DU GYPSE AU PLÂTRE EN HAUTE-PROVENCE
A/ LE GYPSE, UNE ROCHE SÉDIMENTAIRE DANS LA NATURE
Le gypse, une roche et un minéral évaporitique
En des temps fort lointains qu’on appelle Trias (au début du Mésozoïque, ou ère Secondaire), en particulier aux alentours de 220-230 millions d’années, la future Provence se trouvait en bordure d’un continent mondial unique appelé Pangée et n’était pas encore franchement marine. C’était plutôt une région couverte de grandes étendues lagunaires, alimentées de temps en temps par des incursions marines ou par des eaux de ruissellement.
Sous des latitudes tropicales au climat aride, ces bassins sur-salés étaient soumis à une évaporation intense responsable de la cristallisation de grandes quantités de cristaux de sulfates (gypse, anhydrite) ou de chlorures (halite, ou sel gemme). Les roches évaporitiques ou évaporites qui en ont résulté ont concentré ces minéraux strate après strate en alternance avec de fines intercalations argileuses issues de l’érosion des terres émergées.
PaleogéographieSimplifiéeTRIAS sup
Caractérisation du gypse (minéral et roche)
Le gypse est un sulfate de calcium di-hydraté de formule chimique CaSO4, 2(H20).
Le gypse est un minéral très tendre rayable à l’ongle (dureté 2 dans l’échelle de Mohs qui compte 10 degrés), donc fragile, de densité modeste (2,3). Il est relativement soluble dans l’eau (moins que le sel gemme toutefois) ce qui explique qu’on peut l’observer à l’air libre mais qu’il résiste mal à l’érosion. Les affleurements gypseux sont généralement instables et présentent des risques de glissement et d’effondrement. La minéralisation des eaux thermales de Digne, de type chloruré sodique et sulfaté, atteste aussi de la rencontre et de la dissolution de gypse, pendant leur trajet souterrain.
Rôle du gypse dans l’histoire géologique locale et régionale
Avant la fin du Trias, la dislocation progressive du continent mondial la Pangée est bien enclenchée. Dans notre région, l’approfondissement de la mer correspondant à l’installation d’un véritable océan - la Téthys - met fin à l’épisode évaporitique. Dans toute la région du Sud-Est, les formations gypseuses sont recouvertes de centaines de mètres de calcaires et de marnes déposées pendant les millions d’années que durent le Jurassique et le Crétacé (-200 à -66 Ma), dans des environnements marins de profondeurs variables.
Du fait de leur grande affinité pour l’eau, de leur faible densité et dureté, les évaporites montrent une grande plasticité. Ecrasées sous le poids des roches sédimentaires sus-jacentes, elles tendent à fluer et à migrer vers la surface dès que l’occasion se présente (baisse de pression grâce aux fractures, failles en distension), formant des masses appelées dômes de sel ou diapirs. Il semblerait même que ces déplacements latéraux et ascendants ont eu un pouvoir de déformation très important sur les roches encaissantes (N.Célini, 2020). On parle aujourd’hui de véritable « tectonique salifère » qui aurait déjà préparé nos paysages avec des déformations très importantes des couches sédimentaires avant même d’entrer dans la « tectonique alpine ».
Enfin sont venus les temps de la disparition de l’océan alpin (Cénozoïque, ou Ere Tertiaire) avec la formation des montagnes alpines. Soumises à d’énormes pressions tectoniques, les épaisses séries (essentiellement) marines se sont désolidarisées de leur base antérieure au Mésozoïque, appelée « le socle », au niveau des formations évaporitiques. Les gypses ont alors joué le rôle de « couche savon », facilitant et soulignant plissements et chevauchements de grande ampleur. C’est pourquoi on retrouve aujourd’hui le gypse à la base de la plupart des nappes de charriage sud-alpines, épaisses séries de roches déplacées sur des kilomètres, comme à Digne. À Saint-Jurs aussi, le gypse souligne le contact anormal des roches d’origine marine datant du Mésozoïque (Jurassique et Crétacé), en chevauchement sur les séries continentales plus récentes datant du Cénozoïque (formation de Valensole).
D’autres gypses dans le Géoparc ?
