Le mot « carrière » vient du latin quadrus qui est un raccourci de quadrus lapis, lequel terme signifie « pierre carrée », autrement dit « pierre taillée ». À la différence des mines où sont extraits des matériaux dits stratégiques ou précieux de types carbonifères ou métalliques, les carrières souterraines sont exploitées pour leurs ressources minérales principalement à destination de la construction.

Les roches sédimentaires

Les roches sédimentaires proviennent de l’accumulation de sédiments qui se déposent le plus souvent en couches ou lits superposés, appelés strates. Elles résultent de l’accumulation de sédiments divers, c’est-à-dire d’éléments solides (clastes : morceaux de roches ou fragments minéraux, débris coquilliers, etc.).

Calcaire

L’extraction de pierre calcaire est un processus industriel visant à récupérer cette roche sédimentaire riche en carbonate de calcium. Les carrières, généralement situées dans des zones géologiquement propices, sont exploitées à l’aide de techniques telles que le forage, le dynamitage et l’utilisation d’engins lourds.

Les carrières de pierre calcaire sont fréquemment réinvesties après leur exploitation. Par exemple, elles peuvent servir en tant que cave, brasserie, abri ou encore de cantonnements pour les combattants.

Gypse

Le gypse est une roche formée par l’évaporation de l’eau dans des environnements marins ou lacustres (lacs salés). Lorsque l’eau s’évapore, les minéraux dissous, dont le sulfate de calcium, précipitent et se déposent sous forme de gypse. Le gypse sert à la fabrication du plâtre et comme ajout au clinker en tant qu’additif pour retarder la prise du ciment. Il est utilisé en agriculture comme engrais apportant du calcium et du soufre.

Craie

La formation la craie résulte de la précipitation des coquilles microscopiques d’organismes marins, principalement des coccolithophores. Étant riche en carbonate de calcium, la craie est utilisée comme amendement du sol pour neutraliser l’acidité du sol et améliorer sa structure. Mélangée à de l’argile, la craie est employée dans la fabrication des chaux et des ciments. Broyée et purifiée, elle fournit le Blanc de Meudon qui entre dans la composition de peintures et mastics, de produits de nettoyage et de cosmétiques.

Sable

Le sable est essentiellement composé de particules de silice provenant de l’érosion mécanique des roches préexistantes, telles que le granite, le quartz, le calcaire et le grès. Sous l’action du vent, de l’eau, des vagues et des glaciers, ainsi que l’action des températures extrêmes, les roches se fragmentent en particules plus petites et s’accumulent. Le sable est largement utilisé dans la construction pour la fabrication de béton, de mortier et d’asphalte, ainsi que dans l’industrie de la fonderie pour la production de pièces en métal moulées. De plus, il est un composant essentiel dans la fabrication du verre et est utilisé comme média filtrant pour purifier l’eau et les liquides.

Ocre

L’ocre se forme par l’altération chimique des minéraux contenant du fer dans les roches. Il est largement utilisé comme pigment naturel dans la peinture, la teinture et la coloration des matériaux, ainsi que dans la fabrication de pigments artificiels et de matériaux de construction.

Les carrières d’ocre du Luberon

Ciment

Le ciment est principalement produit par la calcination et le broyage d’un mélange de calcaire (80 %) et d’argile (20 %) à haute température ou plus rarement de gisement de pierre à ciment possédant ces caractéristiques. Il est largement utilisé comme liant dans la construction pour la fabrication de béton, de mortier et d’autres matériaux de construction, ainsi que dans diverses applications industrielles telles que la production de matériaux réfractaires et de produits en béton préfabriqué.

Carrière d’asphalte / bitume

Conformément à la législation en vigueur, toutes les exploitations qui ont extrait de l’asphalte ou du bitume sont situées dans des formations calcaires, ce qui les classerait normalement dans la catégorie des carrières. Cependant, certaines de ces exploitations ont obtenu des concessions spécifiques relevant du régime minier. Aujourd’hui les deux termes sont donc employés. 

