Le gypse, une ressource précieuse La formation du gypse Le gypse est une roche sédimentaire, dite évaporite, qui s’est formée par évaporation de l’eau dans les mers peu profondes, les lagunes ou les lacs salés. L’évaporation de l’eau dans ces milieux engendre une sur salinité et la précipitation des ions présents dans l’eau sous forme de roches solubles dites salines, selon les conditions, des chlorures ou sels de sodium ou potassium ou des sulfates de calcium se déposent, les sulfates déposés cristallisent le plus fréquemment sous forme hydratée gypse - CaSO4, 2H2O, mais parfois sous forme anhydre anhydrite - CaSO4, après une période de dépôt chimique très lente qui peut durer parfois plusieurs millions d’années, le gypse constitue des couches sédimentaires plus ou moins épaisses, contenant souvent des intercalations de niveaux de marnes ou de calcaires caractéristiques des variations des conditions de dépôt au cours du temps. En France, le gypse est présent dans plusieurs régions et s’est déposé à différentes époques géologiques au Trias supérieur, il y a environ 220 millions d’années, pour les gisements des Alpes, du Jura, de Lorraine et des Pyrénées, au Jurassique supérieur, il y a environ 140 millions d’années, pour les gisements de Charente, à l’Eocène supérieur, il y a 35-40 millions d’années, pour les gisements du bassin parisien et de la région Sud - Provence-Alpes-Côte d'Azur. Lorsque les couches géologiques n’ont pas subi de déformation tectonique importante, comme dans le bassin parisien par exemple, les gisements de gypse se présentent sous forme de couches horizontales peu ou très peu inclinées. Le gypse étant soluble, il aura été préservé de la dissolution lorsqu’il est recouvert de couches imperméables argiles et marnes non décapées par l’érosion. En revanche, si ces couches géologiques ont subi une forte déformation tectonique, comme par exemple dans les Alpes et les Pyrénées, les gisements exploitables sont de géométrie plus complexe et incluent plus ou moins des lentilles de roches stériles » schistes, dolomies, etc.. Le saviez-vous ? Dans le cadre de technique d’écologie industrielle, certaines industries peuvent générer des gypses de synthèse susceptibles d'être valorisés dans la fabrication de plâtres. Le désulfogypse est obtenu lors de la désulfuration des fumées des centrales électriques fonctionnant au charbon, en piégeant le souffre dans un bain de chaux. Le désulfogypse est produit en quantité importante, valorisé en matière première du plâtre, dans les pays produisant beaucoup d’électricité à base de charbon Europe du Nord et Europe de l’Est. En France la production de gypse à partir des quatre centrales thermiques d’appoint représente seulement 2,5 % de la consommation annuelle de gypse nécessaire aux différentes industries utilisatrices. Le phosphogypse provient quant à lui de la fabrication des engrais phosphatés. De composition chimique complexe il ne peut être valorisé dans la fabrication des plâtres. Les gisements en France La situation géographique du gypse français se caractérise par la prédominance du bassin parisien qui concentre près de 70 % des gisements. Le Sud-Ouest, le Sud-Est ainsi que l’Est se partagent le reste des ressources. Le gypse francilien représente 2/3 des réserves nationales. Sa grande pureté a fait la réputation mondiale du plâtre de Paris ». Caractérisé par sa qualité et ses strates géologiques remarquables, le gypse du bassin parisien s’est formé il y a environ 40 millions d’années en plusieurs couches séparées par des horizons intercalaires marneux de 3 à 4 mètres d’épaisseur. La dernière couche de gypse, dite 1ère masse, mesure entre 10 et 20 m d’épaisseur. Les couches inférieures, dites 2e et 3e masse, sont moins épaisses avec respectivement 6 à 10 m et 3 à 4 m. Le saviez-vous ? Le gypse une richesse d’importance nationale en Île-de-France Bien que l’Île-de-France abrite la majorité des réserves de gypse de France, seule une petite partie est véritablement exploitable. En effet, près de 80 % des réserves sont gelées par l’urbanisation et les grandes infrastructures. Face à cette rareté, le gypse est reconnu comme un matériau d’intérêt national et européen » par le schéma directeur régional SDRIF. Les schémas départementaux des carrières identifient les gisements existants et protègent les réserves exploitables. Le Sud-Est 18 % de la production française de gypse Les principales carrières