Le gypse est une espèce minérale composée de sulfate de calcium dihydraté, de formule chimique . Le même mot, gypse, désigne aussi une roche évaporite majeure, constituée principalement du minéral gypseLe gypse, autrefois qualifié de pierre à plâtre ou chaux sulfatée naturelle, permet de fabriquer le plâtre ou de réaliser l'ensemble des gypseries, souvent décoratives. Il entre aussi dans la composition des ciments. Son usage de minerai industriel est bien détaillé dans l'article homonyme sur la roche. Les diverses fabrications ou récupérations industrielles du gypse qui donnent pourtant un minéral recelant des impuretés analogues aux minerais à la base de la préparation, sont toutefois détaillées dans un paragraphe ci-dessus.. On extrait le gypse de carrières, appelées plâtrières, ou improprement gypseries.
Historique de la description et appellations Étymologie Le neutre gréco-latin gypsum, emprunté au grec , désigne la pierre à plâtre, le gypse, voire la craie et le ciment en général, mais surtout le plâtre jusqu'à ses applications antiques, statue ou portrait en plâtre dès l'époque de JuvénalDictionnaire latin-français de Felix Gaffiot, Hachette.
La racine du mot est probablement sémitique car la connaissance du gypse et l'art d'en obtenir des plâtres de diverses qualités est attestée en Égypte antique. Des plâtres mélangés avec du sable fin constituent la base du mortier employé pour la construction des pyramides et des tombeaux Ben Selinger, Chemistry in the Marketplace, Fifth Edition, Harcourt Brace, Sydney, 1998, 588 pages. En particulier page 321.
L'ancien français du début du connaît les termes gip, gif ou gist qui désignent autant le gypse que le plâtreAlgirdas Julien Greimas, Dictionnaire de l'ancien français, Larousse, Paris, 1992. Le latin médiéval a influencé la graphie gips, attestée en 1464 avant la réécriture humaniste qui a donné gypse en françaisAlbert Dauzat, Jean Dubois et Henri Mitterand, Dictionnaire historique et étymologique, Larousse. L'anglais a gardé l'écriture savante gréco-latine gypsum. En allemand, der Gips ou le dialecte alsacien Gips entretiennent la même confusion que l'ancien français ou l'anglais entre plâtre (forme cuite réhumidifiée ou non) et le minéral ou la roche initiale. L'adjectif gypseux n'est attesté en français moderne qu'à partir de 1560.
Plâtre et autres hydrates Les ouvriers gypsiers ou les plâtriers distinguaient sans ambages la pierre gypseuse ou pierre à plâtre du plâtre cru. Le plâtre cru vient de prendre, le plâtre dur est durci et sec après la pose. Ils distinguaient aussi le plâtre vif ou le plâtre à raviver, soit la poudre fine de plâtre à pouvoir de prise, du plâtre mort, c'est-à-dire une poudre de plâtre, préalablement bien trop humidifié sans plus aucun pouvoir de prise.
L'hémihydrate et le dihydrate de sulfate de calcium, soit respectivement, la bassanite () (le plâtre actif, autrefois dit plâtre vif) et le gypse (), et l'anhydrite (forme anhydre de ) sont des espèces minérales précisément dénommées d'après la nomenclature lavoisienne, par des chimistes français œuvrant à la compréhension chimique du plâtre de Paris depuis la fin du .
Sélénite ou pierre de lune Autrefois, les plâtriers désignaient le gypse naturel ou l'anhydrite comme la pierre de lune.. Ils considéraient que la variété transparente fournissait l'image minérale de la lune.
La sélénite, terme de formation savante, issu de l'antique vocable gréco-latin (masculin) ou (féminin), pierre () de lune (), désigne indistinctement les roches et les minéraux à base de sulfate de calcium, principalement gypse et anhydrite, au début du , bien avant de se spécialiser dans une grande forme cristalline spécifique.
