Des Cartes Géologiques hautes en couleurs et pas comme les autres - 4e partie

LES TERRES :

Toutes les couleurs naturelles à base de terre proviennent de carrières exploitées, les principales se trouvent en France et en Italie... Cette extraction s'effectue d'une manière très simple :
- Les terres sont tout d'abord extraites des carrières ; jusqu’en 1960 elles subissaient ensuite un lavage destiné à éliminer les impuretés et les sables majoritaires à 80 % par un système nommé lévigation, on utilisait pour cela l'eau courante, le sable, plus lourd, restait au fond et l'ocre en suspension dans l'eau était entraînée vers les bassins de décantation. L'opération était renouvelée chaque jour jusqu’à ce que le bassin soit plein.
- De nos jours, ce mode de lavage a changé, les "batardeaux" ont été supprimés. Le mélange minerai/eau est envoyé dans un séparateur épaississeur par une pompe protégée de caoutchouc puis arrive à l’entrée du cyclone avec une pression de 500 gr/cm2. Sous l'action de la force centripète, le sable concentré sur le centre du cyclone tombe, presque sec, tandis que l'eau ocreuse sort en surverse pour être dirigée vers la canalisation allant aux bassins de décantation.
- Commence alors la période de séchage à l'issue de laquelle l'ocre est transportée pour l'achèvement de sa fabrication…elle est ensuite broyée à 50µ dans un broyeur pendulaire.

- Au sujet de la calcination :
Comme je l'ai souligné précédemment, le chauffage des pigments permet d'obtenir une grande variété de nuances : terre de Sienne naturelle = terre de Sienne brûlée ; ombre naturelle = terre d'ombre brulée ; ocre jaune = ocre rouge (400°C) cette opération s’effectuait soit sur plaques métalliques ou dans des fours à bois. De nos jour la calcination s’opère dans des fours tournant chauffés au gaz et briquetés pour mieux maintenir la chaleur.
- L'oxyde de fer responsable de la couleur ocre, la goethite, est un oxyhydroxyde de fer à structure cristalline orthorhombique ; après chauffage, la couleur rouge obtenue est due à l'hématite, oxyde de fer (anhydre) à structure cristalline rhomboédrique.

• Cette transformation, consécutive à la déshydratation de l'oxyde de fer , est irréversible contrairement, par exemple, à celle du gypse où il suffit de réhydrater le plâtre obtenu pour que s'effectue une recristallisation...

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Argile, Minéraux et Roches argileuses :

Avant d’aller plus loin dans cette étude « des terres », quelque mots sur l’argile, dont l’origine du nom vient du latin « argilla » emprunté probablement au grec « argillos» , de même racine que « arguus : éclat, blancheur » …
L’argile est une roche composée principalement de silicates en feuillets (Phyllosilicates) d’alumunium, plus ou moins hydratés. Elle est la plus abondante des roches sédimentaires : 50% des sédiments (69 % des sédiments continentaux). Ses couleurs multiples, peuvent varier du blanc au noir à toutes sortes de gris, de bleu , de rouge et de vert, toutefois ce ne sont pas les particules d'argile qui sont à l’origine de la coloration des sols, la couleur rouge, orange, jaune, vert, bleu d'un sol argileux - ou non - est tout simplement due à l'état du fer dans le sol :
- Matière organique abondante, milieu réducteur, fer réduit (ferreux), couleur noir, gris, vert.
- Matière organique absente, fer oxydé, couleur rouge…

L’argile ou « terre glaise» est très commune dans la nature souvent mélangée au calcaire (marnes ou marno-calcaire) elle se forme rarement en couches épaisses…les affleurements argileux présentent une succession de strates empilées les unes sur les autres, qui ressemblent à un feuillet.
Elle se compose habituellement de petites lamelles fines et légères, de cristaux et d’aiguilles microscopiques de silicate d’alumine, avec parfois un peu de sable interstratifié.

Comme le sable, l’argile résulte de la décomposition du granite et des roches magmatiques, avec toutefois quelques différences : les argiles sont généralement absentes dans les roches de hautes température (magmatiques et métamorphiques supérieures à 500°C) ; par contre elles sont abondantes dans les sols, sédiments, roches sédimentaires ainsi que dans les zones d’altération hydrothermale ou atmosphérique des silicates d'aluminium, notamment les feldspaths, constituant important des roches argileuses…

L’argile est imperméable et ne réagit pas aux acides si cette dernière est pure (sans trace de calcaire), elle a une faible dureté ; toutes les argiles se rayent avec l’ongle et certaines peuvent être brisées à la main…un toucher assez doux à l'état sec, une malléabilité à l'état humide, et une affinité pour h₂O . Les argiles perdent leur eau par chauffage à haute température elles se transforment en matériaux réfractaires.
Mélangées à d’importantes quantités de calcaire, l’argile forme comme je l’ai précédemment souligné des marnes dans ce cas il y aura plus ou moins effervescence aux acides en fonction de la quantité…

Les minéraux argileux sont pour la plupart formés de feuilles, d'où leur nom de phyllites ou phyllosilicates. D'autres, les pseudo-phyllites, sont dits fibreux, car composés de rubans alternant en brique creuse. Un minéral de structure phylliteuse se présente sous forme d'une poudre fine ; chaque particule, nommée cristal ou phyllite (feuille), de forme hexagonale ou irrégulière, est constituée d'un empilement de quelques dizaines ou centaines de feuillets. Le feuillet étant formé par la répétition horizontale d' unités élémentaires en couches planes : couches de tétraèdres à coeur de silicium et couches d'octaèdres à coeur d'aluminium. Les minéraux argileux, ont par ailleurs, la faculté de se mélanger entre eux : ce sont les interstratifiés (smectites….).
Il existe différent types d’argiles, elles diffèrent essentiellement de par leur structure moléculaire, cristalline et leur composition chimique…La détermination se faisant notamment par diffraction aux rayons X, analyses chimiques…

- les argiles lacustres , déposées sur le fond des lac étangs d’eau douce :
De même que l’eau courante transporte les grains de sable, cette dernière va également véhiculer la poussière argileuse dans des marres ou dans des étangs pour en faire de la boue ou de la vase ce sont les argiles lacustres : argile de Paris issue d’une accumulation dans un lac peu profond (Issy-les-Moulineaux) renfermant des coquilles de planorbes, limnées… mollusques d’eau douce.

