only to large areas; songs and returns seen cannot be flamed. The flame forms an angle of about 45° and automatically travels the entire surface of the siding.

On the blue stone of Belgium, the overall shade is light grey. The detail shows a multitude of whitish spots of irregular shapes, slightly sparkling and distributed more or less evenly on a medium grey background. A bluish grey appearance can be obtained by brushing the flamed surface.

SHORTBREAD (SYNONYM: SOFTCOVER)

Pressure sanding is a way to get a rough surface quickly.
 

The “Defects” of Blue Stone.

BOUSIN (1)

A coat is an area of grey-brown colour alteration, low resistance and water retention capacity more important than healthy stone.
The presence of brittle areas or altered material within the limestone is due to dissolution and/or dolomitisation.
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Geodes AND LUMPS (2)

Geodes and lumps are fully or partially filled centimetre cavities, often from the void left by a fossil. The geodes are lined with crystals (often calcite) and sometimes contain water (fountains). Earthy moose or fountains are cavities primarily filled with clay or sandy matter; If a geode is completely closed and crystallized homogeneously, we speak of white spot.

VEINS (3)
Veins are rectilinear structures, formed by natural, partial or complete healing, fractures or cracks by a mineral material. These veins can be either parallel or oblique to the stratification of the rock. When these veins are very thin (1 mm), they are often referred to as 'wires'.
These random fractures (cracks) are related to the geological history of the deposit. We can distinguish between:

_ white veins

White veins are cracks or fractures welded by white matter: calcite.

_ rust veins

Much rarer than the previous ones, rusty veins or threads are poorly welded cracks, lined with pyrite crystals or marcasite partially transformed into limonite (yellow ochre to brown-black).

_ black veins

In this case, cracks or fractures are plugged by a large quantity of clay and carbonaceous materials which thereby reduce the cohesion of the stone. Black veins are never found in finished products because the fragility of the finished products systematically causes the elements to break during cutting or of the shaping.