Pétrographie et évaluation physico-mécanique des roches mafiques-ultramafiques d’Atud-Um Khasila (Égypte) pour la pierre de taille

Les roches sous nos pieds

Des colonnes de temples aux plans de travail de cuisine, une grande partie de notre environnement bâti repose sur la pierre. Mais toutes les roches ne conviennent pas de la même façon pour résister à des décennies de passages, d’intempéries et d’usure. Cette étude examine des roches sombres et denses du désert oriental égyptien pour déterminer lesquelles peuvent être découpées en dalles et blocs de grande taille destinés au bâtiment et à la décoration, et lesquelles sont mieux laissées en place.

Pierres d’une montagne désertique

Dans la région d’Atud–Um Khasila, à environ 60 kilomètres à l’ouest de la côte de la mer Rouge, trois types de roches affleurent ensemble : deux types de gabbro (métagabbro et gabbro à olivine) et une roche verdâtre appelée serpentinite. Les trois appartiennent à la famille des roches sombres et denses « mafiques » et « ultramafiques » formées en profondeur dans la croûte terrestre et le manteau supérieur. La région fait partie du Bouclier arabonubien, un collage géologique ancien qui a longtemps fourni la pierre pour les monuments égyptiens. Parce que ces roches sont répandues et visuellement attractives, les auteurs se sont posé une question pratique : lesquelles peuvent servir de façon fiable de pierre de taille — pièces de grande dimension et taillées avec précision utilisées en façades, sols et parements ?

Observer la structure interne de la roche

L’équipe a prélevé dix-huit échantillons représentatifs et examiné des lames minces de chacun au microscope. Le métagabbro et le gabbro à olivine sont dominés par des cristaux durs et imbriqués de feldspath, amphibole, pyroxène et, localement, d’olivine. Cette texture serrée, semblable à un puzzle, tend à verrouiller les grains entre eux et à résister à la rupture. En revanche, la serpentinite est majoritairement composée de minéraux serpentineux feuilletés et fibreux, avec des nappes et des veines de carbonates plus tendres et des grains opaques comme la magnétite. Ces textures feuilletées et riches en veines introduisent des plans de faiblesse qui peuvent devenir des chemins de fissuration lorsque la roche est sollicitée.

Comportement des pierres en laboratoire

Pour traduire ces caractéristiques microscopiques en comportement réel, les chercheurs ont découpé les roches en cubes et mesuré des propriétés importantes pour la construction : densité, absorption d’eau, porosité et résistance en compression jusqu’à rupture. Les deux types de gabbro ont montré des performances similaires : densité relativement élevée, absorption d’eau très faible, porosité faible et une résistance en compression moyenne autour de la soixantaine-dizaine de mégapascals (milieu des années 70 MPa). La serpentinite, bien que souvent aussi dense, a absorbé plus d’eau et présenté une résistance plus faible et plus variable, en moyenne d’environ 10 mégapascals de moins que les gabbros. Comparés aux normes internationales ASTM pour les roches structurelles, les deux gabbros satisfont aux exigences clés, tandis que la plupart des échantillons de serpentinite ne remplissent pas les critères de résistance, avec seulement deux cas proches de la limite.

Tester l’intempérie et l’usure

Comme la serpentinite est largement utilisée pour des carreaux décoratifs, l’équipe a également vérifié sa résistance à des traitements agressifs simulant des conditions réelles. Les échantillons ont été à plusieurs reprises imbibés d’une solution salée puis séchés pour favoriser la formation de cristaux de sel, et soumis à des cycles chaud–froid pour simuler le choc thermique. Visuellement, les cubes de serpentinite ont développé des sels de surface et un éclaircissement de la couleur lors de l’essai au sel, mais ils ne se sont pas fissurés. Dans les deux essais, la perte de masse est restée inférieure à un pour cent, indiquant que, malgré leur résistance plus faible, ces roches ne sont pas facilement dégradées par le sel ou par des variations rapides de température dans les conditions étudiées.

Quelles implications pour les constructeurs et les designers

Dans l’ensemble, l’étude montre que toutes les roches sombres du désert ne se valent pas comme matériaux de construction. Le métagabbro et le gabbro à olivine, avec leurs minéraux durs étroitement imbriqués, allient faible porosité, faible absorption d’eau et résistance fiable, faisant d’eux de bons candidats pour des usages porteurs ou extérieurs en pierre de taille. La serpentinite, bien qu’esthétique et relativement résistante aux cycles sel et thermique, est mécaniquement plus faible en raison de ses minéraux feuilletés et de son réseau de veines. Elle conviendra davantage à des usages décoratifs non structuraux, et même dans ce cas seulement après un contrôle strict de la qualité. Plus largement, ce travail souligne qu’il est essentiel de connaître la constitution minéralogique et la texture d’une pierre avant de lui confier le support des ouvrages où nous vivons et travaillons.

Citation: Abdel-Rahman, A.M., Latif, M.L.A., Khedr, M.Z. et al. Petrography and physical-mechanical evaluation of mafic-ultramafic rocks from Atud-Um Khasila, Egypt for dimension stone. Sci Rep 16, 12066 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44938-y

Mots-clés: pierre de taille, gabbro, serpentinite, résistance des roches, Désert oriental d’Égypte