Le tuffeau est une roche calcaire sédimentaire blanchâtre, tendre et poreuse, abondante dans le val de Loire. Le nom "tuffeau" vient du latin tofus signifiant pierre spongieuse. L’étymologie indique clairement la caractéristique principale de ce matériau : sa forte perméabilité liée à sa forte porosité.
Tuffeau is a soft, porous, whitish sedimentary limestone abundant in the Loire Valley. The name “tuffeau” comes from the Latin tofus, meaning spongy stone. This etymology clearly indicates the main characteristic of this material: its high permeability linked to its high porosity.
Le tuffeau est un calcaire siliceux, blanchâtre et détritique, c’est à dire formée à partir d’éléments provenant de l’érosion de roches antérieures par sédimentation marine il y a 90 millions d’années (époque géologique du Turonien), au fond d'une mer tropicale peu profonde qui recouvrait alors les régions de l'Anjou, du Berry et de la Sologne suite à une montée progressive des eaux. Durant les 30 millions d'années suivantes, des sédiments se déposent au fond de cette mer. Cette boue calcaire va progressivement et lentement se transformer en roche sédimentaire sous l'effet de la pression.
Tuffeau is a detrital, whitish, siliceous limestone, formed from elements eroded from earlier rocks by marine sedimentation 90 million years ago (Turonian geological epoch), at the bottom of a shallow tropical sea that then covered the Anjou, Berry and Sologne regions following a gradual rise in water levels. Over the next 30 million years, sediments were deposited at the bottom of this sea. Under the effect of pressure, this limestone mud was gradually and slowly transformed into sedimentary rock.
Les régions d’extraction de cette roche sont essentiellement la Touraine et le Saumurois. Deux faciès principaux de tuffeaux ont été identifiés : le tuffeau blanc du Turonien Moyen et le tuffeau jaune du Turonien Supérieur, avec de nombreuses nuances. La commune de Saint-Paterne-Racan avait dès le Moyen-Âge des carrières d'extraction de tuffeau, dont la variété est justement appelée "Pierre de Saint-Paterne". Il s'agit d'un tuffeau jaune de calcaire gréseux beige, de grain moyen, et d'une dureté assez élevée.
The regions where this rock is extracted are essentially Touraine and Saumur. Two main tuffeau facies have been identified: the white tuffeau of the Middle Turonian and the yellow tuffeau of the Upper Turonian, with numerous nuances. Since the Middle Ages, the commune of Saint-Paterne-Racan has been quarrying tuffeau, the variety of which is aptly named “Pierre de Saint-Paterne”. This is a yellow tuffeau of beige sandstone limestone, medium-grained and fairly hard.
Cette roche tendre de Touraine de par sa légéreté et de sa facilité de mise en œuvre a été largement utilisée pour la construction de nombreux monuments de la vallée de la Loire : les châteaux de Chambord, Saumur, Chenonceau, Blois, … et les cathédrales de Tours, Angers, Nantes, tout comme l'église de Saint-Paterne-Racan (construite au XVe siècle sur les vestiges d'un oratoire du XIe siècle) sur laquelle je vous invite à venir découvrir quelques phénomènes d'altération de ces tuffeaux.
Thanks to its lightness and ease of processing, this soft rock from Touraine was widely used in the construction of numerous monuments in the Loire Valley: the castles of Chambord, Saumur, Chenonceau, Blois, etc. and the cathedrals of Tours, Angers and Nantes, as well as the church of Saint-Paterne-Racan (built in the 15th century on the remains of an 11th-century oratory), where I invite you to come and discover some of the alteration phenomena of these tuffeau.
Les différents types d'altérations / The different types of alteration
Lorsqu'une roche est extraite pour devenir pierre, le matériau subit un bouleversement important : l'état métastable (variation lente des conditions environnementales) dans lequel il se trouvait est rompu. C'est particulièrement le cas du tuffeau qui est une roche de porosité relativement élevée et formée de grains soudés entre eux.
When a rock is quarried to become stone, the material undergoes a major upheaval: the metastable state (slow variation in environmental conditions) in which it was found is broken. This is particularly true of tuffeau, a relatively highly porous rock composed of fused grains.
Soumise à l'environnement ambiant, la pierre de tuffeau est affectée par différentes morphologies d'altérations selon les conditions environnementales :
Subject to the ambient environment, tuffeau stone is affected by different weathering morphologies depending on environmental conditions:
1 - Altération en plaques - La surface de la pierre de tuffeau se détache sous la forme d’une plaque. Ce type d’altération apparaît dans les zones très exposées, avec alternance de mouillages par la pluie puis d’évaporations intenses.
1 - Slab weathering - The surface of the tuff stone is detached in the form of a slab. This type of weathering occurs in highly exposed areas, with alternating wetting by rain and intense evaporation.
2 - La dissolution sableuse - Le tuffeau est une roche carbonatée : elle est donc particulièrement affectée par les dissolutions qu'entraînent les lessivages. L'eau de pluie dissous le calcaire de la roche, l'altération étant d'autant plus forte que les pluies sont acides. Les grains de roche se dessertissent par la dissolution du ciment de calcite. Les formes en reliefs sur les murs, les sculptures, les angles saillants sont ainsi rongés progressivement. Les surfaces des pierres sont creusées, le tuffeau se transformant en poudre de sable et de mica. Sur les roches hétérogènes, le dessertissage se fait préférentiellement sur les zones les plus fragiles : on constate alors un creusement irrégulier donnant naissance à des alvéoles. On parle alors d'altération alvéolaire. Ce type d'altération se rencontre sur des zones humides mais à l'abri des changements rapides de conditions environnementales.
