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title: "Roches et minéraux"
book: "Sciences de la Terre et de l’Univers du primaire et du collège"
subject: earth
language: fr
chapter: 15
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/15-roches-et-mineraux
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Earth and Space Sciences Book, One Course (one-course.com)"
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# Chapitre 15 — Roches et minéraux

Sam se penche sur le plan de travail de la cuisine avec une loupe. La pierre polie, qui paraît grise de loin, devient une foule de petites taches : des roses, des blanches, des grises et vitreuses, et de minuscules noires qui brillent quand la lumière les accroche. Chaque tache a des faces plates et brillantes, et les taches s’emboîtent comme les pièces d’un puzzle. Que sont-elles ?

![Un plan de travail en pierre tachetée, observé à la loupe. (Illustration générée par IA.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/img-7e8e45b4b43e.jpg)

*Un plan de travail en pierre tachetée, observé à la loupe. (Illustration générée par IA.)*

**Tu sais déjà.**

Les [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) sont le matériau dur de la croûte terrestre : on peut les briser en cailloux, les [rivières](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) les roulent en [galets](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble), et elles peuvent être réduites en [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) ([Chapitre 5](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#ch-g3-stones-pebbles-sand)). L’eau, la glace et le vent usent les [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) ([altération](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-weathering)), emportent les morceaux ([érosion](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-erosion)) et les déposent plus loin ([dépôt](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-deposition)) ([Chapitre 10](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#ch-g5-water-shapes-the-land)). Sur un [volcan](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/8-volcans-et-seismes-un-premier-regard#def-g4-volcanoes-earthquakes-first-look-volcano), la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) fondue sort sous forme de [lave](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/8-volcans-et-seismes-un-premier-regard#def-g4-volcanoes-earthquakes-first-look-eruption) ([Chapitre 8](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/8-volcans-et-seismes-un-premier-regard#ch-g4-volcanoes-earthquakes-first-look)).

## 15.1 Une roche est faite de minéraux

Les petites taches du plan de travail sont des [minéraux](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral), et la pierre est un granite.

**Définition 15.1 (Minéral).**

Un *minéral* est une substance solide naturelle, qui n’est pas fabriquée par les êtres vivants, qui a toujours la même composition et dont les atomes sont disposés de façon régulière. Une *[roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock)* est faite d’un seul minéral ou, plus souvent, de plusieurs minéraux assemblés.

Le granite est fait surtout de trois [minéraux](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) : le *feldspath* (rose ou blanc), le *quartz* (gris et vitreux) et le *mica* (noir ou argenté, en fines paillettes brillantes). D’autres [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) sont faites d’un seul [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) : le calcaire, par exemple, est fait presque uniquement de calcite.

![À gauche : le granite dessiné comme une mosaïque de grains, chaque grain étant un minéral (agrandissement, pas à l’échelle). À droite : un vrai granite rose, de la taille d’une main environ. (Photo : James St. John, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/fig-8e912dca26f4.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/fig-211a90f02424.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/fig-f080a0cb0272.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/fig-7026984c7027.svg)

![À gauche : le granite dessiné comme une mosaïque de grains, chaque grain étant un minéral (agrandissement, pas à l’échelle). À droite : un vrai granite rose, de la taille d’une main environ. (Photo : James St. John, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/img-0d9ff2d546ae.jpg)

*![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/fig-211a90f02424.svg) feldspath ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/fig-f080a0cb0272.svg) quartz ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/fig-7026984c7027.svg) mica*

*À gauche : le granite dessiné comme une mosaïque de grains, chaque grain étant un [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) (agrandissement, pas à l’échelle). À droite : un vrai granite rose, de la taille d’une main environ. (Photo : James St. John, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons.)*

## 15.2 Les cristaux

À la loupe, beaucoup de grains [minéraux](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) montrent des faces plates et brillantes et des arêtes droites. Là où un [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) a eu la place de grandir librement, dans un creux de la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock), il forme un cristal : un solide de forme régulière limité par des faces planes. Sa forme vient de la disposition régulière de ses atomes, étudiée dans les livres de chimie. Un cristal de quartz, par exemple, est une colonne à six faces qui se termine en pointe ; un cristal de mica se débite en feuillets plus fins que du papier.