- les argiles marines déposées par la mer:
Lorsque la pluie s’intensifie les boues sont alors transportées vers les ruisseaux puis les fleuves ; une partie de l’argile se dépose le long des rives sous forme de limon , le reste est transporté encore plus loin que le sable, par apport à la ligne des rivages… elles forment alors des dépôts successifs de fines particules au large avant de se sédimenter (phénomène de déshydratation et de compactage)… se sont les argiles marines qui constituent la vase des estuaires  : argiles noires de Trouville (Calvados) renfermant des fossiles marins : huitres, ammonites…

- Les marnes :
sont composées d’un mélange de carbonate de chaux et de minéraux argileux (entre 35 et 65 % d'argile) elles sont aussi importantes que le calcaire dans le nature et se présentent sous le forme de couches alternées avec ce dernier…Leur dépôt est consécutif à des origines marine, lacustre ou saumâtre… Les unes renferment des coquilles d‘huitres, des multitudes de squelettes de petits poissons comme celles de la région Parisienne ou celles de la carrière de Cormeille-en-Parisis ; les autres se composent de fossiles indiquant un milieu lacustre, tortues, crocodiles, poissons, mollusque d’eau douce (auvergne) et enfin les marnes saumâtre qui se trouvent aujourd’hui dans les estuaires, lagunes, en bordure des mers chaudes ; où l’eau moins salée que celle de mer est qualifiée de saumâtre…

- Les argiles schisteuses (pelites) :
Ce sont des argiles à éléments très fins, renfermant parfois de minuscules lamelles micas, de rares grains de quartz. Comme les autres argiles elles proviennent d’anciennes boues - très légères - véhiculées par les rivières et les fleuves dans les mers et les lacs…Ces roches se composent d’une alternance de lits sableux et micacés, alternant avec des lits argileux ce qui permet de les casser en feuillets de faible épaisseur. Leur coloration varie du vert au rouge et au noir lorsque ces derniers contiennent de la matière charbonneuse…

Minéraux et roches argileuses :
Les argiles sont toutes des SILICATES simples ou complexes d’aluminium, magnésium et fer principalement. - Les minéraux argileux qui forment les roches argileuses ou argiles sont l'état superficiel des silicates de l'écorce terrestre.
. Un minéral argileux est une espèce minérale pure, à composition chimique définie, et aux propriétés fidèles (kaolinite, glauconite…).
. Une roche argileuse est une association de minéraux divers : sables, calcaires parmi lesquels se trouvent un ou plusieurs minéraux argileux (glauconie, limonite…).

- La Kaolinite :
La kaolinite est un minerai d'argile secondaire, qui dérive des silicates d'aluminium inaltérés des sols, ou en place dans les roches, sous la forme d'un minéral résultant de l'altération des feldspaths des granites et des pegmatites, c’est un alumino silicate hydraté de formule chimique AL₂Si₂O₅ (OH)₄ - Sa structure se compose de feuilles de silicate (Si₂O₅) métallisées sur des couches de gypsites, oxyde d'aluminium sur couche d'hydroxyde A_l2(OH)₄.

- Les Illites :
Tout comme les micas, les illites Si₂Al₂O₅(OH)₄ sont formées à partir de l’association d'une couche alumineuse (octaédrique) et deux couches siliceuses (tétraédriques). Mais il peut y avoir des substitutions (remplacement de Si par Al). . C'est le minéral ubiquiste par excellence. Sa structure est proche de la muscovite (plus de H₂O, moins de K+).

- Les Smectites :
Les smectites, , sont généralement calciques, plus rarement sodiques. Elles sont formées dans les sols mal drainés plutôt alcalins. Les feuillets de smectites peuvent s'intercaler régulièrement ou irrégulièrement avec d'autres feuillets argileux, souvent illitiques. L'ensemble forme des interstratifiés. Utilisation de Smectites dans les établissements de bains thermaux. Les bains de boue.
- Le minéral le plus important du groupe est la montmorillonite également connue sous le nom de « terre de sommières« , composée de silicate d'aluminium et de magnésium hydraté, de formule (Na, Ca)_0,3(Al, Mg)2Si₄O₁₀(OH)₂·nH₂O, et , de la famille des phyllosilicates ; utilisée notamment comme détachant (dégraissant) ; mais aussi dans l’industrie chimique et du bâtiment…
- Ainsi que la variété bentonite de granulométrie très fines, est ajouté au ciment pour constituer des coulis très fluides, qui sont injectés pour améliorer la tenue de certains terrains lors de travaux de génie civil, notamment percement de tunnel, …

- La Glauconie :
Minéral vert ferrifère proche de l'illite exclusivement formé en milieu marin peu profond. La glauconie est une association de minéraux argileux de couleur verte, composé en partie de glauconite (minéral)

- Les Chlorites :
Les chlorites (Mg, Fe)₃(Si, Al)₄O₁₀(OH)₂·(Mg, Fe)₃(L'OH)₆ sont des silicates hydraté d’alumine de fer et de magnésium. Elles sont présentes en plus grands cristaux dans les roches magmatiques; elles sont également formées pendant la diagénèse des roches sédimentaires (déshydratation et compactation ). On les retrouve en éléments détritiques dans les sols sous climat peu agressif. L'espace interfoliaire est garni par une couche composée de Mg et OH. Al est remplacé localement par le Fe.

- La Vermiculite :
La vermiculite possède une structure argileuse monoclinique de type 2:1, avec deux feuillets de type tétraédrique pour chaque feuillet de type octaédrique ; minéral naturel fréquent dans les sols de la zone tempérée de formule chimique (Mg,Ca)_0,7(Mg,Fe,Al)₆(Al,Si)₈O₂₂(OH)₄.8H₂O . La couche octaédrique contient du Fe et du Mg. La vermiculite est proche des illites et des chlorites mais montre des propriétés gonflantes. Cette propriété provient de ce que ces argiles ont la possibilité de gonfler, cela se traduit par une augmentation d'épaisseur du feuillet : - le feuillet normal à une épaisseur de 14 A°. Cette épaisseur peut augmenter jusqu'à 18 A°, si ensuite on chauffe le minéral l'épaisseur se réduit à 10 A°.