L’asphalte, également connu sous le nom de bitume, est un matériau naturel qui varie de très visqueux à solide. Frais, il présente une couleur noire, qui devient marron lorsqu’il est altéré. Il résulte de la transformation de matière organique enfouie et est étroitement associé à la formation du pétrole. On le trouve principalement en imprégnation dans des formations de calcaire, de grès ou de schiste (tels que les calcaires et les schistes bitumineux), où il peut être extrait.

Si l’on observe un échantillon de roche asphaltique au microscope, on remarque que chaque grain est enrobé d’une fine pellicule de bitume pur, ce qui les lie aux grains environnants. Ainsi, la roche d’asphalte est en réalité un conglomérat de grains très fins, cimentés par du bitume. En chauffant un morceau de cette roche à une température de 80 à 100°C, la pellicule de bitume ramollit et fond, ce qui entraîne la perte de cohésion de l’asphalte. Les grains calcaires se séparent alors mécaniquement les uns des autres, et la matière se désagrège en poussière. Si l’on prend cette poussière encore chaude, ou si on la réchauffe après refroidissement, puisqu’on la comprime pour rapprocher et presser énergiquement ses molécules les unes contre les autres, elles se recollent. Une fois refroidie, la matière se reconstitue exactement comme elle l’était à l’origine, conservant la même consistance et le même aspect. C’est sur cette propriété remarquable que repose l’industrie des chaussées en asphalte comprimé.

Anhydrite

L’anhydrite se forme par précipitation chimique à partir de solutions saturées en sulfate de calcium dans des environnements dans lesquels l’eau s’évapore rapidement, comme les lacs salés. Elle peut également se former par la transformation du gypse sous certaines conditions de température et de pression. L’anhydrite est essentiellement utilisé dans l’industrie du ciment pour réguler le temps de prise et améliorer les propriétés du ciment. Elle est aussi utilisée dans l’industrie chimique comme source de sulfate de calcium pour la production d’acide sulfurique et d’autres produits chimiques.

Les roches métamorphiques

Une roche métamorphique est une roche formée à partir de la transformation de roches préexistantes (comme des roches sédimentaires ou magmatiques) sous l’effet de la chaleur, de la pression et parfois des fluides chimiques.

Marbre

Le marbre se forme par le métamorphisme de calcaire ou de dolomie sous l’effet de la chaleur et de la pression. Ce processus transforme la roche d’origine en une roche cristalline avec une texture très lisse et des veines distinctives. Le marbre est largement utilisé comme matériau de construction, dans la sculpture, la décoration intérieure et d’autres applications esthétiques.

Il existe également du marbre noir, dont cette couleur provient du processus de recristallisation selon les conditions géologiques locales, des impuretés minérales (comme le graphite) ou organiques (matière organique, végétale ou animale). En Belgique, l’appellation « marbre noir » est aussi utilisée pour désigner des roches calcaires qui ont été polies et utilisées à des fins décoratives, même si elles ne répondent pas strictement à la définition géologique du marbre métamorphique. Les roches calcaires, lorsqu’elles sont suffisamment compactes et possèdent une structure cristalline, peuvent être polies pour obtenir un fini brillant et sont souvent commercialisées sous le nom de « marbre ».

Ardoise

L’ardoise est une roche métamorphique dérivée principalement de l’argile sédimentaire. Elle se forme sous une pression et une chaleur élevées, ainsi que des forces de compression, qui induisent la recristallisation des minéraux et la formation de feuillets. L’ardoise est largement utilisée dans l’industrie de la construction pour les revêtements de toiture, les revêtements de sol, les façades et les éléments décoratifs.

Avec le Code minier de 1810, les ardoisières ont été classées dans la famille des carrières souterraines. Au XIXe siècle, l’industrie a connu son apogée, principalement dans l’ouest de la France, avec le Maine-et-Loire comme première région productrice.