Gypse

Le gypse est une espèce minérale composée de sulfate hydraté de calcium de formule CaSO₄ · 2 H₂O. Le mot gypse désigne aussi une roche sédimentaire évaporitique qui peut être accompagnée par des impuretés minérales comme l'argile et la silice. La Mine de Naica permet de voir des cristaux géants de ce minéral dépassant 11m de long.

Le gypse est le minerai qui permet de fabriquer le plâtre.

Le nom vient du latin gypsum, emprunté au grec γύψος (gypsos) qui peut se traduire par « (pierre) qui grille au feu ».

• Paramètres de la maille conventionnelle : a = 5.68 Å , b = 15.18 Å, c = 6.29 Å, β = 113.833°, V = 496.09, Å, Z = 4; Den(Calc)= 2.31.

Le gypse est le représentant d'un groupe isostructurel.

Groupe du gypse

• Ardealite Ca₂(PO₃OH)(SO₄),4H₂O, Cc; m
• Brushite Ca(PO₃OH),2H₂O, l2/a; 2/m
• Churchite-(Nd) Nd(PO₄),2H₂O
• Churchite-(Dy) (Dy,Sm,Gd,Nd)(PO₄),2H₂O
• Churchite-(Y) YPO₄,2H₂O, A2/A, Aa
• Gypse CaSO₄,2H₂O, A2/a; 2/m
• Pharmacolite CaH(AsO₄),H₂O

Ce sont des variétés d'habitus comme les suivantes:

• Albâtre : variété de gypse massif à grains fins ; elle est translucide. À noter que ce terme n'est pas propre au gypse mais s'étend aux calcaires.
• Gypse fibreux : variété en couches à fibres parallèles, ou en concrétions à fibres courbées.
• Ordite : variété qui est en fait une pseudomorphose de gypse d'un minéral non identifié, découverte à Orda, Permskaya Oblast', Oural, Russie.
• Gypse saccharoïde : variété dont le nom dérive du grec saccharos, sucre, qui est un gypse en masses granulaires pulvérulentes.
• Roses des sables sont des cristallisations lenticulaires de gypse dont la disposition rappelle les pétales de roses. Elles se forment par évaporation d'eau infiltrée. Ces cristallisations se rencontrent dans des terrains tendres (sable, argile), principalement dans les déserts, mais peuvent aussi se rencontrer dans les zones tempérées, notamment en France.

Ambigüité du terme sélénite

• Pour les francophones, le terme « sélénite » était usité comme un simple synonyme du gypse minéral naturel.
• Pour les anglo-saxons, le terme selenite est encore usité pour désigner des cristaux particulièrement purs ; il s’agit pour eux d’une variété du gypse naturel.
• Pour les chimistes, le terme sélénite (français) ou selenite (anglais) désigne un sel du sélénium, un élément chimique sans aucun rapport avec le gypse, même si on peut en trouver des traces sous forme d’impuretés dans le minerai naturel.
• Pour l’Association internationale de minéralogie seul le gypse est reconnu, sous le terme Gypsum.

Parmi les synonymes de gypse, on relèvera notamment :

• Aphroselenon.
• Gypsite : terme anglo-saxon qui désigne la roche plus que le minéral.
• Montmartrite (Delamétherie).
• Lapis specularis : ce terme de l'antiquité romaine est donné à plusieurs minéraux : les micas (surtout la muscovite), le talc et le gypse.
• Oulopholite.

Le gypse est un des minerais de sulfate parmi les plus communs. Il se forme en général par sédimentation au cours de l'évaporation de lagunes d'eau de mer coupées de la mer, par la cristallisation des sels contenus dans l'eau. Il fait donc partie des roches sédimentaires.

• Lorsque le niveau des océans augmente, des lagunes se remplissent.
• Lorsque le niveau baisse, ces lagunes sont coupées de la mer, son eau s’évapore et le gypse se dépose au fond.

Les dépôts de gypse sont recouverts ensuite par d'autres sédiments ou soumis à d'autres influences géologiques. Le gypse peut perdre les molécules d'eau retenues au cours de sa cristallisation pour donner naissance à l'anhydrite, une variété cristalline non hydratée du sulfate de calcium (CaSO₄), qui se retransforme lentement en gypse si elle entre à nouveau en contact avec l'eau.

Dans les gisements, selon les conditions, le gypse cristallise de différentes façons, formant en particulier des cristaux plus ou moins grands.