exploitent le gypse Oligocène datant de 20 à 30 millions d’années. Les exploitations les plus notables sont les carrières à ciel ouvert de Saint-Jean-de-Maurienne Savoie, Mazan Vaucluse, Lazer Hautes Alpes, Auriol Bouches-du-Rhône, Lantosque Alpes-Maritimes. Le Sud-Ouest 13 % de la production française de gypse Le gypse provient en majorité du Trias supérieur, sauf celui de Portel qui date de l’Oligocène, celui de Cognac, issu de l’époque jurassique supérieur de plus de 140 millions d’années. Les principales exploitations sont à ciel ouvert à Pouillon Landes, Cognac Charente, Tarascon sur Ariège Ariège, Portel Aude, Caresse Pyrénées-Atlantiques. L’Est 1 % de la production française de gypse Le gypse se trouve dans le Trias, système géologique remontant à plus de 225 millions dannées. Les principaux gisements en exploitation sont en Moselle, à Koenigsmaker, Helling. L’extraction du gypse Depuis 1993, l’exploitation des carrières est placée sous le contrôle du Ministère de l’Environnement aujourd’hui Ministère de la Transition écologique et solidaire et l’expertise des ingénieurs de la DRIEE ou de la DREAL. Ainsi, qu’elle soit à ciel ouvert ou souterraine, l’exploitation d’une carrière fait l’objet d’un arrêté préfectoral qui intègre toutes les exigences légales conditions d’extraction, plan d’avancement de l’exploitation, remblaiement des excavations, aménagement final. Les carrières à ciel ouvert L’exploitation du gypse en carrière à ciel ouvert permet de récupérer 100 % de la ressource. Elle se déroule en plusieurs étapes La découverte Les matériaux qui recouvrent le gypse marnes et argiles sont retirés et déplacés vers des secteurs déjà exploités de la carrière pour être utilisés en remblai. L’extraction Le gypse est extrait de manière mécanique ou éventuellement par tirs de mine. Le concassage primaire Le gypse est ensuite acheminé vers un concasseur primaire qui le réduit en blocs inférieurs à 20 cm environ. Ces derniers sont ensuite transportés par un convoyeur à bande jusqu’à l’usine si celle-ci est mitoyenne ou, selon son éloignement et les possibilités, par camions et même par voie ferrée. Le remblai et le réaménagement La remise en état s’effectue au fur et à mesure de l’avancée de l’exploitation par remblayage avec des matériaux du site et des apports extérieurs pour obtenir le profil final. Différentes plantations sont ensuite réalisées pour revégétaliser le site, conformément au projet de réaménagement. Un masque de verdure est laissé tout autour du périmètre d’exploitation pour minimiser son impact visuel. Un arrosage des pistes de circulation est effectué pour éviter l’envol de la poussière à l’extérieur de l’exploitation selon le vent et, en cas de transport par camion, des bâches sont systématiquement posées sur les remorques. Les carrières souterraines Dans une carrière souterraine, seul 1/3 du gisement est exploité, du fait de l’impossibilité de récupérer le gypse des piliers, du toit et du mur des galeries. L’exploitation consiste à creuser des galeries orthogonales dans la masse de gypse, entre 50 et 90 mètres sous terre selon les gisements, en laissant entre elles des piliers carrés c’est la méthode des chambres et piliers. Elles sont implantées suivant un schéma élaboré dès la demande d’autorisation et détaillant le plan de l’exploitation année par année. Les grandes étapes sont les suivantes L’extraction Elle peut être mécanique, notamment à l’approche des fronts urbains, ou à l’explosif, au cœur de l’exploitation. Dans ce dernier cas, la technique consiste à utiliser des détonateurs à court retard permettant d’échelonner des petites charges unitaires et ainsi limiter les vibrations. La reprise du gypse et le transport Le gypse extrait est transporté à l’aide d’une chargeuse vers les installations de concassage/criblage. La mise en sécurité des galeries Après l’extraction, le toit et les parois des galeries sont purgés, c’est-à-dire grattés, pour faire tomber les parties superficielles écaillées. Le boulonnage et la pose de filets de protection Des boulons d’ancrages sont posés pour consolider le toit des carrefours des galeries et un filet de protection peut alors être fixé pour une sécurité maximale. Le remblai Les galeries sont comblées entièrement, au fur et à mesure, au moyen de terres et de matériaux inertes provenant des chantiers de terrassement alentours. Cela permet de les sécuriser définitivement. Un circuit