Granite

Roche granitique.

Il ne faut pas confondre « granite » et « granit », le premier désignant une roche spécifique, tandis que le second est un terme commercial utilisé dans l'industrie extractive, indépendamment de sa lithologie. Le granit est alors un type de roche non poreuse, imperméable, grenue (constituée de grains visibles à l'œil nu[alpha 1]) et cohérente. Des roches très variées peuvent ainsi être commercialisées sous l'appellation « granit » : granite, calcaire, gneiss, etc.[3].

La graphie granit pour désigner le granite des géologues (voir définition ci-après) est toutefois admise par de nombreux dictionnaires[alpha 2] ainsi que par l'Académie française[4]. Ce terme semble être originaire d'Italie[5]. Il apparaît pour la première fois dans le Dictionnaire de la Crusca^{[réf. souhaitée]}. Il est repris ensuite par Andrea Cesalpino dans son ouvrage De metallicis en 1596, puis par Joseph Pitton de Tournefort dans sa Relation d'un voyage du Levant fait par ordre du roy en 1717.

Les granites au sens large représentent un élément important de la croûte continentale terrestre. Dans certaines régions du monde (Afrique du Sud, Nord-Est du Brésil, Nord-Ouest de l’Australie), ils constituent jusqu’à 75 % de la surface des roches exposées. Par exemple, la collision de plaques continentales a pour effets essentiels la formation de grandes zones de déformation, mais aussi la production de granites. C'est un des moyens les plus efficaces d’évacuer l’énergie de la collision, soit thermiquement (fusion de la croûte), soit mécaniquement (cisaillements verticaux ou horizontaux).

Les granites représentent le mode principal de transfert des éléments, en particulier ceux producteurs de chaleur (Th, U) de la croûte inférieure à la croûte supérieure. Ils conduisent donc à une différenciation chimique de la croûte. De plus, ils sont souvent à l’origine de minéralisations dont l’intérêt économique est évident.

Le plus gros monolithe granitique du monde au parc de Yosemite, en Californie.

Les granites sont d'origine plutonique (par opposition aux roches effusives, d'origine volcanique, comme le basalte). Ils se forment en profondeur par refroidissement très lent du magma, mélangé à d'autres roches. Les minéraux cristallisent alors dans un certain ordre : d'abord les micas, puis les feldspaths, enfin les quartz. Certains granites naissent de la fusion de la croûte continentale lors d'une collision entre deux plaques tectoniques.

Deux modèles principaux de processus pétrogénétique responsable de la formation des granites sont proposés :

• fusion crustale de roches à différents niveaux de composition variable (ces roches de la croûte continentale ou océanique donnant directement par fusion un liquide granitique) ;
• fusion mantellique de roches ultramafiques qui donnent des basaltes ou des andésites/diorites, évoluant ensuite par le processus de différenciation en une série magmatique plus ou moins complète, qui s'étend du magma basique primaire au granite.

Ces modèles (origine mantellique et crustale) sont insuffisants pour expliquer la variété des granites dont la formation résulte le plus souvent d'une contamination et d'un enrichissement du magma basique par la silice et les alcalins (Na et K) qui diffusent de la croûte continentale, ou d'un mélange entre des magmas basiques d'origine mantellique et des magmas granitique d'origine crustale (granite mixte)[6]. Si l'immense majorité des granites peut avoir deux origines différentes (mantellique et crustale), mais non incompatibles, tous les intermédiaires possibles existent[7].

Composition minéralogique des roches magmatiques.

Carrière de granite dans les Vosges.

Aiguille du Midi (Alpes).

De nombreux auteurs ont établi des classifications, parfois génétiques, souvent binaires : leucogranites et granodiorites de J. Didier & J. Lameyre (1969)[8], granites I[alpha 3] et granites S[alpha 4] de B.W. Chappell & A.J.R. White (1974)[9], série à ilménite et série à magnétite de S. Ishihara (1977)[10], granites crustaux C et granites mantelliques ou mixtes M de J. Didier et al. (1982)[11], etc. Ces classifications binaires ne rendent pas compte totalement de l'hétérogénéité des granites et de la complexité des phénomènes naturels.