![À gauche : un cristal de quartz, avec ses faces planes. À droite : une feuille de mica, un minéral qui se débite en paillettes très fines. (Photos : James St. John, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/img-8a982f9f46c1.jpg)

![À gauche : un cristal de quartz, avec ses faces planes. À droite : une feuille de mica, un minéral qui se débite en paillettes très fines. (Photos : James St. John, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/img-824b2da6926e.jpg)

*À gauche : un cristal de quartz, avec ses faces planes. À droite : une feuille de mica, un [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) qui se débite en paillettes très fines. (Photos : James St. John, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons.)*

Dans le granite, les grains ont grandi serrés les uns contre les autres : ils n’ont donc pas de jolies formes, et ils s’emboîtent comme un puzzle. Leur taille raconte une histoire. Le granite se forme en profondeur, là où la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) fondue refroidit très lentement : ses grains ont le temps de devenir assez gros pour être vus à l’œil nu. La [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) fondue qui refroidit vite en surface, sous forme de [lave](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/8-volcans-et-seismes-un-premier-regard#def-g4-volcanoes-earthquakes-first-look-eruption), donne des [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) aux grains trop petits pour être vus.

## 15.3 Les trois familles de roches

Les géologues classent les [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) en trois familles, non pas d’après leur couleur, mais d’après la façon dont elles se sont formées.

**Définition 15.2 (Les trois familles de roches).**

Une *roche ignée* se forme quand une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) fondue refroidit et devient solide : le granite en profondeur, le basalte à partir de la [lave](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/8-volcans-et-seismes-un-premier-regard#def-g4-volcanoes-earthquakes-first-look-eruption). Une *roche sédimentaire* se forme à la surface de la Terre à partir de grains de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) et de [boue](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand), ou de coquilles d’êtres vivants, déposés en couches puis durcis : le grès, l’argilite, le calcaire. Une *roche métamorphique* est une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) qui a été transformée, sans fondre, par la chaleur et la pression en profondeur : le marbre (issu du calcaire), l’ardoise (issue de l’argilite).

Le nom *ignée* vient du mot latin qui veut dire « feu ». Les [roches sédimentaires](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families) montrent souvent des couches, posées les unes sur les autres, comme les pages d’un livre. Les [roches métamorphiques](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families) sont souvent écrasées et plissées ; certaines, comme l’ardoise, se débitent en feuilles plates.

Beaucoup de [roches sédimentaires](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families) sont faites des grains que tu as triés par taille au [Chapitre 5](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#ch-g3-stones-pebbles-sand) : [galets](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble) et [graviers](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble), [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand), [boue](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand). Une fois enfouis, les grains perdent leur eau et sont collés entre eux par un ciment naturel. La taille des grains donne son nom à la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock).

![Trois roches sédimentaires qui doivent leur nom à la taille de leurs grains (grains très agrandis ; le sable est représenté à l’échelle de la case, les graviers plus gros).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/fig-001c26abfa69.svg)

*Trois [roches sédimentaires](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families) qui doivent leur nom à la taille de leurs grains (grains très agrandis ; le [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) est représenté à l’échelle de la case, les [graviers](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble) plus gros).*

**Sur le terrain — Lire les pierres d’une ville.**

Les villes sont des collections de [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) en plein air. Promène-toi avec un adulte le long de vieux murs, d’escaliers, de statues, de façades d’églises et de pavés, et regarde de près, sans rien gratter ni rien casser. Certaines bordures de trottoir et certaines marches sont en granite : cherche son quartz vitreux et son mica brillant. Beaucoup de vieux murs et de vieilles façades sont en calcaire ou en grès : cherche des coquilles, ou frotte du bout du doigt une miette de grès tombée par terre pour sentir le [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand). Les toits peuvent être en ardoise, débitée en feuilles fines. Note dans un carnet où se trouve chaque pierre, sa couleur, ses grains et la famille à laquelle tu penses qu’elle appartient ; une photographie aide à comparer ensuite avec le tableau de ce chapitre.

## 15.4 Le cycle des roches

Les [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) ne sont pas éternelles. Une [montagne](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-landform) de granite est lentement altérée ; ses grains sont emportés par les [rivières](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) jusqu’à la [mer](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/3-leau-sur-la-terre#def-g2-water-on-earth-ocean) et s’y déposent en couches ; enfouies de plus en plus profondément, les couches durcissent en grès. Si le grès est entraîné encore plus profond, la chaleur et la pression le transforment en [roche métamorphique](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families) ; plus profond encore, il peut fondre, et la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) fondue, en refroidissant, forme une nouvelle [roche ignée](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families). Peu à peu, au fil de millions d’années, la matière des [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) tourne en rond, sans fin.