- Les argiles fibreuses :
Les principaux types sont la sépiolite et l'attapulgite ou paligorskite. On les trouve dans les milieux confinés.

Les minéraux argileux et les argiles sont étudiés dans de nombreux domaines, elles apportent pour les géologues de précieuses informations sur les condition environnementales ( sources, condition de formation, diagénèse …) dans l’industrie, notamment en tant que matériaux de construction , fabrication du ciment (avec le calcaire) ; dans l’agronomie propriété d’hydratation et d’absorption des argiles pour la fabrication de fertilisant ; l’industrie pharmaceutique, cosmétique, excipient neutre, absorbant.… la céramique, poteries, briques, tuiles, la fabrication de pigments : ocres (argiles + oxydes de fer).

- Localisation en France : Argiles ocre et bleue à Aurillac ; argile grise Issy-les-Moulineaux ; argiles jaune et verte à Meudon ; argiles sombres à Trouville ; argile blanche à Montereau ; argile rouge bassin de Lodève; kaolin près de Limoges…

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La terre verte :

Du latin « Terra », terre, et de « Viridis » , vert... La terre verte, ou vert de Vérone, est un mélange d'hydrosilicates de Fe, Mg, Al, K, principalement de minéraux comme la glauconie et la céladonite K [(Al, Fe³⁺), (Fe²⁺, Mg] (AlSi₃, Si₄)O₁₀(HO)₂.
- Glauconite : silicate hydraté de fer, de potassium et d'aluminium à l'origine de la couleur verte.
- Céladonite : phylosilicate de potassium de fer dans 2 états d'oxydation d'aluminium et d'hydroxyde .

• Le pigment est obtenu par le broyage de la glauconie et de la céladonite... Les plus connues sont les terres de Vérone et celles de Bohème. Sa couleur et sa texture peuvent varier en fonction des éléments constitutifs qui la composent (vert clair, vert pâle, vert olive, noir-vert...)
- Elle est également présente dans les Etats baltes, à Chypre, en France, Hongrie, Pologne, Saxe, ...
- Utilisée depuis l'Antiquité, le Moyen-Âge, les artistes du XVe siècle ont fréquemment utilisé la terre verte en sous-couche afin de neutraliser les couleurs rouges, roses, et de ton chair…
Très transparente, de faible puissance teintoriale, résistante à la lumière, sa siccativité est faible...contenant de l'argile elle a un tendance à absorber l'huile de manière modéré à élevée. La terre verte est une des couleurs les plus stable...

• Système cristallin : Monoclinique - Prismatique.
- Indice de réfraction : 1,61 - 1,64.

• Localisation : France ; Italie (Vérone)...
• NON TOXIQUE

- A propos de la Glauconite :
La glauconite fut décrite pour le première fois par Christian Keferstein (1784~1866), Géologue Bavarois.
Son nom est dérivé du grec Glaucos « γλαυκος », qui signifie « brillant » ou « d'argent » , pour décrire sa couleur bleue-verte, relative à l’aspect de la surface de la mer.

• La glauconite est un minéral argileux ferrifère de couleur vert d'origine marine trouvé dans les roches formées sur les plateaux continentaux et dans les dépôts sédimentaires de diverses sortes notamment des matières organiques présentes dans un environnement oxydant ; en grande quantité elle peut former un sable vert
On la trouve également dans les grès faiblement constitués et particulièrement impurs en calcaire et silice. Aux endroits où la glauconite peut composer la majorité de la roche, elle forme des : « greensands » (greensands crétacé, USA).
Elle peut également être issue de changement biogénétique ou diagenetic de minerais tels que la biotite ou le verre volcanique. Habituellement en compagnie de quartz, limonite, glaucophane, calcite, sidérite, ankérite…

• La glauconite est un silicate hydraté de fer, de potassium, de sodium et d'aluminium, K_0,8R³⁺_1,33R²⁺_0,67Ai_0,13Si_3,87O₁₀(HO)₂, (composition : K 5.49 % , Na 0.27 % , Mg 2.28 % , Al 1.90 % , Fe 19.62 %, Si 25.00 % , H 0.47 % , O 44.97 %) ; traces : Ti, Ca, P

• La glauconite appartient à la classe chimique VIII SILICATES
- Sous-classe chimique : Phyllosilicates - groupe Micas
- Série Glauconite
- Un Système cristallin Monoclinique - Prismatique
- un Réseau de Bravais : m ou 2 / m - prismatique
- Sa dureté "Mohs" : 2,0
- Sa densité de : 2,4 à 2,95
- Clivage : OUI, 1; {001}, parfait
- Sa cassure Micacé, inégale

• Translucide à presque opaque, élastique ; le minéral est non-fluorescent, non magnétique et très peu radioactif.
- Polymorphe avec le polytype -1M.
- Indice de réfraction :1,59 à 1,64
- Couleur : incolore, vert, vert jaunâtre, vert bleu.
- Éclat du minéral : Terne, mat (terreux)
- Trace : vert clair

• Critères de détermination : Sa couleur verte et ses orignes sont des éléments d’identification ; le minéral peut cependant être confondu avec la chlorite (également de couleur verte) toutefois la chlorite blanchit sous l’effet de la chaleur puis fond difficilement, ou des minerais tels que la céladonite cette dernière ayant une densité plus élevée (2,95 à 3,5) que la glauconite. L’indentification peut également se faire par diffraction aux rayons X et par analyse chimique.

• Morphologie des cristaux : les cristaux sont très rares, la glauconite cristallise avec une géométrie monoclinique, habituellement en sphères terreuses ou en grains composés en partie d'agrégats de petits cristaux micacés. Mais aussi en granulats arrondis à grains très fins et à particules écailleuses (bleu-vert à jaune-vert). La Glauconite est également présente dans les grès paléozoïques où elle forme des nodules sable-classés vert-foncé arrondis.

• Morphologie des agrégats : Agrégat, massif, grenu, terreux, laminaire, fin, arrondi..

• Utilisations : La glauconite a longtemps été utilisé en Europe comme une peinture à l'huile, mais aussi comme une source de potasse... La glauconie de sable vert est utilisée comme un adoucisseur d'eau.