À St Geniez, on observe à la fois un diapir de gypse triasique remonté dans des marnes jurassiques et des gypses plus récents mis en place dans des fossés d’effondrement oligocènes comparables à ceux du Trias (30 millions d’années environ). C‘est à Manosque que sont les plus importants gisements de cette époque.
Reconnaître le gypse dans les paysages
Les formations gypseuses présentent quelques caractères constants et une multitude de variantes dues à leur histoire géologique longue et mouvementée.
Grises ou colorées par des impuretés comme les oxydes de fer, roses, jaunes, oranges, lie de vin, les argiles « bariolées » sont présentes dans tous les affleurements. Elles peuvent participer au litage très fin en alternance avec les cristallisations blanches de gypse, quand la sédimentation régulière d’origine est encore apparente. Plus généralement, elles constituent une matrice colorée pour des masses gypseuses blanches discontinues de tailles très variées dans lesquelles on retrouve ponctuellement la stratification initiale.
En vrac dans la matrice argileuse, les cristaux de gypse peuvent être translucides, voire transparents, avec un bel éclat, mais de petites tailles (millimétriques à décimétriques), en prismes, en plaquettes, en aiguilles ou en amas fibreux. Certains spécimens cristallisés montrent une forte coloration rose à rouge en raison de l’intégration des argiles et des oxydes ferriques dans le cristal. C’est le cas en particulier à Saint-Jurs, mais globalement moins répandu dans l’ensemble du Géoparc. Sur un même site, on observe aussi des masses blanches plus compactes et résistantes, complètement opaques, rassemblant des tout petits cristaux qui brillent au soleil. Quand il est très dur on l’appelle albâtre gypseux … il peut alors être sculpté. Quand, au contraire, l’ensemble se désagrège en poudre blanche cristallisée, on parle de gypse saccharoïde par analogie visuelle avec le sucre.
Hors du territoire de l’UGHP, dans des sites non altérés par la tectonique ou des phénomènes de dissolution, les strates régulièrement superposées renferment parfois des cristallisations de plus grandes tailles comme le gypse « fer de lance » composé de deux cristaux accolés mais en position inversée l’un par rapport à l’autre. Ces sites sont plus favorables à l’exploitation industrielle moderne (carrière de Mazan, Vaucluse).
En conclusion.
Dans tout le Géoparc, on repère les couches gypseuses à leurs colorations spectaculaires et leur faible résistance à l’érosion. Elles sont souvent à nu, montrent parfois des arrachements ou des glissements, avec une végétation réduite. Elles peuvent donner naissance à des paysages peu accueillants, constitués d’alternances de colonnes ruiniformes et de ravins instables (Col des Sagnes à Turriers). Dans les alpages de Turriers, on peut même observer une cuvette de dissolution (Route du Bois Noir). Où qu’il affleure, la blancheur du gypse et les teintes bariolées des argiles contrastent fortement avec les roches calcaires grises et marno-calcaires gris sombre qui constituent l’ensemble des paysages de l’UNESCO Géoparc de Haute-Provence.
B/ LE GYPSE, UNE RESSOURCE EXPLOITÉE PAR LES HOMMES
Depuis l’Antiquité, les Hommes connaissent et utilisent la capacité du gypse à se transformer en plâtre après cuisson et ses multiples possibilités d’utilisation (Turquie, Egypte, etc.).
Dans la région de Digne, on trouve mention de plâtrières* communales dès le XVIe siècle dans les archives, revendues ensuite à des particuliers, mais la pratique remonte bien plus loin dans le passé de la tradition rurale bas alpine (période gallo-romaine ?). La législation médiévale témoigne aussi des prescriptions relatives au plâtre. Jusqu’au début du XXe siècle, le monde paysan produit et consomme sa production dans l’entretien de habitat.
Au cours du XIXe siècle, l’essor d’une production plus « industrielle » s’accompagne d’un commerce qui dépasse le cadre régional, jusqu’à l’outre-mer ou l’Amérique ! Aujourd’hui, il ne reste plus dans toute la région Sud que les carrières de Mazan (Vaucluse) qui peuvent encore répondre aux critères de rentabilité industrielle.
*Plâtrières : site conjoint d’extraction et de transformation (carrières et fours) comme à Champourcin (Digne) ou Clamensane.
