Le grès est une roche détritique, issue de l’agrégation et la cimentation (ou diagenèse) de grains de sable. Il peut s'agir d'une roche cohérente et dure. Ces grains sont souvent composés de silice (et parfois même de grains de feldspath et de micas noirs), mais ils peuvent avoir d’autres compositions. On parle alors plutôt d'arénite, en particulier si les grains sont carbonatés.
Formation
Les dépôts successifs de sable se retrouvent dans la stratification du grès. La cimentation des grains se fait par précipitation et cristallisation des sels dissous dans l’eau interstitielle. On appelle ce processus la « grésification ». La roche prend des couleurs différentes en fonction de la présence d'oxyde de fer.
Les grains, et le ciment entre ces grains peuvent avoir une composition différente selon l’origine et l’histoire de ce grès.
Si les grains sont peu cimentés, le grès est très poreux ; les couches géologiques constituées de tels grès peuvent former de bons réservoirs d'eau, de pétrole ou de gaz.
Différents grès
Une arkose est un grès grossier, feldspathique, à peine lité, souvent issu de l'induration d’une arène granitique.
Une psammite est un grès micacé.
Un grès quartzeux, est composé uniquement de quartz.
Un quartzite est un grès très siliceux à ciment siliceux, provient de la diagenèse ou du métamorphisme de sable quartzeux.
Une grauwacke est un grès gris-sombre, brun... très dur, contenant en plus des grains de quartz d'autres éléments de roches diverses.
Composition minéralogique de quelques grès (en volume %)
Certains grès peuvent subir une altération rapide. Cette altération dépend de :
La propension à absorber l’eau et à sécher, la circulation de l’eau dans les pores, le gel.
La composition du ciment : les grains dans un ciment calcaire se déchaussent plus rapidement, suite à une dissolution plus rapide de ce ciment. Certaines constructions sont dans ce cas et nécessitent de fréquentes restaurations.
La présence d’une matrice argileuse (plutôt que d'un ciment).
En s'altérant, le grès peut redevenir du sable et recommencer un cycle de sédimentation.
Une arche naturelle en grès, Parc national des Arches, Utah
L'érosion du grès peut donner lieu à des modelés pittoresques : Antelope Canyon
Les buttes de grès de Monument Valley
Utilisations
Les grès sont utilisés dans les constructions, la sculpture, la fabrication de meules naturelles et de pavés.
Maçonnerie et sculpture
Le grès est une excellente pierre de construction non gélive, facile à travailler et à scier. Il doit être choisi soigneusement en rejetant les pierres fissurées, non homogènes, contenant des trous ou des inclusions de galets. Selon sa provenance la roche peut être colorée dans une infinité de nuances : ocre, rose, jaune, orangé, brun, gris, blanc, violacé... et veinée ou marbrée. On peut trouver des blocs de grès bruts de grandes dimensions.
Les applications dans le bâtiment sont très nombreuses, en particulier pour toutes les pierres de taille façonnées et sculptées : appui de fenêtre, seuil de porte, encadrement de fenêtre, linteaux, acrotère, marches d'escalier, margelle de puits, éviers en pierre, caniveau, monument, bordure de trottoir, colonne, etc.
Quelques exemples d'utilisation du grès
Mégalithes du site de Stonehenge
Stèle égyptienne d'Amon (~700 avant notre ère)
Cité antique de Pétra, taillée directement dans les falaises de grès
Façade de la cathédrale de Strasbourg, en grès des Vosges.
Das drehende Park, sculpture d'Olafur Eliasson (2000)
Pavage
Les rues de Paris étaient pavées en grès de Fontainebleau, jusqu’à ce qu’on le remplace par des granites bretons, moins glissants. Une partie des pavés de Paris sous Haussmann a aussi été extraite de carrières d'Orsay ; c'est une des raisons du prolongement de la ligne dite "de Sceaux" jusqu'à Orsay - (elle fut même prolongée jusqu'à Limours à d'autres fins ).
Le grès se débite par sciage en plaques de dimensions importantes permettant de réaliser des dallages très résistants et décoratifs.