• Échantillons de collection : Nouvelle-Zélande ; Australie ; Angleterre, Vincence, Vérone - Italie ; Black Hills, Dakota du su, Texas, Californie - USA ;…
France : Villier-sur-Mer, Calvados ;…
• Publication : Schneider, H. « Une étude de glauconie ». Journal de la géologie: 35: 289-310. (1827).
• Comme souligné précédemment la première description fut faite par Christian Keferstein en 1828, Géologue Bavarois (1784 - 1866), auteur de nombreuses publications…
• NON TOXIQUE

- A propos de la Céladonite :

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La terre de Sienne naturelle :

La Terre de Sienne doit son nom à la ville italienne, Sienne, située en Toscane…Célèbre pour son l'exploitation et la production du colorant depuis la Renaissance…
La couleur des colorants de la terre de sienne est dérivée de trois constituants : l'ingrédient principal de coloration (l'hydroxyde d'oxyde de fer) , les ingrédients secondaires de coloration (Le calcium, l'oxyde de manganèse, les matériaux carboniques, la silice et la pierre à chaux) et une base (l'argile). La combinaison de ces ingrédients produit la couleur particulière de la terre. Les formes et les variations innombrables parmi lesquelles ces ingrédients peuvent combiner le résultat, donnent un éventail de nuances de jaunes, de rouges et de bruns.

• Pigment naturel, variété de limonite ou trioxyde de fer hydraté 2Fe₂ O₃ . 3H₂ . composée de manganèse 1 à 4 % contre 36 à 46 % de peroxyde de fer... La terre de Sienne est plus foncée que l'ocre jaune par contre elle est plus translucide et plus chaude.
C’est un colorant jaune avec plus ou moins de teinte rouge brunâtre dans la tonalité de masse . Elle diffère de l'ocre de part sa couleur beaucoup plus profonde, et un pouvoir colorant beaucoup plus élevé …

• Déjà utilisé dans les peintures rupestres, en Egypte, en Grèce …le pigment fût très prisé par les artistes médiévaux, de la Renaissance, notamment pour sa transparence et sa solidité...La terre de Sienne peut être mélangée sans risque avec la majorité des autres colorants… elle est notamment employée dans la fresque, l'huile, la tempera et les aquarelles…

• Siccativité faible, résistante à la lumière, stable, contenant beaucoup d’argile elle absorbe une grande quantité d'huile au broyage au détriment de son pouvoir couvrant...les empâtements sont à déconseiller ils peuvent occasionner des déchirures de la peinture ; cependant, ses qualités font qu'elle continue à être utilisée (glacis,…) malgré les inconvénients soulignés…

• Indice de réfraction : 1,87 - 2,17

• Localisation : Sienne, Toscane  ; Sicile, Sardaigne - Italie ; montagnes de Hartz, Allemagne ; Russie ; Angleterre ; Mexique ; …
France : Ardennes, Corse, montagnes de Lubéron ;…
• NON TOXIQUE.

- A propos de la Limonite :

• L’origine de son nom vient du mot grec « λειμών », « pré» une allusion à son occurrence comme « minerai de marais » dans les prés et les marais… d’autres sources indiquent que son nom proviendrait du français « limon », en raison de sa couleur…
- Le terme de « limonite », créé par Morin, en 1842, est ambigu...cependant son utilisation est courante lorsqu’il s’agit d’oxydes de fer non identifiés, ou bien encore du mélange de plusieurs d’entre-eux…

• La limonite est une substance amorphe commune, qui colore les sols et qui se forme à température ambiante, à partir des minéraux contenant du fer, on la trouve dans les dépôts secondaires résultant d’une altération.
- Le minerai se forme par altération superficielle de plusieurs minéraux de fer, notamment sidérite, magnétite, pyrite, mais aussi dans le sol de latérite.
- Des dépôts étendus sont trouvés en bassins de lac ainsi que dans de nombreuses roches sédimentaires… Elle se trouve habituellement en compagnie de la goethite, l'akaganeite, la lépidocrocite et une grande liste de minerais de gisements secondaires de fer en particulier .
- En sidérurgie, la limonite a peu de valeur, à cause de son contenu en phosphates et arséniates.

• La limonite est un mélange d'oxydes de fer hydratés , de composition chimique variable FeO(OH) . NH₂O, minéral sédimentaire fondamental, elle contient de la goethite de la lépidocrocite, des quantités mineures d'hématite, hydroxydes d'aluminium, silice colloïdale, minéraux argileux, phosphates, arséniates et composés organiques.

• La limonite appartient à la la classe chimique : IV OXYDES
- Sa dureté "Mohs" : 4 à 5,5
- Sa densité de : 2,9 à 4,3
- Le clivage est absent.
- Sa cassure friable ou de terre.

• Le minerai est une substance amorphe qui une fois chauffée devient magnétique. Insoluble sur le charbon de bois, Le minéral s’altère en hématite suite à la perte H₂O ; il est en outre soluble dans de nombreux acides.
- Un Indice de réfraction de : 2,26 à 2,39.
- Une couleur : jaune, orange, rouge brun, brun-noir.
- Un éclat : terreux à terne.
- Une trace : jaune brunâtre à jaune.
- Pseudomorphosée avec : Cérusite, cuprite, dolomite, magnétite, marcasite, pyrite, sélénite, sidérite...

• Son manque de formes cristallines, l'absence de clivage sont des éléments déterminants. On distingue la limonite du wad qui est son équivalent manganésifère (Vosges méridionales-Saphoz) par la trace et son magnétisme apparent une fois que le minerai est chauffé. L’absence de surfaces soyeuses la distingue de la goethite. La détermination peut aussi se faire par diffraction des rayons X et par l’analyse chimique…

• Amorphe, massive, en encroûtements botroyïdaux ou bien encore réniformes, terreuse ou pulvérulente. Pas de structure interne, la majorité des spécimens ont une structure fibreuse ou microcristalline, les cristaux sont microcristallins ou cryptocrystallins ; la limonite se produit généralement sous des formes concrétionnées ou dans les masses compactes et terreuses ; parfois mamillaires, botryoïdes, réniformes ou stalactitiques.