La classification de B.W. Chappell & A.J.R. White (1974) a été adaptée par les pétrologues du monde entier, et progressivement complétée par le granite de type « M » (1979, Chappell)[alpha 5], et le granite de type « A » (Loiselle & Wones 1979)[alpha 6]. Progressivement, cette classification S-I-M-A en 4 groupes s'est imposée, même si la plupart des pétrologues s'intéressant aux granites reconnaissent qu'elle est à la fois incomplète et ambiguë. Pour autant, aucune autre classification n'a réussi à s'imposer dans le monde des granites[12].

En 1999, une classification plus générale portant sur les granitoïdes les répartit en six grands groupes[alpha 7] de minéralogie et de chimie distinctes[13].

Les leucogranites

Leucogranite et restite (Limousin, France).

Les leucogranites (du grec λευκός / leukós, « blanc ») sont relativement riches en alumine et sont caractérisés par la présence de muscovite (mica blanc) à côté de la biotite. Il s'agit d'un granite à deux micas (par opposition aux granites les plus courants dits granites à biotite, caractérisés par la présence de biotite seule).

La montagne de Locronan est formée sur un pluton de leucogranite. Des intrusions tardives de leucogranite à biotite et muscovite sont à l'origine du Mont-Dol, du Mont-Saint-Michel et de Tombelaine[14].

Les leucogranites peuvent présenter différentes teintes. Par exemple, en Bretagne[15] :

• en Ille-et-Vilaine, on trouve principalement un granite bleu dans les bassins de Coglès, Lanhélin et Louvigné-du-Désert ;
• dans les Côtes-d'Armor, on trouve un granite jaune dans les bassins de Languédias, Mégrit, Plaintel et Pleumeur-Bodou, un granite gris-perle dans les bassins de l'Île-Grande et de Languédias, un granite bleu au Hinglé, à Plaintel et Saint-Nicolas-du-Pélem, un granite bleu-noir à Plélauff et un granite gris-blanc dans le bassin de Brusvily ;
• dans le Morbihan, on trouve un granite gris-blanc dans le bassin de Guern, un granite gris-beige dans ceux de Bignan et de Guéhenno, et un granite jaune dans les bassins de Bignan, Guéhenno, Péaule et Plouay.
• dans certaines enclaves on trouve un granite rose (à la Clarté-Ploumanac'h), gris-roux (au Hinglé et à Peillac) ou mauve (à Paimpol).

Paroi de grotte en granite, polie de façon parfaitement plane jusqu'à obtenir un effet miroir. Grottes de Barabar, Inde, III^e siècle av. J.-C.

L’histoire du granite commence en carrière d’où il est extrait au moyen du minage (répartition de charges d'explosifs dans des trous réalisés par des forages selon un écartement, appelé maille) ou par sciage au câble diamanté (technique apparue dans les années 1970 dans les carrières de marbre italiennes). Les blocs ainsi extraits sont ensuite acheminés vers les usines ou ateliers où ils subissent plusieurs opérations mécanisées de transformation (dégrossissage aux coins éclateurs et à la masse, débitage par sciage, diverses façons de taille et de finitions de surface) jusqu’à obtenir les produits finis commandés par la clientèle. La taille manuelle reste utilisée pour le façonnage d’un certain nombre de produits[16].

Le granite est utilisé comme matériau de construction (granulats de haute résistance mécanique issus de granite microgrenu, pierre dimensionnelle) ou d'empierrement. En raison de sa texture, de sa durabilité, de son aptitude au polissage et de sa composition pluriminérale qui lui donne un aspect esthétique et différents coloris (nuancier de granites), il est également employé pour la fabrication de monuments funéraires, sculptures, comptoirs, dallages, bordures de trottoir et, depuis les années 1980, comme matériau d'ornement de cuisines et salles de bain.