**Définition 15.3 (Cycle des roches).**

Le *cycle des roches* est le voyage sans fin par lequel les [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) de chaque famille sont lentement changées en [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) des autres familles : par l’[altération](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-weathering) et l’[érosion](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-erosion) en surface, par l’enfouissement et le durcissement, par la chaleur et la pression, par la fusion et le refroidissement.

![Le cycle des roches. Chaque flèche prend de quelques milliers à plusieurs millions d’années. Toute roche qui remonte à la surface peut être altérée (flèches grises).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/fig-39d6b7a2860c.svg)

*Le [cycle des roches](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-cycle). Chaque flèche prend de quelques milliers à plusieurs millions d’années. Toute [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) qui remonte à la surface peut être altérée (flèches grises).*

## 15.5 Reconnaître les roches courantes

Voici sept [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) que l’on rencontre souvent dans les bâtiments, les trottoirs et les [paysages](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-landscape).

![Sept roches courantes. (Photos : James St. John, CC BY 2.0 ; toit : Øyvind Holmstad, CC0 ; via Wikimedia Commons.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/img-0d9ff2d546ae.jpg)

![Sept roches courantes. (Photos : James St. John, CC BY 2.0 ; toit : Øyvind Holmstad, CC0 ; via Wikimedia Commons.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/img-b6a16c0b81bc.jpg)

![Sept roches courantes. (Photos : James St. John, CC BY 2.0 ; toit : Øyvind Holmstad, CC0 ; via Wikimedia Commons.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/img-547a6487fc5b.jpg)

![Sept roches courantes. (Photos : James St. John, CC BY 2.0 ; toit : Øyvind Holmstad, CC0 ; via Wikimedia Commons.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/img-c04b163943a2.jpg)

![Sept roches courantes. (Photos : James St. John, CC BY 2.0 ; toit : Øyvind Holmstad, CC0 ; via Wikimedia Commons.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/img-10129bb99fcf.jpg)

![Sept roches courantes. (Photos : James St. John, CC BY 2.0 ; toit : Øyvind Holmstad, CC0 ; via Wikimedia Commons.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/img-6acffd012fd3.jpg)

![Sept roches courantes. (Photos : James St. John, CC BY 2.0 ; toit : Øyvind Holmstad, CC0 ; via Wikimedia Commons.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/img-9488482f6441.jpg)

*granite*

*basalte*

*grès*

*calcaire (avec des coquilles)*

*argilite*

*marbre*

*ardoise, sur un toit*

*Sept [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) courantes. (Photos : James St. John, CC BY 2.0 ; toit : Øyvind Holmstad, CC0 ; via Wikimedia Commons.)*

| [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) | famille | ce qu’il faut observer |
| --- | --- | --- |
| granite | ignée | de gros grains de plusieurs couleurs : feldspath rose ou blanc, quartz gris et vitreux, mica noir et brillant |
| basalte | ignée | gris foncé à noir, grains trop petits pour être vus, souvent de petits trous ronds laissés par des bulles de gaz |
| grès | sédimentaire | des grains de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) que l’on sent au toucher, rugueux comme du papier de verre |
| calcaire | sédimentaire | clair, souvent avec des coquilles ; fait des bulles sous une goutte d’acide dilué |
| argilite | sédimentaire | très fine et tendre, faite de [boue](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) durcie (argile) ; en couches fines |
| marbre | métamorphique | blanc ou coloré, fait de cristaux brillants qui scintillent comme du sucre ; fait des bulles sous l’acide |
| ardoise | métamorphique | grise, très fine, se débite en feuilles fines, dures et plates |

**Sécurité.**

Le test à l’acide n’est fait que par un adulte, avec des lunettes de protection et des gants, avec un acide très dilué. Ne goûte jamais une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) ni une poudre, et ne casse jamais de [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) avec un outil : l’observation à la loupe en dit déjà beaucoup.

Une clé de détermination est une liste de questions, chacune à deux réponses, qui mène pas à pas au nom d’une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock).

![Une clé de détermination des sept roches du tableau. Commence en haut et réponds à chaque question par oui ou par non.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/fig-4f493ee9f6c8.svg)

*Une clé de détermination des sept [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) du tableau. Commence en haut et réponds à chaque question par oui ou par non.*

**La dureté.** Un indice de plus aide à reconnaître un [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) : la facilité avec laquelle on peut le rayer.