• Le minerai de tourbière ou de minerai de fer brun ont été exploités en tant que source de fer. La limonite de couleur uniforme est utilisée comme pigment ocre.

• Localisation : Chypre ; Mexique ; Canada ; États-Unis ;...
- France : Ariège, mine de Rancié ; Aveyron, mine du Keymar ; Ardèche ; Saône et Loire ; Meurthe-et-Moselle ;…
• NON TOXIQUE.

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La Terre de Sienne brûlée :

S'obtient par la calcination en présence d'air de la terre de Sienne naturelle, cette opération s'effectuant comme je l’ai précédemment souligné sur plaques métalliques ou dans des fours à bois…Une fois calcinée à des températures élevées, la terre de sienne naturelle perd sa teneur en H₂O (déshydratation) et devient sienne brûlée.
• L'hydroxyde d'oxyde de fer est converti en oxyde de fer, ce changement est accompagné d'une augmentation de la translucidité et une profondeur accrue de la couleur.

• La terre de Sienne brûlée contient 45 à 70 % d'oxydes de fer rouge et beaucoup plus d'oxydes de manganèse que la terre de Sienne naturelle…

• Elle est compatible avec de nombreux autres colorants, elle forme, en outre, une très belle pâte, très siccative, fixe et résistante à la lumière, elle présente par contre les mêmes faiblesses que la terre de Sienne naturelle dont elle est issue…

• Indice de réfraction : 2,26 à 2,39

• Localisation : les mêmes que pour la terre de Sienne naturelle…
• NON TOXIQUE.

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Terre d'Ombre Brûlée :

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Il convient de ne pas confondre les terres d’origine minérale avec celles d’origine végétale qui comme leur nom l’indique sont issues de la décomposition de matières végétales telles que la « Terre de Cologne » ou « Terre de Cassel »
- La terre de Cassel est une substance terreuse brune trouvée dans des lits de tourbe et de lignite. Utilisée comme colorant, elle fût découverte près de Cassel, Allemagne. La terre de Cassel contient le fer, les oxydes et les lignites de manganèse, qui sont les substances organiques de la tourbe ou du charbon... C'est un excellent substitutif au noir qui, mélangé à d’autres colorants à une nette tendance à assourdir leur éclat…
- Des couleurs chimiquement plus pures destinées à remplacer les terres naturelles ou brulées ont été élaborées ; elles sont majoritairement fabriquées par la précipitation d’un colorant en l’occurrence un oxyde de fer sur une substance amorphe : l’alumine.
- Leurs propriétés sont très satisfaisantes…

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Evolution de la Technique de Peinture depuis son invention :

• Ce n’est qu’au début du XVe sous l’impulsion de Jean Van Ecyk que fut mis au point le procédé à l’huile qui révolutionna la peinture …

- Ni les artistes de la préhistoire, les peintres de l’antiquité (Egypte, Grèce, Rome…) ou ceux du moyen-âge n’ont connu l’usage des huiles siccatives…
Il a fallu attendre le XIIe siècle pour qu’une méthode de transition intervienne utilisant à la fois la tempéra à l’œuf qui prédominait en occident et la peinture à l’huile ; cette dernière étant uniquement réservée à des glacis légers appliqués sur un support à base d’œuf.
Mais en quoi consistaient ces différentes techniques de peinture employées par les peintres au fil des siècles ?

Technique primitive et de l’antiquité  :
Les artistes de la préhistoire, pour réaliser les dessins gravés, rehaussée ou peints qui ornent certaines cavernes comme celle de Lascaux en Dordogne, employaient en général des bouillies argileuses colorées naturellement par un oxyde de fer ou de manganèse, des couleur obtenues par la décoction de plantes ou d’os calcinés ; le plus fréquemment diluées avec de l’eau claire, de la salive… mais aussi de la graisse et de la moëlle, qui servaient notamment à fixer les couleurs…dans ce cas le diluant utilisé pour « allonger » cette bouillie était l’urine.
- Les Egyptiens, les Grecs et les Romains améliorèrent cette technique par l’introduction de fresques peintes sur support (mortier, bois etc.) en mélangeant, à chaud, notamment des cires et des résines aux couleurs…

La Technique à l’œuf ou la Tempéra :
La peinture « tempéra à l’oeuf » qui était à l’honneur au moyen-âge et dans l’ensemble de l’occident, consistait en l’emploi d’œuf - jaune et blanc à la fois - ou bien encore soit le blanc soit le jaune, comme agglutinant des poudres colorées avec pour diluant de l’eau claire - ou parfois un vernis huileux ?
- Les avantages de cette peinture qui rallièrent tous les suffrages en Occident jusqu’à la fin XIVe siècle étaient indéniables : fraîcheur des tons, matité, séchage rapide… mais présentaient aussi quelques inconvénients : modification des tons au séchage, impossibilité de modeler longtemps dans le frais et, compte-tenu des atmosphères humides, obligation de protéger l’œuvre par un vernis qui altérait plus ou moins l’uniformité et les tonalités de l’oeuvre…

Technique de transition :
Comme souligné précédemment cette méthode reprends très largement la technique « à Tempéra » toutefois elle préconise de recouvrir par un léger glacis à l’huile, les sous couches exécutées et modelées « à tempéra » ; une fois ces dernières bien sèches....
- Cette technique de transition bien que connue depuis le XIe siècle ne fût guère utilisée avant le XIVe siècle ; où elle se répandit dans toute l’Europe…