d’aérage complet est étudié et mis en place pour assurer la qualité de l’air dans les galeries. L’ensemble des opérations d’extraction ne génère aucun bruit, ni poussières à l’extérieur. L’utilisation du gypse Le gypse est une ressource multi-filière 80 % du volume est utilisé pour approvisionner l’industrie du plâtre, 15 % du volume sert l'industrie du ciment pour laquelle il constitue un composant indispensable, 5 % du volume est exploité en faveur de l’industrie alimentaire ou dans le cadre d'un usage agricole pour l’amendement des sols. L'industrie de la céramique, l’industrie médicale et dentaire l'exploitent également. Le saviez-vous ? Environ 3,5 millions de tonnes de gypse sont extraites chaque année en France, ce qui représente une consommation de 55 kg/habitant/an. Le plâtre, un produit naturel, sain et durable Du néolithique jusqu’à son utilisation moderne, plus de 80 siècles témoignent de l’utilisation du plâtre dans l’architecture, l’art et les aménagements de nos lieux de vie. Aujourd’hui, il est devenu un matériau plus que jamais irremplaçable dans l’aménagement intérieur. Ses qualités naturelles, les innovations de ses produits et son cycle de vie remarquable pour l’environnement en font un matériau idéal de l’habitat durable. Un produit naturel, sain et durable Le plâtre est obtenu après déshydratation partielle et broyage du gypse et a donc pour formule CaSO4, ½ H2O. Les qualités naturelles du plâtre sont des facteurs de confort, de santé et de sécurité pour nos espaces de vie. Ses multiples avantages l’ont érigé en tant que matériau naturel incontournable au cœur des enjeux de construction durable et de rénovation énergétique Une grande résistance au feu Incombustible, le plâtre assure une excellente protection incendie de tous les ouvrages. Sous l'action de la chaleur, le plâtre ne dégage que de la vapeur d'eau. Un rôle de régulateur hygrométrique La porosité du plâtre lui permet de tempérer l'humidité ambiante. Le plâtre absorbe ainsi l'humidité de l'air lorsqu'elle est excessive et la restitue lorsqu’il est trop sec. Un rôle d’isolant thermique et acoustique En raison de son faible coefficient de conductivité thermique, les solutions constructives associant le plâtre à un isolant thermique comme de la laine minérale ou du polystyrène permettent de répondre aux plus hautes exigences thermiques RT 2012, BBC, PassivHauss, etc. Par ailleurs, avec ou sans isolant, les produits plaques et plafonds offrent des performances acoustiques élevées, pour l’habitat et les bâtiments les plus exigeants tels que les auditoriums ou les salles de spectacles. L’amélioration durable de la qualité de l’air Grâce à l’intégration de la technologie Activ’Air, le plâtre, les plaques de plâtre et les plafonds Placo éliminent 80 % des principaux COV composés organiques volatils - famille des aldéhydes présents dans l’air intérieur. Un matériau naturellement sain L'innocuité du plâtre en fait également un matériau privilégié pour l'industrie céramique, médicale et dentaire, ainsi qu'agricole. Un cycle de vie remarquable Les produits à base de plâtre ont un cycle de vie particulièrement respectueux de l'environnement. Non toxiques, ils nécessitent une faible consommation d'énergie pour leur fabrication et leur emploi dans la construction. Placoplatre met en place des procédés industriels en recherchant continuellement le plus faible impact environnemental. Par exemple les plaques de plâtre sont parées de papiers recyclés et les plâtres issus du circuit de recyclage sont réintégrés dans le processus de production. Un matériau millénaire L’apparition et l’utilisation du gypse et du plâtre remontent à la nuit des temps. Le néolithique Les premières traces d’utilisation de la “pierre à plâtre” remontent au néolithique - 9000/6000 avant JC. - avec, notamment la découverte du site archéologique de Catal Hüyük, en Turquie. L’architecture extraordinaire de ce village anatolien, aux murs de briques crues, a révélé la présence d’enduits de plâtre et de chaux comme support de multiples fresques et peintures murales. L’Egypte ancienne L’autre grande première utilisation du plâtre remonte à l’Egypte ancienne avec son utilisation à Gizeh lors de la construction des pyramides, environ 2800 ans avant JC. Pline l’Ancien, écrivain et naturaliste romain du Ier siècle, indique que le sphinx de Gizeh était entièrement recouvert de plâtre peint. Les archéologues ont quant