Composition des gypses naturels et principales impuretés. Cas du « Plâtre de Paris »

Intervention de

Claude COLLOT, ingénieur, vice-président du Musée du Plâtre

dans le cadre de la première journée  « Le Plâtre et la Couleur – le Plâtre teinté dans la masse » organisée par le GRPA.

La recherche de pureté maximale est toujours à la source des ouvertures de carrières de gypse. Toute­fois, suivant les applications envisagées, ce besoin peut être variable, et c’est la raison pour laquelle le gypse « parisien » est à la base de nombreuses applications industrielles (céramique, fonderie, dentaire etc.).

Lorsque l’on exploite un gypse, il est important d’en connaître la composition à la fois pour en définir les applications mais aussi pour pouvoir le formuler. Avant de connaître les impuretés proprement dites, trois paramètres doivent être définis.

Humidité libre

Il s’agit d’eau adsorbée sur le caillou et non liée à la molécule. Si cette eau n’entre pas réellement dans la composition du gypse, il est important d’en connaître la teneur (généralement quelques %) car la cuisson ne pourra se faire que sur un produit sec.

Pureté en gypse

C’est le premier paramètre à suivre dans l’exploitation d’une carrière. Si dans le bassin parisien la teneur en gypse est assez constante (90 à 95 % en moyenne), il est parfois nécessaire dans d’autres régions de suivre très étroitement la pureté pour défi­nir l’application du produit final. On peut considérer qu’il est possible d’utiliser le gypse à partir de 70 à 75 % de pureté pour des applications basiques de pré­fabrication ou dans le bâtiment, mais les utilisations industrielles nécessitent des produits de très grande pureté (> 90 %).

Teneur en eau de cristallisation

Un gypse totalement pur contient 20,92 % d’eau cristallisée. C’est sur cette eau que les fabricants vont travailler pour obtenir le plâtre par déshydrata­tion totale ou partielle du cristal.

 

Les impuretés du gypse de carrière peuvent être très variables. Toutefois, les principales sont les sui­vantes :

Calcaire

C’est la principale impureté du gypse (3 à 25 % sui­vant les sites). Dans les applications bâtiment ou produits préfabriqués il peut être considéré comme charge inerte. Par contre, il doit être réduit au maxi­mum dans les applications ou l’on utilise la porosité du plâtre (moules pour la céramique essentiellement) car il crée des parties non absorbantes.

Silice

Les sables et silicates, présents en faible quantité en France (environ 1 % en région parisienne) sont par contre plus ennuyeux. Beaucoup plus dur que le gypse, ils créent des rayures à l’utilisation du plâtre (cas des enduits pelliculaires ou modelage). Même en très faible quantité, l’élimination de la silice est donc nécessaire.

 

Anhydrite naturelle

La forme anhydre du sulfate de calcium existe natu­rellement. Totalement absent en région parisienne et difficile à réhydrater, sa présence dans les carrières de gypse le fait consi­dérer comme une impureté au même niveau que le calcaire.

 

Marnes et argiles

Toujours présentes dans les carrières de gypse, elles assurent une couche imperméable au-dessus des bancs de gypse. Si l’on en retrouve quelques nodules dans les plâtres anciens, on sait aujourd’hui l’éliminer totalement avant d’exploiter le gypse.

 

Phosphates

Les phosphates de chaux peuvent être décelés dans les gypses même en région parisienne. Leur teneur toujours très faible (moins de 1 pour mille) n’est pas un problème quelle que soit l’application du plâtre.

 

Chlorures

Des traces de chlorures peuvent être mises en évi­dence (toujours en très faibles quantités). Ils provien­nent des sels dissous lors de la formation des strates géologiques. Dans la production de plaques carton­nées ils peuvent être source de nuisances.

 

Oxydes métalliques : Fe₂O₃, Al₂O₃, MgO, Na₂O, K₂O

Toujours en très faibles quantités (quelques cen­taines de ppm maximum), leur faible teneur n’apporte pas d’action effective sur les propriétés du plâtre obtenu après cuisson. Seul l’oxyde de fer modifie légèrement la couleur du produit. 200 ppm sont suffi­sants pour apporter une très légère nuance jaune au plâtre de Paris. Mais cette nuance est surtout visible sur les plâtres encore humides et par comparaison avec des produits encore plus blancs (sulfate de ba­ryum par exemple).

 

Pour  trouver l’ensemble des interventions et vous inscrire à la deuxième journée « Le Plâtre & la Couleur » consacrée au Plâtre peint le 23 mars prochain :  
http://www.museeduplatre.fr/m-233-grpa.html

 

 

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