Peinture à l’huile :
Cette technique préconisée par J. Van Eyck que l’on pourrait qualifier de « méthode flamande ou Van Eyck », entièrement à l’huile, se distingue par l’emploi des éléments suivants :
- Couches d’enduit très absorbantes, préparées au plâtre amorphe et à la colle animale (totin) (voir les supports...).
- Ebauche légère, généralement à la détrempe - grisaille ou camaïeu - à la tempéra à l’œuf ou avec un vernis à l’huile légèrement teinté…
- Exécution définitive par des couches successives de glacis sur des dessous bien secs afin d’éviter tout déchirement prématuré de la peinture…
- Les pigments étant soigneusement broyés avec une huile cuite parfaitement résineuse composée de copal ou d’ambre, mélangées avec du baume de térébenthine de Venise de manière à obtenir une pâte onctueuse très riche en résine… ou bien encore selon d’autres sources de l’huile cuite mélangée avec de la céruse et de la gomme mastic dissoute dans de l’essence de térébenthine…
- J’ajoute que l’essence de térébenthine n’est pas un agglutinant … elle ne possède donc pas le pouvoir de lier les pigments contrairement à l’huile de lin ; par contre elle a la capacité d’absorber l’oxygène (formation d’hydroxydes)…
De ce fait, c’est elle transmets l’oxygène à l’huile de lin…accélérant ainsi le séchage ; les particules d’essence de térébenthine étant très dispersées dans la peinture, la transmission de l’oxygène et le séchage sont homogènes et n’interviennent pas qu’en surface…conférant ainsi à la couche picturale un éclat et une dureté de l’émail, qui a l’avantage de ne pas jaunir avec le temps…
- Le diluant, également riche en résine, devait très certainement se composer d’essence de térébenthine ou d’essence d’aspic additionnée de baume de térébenthine de Venise mélangée à une huile très résineuse (ambre ou copal).

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Les Liants (agglutinant):

Le terme « Liant », désigne des produits permettant d’assembler des substances de nature identiques ou différentes, telle que l’huile de lin, de noix ou d’œillette, qui font partie des « Huiles siccatives non volatiles » ; que l’on additionne au pigment pour former la matière picturale.
- Ces huiles siccatives s’oxydent et se polymérisent au contact de l’oxygène et de l’air.
- Les artistes de la renaissance utilisaient très certainement de l’huile cuite résineuse à base d’huile de lin et de copal ou d’ambre et comme diluant un mélange de térébenthine de Venise, d’essence d’aspic (ou d’essence de térébenthine) et d’huile cuite contenant un peu de copal dur…
- Pour rendre ces huile encore plus siccatives, les artistes à partir du XIIe siècle leur adjoinrent au moment de la cuisson : des oxydes métalliques de plomb ou de manganèse ; parfois même les deux … ou bien encore du sulfate de zinc.
avec les inconvénients que cela impliquait :
. Les sels de plomb : partie active des siccatifs à base de Litharge…réputés pour noircir les couleurs.
. Les sels de manganèse : Base des siccatifs au manganèse… passent pour diminuer la résistance de la pâte picturale (plus friable, pulvérulente…)
. Les sels de zinc : ou « couperose des anciens »… moins virulent que le plomb ou le manganèse, ils ont une tendance à assombrir les couleurs…

- A propos du pigment :
Le pigment est un substance colorante d’origine minérale ou organique, réduite en forme de poudre mélangée à l’état sec avec un liant (mais non dissoute dans ce liant) dont les principales caractéristiques résident essentiellement en leur pouvoir plus ou moins couvrant et colorant. Ces pigments entrent dans la composition des pastels, gouaches, des peintures à l'huile, à l'acrylique ou à l'eau (aquarelle et gouache). C'est le liant dans lequel ils sont en suspension qui change : huile, eau, cire…
Ce liant peut également se présenter sous la forme de salive, ou d’acide gras notamment en tant qu’agglutinant dans l’art Pariétal…on retrouve également la trace de « charge » constituée de feldspath potassique ou d’un mélange avec de la biotite dans les peintures paléolithiques ; ces minéraux améliorant les conditions de dépôt sur le support et les possibilités de conservation…
La barytine et le gypse, seront également utilisés plus tardivement comme matière de « charge » pour les pigments ou les préparations (gypse notamment par les artistes de l’Egypte ancienne).
Les pigments des peintures d’autrefois avaient en général un grain plus grossier et plus hétérogène, leur taille était habituellement comprise entre 1/50 mm (azurite et smalt) et environ 1/1000 mm (pour le blanc de plomb, le cinabre, etc.)
De nos jours, les pigments sont broyés plus fin, leurs grains ont une taille de particules qui leur est propre (optimale) en fonction de la couleur, afin de tirer le meilleur parti de leur pouvoir couvrant et colorant, cette dernière variant suivant le pigment entre 1 / 500 mm et 1 / 2000 mm ; outre la taille des grains, l'indice de réfraction et la concentration pigmentaire influent grandement sur le pouvoir colorant et couvrant du pigment.

- Indice de réfraction :
L'indice de réfraction est une constante propre aux matières (minéraux et pigments puisqu'il s'agit d'eux), il indique dans quelle mesure tout rayon vibratoire - et, dans le cas qui nous intéresse ici, un rayon lumineux réfraction régie par les lois de Descartes qui quitte l'air pour pénétrer dans une autre substance est réfracté (c'est-à-dire, ralenti et dévié par rapport à la droite qu'il suivait dans l'air).
Tout pigment ou minéral possède un comportement de réfraction qui lui est propre, c'est son indice de réfraction…
. A titre indicatif, l'indice de réfraction de l'air est en moyenne de 1,00, les liants acqueux 1,35 (gomme arabique...), les huiles siccatives 1,48 (huile de lin...), les résines 1,53 (térébenthine de Venise...), les cires 1,44, les pigments 1,5 à 2,8 et les minéraux 1,55 à 4,3...

- A propos Broyage des couleurs :
• Pigment et liant sont associés par « broyage »… Au cours de cette opération les agglomérats pouvant se former pendant le stockage des pigments sont éliminés, de même que les éventuelles enveloppes d'air et d'humidité...
- Le broyage à la main réalisé par les artistes de la renaissance se pratiquait généralement « sur une pierre de porphyre, pas trop polie, d'une longueur d'un demi-bras... »
- De nos jours cette délicate opération s'effectue sur une plaque de marbre de 50 X 50 cm, à l'aide d'une « molette » de verre à fond plat (de 10 à 12 cm de diamètre).
- Les couleurs sous forme de poudre, sont tout d'abord grossièrement mélangées avec le liant (huile...), puis elles sont broyées à la molette, en prenant soin d' imprimer à celle-ci un mouvement en 8.
- Le broyage doit être effectué aussi serré que possible de sorte à obtenir une belle pâte oncteuse, aussi homogène que possible et, contrairement à celle des « anciens » plutôt ferme... Ces derniers conservant leurs couleurs ainsi préparées dans des pots...