De manière plus anecdotique, le granite peut aussi servir d'alternative aux glaçons pour refroidir les boissons. Contrairement aux glaçons, la pierre ne fond pas et ne risque donc pas de dénaturer le goût de la boisson par dilution.

Quelques monuments en granite :

• le mont Rushmore ;
• l'obélisque de Louxor ;
• Our Lady of the Isles, sculpture à South Uist (Hébrides extérieures, Écosse) ;
• les Grottes de Barabar, creusées dans le granite, et aux parois polies, Inde, III^e siècle av. J.-C.

Le granite a été utilisé au Nigeria pour fabriquer du verre[17].

C'est l'une des trois roches officielles de l'État du Vermont, aux États-Unis, les autres étant le marbre et l'ardoise.

Auréoles de rouille dans un granite altéré.

Boule de granite rose de Bretagne, à Trégastel.

Lors de sa cristallisation dans la croûte, le granite reste immobilisé à cet endroit précis, ce qui forme alors un pluton granitique. Le soulèvement des terrains et l'érosion des couches supérieures rendent observable le pluton granitique. Les affleurements granitiques sont nombreux dans le monde ; en France, on peut les observer par exemple en Bretagne, dans les Vosges, dans le Massif central, dans les Alpes, dans le Jura (Massif de la Serre) et en Corse.

Dans un granite faiblement altéré, le fer de la biotite précipite en hydroxyde de fer FeO(OH)_x (minéraux de limonite ou goethite) qui forme des auréoles de couleur rouille autour de ces minéraux, les autres minéraux paraissant sains.

Dans un granite fortement altéré devenu friable (« granite pourri »), les minéraux de biotite tendent à disparaître par hydrolyse (transformés en oxyde ferrique ou en chlorite donnant une teinte verdâtre). Les cristaux de feldspath deviennent ternes, pulvérulents (hydrolyse partielle, car leur ion Al³⁺ est insoluble) et s'imprégnent progressivement des hydroxydes de fer qui se concentrent au voisinage de petites fissures. Les grains de quartz restent sains.

Les argiles résultent, par néoformation, de l’hydrolyse des biotites et des feldspaths tandis que les cristaux de feldspath (notamment l'orthose plus résistant à l’altération que le plagioclase, le premier formant des cristaux en relief à la surface du granite pourri) et de quartz non altérés formeront des grains individualisés, l'arène granitique prise dans une pâte argileuse.

L'altération mécanique et chimique du granite est facilitée par la présence de diaclases et de fissures[alpha 8] plus ou moins larges permettant à l’eau ou aux racines des plantes de pénétrer plus facilement à l’intérieur de la roche : le granite possède en effet une porosité de fissures ouvertes (cas d'une roche en décompression) et fermées (cas d'une roche en compression). L'altération périphérique du granite selon une série d'écailles concentriques en pelures d'oignon conduit, en climat tempéré, à la formation de blocs et de boules de granites puis d'un chaos granitique au pied duquel on observe une arène granitique (voir par exemple le site de la « pierre aux neuf gradins » Soubrebost, dans le département de la Creuse). En climat tropical, l'hydrolyse neutre ou alcaline conduit à des argiles parfois différentes tandis que les ions Al³⁺ des feldspaths précipitent sous forme d'hydroxydes (bauxite).

La vitesse de désagrégation du granite dépend du climat, mais s'accélère une fois que le granite est devenu une roche grenue non consolidée de type sable, très perméable en raison de sa porosité d'interstices. En montagne, l'érosion des massifs granitiques donne lieu à différents modelés : aiguilles, flèches…

Modelés granitiques (Bretagne).

La désagrégation du granite, ayant ainsi libéré le feldspath, le quartz et le mica, est à l'origine de gisements desquels on peut extraire ces différents minéraux.

Le feldspath peut évoluer jusqu'au stade d'argile kaolinique.