La Craie

Les mesures purement physiques liées directement à
la texture :
— porosité de l'ordre de 40 % en moyenne correspondant
sensiblement aux cas théoriques 2 et 4 (définis
par Graton et Fraser) d'arrangement de sphères
de même diamètre 6 . La porosité théorique maximale
(47,6 %) ne peut être atteinte du fait de la granulometrie
relativement étalée des grains élémentaires,
auxquels se superposent des éléments plus gros de
l'ordre de 10 p. (nannofossiles). de 50 à 150 LI (Foraminifères)
et parfois plus (100 p. à quelques millimètres
pour les débris de coquilles),
— yd directement fonction de la porosité dans le cas
d'un matériau monominéral,
— porométrie. moyenne de 0,5 p, compatible avec un
assemblage majoritaire de grains de 0,5 à 10 p,
— succion élevée, directement liée à la porométrie,
de même que la vitesse d'ascension capillaire ;
l'ensemble de ces résultats permettrait de classer les
craies, du point de vue de la granularité, entre les
limons et les argiles (au sens de la classification géotechnique).
Ceci est également en accord avec des
mesures de perméabilité réalisées sur échantillons :
k x 10 _ 6
cm/s.
La présence d'un frottement interne dû aux contacts
des grains élémentaires, à arêtes vives et de forme grossièrement
cubique, rhomboédrique ou lamellaire.
La variation des résultats d'essais mécaniques (R c
) en
fonction de la teneur en eau.
L'aptitude à la densification sous contrainte statique
ou dynamique, du fait du réarrangement des grains
tendant à réaliser une texture plus compacte, et de
la fragmentation des coccolithes qui constituent en
quelque sorte des ponts de matière à l'intérieur même
de la matrice.
La figure 7 montre l'évolution de la texture de la craie
de Pacy-sur-Eure soumise à, un, puis à quatre compactages.
Le resserrement des grains, peu visible dans le
premier cas, apparaît particulièrement accentué dans
le second.
Cependant, l'observation de la texture ne permet pas
d'expliquer de manière satisfaisante la présence d'une
cohésion au sein de la craie. En effet, cette cohésion
ne peut être directement comparable à celle qui se
manifeste dans les argiles pour lesquelles les forces
d'adsorption dues à l'eau liée jouent un rôle important.
Par ailleurs, on n'observe pas nettement de liaisons
mécanique ou chimique entre les grains du type de
celles qui caractérisent les roches ; ces liaisons n'apparaissent
que pour des craies sortant de la gamme
étudiée ici et se rapprochant nettement des calcaires
au sens strict (cf. chapitre « Les Craies atypiques »).
En fait, et faute de démonstration directe, il faut admettre
que cette cohésion est intermédiaire entre celle
des argiles et des roches. Elle peut être due à la composition
de différentes forces :
— en partie, des forces de surface développées entre
l'eau des pores et les grains solides, ces forces pouvant
s'exercer jusqu'à des dimensions de l'ordre du micron
[3]. Ces forces de surface peuvent être augmentées
de l'effet de la pression osmotique liée à la présence
vraisemblable de sels dissous dans l'eau des pores ;
— en partie, au collage chimique des grains, mis
en évidence par ailleurs [11], sous la forme de ponts
de calcite, sans qu'il soit possible pour le moment
de chiffrer la densité de ces ponts et d'estimer leur
influence véritable sur la cohésion de la roche.
Le passage de la craie de l'état de roche à celui de
boue au sein de laquelle peut se manifester le phénomène
du coussin de caoutchouc (observé fréquemment
dans les chantiers de terrassements et produit également
par le battage des pieux) est vraisemblablement
lié à la perte de cohésion due à la destruction de la
texture. Les grains élémentaires seraient alors entourés
d'une pellicule d'eau capillaire, supportant seule les
contraintes mécaniques, avec développement de surpressions
interstitielles [4]. Le phénomène serait
d'autant mieux développé qu'une plus grande proportion
de grains serait ainsi libérée.
Par ailleurs, le fait qu'une craie desséchée ne peut
recouvrer la totalité de sa teneur en eau de saturation
s'explique, sous réserve de vérification, par le
dépôt au cours du drainage, des sels dissous dans l'eau
interstitielle. Il pourrait s'agir d'une véritable cristallisation
chimique qui, bien que peu importante quantitativement,
abaisserait de façon sensible la porosité
de la roche. La très forte variation de R c
en fonction
de la teneur en eau pourrait également s'expliquer en
partie de la même façon.
Fig. 6. — Craie de Pacy-sur-Eure vue au microscope électronique
(G = x 2500).
6. Modèles de Graton et Fraser : arrangement de couches de
sphères, à disposition carrée ou à disposition rhombique. La
porosité théorique atteint ainsi un maximum de 47,64 % (cas 1)
et un minimum de 25,95 % (cas 6).
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