La marne est une roche moitié calcaire, moitié argile. Dure et friable quand elle est sèche, elle devient plastique et glissante dès qu'elle prend l'eau. C'est cette double nature qui rend les terrains marneux instables en pente et délicats à fonder. On explique ce qu'est cette roche, comment la reconnaître en un geste, et ce que sa sensibilité à l'eau change pour un projet.
Sommaire
Ce qu'est la marne
La marne est une roche sédimentaire faite d'un mélange de calcaire et d'argile, en proportions proches. Chacun des deux compte pour 35 à 65 % de la roche. Elle se place donc entre deux familles, la roche calcaire d'un côté, l'argile de l'autre.
Cette composition fixe une nomenclature simple, qui dépend de la part de calcaire.
| Roche | Part de calcaire | Part d'argile |
|---|---|---|
| Calcaire argileux | 65 à 95 % | 5 à 35 % |
| Marne | 35 à 65 % | 35 à 65 % |
| Argile calcaire | 5 à 35 % | 65 à 95 % |
Au-delà de 65 % de calcaire, on ne parle plus de marne mais de calcaire argileux. En dessous de 35 %, c'est une argile calcaire. La marne tient le milieu, d'où sa réputation de roche de transition.
Sur un rapport de sol, vous croiserez aussi le terme formation marno-calcaire. Il désigne une alternance de bancs de marne et de bancs de calcaire, fréquente dans les séries géologiques françaises. Pour situer la marne parmi les autres termes d'un rapport, voyez le lexique des termes géotechniques.
Bon à savoir : les expressions « calcaire marneux » et « marne calcaire » sont impropres en géologie. Elles mélangent un constituant unique, le calcaire, avec un mélange déjà nommé, la marne. Les termes justes sont calcaire argileux, marne, et argile calcaire.
Comment la reconnaître sur le terrain
La marne se trahit par un comportement à deux visages, selon qu'elle est sèche ou mouillée. C'est le premier indice visuel.
- Sèche, elle est tendre et friable. Elle se débite en boulettes ou en plaquettes, et happe à la langue.
- Mouillée, elle devient plastique et collante, comme une pâte d'argile.
- Sa couleur varie du blanc au gris, parfois jaune ou bleutée selon la région et l'âge des couches.
Le test décisif tient à un seul geste. Versez quelques gouttes d'acide chlorhydrique dilué, ou de vinaigre blanc concentré, sur un morceau de roche. Si une mousse blanche apparaît, le calcaire réagit. La marne fait effervescence, là où une argile pure reste muette.
Les signes qui distinguent la marne d'une argile
- Effervescence à l'acide, signe de la part calcaire, absente sur une argile non calcaire.
- Texture friable à sec, qui se casse en plaquettes plutôt qu'en mottes compactes.
- Plasticité plus faible que celle d'une argile franche une fois mouillée.
- Patine claire, cassure plus sombre, souvent grise ou bleutée à cœur.
Ce test à l'acide ne mesure rien de précis. Pour doser la part exacte de calcaire, un laboratoire utilise un calcimètre. Sur le terrain, l'effervescence suffit à dire que la roche est marneuse plutôt qu'argileuse.
Pourquoi elle craint l'eau
Voici le point qui compte le plus en géotechnique. La marne absorbe l'eau, et son comportement change du tout au tout.
La part argileuse de la roche réagit à l'humidité. Elle gonfle quand elle s'imbibe, se rétracte quand elle sèche. Trempée, la marne perd de sa résistance, devient molle et glissante. Sèche, elle se fissure et s'effrite en surface.
Ce comportement explique deux problèmes courants sur les terrains marneux.
- Les pentes instables. L'eau ramollit la marne en profondeur, la masse de terrain perd son ancrage et glisse. Le BRGM recense de nombreux glissements sur des versants marneux.
- L'altération de surface. Sous l'effet du gel, de la pluie et du soleil, la marne du dessus se transforme en une couche molle, peu portante. Son épaisseur varie d'un site à l'autre, de quelques décimètres à plusieurs mètres.
Cette sensibilité rejoint celle des sols argileux. La part argileuse de la marne gonfle et se rétracte au fil des saisons. Le BRGM classe d'ailleurs les formations argileuses et marneuses parmi les terrains sensibles au retrait-gonflement. Pour comprendre ce mécanisme de gonflement et de retrait, voyez la fiche sur le retrait-gonflement des argiles.
Attention : un terrain marneux en pente combine deux risques au même endroit, le glissement et le gonflement. Une simple observation visuelle ne suffit pas. Sur un versant, fissures dans le sol, arbres penchés ou murets déformés signalent un mouvement lent déjà en cours.
La marne partage cette parenté avec les argiles. Pour la nuance entre argile peu plastique et argile très plastique, deux familles voisines, voyez l'argile peu plastique de la classe CL.
Marne et fondations, saine ou altérée
Tout dépend de l'état de la marne sous la fondation. La même roche fait un bon appui ou un mauvais, selon sa profondeur et son altération.
La marne saine, un appui solide
En profondeur, à l'abri de l'eau et des variations de saison, la marne est compacte et résistante. Elle fait partie des sols résistants peu compressibles, au même titre que les argiles fermes, les sables et graves hors d'eau. Une note technique de l'État la range parmi ces terrains qui supportent bien une fondation superficielle.
Sur ce type d'assise, une semelle ou un radier convient souvent, à condition de descendre jusqu'à la marne saine et de la protéger de l'eau pendant le chantier.
La marne altérée, un piège de surface
La couche du dessus est traîtresse. Ramollie par l'eau, fissurée par le gel et la sécheresse, elle a perdu sa portance. Poser une fondation dessus revient à bâtir sur une éponge.
Le rôle d'une étude de sol est de mesurer l'épaisseur de cette zone altérée et de trouver le toit de la marne saine. Concrètement, le géotechnicien indique de descendre les fondations sous la couche molle, parfois plus profond que prévu, et de drainer les abords pour éloigner l'eau. Une note technique de l'État sur les conditions géotechniques rappelle que la partie altérée d'un sol rocheux doit toujours être caractérisée avant de fonder.
Ce qu'une étude doit préciser sur un terrain marneux
Les cartes géologiques du BRGM, consultables sur le portail InfoTerre, indiquent la présence de formations marneuses sous une parcelle. Mais elles ne remplacent pas des sondages. Deux terrains voisins sur la même carte cachent parfois des épaisseurs d'altération sans rapport l'une avec l'autre.
Questions fréquentes
Qu'est-ce que la marne
De quoi est composée la marne
Quelle différence entre la marne et l'argile
La marne gonfle-t-elle avec l'eau
Comment reconnaître la marne sur le terrain
Pourquoi les pentes marneuses sont-elles instables
Peut-on construire sur un sol marneux
Qu'est-ce qu'une formation marno-calcaire
La marne fait-elle effervescence à l'acide
La marne est-elle un bon appui pour les fondations
La marne s'altère-t-elle en surface
Faut-il une étude de sol sur un terrain marneux
À retenir
- La marne est un mélange de calcaire et d'argile, chacun pour 35 à 65 %, entre la roche calcaire et l'argile.
- Elle fait effervescence à l'acide par sa part calcaire, ce qui la distingue d'une argile pure.
- Friable à sec, plastique et glissante mouillée, elle craint l'eau et favorise les glissements de pente.
- Sa part argileuse gonfle et se rétracte, comme les sols sensibles au retrait-gonflement.
- La marne saine en profondeur fait un bon appui, la marne altérée de surface ne porte pas.
