Brevet FR2572392A1 — publié le 19860502

La présente invention a pour objet un nouveau procédé de fabrication de produits céramiques vitrifiés ainsi que les nouveaux produits obtenus par ce procédé. La présente invention permet d'obtenir des produits vitrifiés compacts et d'une grande dureté, utilisables notamment dans la construction, tels que pavés, carreaux, briques, tuiles ou plaques de revêtement extérieur ou intérieur, en particulier pour murs et toitures. Ces produits sont obtenus conformément a l'invention à l'aide de schistes ardoisiers ou pseudo-ardoisiers de formation tres ancienne et qui ont été soumis à de puissantes actions mécaniques d'origine tectonique. La présente invention a pour objet un procédé pour la fabrication de produits vitrifiés compacts et présentant une grande dureté, utilisables dans la construction, tels que pavés, carreaux, briques, tuiles, plaques de revêtement extérieur ou intérieur, à base d'un produit minéral mis en forme par compression et vitrifié a haute température, caractérisé par le fait que le produit minéral utilisé est constitué par un schiste ardoisier ou pseudo-ardoisier, riche en quartz, d'origine très ancienne, mais non altéré, de préférence antérieur à ibère primaire et qui a été soumis à de puissantes actions mécaniques d'origine tectonique, ledit schiste étant broyé à une granulométrie inférieure à environ 1 millimètre puis comprimé après une légère humidification à une pression d'environ 100 à 250 bars pour lui donner la forme du produit que l'on désire obtenir, après quoi, le schiste ainsi traité est sèché et cuit à une température comprise entre 1050 et 12000C. La présente invention a également pour objet les produits vitrifiés obtenus par le procédé ci-dessus qui sont caractérisés par une dureté et une résistance mécanique élevées analogues à celles des grés, tout én présentant un faible retrait provenant de la cuisson et une faible porosité qui peut être de l'ordre de 2 à 4 %. En dehors de ces qualités physiques particulièrement intéressantes, qui sont comparables a celles des grés, les produits fabriqués conformément à l'invention, présentent l'avantage de pouvoir être réalisés de manière économique, à partir de déchets de schistes qui peuvent être cuits è une température de seulement environ 11500C qui est inférieure à la plupart des températures de cuisson des produits céramiques de qualité analogue, ce qui entraîne une économie notable d'énergie. De plus, les produits selon l'invention conservent une forme précise compte tenu du très faible retrait qui survient lors de la cuisson. Conformément à l'invention, le procédé est mis en oeuvre avec une faible humidification qui est de l'ordre de 4 à 8 % en poids du produit minéral. Les produits céramiques selon l'invention subissent, lors de leur cuisson un très faible retrait qui est généralement de l'ordre de 2 à 4 X alors que les produits céramiques subissent généralement un retrait d'environ 10 %. Le procédé selon l'invention permet de fabriquer des produits céramiques plats et minces (de l'ordre de quelques millimetres) qui peuvent être utilisés comme élément de revêtement de sol, de murs ou de toitures. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif, un mode de réalisation pris comme exemple. Dans ce mode de réalisation de l'invention, on utilise des schistes pseudo-ardoisiers extraits d'un gisement situé à SAINT-AUBIN-des-LANDES 35500 VITRE FRANCE. Cette roche appartient aux formations du Briovérien supérieur, correspondant dans la zone centrale armoricaine à l'étage de la Laize en Normandie, telle que définie par monsieur J. GRAINDOR. Elle se présente sous l'aspect de schistes pseudo-ardoisiers subverticaux orientés sensiblement selon ouest-est. Lorsqu'elle est observée dans la carrière, cette roche porte la marque de puissantes actions mécaniques d'origine tectonique. Cette roche appartient au groupe des Siltites c'est-à-dire à la catégorie des Lutites dont les éléments sont de tailles comprises entre 4 et 64 microns. Lorsqu'on l'étudie en lames minces au microscope polarisant, cette roche présente les particularités suivantes 10) La stratification est parallèle au plan de la schistosité. 20) La roche présente des alternances de faciès de Siltite à grain fin (comparable au faciès ardoisier typique des Lacs) et de faciès à éléments plus grossiers parmi lesquels domine le quartz déformé, voire brisé (quartz en glandules ou amandes). 30) D'une façon générale, la roche est riche en champs d'éléments quartzeux et lorsque ceux-ci sont plus nombreux, on peut la qualifier de Vélite gréseuse pouvant passer à des microgrès. 40) Le quartz est toujours présent même dans les zones à structure de Siltite fine où il alterne avec des lits de Séricite-Chlorite-Damourite. 5 ) La roche renferme en outre des éléments de Muscovite et d'un mica biotitique (Phlogopite). Ces divers minéraux s' observent également dans les parties à structure fine alternant avec les zones quartzeuses de structure plus grossière. 