2 - Sand dissolution - Tuffeau is a carbonate rock: it is therefore particularly affected by dissolution caused by leaching. Rainwater dissolves the rock's limestone, and the more acidic the rain, the greater the alteration. The grains of rock become looser as the calcite cement dissolves. Relief forms on walls, sculptures and protruding corners are gradually eaten away. Stone surfaces are hollowed out, as tuffeau is transformed into sand and mica powder. On heterogeneous rocks, the loosening is preferentially carried out on the most fragile zones: irregular hollowing is then observed, giving rise to alveoli. This is known as honeycomb weathering. This type of weathering occurs in humid areas, but is sheltered from rapid changes in environmental conditions.
3 - L'érosion par le sel - L'eau de pluie et l'humidité s'infiltrent dans les pierres, et mobilisent les sels contenus dans la pierre. Lors des phases de séchage, les sels migrent en surface où leur cristallisation va favoriser la formation d'écailles et d'une surface craquelée.
3 - Salt erosion - Rainwater and humidity infiltrate the stone, mobilizing the salts contained within. During drying phases, the salts migrate to the surface, where crystallization promotes the formation of scales and cracks.
4 - Les croûtes noires - La pollution urbaine et atmosphérique est constituée de cendres, suies, poussières, gaz d'échappements, etc. Ces pollutions génèrent le dépôt de dioxyde de souffre sur la surface de la pierre. Les carbonates de calcium (calcite) du tuffeau entrent en réaction chimique avec ce dioxyde de soufre, l’eau (pluie, humidité) et l'air : la sulfatation. Le calcite se transforme en gypse (sulfate de calcium hydraté) formant une croûte de couleur noire à la surface de la pierre de tuffeau. Ces encroûtements ne se développent que sur les parties humides mais abritées des lessivages.
4 - Black crusts - Urban and atmospheric pollution is made up of ashes, soot, dust, exhaust fumes, etc. These pollutants deposit sulfur dioxide on the surface of the stone. These pollutants deposit sulfur dioxide on the surface of the stone. The calcium carbonates (calcite) in tuffeau enter into a chemical reaction with this sulfur dioxide, water (rain, humidity) and air: sulfation. Calcite is transformed into gypsum (hydrated calcium sulfate), forming a black crust on the surface of the tuff stone. These crusts only develop on damp areas that are sheltered from leaching.
5 - Les altérations biologiques - La surface des pierres favorise le stockage et la stagnation de l'humidité, générant ainsi le substratum nécessaire à la pousse de graminées. Les mousses et lichens se développent, rejetant des acides oxaliques et lactiques dans la pierre qui provoquent la dissolution du calcite de la pierre de tuffeau. Ce type d'altération est favorisé sur les zones avec une exposition suffisante à la lumière (soleil, projecteurs).
5 - Biological alterations - The surface of the stone favors the storage and stagnation of moisture, generating the substratum necessary for the growth of grasses. Mosses and lichens thrive, releasing oxalic and lactic acids into the stone, causing the calcite in the tufa stone to dissolve. This type of weathering is favored in areas with sufficient exposure to light (sunlight, spotlights).
Pour valider votre découverte / To validate your discovery
Rendez-vous aux coordonnées de cette earthcache pour faire vos observations qui portent psur l'observation des différentes altérations qui touchent le tuffeau dans les zones A, B et C (voir photo ci-dessous).
Go to the coordinates of this earthcache to make your observations of the various alterations affecting the tufa in zones A, B and C (see photo below).
Question 1 (aux coordonnées de cette earthcache) : nommez les 2 altérations qui touchent les zones A et B. Observez aussi l'altération qui touche les statues en haut de la zone B. De quel type d'altérarion s'agit-il ?
Question 1 (at the coordinates of this earthcache): name the 2 alterations affecting zones A and B. Also observe the alteration affecting the statues at the top of zone B. What type of alteration is it?
Question 2 (WP2 - N 47° 36.173′ E 0° 29.056′) : nommez l'altération qui touche la zone C
Question 2 (WP2 - N 47° 36.173′ E 0° 29.056′): name the alteration affecting zone C
Photo souvenir obligatoire - Merci de poster dans votre log une photo de vous ou d'un de vos objet géocaching préféré (voir même juste votre pseudo inscrit sur une feuille ou votre main) avec l'église et les panneaux de direction en arrière plan.
Obligatory souvenir photo - Please post in your log a photo of yourself or one of your favorite geocaching objects (or even just your username written on a sheet of paper or your hand) with the church and direction signs in the background.
Vous pouvez loguer cette cache "Found it" en n'oubliant pas la photo dans votre log et m'envoyer vos réponses aux questions soit via mon profil, soit via la messagerie geocaching.com (Message Center), et je vous contacterai en cas de problèmes dans vos réponses.
Log in this "Found it" cache with your photo in your log and send me your answers either via my profile or via the geocaching.com (Message Center) mail, and I will contact you in case of a problem.
Pour rappel : il n'y a pas de boîte à trouver pour valider une earthcache ! Vous pouvez loguer votre découverte mais devez aussi m'envoyer vos réponses au plus vite.
To remind: there is no box to find to validate an earthcache! You can log your discovery but also send me your answers as soon as possible.
Sources : [Saint-Paterne-Racan] Les altérations du tuffeau de ipln qui m'a permis de reprendre les informations de sa earthcache et Pierres des Monuments Historiques : Caractérisations et mécanismes d’altération du Tuffeau.