Extraction du gypse
L’extraction se faisait librement par les propriétaires des terrains gypseux, sans aucune demande d’autorisation. Elle nécessitait peu d’outillage : pics, coins et masse, barre à mine et poudre noire pour détacher les blocs des parois.
Les carrières pouvaient être communales ou privées. On les identifie sans peine dans le paysage actuel puisqu’elles présentent des restes de fronts de taille, surfaces verticales que la végétation peine à coloniser. L’usage des tirs d’explosif est attesté dans de nombreux documents d’archive dans les exploitations industrielles comme à Champourcin (Digne) ou Maléfiance (La Robine sur Galabre).
Les carrières souterraines étaient moins fréquentes dans la région. Elles sont connues surtout à St Jurs où l’on dénombre au moins 5 galeries d’exploitation au XIXe siècle.
Transformation-Cuisson : CaSO4, 2H2O -> CaSO4, 1/2 H2O
« Du gypse au plâtre, il n’y a qu’une calcination » (Ph. Bertone, 2005)
La cuisson du gypse pour le transformer en plâtre nécessite bien moins d’énergie que la fabrication de la chaux : 12 h à 200°C suffisent à produire un excellent plâtre dans un petit four paysan, alors qu’il faudrait 1 à 2 jours à 900°C pour obtenir de la chaux ! Il était donc logique d’utiliser le gypse dans notre région puisqu’il était disponible en abondance dans la nature.
Les fours étaient souvent situés à proximité des sites d’extraction, privés ou communaux. Si nécessaire, le transport du gypse était réalisé à dos de mule. En contexte semi industriel, le matériel pouvait être acheminé dans des wagonnets sur rail jusqu’à la gueule du four (plateformes d’alimentation), par exemple à la carrière Pharaon de Maléfiance, La Robine sur Galabre, ou aux plâtrières de Champourcin, Digne.
Les différents types de fours.
- Les fours intermittents (« à calcination périodique »), individuels ou communaux.
Souvent creusés dans un talus, pour bénéficier de l’inertie thermique de la terre, ils sont encadrés par deux murets en pierre calcaire. Les pierres à plâtre sont empilées en formant une ou deux voûtes surplombant une ou deux galeries. Leur ouverture en façade permet d’alimenter le four avec du bois, en continu pendant les 10 à 20 h de cuisson. Le tirage se fait à travers toutes les pierres (les plus grosses en bas, les plus petites et la poussière en haut pour colmater). Les pierres rougissent et une épaisse fumée se dégage (puisque le gypse perd des molécules d’eau qui partent en vapeur). Quand la cuisson est achevée, seule une « vapeur verte » s’échappe de la surface des voûtes. On laisse refroidir 24h au moins avant de démonter le four et récupérer les morceaux de gypse cuits.
Un simple empilement vertical remplit les fours les plus simples, adossés à un talus ou entièrement cernés de pierres, souvent sous un appentis pour protéger des intempéries. Une tôle ou des pierres recouvrent l’ensemble pendant la combustion. On parle de « cuisson à grande flamme » puisque le gypse forme une seule masse directement en contact avec le bois. C’est pourquoi on retrouve souvent des esquilles de charbon de bois dans le plâtre paysan.
En photo dans l’exposition, un four paysan très simple au Château à Barles, abandonné encore plein de blocs de gypse, en état de fonctionner ou après une ultime cuisson ?
.: :..:::…: ::. poussier (poussière de gypse)
O0O0O0O blocs de gypse et/ou plâtras (morceaux de vieux enduits récupérés sur _-_-_-_-_- bûches des murs par décroûtage)
XXXXXXX petit bois / fagots de genêts
Préparation de la cuisson dans un four paysan
-Les fours « industriels »
De plus grand volume, en forme de tour, ils sont adaptés à une cuisson continue mais nécessitent une main d’oeuvre importante.
En photo dans l’exposition : le four de la plâtrière de Champourcin à Digne.
Près du sol, le foyer est alimenté en continu avec du bois et produit une température entre 200 et 400 °C. Il est séparé du four par une sole qui prévient tout contact du gypse avec le combustible. Tout en haut, des ouvriers garnissent régulièrement le four (toutes les 6h) avec des blocs de gypse amenés par wagonnets sur une plateforme de chargement. Dans la tour de cuisson aux parois tapissées de briques réfractaires, la couche « crue » se superpose aux couches de plus en plus cuites. A la base du four, des ouvertures latérales appelées « gueuloirs » ou « dégueuloirs » permettent à d’autres ouvriers d’évacuer la roche suffisamment cuite : ils « débourrent » avec des pics et des crochets.