à eux découvert l’utilisation de plâtre en tant que liant des pierres de la grande pyramide de Khéops et support des peintures funéraires à l’intérieur des tombes. L’époque gréco-romaine L’usage du plâtre est très répandu à l’époque gréco-romaine les masques funéraires égyptiens entre le Ier et IVe siècle après JC destinés à vêtir les momies étaient en effet en plâtre et en stuc, comme le démontre le département des antiquités égyptiennes du Musée du Louvre. Théophraste, élève d’Aristote, détaille dans son traité sur les pierres les propriétés et l’utilisation du Gypsos gypsus en latin en maçonnerie, crépissage des murs et toutes sortes de scellements et de moulage. L’art byzantin En Asie centrale, au Proche-Orient et en Espagne, l’art byzantin a fait appel pendant 12 siècles aux décors de stuc et de plâtre aussi appelé le Djiss », comme en témoigne par exemple l’architecture de l’Alhambra de Grenade en Espagne. Les vestiges de plâtre sont également nombreux en Perse et en Mésopotamie. Le plâtre à travers l’histoire de France Dans l’hexagone, les traces d’utilisation sont particulièrement nombreuses depuis le bas moyen-âge en Ile-de-France et en Provence. Surnommé l'Or Blanc, le plâtre est intimement lié à la vie de Lutèce, puis de Paris, la colline de Montmartre regorgeant de gypse. A partir du Ier siècle, il est utilisé pour effectuer des scellements, puis, associé à d'autres matériaux, pour réaliser des carreaux, des briques, des dallages, des colonnes ou encore des décors moulés. Au moyen-âge, le plâtre remplace le torchis et devient un véritable matériau de construction. Les murs des habitations sont enduits de plâtres et de chaux, les plafonds sont réalisés en bois et en plâtre. En 1292, une charte royale mentionne l’exploitation de 18 carrières en région parisienne et l’inscription de 18 plâtriers assurant l’extraction, la fabrication, le transport et le commerce du plâtre. La porte Blanche ainsi que la rue Blanche à Paris doivent d’ailleurs leur nom à cette pierre blanche. En 1667, suite à l’incendie de Londres, un édit de Louis XIV va même entraîner la généralisation du revêtement en plâtre pour renforcer la protection incendie des maisons en pan de bois hourdis de Paris. Autre utilisation remarquable découverte dans la nécropole de Saint-Denis la réalisation en série de sarcophages en plâtre moulé durant l’époque mérovingienne 520-700. L’architecture et les décors des maisons font aussi une belle place au gypse à partir du XVIe siècle. Moulures, colonnes, chapiteaux, décors de cheminée ou d’escalier… de multiples ouvrages en staff et en stuc viennent décorer les murs et les plafonds des habitations et, tout particulièrement, des hôtels particuliers à partir de la Renaissance. Quelle que soit l’époque, le plâtre demeure aussi la matière première naturelle des sculpteurs en raison de ses capacités à prendre docilement toutes les formes de leur création. Les témoignages sont nombreux et particulièrement au XIXe siècle où, Rodin, parmi tant d’autres, utilisait majoritairement le plâtre pour ses sculptures. Les procédés d’estampage et de moulage en plâtre sont très utilisés pour reproduire les œuvres d’art ou en restauration pour reconstituer les parties altérées d’un édifice. Enfin, le plâtre constitue un matériau pédagogique aux multiples possibilités pour découvrir à tout âge les arts plastiques à travers des prises d’empreintes, des moulages, des assemblages. L’industrialisation de la production de plâtre Si durant tous ces siècles, l’extraction du gypse se fait principalement de façon artisanale directement à flanc de colline, puis en galerie, avec une cuisson au feu de bois et un concassage manuel, c’est à partir du XIXe siècle que l’exploitation se déplace hors des villes. En 1822, Pierre-Etienne Lambert ouvre la première carrière de Cormeilles-en-Parisis en région parisienne. Les fours artisanaux laissent alors la place à des fours à plâtre beaucoup plus performants et, à partir de 1878, son descendant Jules-Hilaire Lambert industrialise la production des plâtres de construction et de moulage. Autre grande étape clé dans la saga de ce matériau l’invention du “plasterboard” en 1890 à New-York, qui gagnera la France en 1946 avec la production des premières plaques de plâtre par Placoplatre sur le site de Vaujours. La montée en puissance croissante de l’utilisation de la plaque de plâtre qui dépasse aujourd’hui les 300 millions de