**Définition 15.4 (Dureté et échelle de Mohs).**

La *dureté* d’un [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) est sa résistance à la rayure : un [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) raye tous ceux qui sont plus tendres que lui et il est rayé par tous ceux qui sont plus durs. L’*échelle de Mohs* classe la dureté de 1 à 10 à l’aide de dix [minéraux](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) de référence, du talc (1), le plus tendre, au diamant (10), le plus dur.

![L’échelle de Mohs (à gauche : les dix minéraux de référence) et quatre testeurs de tous les jours (à droite, en rouge).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g6-rocks-and-minerals/fig-c77a6be039ee.svg)

*L’[échelle de Mohs](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) (à gauche : les dix [minéraux](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) de référence) et quatre testeurs de tous les jours (à droite, en rouge).*

**Méthode 15.5 (Le test de la rayure).**

1. Essaie de rayer le [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) avec ton ongle, puis avec une pièce de cuivre. (Le verre et l’acier ne sont utilisés que par un adulte.)
2. Frotte la marque avec un doigt : une vraie rayure reste, une trace de poudre laissée par le testeur s’efface.
3. La [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) est comprise entre celle du testeur le plus dur qui ne le raye pas et celle du testeur le plus tendre qui le raye.

**Exemple 15.6 (Quartz ou calcite ?).**

Deux [minéraux](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) blancs se ressemblent. Le premier est rayé par une pièce de cuivre : sa [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) est inférieure à 3.5 ; c’est de la calcite (3). Le second n’est pas rayé par un clou en acier et raye le verre : sa [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) est supérieure à 6.5 ; parmi les [minéraux](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) de référence, c’est du quartz (7).

## 15.6 Exercices

**Exercice 15.1 ★.**

À quelle famille appartient chaque [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) : granite, grès, marbre, basalte, calcaire, ardoise ?

**Solution de Exercice 15.1.**

Granite : ignée. Grès : sédimentaire. Marbre : métamorphique. Basalte : ignée. Calcaire : sédimentaire. Ardoise : métamorphique.

**Exercice 15.2 ★.**

Le quartz est-il un [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) ou une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) ? Et le granite ? Explique la différence en une phrase.

**Solution de Exercice 15.2.**

Le quartz est un [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) ; le granite est une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock). Un [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) est une seule substance naturelle dont les atomes sont disposés de façon régulière ; une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) est faite d’un ou de plusieurs [minéraux](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) assemblés (le granite : feldspath, quartz et mica).

**Exercice 15.3 ★.**

Range ces [minéraux](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) dans l’ordre, du plus tendre au plus dur : quartz, talc, diamant, calcite. Lequel peut rayer tous les autres ?

**Solution de Exercice 15.3.**

Talc (1), calcite (3), quartz (7), diamant (10). Le diamant, le plus dur, raye tous les autres.

**Exercice 15.4 ★.**

Recopie et complète avec les mots *refroidissement*, *chaleur et pression*, *[altération](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-weathering)* : « Une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) fondue devient une [roche ignée](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families) par … Un calcaire devient un marbre par … Un granite se transforme en grains de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) par … »

**Solution de Exercice 15.4.**

« Une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) fondue devient une [roche ignée](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families) par refroidissement. Un calcaire devient un marbre par la chaleur et la pression. Un granite se transforme en grains de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) par [altération](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-weathering). »

**Exercice 15.5 ★★.**

Utilise la clé. (a) Une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) ne fait pas de bulles sous l’acide ; elle est sombre, avec des grains trop petits pour être vus et de petits trous ronds. (b) Une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) fait des bulles sous l’acide et elle est faite de cristaux brillants qui scintillent comme du sucre. (c) Une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) ne fait pas de bulles ; elle est rugueuse comme du papier de verre. Nomme chaque [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock).

**Solution de Exercice 15.5.**

(a) Basalte. (b) Marbre. (c) Grès.

**Exercice 15.6 ★★.**

Un [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) est rayé par une pièce de cuivre mais pas par un ongle. Entre quelles deux valeurs de [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) se trouve-t-il ? Quel [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) de référence de l’échelle de Mohs pourrait-il être ?

**Solution de Exercice 15.6.**

Sa [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) est supérieure à celle d’un ongle (environ 2.5) et inférieure à celle d’une pièce de cuivre (environ 3.5). Ce pourrait être de la calcite (3).

**Exercice 15.7 ★★.**

Dans le dessin du granite de ce chapitre, il y a 60 grains : 33 de feldspath, 21 de quartz et 6 de mica. Quel pourcentage des grains est du quartz ? Du feldspath ? Du mica ? Vérifie que les trois pourcentages font bien 100 % au total.