• Lors de l'opération de broyage du pigment, si ce dernier n'est pas complètement enrobé par le liant ; ses parties exposées à l'air libre, ne vont pas réfracter la lumière de la même façon que les parties entièrement enrobées occasionnant un « phénomène de réflexion diffuse »... la peinture aura alors un aspect mat...
A contrario, si le pigment est bien enrobé par le liant, il y aura alors un « phénomène de réflexion réfléchissante », la peinture sera brillante...
- Une mauvaise préparation pigment/liant lors du broyage peut notamment occasionner l'apparition de réseaux de craquelures prématurées sur la couche picturale (ou déchirures de la couche picturale)...

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L'Eclat :

Quelques mots sur l’éclat :
On appelle l'éclat des minéraux, l'aspect qu'offre leur surface lorsqu'elle refléchit la lumière. Cet aspect ne dépend pas de la couleur, mais de l'indice de réfraction du minéral et de la nature de sa surface... L'éclat permet de distinguer trois classes principales de minéraux, à savoir :

• Les minéraux à éclat métallique :
Ils paraissent réellement métalliques, ce sont des minéraux opaques, on les retrouve notament chez les métaux natifs, les sulfures métalliques et chez certains oxydes, leur couleur est constante - indice de réfraction égal ou supérieur à 3,0 :
- Galène : PbS, II SULFURES (Sulfures...), système cristallin : cubique, indice de réfraction : 3,91
- Stibine : S₃Sb₂ , II SULFURES (Sulfures...), système cristallin : orthorhombique, indice de réfraction : 3,19 - 4,30.

• Les minéraux à éclat submétallique :
Désigne l'éclat de certaines espèces minérales qui ne réflichissent pas totalement la lumière, indice de réfraction : 2,6 - 3,0
- Cinabre : HgS, II SULFURES (Sulfures...), système cristallin : rhomboédrique, indice de réfraction : 2,9.
- Hématite : alphaFe³⁺O₃, IV OXYDES (Hémathite), système cristallin : rhomboédrique, indice de réfraction : 2,94.

• Les minéraux à éclat non-métallique :
Regroupe des minéraux transparents qui ne possèdent pas d'éclat métallique, indice de réfraction : 1,3 - 1,9
- Calcite : CaCO₃, V CARBONATES (Carbonates anhydres), système cristallin : rhomboédrique, indice de réfraction : 1,48 - 1,65.
- Biotite : K(Mg, Fe)₃Si₃AIO₁₀(OH, F)₂, VIII SILICATES (phyllosilicates), système cristallin : monoclinique, indice de réfraction : 1,56 - 1,69.
- Cet éclat peut être qualifié - selon le cas - de plusieurs manières : adamantin, vitreux, gras, résineux, soyeux, nacré, cireux, mat,...

. Adamantin :
Reflet vif à la lumière, celui des minéraux transparents et translucides - minéraux durs ayant des éléments fortement liés dans leur structure, et quelques minéraux mous contenant des métaux (plomb, mercure, antimoine) ont un aspect gras comme le diamant, on dit qu'ils ont un éclat adamantin - indice de réfraction 1,92 et + :
- Diamant : C, I ELEMENTS (non-Métaux), système cristallin : cubique, indice de réfraction : 2,41 - 2,41.
- Zircon : ZrSiO₄, VIII SILICATES (Néosilicates), système cristallin : tétragonal, indice de réfraction : 1,90 - 2,01.

. Vitreux :
Eclat qui rappelle le verre (minéraux transparents ou translucides), c'est éclat le plus répandu, environ des 2/3 des minéraux, indice de réfraction entre 1,3 et 1,9 :
- Célestite bleue : SrSO₄, VI SULFATES (Sulfates), système cristallin orthorhombique, indice de réfraction : 1,99.
- Topaze : Al₂(F, OH)₂[(SiO₄)] VIII SILICATES (Néosilicates), système cristallin : orthorhombique, indice de réfraction : 1,62 - 1,67.

. Gras :
La surface semble enduite d'une substance huileuse ou de graisse, moins brillant que le diamant…
- Sodalite : Na₈ (AI₆O₂₄) Cl₂, VIII SILICATES - Tectosilicates (feldspatoïdes), système cristallin : Cubique, indice de réfraction : 1,48.
- Rubis : AI203, IV OXYDES (Corindon), système cristallin : rhomboédrique, indice de réfraction : 1,76 - 1,77.

. Résineux :
Eclat ayant l'aspect de la résine (éclat encore moins brillant)…
- Ambre : C₁₂H₂₀O, Substance organique (orgalinite), système cristallin : amorphe, indice de réfraction : 1,54.
- Soufre : S, I ELEMENTS (Métalloïdes), système cristallin : rhomboédrique, indice de réfraction : 1,95 - 1,98.

. Soyeux :
Caractérise les minéraux fibreux, formés d'aiguilles parallèles…
- Grenat :X₃ Y₂ (SiO₄)₃(X= Mg,Fe²⁺,Mn, Ca) (Y= Al,Fe³⁺,Cr, Zr,V,Ti), VIII SILICATES (Néosilicates), système cristallin cubique, indice de réfraction : 1,76 - 1,77.
- Goethite : alphaFe³⁺O(OH), IV OXYDES - Hydroxydes et hydrates (Diaspore),système cristallin : Orthorhombique, indice de réfraction : 2,26 - 2,39.

. Cireux :
Comme si le minéral était recouvert d'une couche de cire…
- Chrysocolle :Al)₂H₂Si₂O₃(OH)4.nH₂O, VIII SILICATES (Cyclosilicates), système cristallin : monoclinique, indice de réfraction : 1,57 - 1,63.
- Malachite : Cu²⁺₊₂(CO₃)(HO)₂, V CARBONATES (Carbonates anhydres), système cristallin : monoclinique - prismatique, indice de réfraction : 1,65 - 1,88.

. Mat :
Caractérise les minéraux d'apparence terreuse…
- Kaolinite : AI₂Si₂O₅(OH)₄, VIII SILICATES (Phyllosilicates), système cristallin : Anorthique (triclinique), indice de réfraction : 1,553 - 1,565.
- Glauconite : K_0,8R³⁺_1,33R²⁺_0,67AI_0,13Si _3,87O₁₀(HO)₂, VIII SILICATES (Phyllosilicates), système cristallin : monoclinique - prismatique, indice de réfraction : 1,59 - 1,64.