60) Des élém- ts opaques petits et en général ponctiformes peuvent être observés mais leur répartition dans la roche n'est pas uniforme. Ils peuvent être de la Magnétite. 7 ) D'autres éléments opaques lamellaires sont disposés selon le plan de stratification qui est celui de la schistosité. Ces éléments sont des débris phtanitiques arrachés au substrat du Briovérien supérieur constitué par les niveaux phtanitiques du Briovérien moyen (Etage de la Lande des Vardes en Normandie). Leur érosion résulte d'une émersion survenue avant le dépôt du Briovérien supérieur. L'opacité de ces éléments lamellaires d'origine phtanitique est due au carbone qui constitue la particularité des phtanites. Cette roche qui s'est formée,avant le début de 11 ère primaire, il y a au moins 650 millions d' années, porte la marque d'un dynamométamorphisme très caractéristique et l'on n'observe pas les caractères qui résulteraient d'un métamorphisme de contact. La composition d'un schiste de cette origine a été déterminée par une analyse effectuée après désagrégation au carbonate de sodium qui a donné les résultats suivants Perte au feu (dont anhydride carbonique (0,1) : 4,85 Silice : 61,60 Oxyde de fer : 5,20 Alumine : 21,40 Chaux : 0,00 Anhydride sulfurique : 0,20 Magnésie : 1,95 Alcalins (en K20) : 4,65 La description de cette roche particulière peut se résumer en disant qu'il s'agit d'un dépôt sédimentaire, riche en quartz, de l'époque Précambrienne ou du Briovérien supérieur, plissé par les mouvements hercyniens à la fin de l'ere primaire, de couleur gris-vert, et constituant une roche inerte. Pour éviter d'utiliser des roches altérées ou poluées par l'oxydation ou la pénétration de produits organiques, on prélève le produit mineral selon l'inventisn à une profondeur d'au moins 20 mètres en dessous de 1a surface du sol. Pour être mis en oeuvre, cette roche est broyée avec des dimensions de particule inférieure à environ 1 millimètre et de préférence comprise entre 0 et 650 microns. Après avoir tc légèrement humidifiée, pour contenir environ 6 % d'eau, cette poudre es-. comprimée dans un moule avec une pression d'environ 180 bars, de manière à donner au produit la forme que l'on souhaite. La poudre ainsi moulee est sèchée et cuite en portant sa température pendant quelques minutes à 1140"C. Durant la cuisson, le produit subit un retrait d'environ 3 %. On obtient ainsi un produit très dur et résistant (classe 4 de la résistance à l'abrasion et à la flexion, c'est-à-dire comparable aux grés). Ce produit est bien vitrifié et il présente une très faible porosité 3,2 %. I1 est bien entenduque le mode de réalisation qui a été donné ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et que des schistes analogues mais ayant une autre origine peuvent être utilisés sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la fabrication de produits vitrifiés compacts et présentant une grande dureté, utilisables dans la construction, tels que pavés, carreaux, briques, tuiles, plaques de revetement extérieur ou intérieur, en particulier pour murs et toitures, à base d'un produit minéral mis en forme par compression et vitrifié à haute température, caractérisé par le fait que le produit minéral utilisé est constitué par un schiste ardoisier ou pseudo-ardoisier, riche en quartz, d'origine très ancienne, mais non altéré, de préférence antérieur à l'ère primaire et qui a été soumis à de puissantes actions mécaniques d'origine tectonique, ce schiste étant broyé à une granulométrie inférieure à environ 1 millimètre, puis comprimé après une légère humidification à une pression d'environ 100 à 250 bars pour lui donner la forme du produit que l'on désire obtenir, après quoi le schiste ainsi traité est sèché et cuit à une température comprise entre 1050 et 12000C 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le produit minéral utilisé est un schiste constitué par un dépôt sédimentaire de l'époque Précambrienne ou du Briovérien supérieur, plissé par les mouvements hercyniens de la fin de l'ère primaire. 3 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que le schiste est prélevé à une profondeur de plus de 20 mètres. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que le produit minéral est broyé en particules de dimensions comprises entre 0 et 650 microns. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'avant compression le produit minéral contient environ de 4 à 8 % en poids d'eau. 6 - Produit vitrifié tel que pavé, carreau, brique, tuile, plaque de revêtement extérieur ou intérieur, en particulier pour murs et toitures, caractérisé par le fait qu'il est obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes et qu'il présente une compacité élevée, une grande dureté et une faible porosité, et qu'il a subi un très faiblie retrait lors de la cuisson. 7 - Produit selon la revendication 6 caractérisé par le fait qu'il présente des caractéristiques analogues à celles de grés. 8 - Produit selon l'une quelconque des revendications 6 et 7 caractérisé par le fait qu'il possède une porosité de 2 à 4 % environ.