**Solution de Exercice 15.7.**

Quartz : $21 \div 60 = 0.35$, soit 35 %. Feldspath : $33 \div 60 = 0.55$, soit 55 %. Mica : $6 \div 60 = 0.10$, soit 10 %. Vérification : $35 + 55 + 10 = 100$.

**Exercice 15.8 ★★.**

Le granite et le basalte sont tous deux des [roches ignées](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families). Pourquoi pouvons-nous voir à l’œil nu les grains du granite, mais pas ceux du basalte ?

**Solution de Exercice 15.8.**

Le granite refroidit très lentement, en profondeur : ses grains ont longtemps pour grandir, et ils deviennent gros. Le basalte vient de la [lave](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/8-volcans-et-seismes-un-premier-regard#def-g4-volcanoes-earthquakes-first-look-eruption), qui refroidit vite en surface : ses grains n’ont pas le temps de grandir et restent trop petits pour être vus.

**Exercice 15.9 ★★.**

Le marbre est issu du calcaire. (a) À quelle famille appartient chacun d’eux ? (b) Qu’est-il arrivé au calcaire pour qu’il se transforme en marbre ? (c) Pourquoi tous deux font-ils des bulles sous l’acide ?

**Solution de Exercice 15.9.**

(a) Le calcaire est sédimentaire ; le marbre est métamorphique. (b) En profondeur, la chaleur et la pression l’ont transformé sans le faire fondre : sa calcite a grandi en cristaux brillants qui s’emboîtent. (c) Tous deux sont faits du même [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral), la calcite, et c’est la calcite qui fait des bulles sous l’acide.

**Exercice 15.10 ★★.**

À l’aide de l’échelle de Mohs : (a) le quartz peut-il rayer une bouteille en verre ? (b) Et la fluorine ? (c) Un clou en acier peut-il rayer le feldspath ?

**Solution de Exercice 15.10.**

(a) Oui : le quartz (7) est plus dur que le verre (environ 5.5). (b) Non : la fluorine (4) est plus tendre que le verre. (c) Oui : un clou en acier (environ 6.5) est plus dur que le feldspath (6).

**Exercice 15.11 ★★★.**

Raconte le voyage d’un grain de quartz, en cinq étapes, depuis une [montagne](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-landform) de granite jusqu’à une [roche métamorphique](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families). Nomme le phénomène à chaque étape, et la famille de la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) au départ et à l’arrivée.

**Solution de Exercice 15.11.**

Par exemple : (1) le granite de la [montagne](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-landform) ([roche ignée](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families)) est fragmenté par l’[altération](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-weathering), et ses grains de quartz sont libérés ; (2) une [rivière](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) les emporte : c’est l’[érosion](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-erosion) ; (3) les grains se déposent en couches au fond de la [mer](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/3-leau-sur-la-terre#def-g2-water-on-earth-ocean) : c’est le [dépôt](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-deposition) ; (4) enfouis sous d’autres couches, ils sont tassés et cimentés en un grès : c’est le durcissement (la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) est maintenant sédimentaire) ; (5) entraîné en profondeur, le grès est transformé par la chaleur et la pression en une [roche métamorphique](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families).

**Exercice 15.12 ★★★.**

Un [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) gris et vitreux n’est pas rayé par un clou en acier, raye le verre et est rayé par la topaze. (a) Quelle est sa [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) sur l’[échelle de Mohs](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) ? Nomme-le. (b) Des grains de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) sont roulés pendant des années par les vagues et les [rivières](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water). À l’aide de sa [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness), explique pourquoi les grains de ce [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) durent bien plus longtemps que des grains de calcite ou de mica.

**Solution de Exercice 15.12.**

(a) Pas rayé par l’acier (environ 6.5) et capable de rayer le verre : plus dur que 6.5. Rayé par la topaze (8) : plus tendre que 8. Sa [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) est 7 : c’est du quartz. (b) Le quartz est plus dur que presque tout ce qui frotte contre lui (autres grains, [galets](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble)) : il s’use à peine. La calcite (3) et le mica (2 à 3) sont bien plus tendres : le frottement les réduit en minuscules morceaux qui sont emportés.

## 15.7 Problème : Les pierres de la place de la ville

**Problème 15.1.**

Problème du week-end — les roches d’une place de ville, le minéral le plus dur qu’elles contiennent, et combien de familles de roches sont présentes

Lors d’une sortie scolaire, la classe observe les pierres de la vieille place de la ville (en observant seulement : personne ne casse ni ne raye les monuments). L’enseignante a apporté, de chez le tailleur de pierre, des morceaux détachés des mêmes pierres pour les tests de [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness).