Qu’est-ce qui rends les roches colorées ?

…C’est-ce que n’arrivaient pas à expliquer chimistes, alchimistes, artistes ou égyptiens …d’où venait réellement la couleur…

Un peu d’histoire…C’est un chimiste Russe du nom de Dmitri Ivanovitch Mendeleïev, né le 8 février 1834 à Tobolsk (Sibérie, Russie), et décédé le 2 février 1907 à Saint-Pétersbourg, qui eût la géniale idée d’intégrer chaque élément dans un tableau pour que les éléments ayant les mêmes propriétés chimique soit regroupés… Chaque colonne est comme une famille d’éléments apparentés, partageant des caractéristiques identiques et c’est cette organisation qui a servi de base au tableau périodique des éléments ou « tableau de Mendeleïev » , publié en 1869…

• Ce tableau est la clef permettant de décomposer toutes les matières de la terre … En classant les éléments dans ce tableau, Mendeleïev aide également les chimistes à comprendre d’où vient réellement la couleur prenons par exemple :
- Le fer, mélangé à l’oxygène, a permis aux artistes de la préhistoire d’obtenir du rouge (oxyde de fer)...
- Le cuivre, les mouvements volcaniques en ont fait le vert malachite... si utile aux égyptiens…

• Toutes les substances qui sont à l'origine de ces pigments colorés, viennent de la même partie du tableau périodique ; elles sont de la même famille de métaux, « les métaux de transition » , ces élément là ont les mêmes protons, neutrons et électrons que tous les autres, c’est cependant le comportement des électrons qui crée toutes ces magnifiques couleurs… Le groupe d’éléments du milieu, « les métaux de transition », sont particulièrement friants de couleur, de plus les électrons de ces éléments peuvent absorber certaines de couleurs de l’arc-en-ciel… mais ce sont les autres coloris qu’ils reflètent, qui confèrent leur couleurs aux métaux de transition…

• C’est cette interprétation des éléments qui va révolutionner le monde de l’art… Permettant, notamment, aux chimistes de créer de nouvelles couleurs :
- Chrome : Jaunes de chrome (chromate de plomb…), découvert en 1809 ; couleurs dérivées, vert émeraude (oxyde de chrome hydraté) inventé par Pannetier et fabriqué à partir de 1859…vert oxyde de chrome (oxyde de chrome naturel)…
- Zinc  : Blanc de zinc (oxyde de zinc pur…), inventé par le chimiste Courtois en 1770.
- Cadmium : Jaunes de cadmium (sulfure de cadmium) et rouges (sélénio sulfure de cadmium…), découvertes en 1817 par Stromeyer et Herman.
- Cobalt  : Bleu de cobalt (aluminate de cobalt…), fabriqué selon le procédé de Thénard - bleu caeruleum (stanate de cobalt),...
- Manganèse  : Violet minéral (phosphate de manganèse)…

• Avec l'aide du tableau périodique des éléments les chimistes ont donc compris quelles roches étaient susceptibles de produire de la couleur... mais aussi pourquoi elles étaient initialement si colorées…

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Perception des Couleurs :

... Ce que ne comprenaient pas les artistes de la préhistoire, les égyptiens ou même les peintres de la renaissance : grâce à quel mécanisme ils pouvaient percevoir les couleurs ?

En fait ce n’est que le résultat d’un « Mirage » ou d’une « illusion d’optique » mais pour une fois bienfaitrice...c’est elle qui conditionne l’art de peindre puisqu'en réalité la couleur vient de la lumière sans lumière tout est sombre…

• Au XVIIIe siècle Isaac Newton soutenant que la lumière du jour était en fait un arc-en-ciel composé de différentes couleurs, a placé prisme dans un faisceau lumineux , démontrant ainsi que chaque rayon de lumière émanant du soleil est composé de 7 couleurs de base (rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet) et que chaque couleur comme les ondes radio à sa propre longueur d’onde.

• C’est seulement quand la lumière blanche, la lumière du jour, rencontre un objet dont les électrons peuvent absorber son énergie que l’on peut voir les couleurs… Toutefois ces électrons sont difficiles, ils n’aiment que la lumière qui possède une longueur d'onde ou une couleur particulière et ce goût varie d’un élément à l’autre, c’est là qu’intervient l’arc-en-ciel !

- Imaginons un tableau peint en rouge lorsque la lumière blanche vient frapper ce corps les électrons présents dans le pigment rouge distinguent le rouge dans l’arc-en-ciel de couleurs et le reflètent, c’est pour cela que l’on voit du rouge ; toutes les autres couleurs contenues dans la lumière sont tout simplement absorbées…

• Lorsque l’on regarde le tableau peint en rouge en réalité ce que l’on voit c’est la seule partie qui reste de l’arc-en-ciel : les ondes de couleur rouge qui se reflètent…
- Ou bien encore qu’un corps réfléchisse toutes les couleurs de l’arc-en-ciel sans en absorber aucune, la surface paraitra blanche ; à contrario qu’il les absorbe toutes sans en réfléchir aucune... la surface paraitra noire…

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Conclusion

Si l'on devait faire une comparaison entre la gamme de couleurs dont disposaient les artistes au XVe siècle et la nôtre, à l'exception du lapis-lazuli, dont nous n'avons malheureusement pas d'équivalent, je dirais que nos couleurs peuvent être considérées comme supérieures, et plus particulièrement, pour ne citer qu'elles, celles de la gamme des Jaunes et Rouges (cadmium), beaucoup plus stables que celles que nos anciens tiraient du plomb…
- Saluons et remercions également ces Artistes illustres ou anonymes pour le fabuleux héritage qu'ils nous ont légué... N'hésitant pas un seul instant pour obtenir des œuvres encore plus lumineuses et chatoyantes à utiliser des pigments dont la raison eût voulu qu'ils fussent écartés compte tenu de leur extrême toxicité !

« De même que l'arc-en-ciel, tableaux et minéraux ont avant tout le mérite d'être une fête pour l'oeil ; par contre nul besoin de la pluie et du soleil pour admirer leurs couleurs !… »

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