Eau séléniteuse L'eau chargée en gypse dissous était également nommée par les anciens chimistes eau séléniteuse, ou autrefois « eau de lune » dans la tradition médiévale des plâtriers. Cette eau séléniteuse était impropre à la cuisson des aliments et au savonnage du lingeUne eau savonneuse, plus ou moins mousseuse, donne des grumeaux salissants lorsqu'on la verse et mélange à une eau séléniteuse.. Elle était autrefois détestée par les lavandières et les ménagères, mais aussi par les forgerons et les tailleurs de pierre, qui croyaient erronément que le gypse et le sulfate de calcium dissous dans l'eau, ou transportés en suspension dans l'air sous forme de poussières, favorisaient la rouille des objets en fer et accéléraient l'altération des pierres naturelles. En condition anaérobie et en présence de suffisamment de matière organique (donneur d'électrons), sous l'action des bactéries sulfato-réductrices, les sulfates (accepteur d'électrons) dissous dans l'eau pouvaient également être réduits en sulfures. Il s'ensuivait alors un dégagement d'hydrogène sulfuré ( gazeux) à l'odeur particulièrement nauséabonde et repoussante, ce qui pourrait également expliquer l'aversion de certaines corporations et de la population pour les effluents deau séléniteuse au Moyen Âge.
Le terme ancien, et désuet, deau séléniteuse a été remplacé dans les publications modernes par celui d'eau sulfatée. Les eaux riches en sulfates peuvent provoquer des dégâts importants dans les bétons et les mortiers par réaction chimique de gonflement interne au sein de la matrice de pâte de ciment durcie. On parle alors d'attaques sulfatiques externes par opposition à l'attaque sulfatique interne due à la formation d'ettringite différée au sein des structures massives en béton soumises à un échauffement interne trop important . La cristallisation de gypse est un facteur aggravant qui s'ajoute à celle de l'ettringite (amas d'aiguilles acérées croissant dans les pores du béton et pouvant exercer une très grande pression de cristallisation soumettant la matrice de béton à des contraintes mécaniques internes importantes la sollicitant en tension).
Synonymes AphroselenonValmont-Bomare, Dictionnaire raisonné, universel d'histoire naturelle, 1800, . Gypsite : terme anglais qui désigne la roche plus que le minéral Lionel H. Cole et William F. Jennison, Gypsum in Canada: its occurrence, exploitation, and technology, Canada. Mines Branch (1901-1936), 245, 1913, . Montmartrite (Delamétherie)J.C. Delamétherie, Leçons de minéralogie. 8 volumes, Paris, vol. 2, 1812, . Lapis specularis : ce terme de l'Antiquité romaine est donné à plusieurs minéraux : les micas (surtout la muscovite), le talc et le gypse Max Hutchinson Hey, An index of mineral species & varieties arranged chemically: with an ..., British Museum (Natural History). Dept. of Mineralogy, 1955, . Oulopholite Glossary of geology and related sciences: a cooperative project, American Geological Institute, 1957, . Spath satinéGabriel Delafosse, Adolphe Brongniart et Anselme-Gaëtan Desmarest, dans Bulletin des sciences naturelles et de géologie, vol. 1, (dénomination qui qualifie aussi la calcite). Correspondant au satin spar anglais, il désigne pour les spécialistes une variété fibreuse caractéristique.
Ambiguïté du terme sélénite
Pour les francophones, le terme « sélénite » est usité comme un simple synonyme du gypse minéral naturel. Ce nom provient du grec selenitis, « pierre de Lune », car les anciens prétendaient y voir l'éclat de la Lune. Pour les chimistes, le terme sélénite (français) ou selenite (anglais) désigne l'espèce chimique (valence : Se-IV), un sel du sélénium, un élément chimique sans aucun rapport avec le gypse, même si on peut en trouver des traces sous forme d’impuretés dans le minéral naturel. Pour l’association internationale de minéralogie (AIM), seul le gypse est reconnu, sous le terme Gypsum . Le symbole AIM (IMA en anglais) du gypse est Gp.
L'usage de l'ancien terme sélénite pour désigner les macrocristaux automorphes de gypse à l'habitus cristallin caractéristique avec des faces nettes et bien développées (aspect décrit par le qualificatif euhedral en anglais) est, de ce fait, déconseillé, ce qui explique qu'il tombe aussi en désuétude.