**La fontaine** : son bassin montre de gros grains, roses, blancs, gris et vitreux, et noirs et brillants. **Le pavage** : des dalles claires où l’on voit de petites coquilles fossiles ; une goutte d’acide dilué, déposée par l’enseignante sur un morceau détaché, fait des bulles. **Le toit de la mairie** : des feuilles fines, plates et grises d’une pierre au grain très fin. **La statue** : une pierre blanche faite de cristaux brillants qui scintillent comme du sucre ; elle fait des bulles, elle aussi.

**Partie I — La fontaine, le pavage, le toit.**

1. Nomme la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) de la fontaine et sa famille. Nomme ses trois [minéraux](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) .
2. Nomme la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) du pavage et sa famille. Qu’étaient les coquilles avant de se trouver dans la pierre ?
3. Nomme la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) du toit et sa famille. À partir de quelle [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) s’est-elle formée ?
4. Nomme la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) de la statue et sa famille. À partir de quelle [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) s’est-elle formée ?

**Partie II — Un test de dureté.**

5. L’enseignante essaie de rayer un grain gris et vitreux de la fontaine avec un clou en acier : aucune rayure. Le grain raye le verre. Quel est ce [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) , et quelle est sa [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) ?
6. Les grains roses sont rayés par le clou en acier mais pas par le verre. Entre quelles deux valeurs se trouve leur [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) ? De quel [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) de l’échelle de Mohs s’agit-il ?
7. Les paillettes noires se rayent tout juste avec un ongle. Quel [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) est-ce ?
8. Une pièce de cuivre peut-elle rayer le pavage ? Explique à l’aide de la [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) de la calcite.

**Partie III — Le cycle des roches.**

9. Après des siècles de [pluie](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/7-les-nuages-la-pluie-et-la-neige#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation) , la statue a perdu ses détails fins. Quel phénomène du [cycle des roches](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-cycle) est à l’œuvre ?
10. Le granite de la fontaine vient d’une [montagne](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-landform) . Au fil de millions d’années, que pourraient devenir les grains de quartz de cette [montagne](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-landform) , et dans quelle [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) pourraient-ils finir ?
11. Combien des trois familles de [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) sont présentes sur la place ? Nomme la ou les [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) de chacune.
12. Quelle est la [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) de Mohs du [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) le plus dur que l’on trouve dans les pierres de la place ?

**Solution de Problème 15.1.**

**1.** Du granite, une [roche ignée](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families) ; ses [minéraux](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) sont le feldspath (rose ou blanc), le quartz (gris, vitreux) et le mica (noir, brillant).

**2.** Du calcaire, une [roche sédimentaire](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families). Les coquilles appartenaient à des animaux qui vivaient dans la [mer](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/3-leau-sur-la-terre#def-g2-water-on-earth-ocean) ; leurs restes se sont déposés puis ont durci pour former la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock).

**3.** De l’ardoise, une [roche métamorphique](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families), formée à partir d’argilite.

**4.** Du marbre, une [roche métamorphique](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families), formé à partir de calcaire.

**5.** Du quartz : pas rayé par l’acier (environ 6.5), il raye le verre (environ 5.5) ; sa [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) est 7.

**6.** Rayés par l’acier (environ 6.5) mais pas par le verre (environ 5.5) : entre 5.5 et 6.5. C’est du feldspath (orthose, 6).

**7.** Du mica ([dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) 2 à 3).

**8.** Oui : le pavage est en calcaire, fait de calcite (3), plus tendre qu’une pièce de cuivre (environ 3.5).

**9.** L’[altération](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-weathering) : la [pluie](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/7-les-nuages-la-pluie-et-la-neige#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation) use lentement la surface de la pierre.

**10.** La [montagne](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-landform) est altérée ; ses grains de quartz sont emportés par les [rivières](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) et se déposent en couches, au fond d’un [lac](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) ou de la [mer](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/3-leau-sur-la-terre#def-g2-water-on-earth-ocean) ; enfouis et durcis, ils peuvent devenir un grès, une [roche sédimentaire](#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families).

**11.** Les trois familles sont présentes : ignée (le granite de la fontaine), sédimentaire (le calcaire du pavage), métamorphique (l’ardoise du toit et le marbre de la statue).

**12.** Le [minéral](#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) le plus dur est le quartz du granite : [dureté](#def-g6-rocks-and-minerals-hardness) de Mohs **7**.