Battage ou Broyage - Tamisage - Ensachage
Les pierres de gypse sorties du four doivent être écrasées pour obtenir le plâtre.
Elles étaient donc déposées sur une aire de battage puis martelées en cadence par des hommes utilisant de longues perches de bois souple (ou d’osier) terminées par une grosse masse de bois de 2-3 kilos. En d’autres lieux, c’est un âne, une mule ou un cheval qui tirait la lourde meule de pierre d’un moulin en tournant autour d’un axe (le timon). Les hommes n’avaient qu’à ramener sans cesse du gypse calciné à écraser dans la cuvette circulaire (ou « meule dormante ») avant le passage de l’animal. Le broyat plus ou moins poudreux était collecté au fur et à mesure à la pelle et jeté contre un tamis en grillage fin disposé au centre du moulin. A l’étage en dessous, les sacs se remplissaient directement (exemples moulin reconstitué de Saint-Jurs, moulin de Clamensane).
Quand c’était possible, on faisait appel à la force hydraulique plutôt qu’à la sueur humaine ou animale pour le broyage.En contexte industriel, le broyage était mécanisé, des roues à moteur actionnant des marteaux. La poudre de plâtre était ensuite acheminée vers la zone de tamisage et d’ensachage suivant une chaîne continue.
Gypse-Plâtre, la combinaison gagnante du recyclage.
Lorsqu’on mouille de la poudre de plâtre pour la mettre en œuvre, le gypse récupère l’eau perdue pendant la cuisson. Plâtres secs et plâtras (anciens mortiers et enduits grattés sur de vieilles façades) sont donc composés de gypse, bien que l'aspect soit différent du gypse initialement prélevé en carrière (cristallisation différente). Par calcination puis broyage, on obtient donc à nouveau du plâtre parfaitement réutilisable … et la boucle est bouclée !
gypse
(CaSO4, 2H2O)
gâchage du plâtre chaleur 200°C
(apport de 3/2 H2O) (retrait de 3/2 H2O)
plâtre
(CaSO4, 1/2 H2O)
À Digne et dans le Géoparc.
« Les procédés de fabrication les plus rudimentaires ont produit la plus grande partie du plâtre local, (…) probablement pulvérisé avec la force de l’homme ou de l’animal » (F. Simonin, 2005)
Les archives départementales attestent d’une multitude d’«usines à plâtre» au cœur de Digne et sur sa périphérie au XIXe siècle. Des prises d’eau dans les diverses rivières fournissaient l’énergie nécessaire pour des scies à eau, des « engins à battre le plâtre », etc. Extrait dans le sous-sol même de la ville ou dans les collines environnantes, il ne reste aujourd’hui que la plâtrière de Champourcin qui rassemble l’ancienne carrière et plusieurs fours en ruine. Le plus proche de la route de Barles (D900a) est entier et librement accessible (photo de l’exposition).
On trouve encore un four et un moulin à plâtre (privés) à Clamensane, alors que l’équipement de La Motte du Caire a disparu et que l’ancienne Fabrique Rolland au Caire, rachetée par la mairie, est en ruine (inscrite aux Monuments Historiques en 1996).
C - LE GYPSE, UN MATÉRIAU DE CONSTRUCTION RURAL TRADITIONNEL
Produits dans des fours rustiques, les plâtres « paysans » avaient des qualités de résistance aux agressions mécaniques et hygrométriques nettement supérieures à celles de la plupart des plâtres industriels. Ces qualités venaient du mélange en plâtres cuits à point, incuits et surcuits.
Leur mise en oeuvre était aussi facilitée par des temps de prise plus longs, et des durées de conservation bien plus longues que les plâtres industriels très sensibles à la simple humidité de l’air.
Le bâti : mortiers et enduits dans les maisons des villes et des villages.