Caractéristiques physico-chimiques Le minéral pur est léger, de densité 2,317. Ses faces cristallines ont un aspect vitreux translucide, nacré ou soyeux, bien observable lorsque le solide gypseux est incolore ou légèrement coloré. Tendre, rayable à l'ongle en laissant une trace blanche, il se fend et se délite aisément. Le minéral a servi d'étalon pour définir le degré de dureté 2 dans l'échelle de Mohs à l'origine.
Critères de détermination Le gypse est légèrement soluble dans l'eau pure, soit une solubilité maximale de par litre dans les conditions normales de température et de pression. La solubilité du gypse, pour d'eau pure, n'est que à (eau froide) et à Perry's Chemical Engineer's Handbook, . Une solution de sulfate anhydre de calcium dans l'eau précipite sous forme de gypse. Une eau pure à peut contenir de sulfate de calcium à saturation à , à , à , à , à , à , à . La valeur obtenue pour la solubilité peut différer selon le point de départ : gypse à dissoudre (solution initialement non saturée) ou solution de sulfate de calcium sursaturée. Le gypse forme facilement des solutions sursaturées.. La dissolution est plus efficace entre 30 et . Le passage en solution est en général imperceptible à l'œil.
Le minéral gypse ne peut être caractérisé par une effervescence aux acides. L'eau chargée de dioxyde de carbone () ou légèrement acide n'a aucun effet sur le minéral. Le gypse est toutefois soluble dans les acides forts, en particulier, et facilement dans l'acide chlorhydrique (HCl) à chaud. Il est aussi soluble dans le glycérol, les solutions diluées d'acides, de sels d'ammonium, de peroxodisulfate de sodium, voire de chlorure de sodium et de chlorure de magnésium. Toutes ces dernières solutions diluées favorisent la dissolution du gypse. Il est insoluble dans les alcalins et les solvants organiques courants.
Une lame transparente de gypse blanchit puis s'effrite lorsqu'elle est chauffée légèrement. Elle tombe en poudre après avoir généré un brouillard humide. Le test de chauffe, s'il est réalisé dans un tube à essai en verre suffisamment allongé, ne laisse au fond du tube qu'une petite masse poudreuse et une buée caractéristique, se condensant et se rassemblant en petites gouttelettes d'eau, sur les parois du tube les plus éloignées de la zone de chauffe.
Placé dans une flamme, le gypse décrépite, blanchit et s'exfolie.
Chauffé entre , ce minéral se décompose en une fine poudre d'hémihydrate de sulfate de calcium, communément appelée plâtre, et correspondant en minéralogie à la bassaniteLa simple réaction chimique ne dévoile nullement l'art antique du plâtrier ou l'industrie du plâtre, esquissée dans l'article sur la roche..
(solide) → ・½ (solide) + 3/2 (vapeur)
Dans les conditions normales de pression, la perte des trois demi-moles de la réaction ci-dessus est rapide à . Mais la perte de deux moles d'eau peut être complète à , avec la réaction suivante :
・ ½ (solide) → CaSO (solide) + ½ (vapeur).
En pratique, les réactions présentées restent indicatives. De à , avec des cinétiques variables, différentes formes allotropiques métastables d'hémihydrates puis d'anhydrites apparaissent. Elles doivent être souvent réduites en poudre, car la plupart ne possèdent pas une consistance pulvérulente dès leurs formations.
Ajoutons sommairement que le gypse, comme l'anhydrite, est utilisé pour la fabrication industrielle du plâtre. Par chauffage, on obtient un sulfate hémihydraté qui, après broyage, forme un liant qui se réhydrate en gypse au contact de l'eau. La prise du plâtre peut s'expliquer par un feutrage d'aiguilles de gypse renaissant.
Le gypse possède des propriétés plastiques caractéristiques des minéraux d'évaporites, soumis à forte pression, il peut s'écouler et constituer une semelle de glissement, par effet de gravité ou de pression tangentielle. Les montagnes qui reposent sur des bancs de gypse sont susceptibles d'être glissées, versées ou coulissées au loin par des nappes de charriage.
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