m² annuel, a par ailleurs entraîné l’apparition d’un nouveau métier, baptisé “plaquiste“ suite à un voyage d’étude d’entreprises spécialisées organisé au Canada et aux USA par Placoplatre en 1980. Du gypse aux solutions Placo La fabrication des solutions plâtre Placo répond à un processus minutieux et certifié, en constante évolution pour améliorer leurs performances et réduire les impacts environnementaux. La plâtrière Provenant des carrières et des ateliers de recyclage, le gypse est stocké et homogénéisé dans un entrepôt situé en amont de la plâtrière. Cette ressource passe ensuite dans la plâtrière pour se transformer en plâtre, puis dans différents équipements pour arriver aux produits finis plâtres de moulage et de construction, carreaux de plâtre, plaques de plâtre ou encore dalles de plafond plâtre. Les processus de fabrication des différents produits En sortant de la plâtrière, chaque solution Placo bénéficie d’un processus de fabrication spécifique. Les plâtres en poudre Les plâtres de construction, de moulage et industriels sont obtenus directement à partir de la plâtrière en jouant sur le broyage et la granulométrie du gypse, le mode de cuisson, le rajout d'additifs. Ils sont conditionnés en sacs, en big bag ou livrés directement en camions citernes selon les applications. Les carreaux de plâtre Ces éléments rectangulaires, de dimensions 66 x 55 cm, sont fabriqués au moyen de tables de moulage par extrusion. Fabriqués en plusieurs épaisseurs 5, 7 et 10 cm et versions pour répondre à tous les besoins standards, hydrofugés pour les pièces humides et alvéolés pour plus de confort et moins de charges, les carreaux Caroplatre sont principalement destinés à la réalisation de cloisons intérieures et de gaines techniques. Leur assemblage se fait par collage colles Placol et emboîtement via les tenons et mortaises. Les plaques de plâtre Les plaques de plâtre Placo sont des panneaux composés d’une couche de plâtre prise entre deux parements en carton recyclés. Le temps de prise du plâtre étant en moyenne de 3 minutes, la capacité de production est directement liée à la vitesse de défilement de la bande de formation et à sa longueur. Différenciées par la couleur de leur carton et leur marquage, les gammes sont très larges en termes d’épaisseurs - 6, 10, 13, 15,18 et 25 mm -, de largeur - 600, 900 et 1 250 mm - et de longueurs allant de 2 à 4 m. 1ère étape le mélangeur et la table-extrudeur Le mélangeur réalise une opération de gâchage à partir du plâtre, d’eau et d’ajouts spécifiques selon les plaques à fabriquer. La table-extrudeur assure ensuite l’injection de la gâchée entre deux parements en carton. Fournis par les usines du Groupe Saint-Gobain Gyproc, ces cartons ont des propriétés très particulières en termes de résistance mécanique, porosité, reprise en eau. Cette gâchée est ensuite vibrée et sa hauteur réglée suivant l’épaisseur de la future plaque de plâtre. 2e étape la bande de formation Pouvant aller jusqu’à 450 m à Vaujours, la longueur de la bande de formation prend en compte la vitesse de la chaîne et le temps nécessaire au plâtre pour faire sa prise 3 minutes environ. En fin de chaîne, un couteau sépare des panneaux de 2 plaques à la volée. Ils sont accélérés, retournés, positionnés sur le transfert humide puis introduits dans le sécheur par un ascenseur. 3e étape le sécheur Cet équipement assure le séchage en ligne des plaques tout en permettant leur passage simultané sur plusieurs étages. La régulation de la température et des flux thermiques internes est un savoir-faire spécifique à Placoplatre. Le défi est d’obtenir un séchage rapide, sans brûlure du produit, tout en consommant le minimum d’énergie gaz naturel. 4e étape le conditionnement A leur sortie, les plaques sont sciées à leur côte définitive, palettisées et bénéficient d’un marquage apportant les informations utiles désignation, dimensions, conformité NF, nombre, avantages produit. Une logistique optimisée Le transport des produits et des palettes entre les lignes de production, de conditionnement et les zones d'expédition ou de stockage est assuré par des bandes transporteuses, des chariots GPL ou électriques, des AGV Auto Guided Vehicles sans conducteur, dirigés par système Wifi pour la nouvelle chaine plaques de Vaujours. Les quais d’expédition permettent de livrer la gamme complète plaques de plâtre, doublages, profilé… afin de diminuer le trafic interne des camions.