-L’hétérogénéité des plâtres paysans est parfaitement visible dans les mortiers utilisés comme liant pour bâtir les murs de pierres. Naturellement colorés en rose orangé par les argiles et les oxydes de fer des gisements d’origine, ils renferment encore des petits morceaux de gypse cuit ayant échappé au broyage et des débris de charbon de bois, souvenirs des fours. On y trouve souvent des plâtras (ou gipas), petits blocs d’anciens mortiers ou enduits grattés sur de vieilles façades et réintroduits dans le cycle cuisson-utilisation.
-On retrouve parfois le mortier de plâtre rose dans les toitures anciennes, scellant les tuiles de rives et les génoises.
-Les enduits des façades - eux aussi diversement colorés - montrent un grain plus fin que les mortiers. Ils sont à l’origine des couleurs caractéristiques des villages de Haute-Provence. Mais on les retrouve aussi dans le bâti de toutes les « vieilles villes » comme à Digne-les-Bains.
-Les encadrements de portes et de fenêtres montrent fréquemment un travail spécifique du plâtre rose avec des saillies, des feuillures ou des moulures allant jusqu’à mimer les pierres de taille. Ces encadrements étaient parfois peints, pour les distinguer du reste de la façade. Sur les maisons en ruine, ce sont parfois les seuls vestiges encore en place des enduits d’origine.
-Les avancées de toiture sont traditionnellement réduites en Provence. Néanmoins, on observe encore fréquemment (dans les villes et les bourgs) des corniches « à l’italienne » : le haut du mur s’arrondit à la rencontre du toit par le biais d’un enduit de plâtre blanc sur lattis de bois.
Les aménagements intérieurs des habitations.
Excellent isolant, léger, facile à transporter et à mettre en oeuvre, le plâtre n’a jamais cessé d’être employé dans les aménagements intérieurs des habitations. Qu’il soit rose ou blanc, on le retrouve de partout dans les maisons.
-Enduits sur les murs : on observe souvent la superposition de plusieurs couches utilisant des qualités de plâtre différentes, comme pour les enduits extérieurs
-Les voûtes des bergeries étaient moulées et coulées au plâtre.
-Des vieux plafonds montrent encore l’association de solives de bois non jointives (parfois à section triangulaire) et du plâtre - généralement grossier ou de recyclage - pour combler les interstices. Le solivage supporte une chape de plâtre dont la surface constituait le sol de la pièce sus-jacente. Ce genre de sol est devenu très rare, quelques greniers en témoignent encore.
-Les escaliers étroits hélicoïdaux pouvaient être intégralement construits à partir d’une charpente en bois et recouverts de plâtre, avec ou sans ajout de tomettes pour renforcer la surface des marches. Des balustres moulées en forme de colonnes étaient ajoutées dans les escaliers plus larges, bordant les volées de marches et les paliers.
Exemples d’autres usages :
Tout le petit patrimoine des villes et des campagnes a été bâti au gypse qui est donc — discrètement mais profondément — intégré dans la culture locale.
- La cathédrale Notre-Dame du Bourg renferme un autel en plâtre dans sa nef, mais on trouve un autre autel en plâtre dans la sacristie, qui date du XVIe siècle.
-Alcôves, placards et niches (dans l’exposition, placard au château du Mousteiret), supports d’étagères, hottes de fourneaux et trumeaux de cheminées, tout l’aménagement intérieur était façonné en plâtre. L’usage du plâtre était - et reste - infini !
-Les oratoires sont souvent bâtis et enduits au gypse, ainsi que les statues à connotation religieuses qu’ils renferment.
-Les pigeonniers
Dans les pigeonniers, les « boulins » arrondis offerts aux pigeons pour nicher étaient façonnés en plâtre blanc. Les grilles d’envol étaient tantôt en bois, tantôt moulées en plâtre rose. La décoration extérieure associait couramment l’encadrement avec des carreaux de faïence (de type Salernes) avec des décorations peintes sur l’enduit au gypse. La Haute-Provence est encore riche de très nombreux pigeonniers, témoins de ces pratiques quasiment disparues.
-Les bruscs.
Ce sont des ruches installées dans l’épaisseur des murs, parfois sous un appui de fenêtre. Un conduit débouchant sur la façade permet aux abeilles de rejoindre l’extérieur. Sur la façade de la maison, on ne remarque que quelques orifices donnant sur une petite aire d’envol soulignée par une surface d’enduit de plâtre. Ce type d’élevage apicole a complètement disparu et les bruscs, sont rarissimes.