En France d'importants dépôts de gypse se sont formés il y a entre 100 et 200 millions d'années. 70 % des réserves se trouvent dans le Bassin Parisien, où l'extraction et la transformation du gypse emploient 3 400 salariés et génèrent un chiffre d'affaire de 740 millions d'euros. En 2005, 3,1 millions de tonnes de minerais ont été extraits des carrières franciliennes dont les principales sont actuellement à Cormeilles-en-Parisis, Villevaudé, Vaujours et sous la Forêt de Montmorency, mais l'exploitation gypsière a marqué de nombreux autres sites, tels que le plateau d'Avron, la Butte-Pinson, la butte de Romainville.

Le gypse naturel tout comme l'anhydrite sont extraits soit à ciel ouvert, soit en souterrain.

Le gypse est également parfois présent dans certaines météorites.

Minéraux associés

Le gypse se rencontre en présence de minéraux comme: anhydrite, aragonite, calcite, celestine, dolomite, halite, les sulfures.

Une source importante de gypse artificiel résulte de la précipitation du calcium et du sulfate dans différents procédés industriels, notamment :

• la fabrication d'acides : acide phosphorique, acide citrique, … ;
• la désulfuration des gaz ;
• la neutralisation des eaux riches en sulfate et acides des industries du dioxyde de titane.

Le gypse de désulfuration En Allemagne, la loi de 1983 concernant la protection contre les rejets toxiques dans l'atmosphère impose aux centrales thermiques à combustibles fossiles d'être équipées d'installations de désulfuration des gaz de fumée. Il s'agit d'un procédé simple de traitement des fumées, reposant sur l'utilisation de chaux hydratée ou de lait de chaux (la production de chaux générant néanmoins de fortes émissions de dioxyde de carbone qui est un gaz à effet de serre). Les cristaux de gypse ainsi obtenus peuvent servir de matière première à l'industrie des matériaux de construction. Un procédé semblable est utilisé pour le traitement des gaz acides issus de l'incinération des ordures ménagères.

Le phosphogypse La fabrication d'acide phosphorique conduit à des tonnages très importants de phosphogypse souvent déversé en mer, ce qui est source de pollution. De nombreuses études ont été menées pour le substituer au gypse naturel, notamment dans la fabrication de carreaux de plâtre. Le séchage de ces derniers s'est avéré prohibitif. En revanche, la fabrication de la variété "alpha" de l'hémihydrate du sulfate de calcium, obtenue par autoclavage en présence d'additifs minéraux permet d'obtenir des cristaux de taille nettement plus importante et dont le séchage est nettement moins cher.

• France

• Montmartre, Paris, Ile-de-France

• Malvesi, Les Geyssières, Narbonne, Aude, Languedoc-Roussillon

• Arignac, Tarascon-sur-Ariège, Ariège, Midi-Pyrénées

• La Verrière, Monsols, Rhône, Rhône-Alpes

• Caresse-Cassaber, Pyrénées-Atlantiques : Cristaux pouvant dépasser un mètre très limpide.

• Italie

• Mine Niccioleta, Massa Marittima, Province de Grosseto, Toscane

• Mexique

• Mine de Naica Mun. de Saucillo, Chihuahua. Cette mine héberge des cristaux géants de gypse pouvant atteindre 10 mètres de long. Le phénomène est expliqué par des conditions particulières de cristallisation très stables à partir d'eaux ayant dissout de l'anhydrite.

• Mines de San Marcos dans le golfe de Californie en Basse-Californie-du-Sud représentant 85% de la production nationale.

• Le gypse, comme l'anhydrite, est utilisé pour la fabrication du plâtre. Par chauffage, on obtient un sulfate hémihydraté qui, après broyage, forme un liant qui se réhydrate en gypse au contact de l'eau.
• Le gypse a pu servir d'engrais ou d'amendement du sol, dans certaines conditions pédologiques. À la fin du XVIII siècle et au début du XIX siècle, le gypse de la Nouvelle-Écosse fut très recherché comme amendement pour les champs de blé aux États-Unis.
• Le gypse peut être utilisé comme traitement contre le sel (chlorure de sodium) dans les champs inondés par la mer.
• Dans l'Antiquité, des cristaux de gypse particulièrement purs, débités en fines lames transparentes ou translucides, ont été employés dans la fabrication de vitres, en l'absence de verre, comme en atteste Pline l'Ancien.