3.1 Les propriétés mécaniques

3.1.1 Dureté et ténacité des roches

Les roches métamorphiques mis en oeuvre dans les Alpes présentent des variations de faciès importantes qui peuvent modifier de manière radicale leurs qualités intrinsèques et extrinsèques. La rareté des travaux de caractérisation mécanique et d’expérimentation entrepris sur ces questions limite la portée des conclusions auxquelles nous pouvons aboutir. Des points de référence existent cependant qui ouvrent des voies à la discussion. Du point de vue mécanique, deux propriétés peuvent être quantifiées de manière utile pour l’analyse des lames de hache :

• la dureté, qui caractérise la résistance à la pression. Pour un minéral, elle peut être évaluée sur l’échelle de Mohs¹⁰⁷. Les géologues considèrent que la dureté d’une roche polyminérale est égale à celle de son constituant le plus dur.

• La ténacité est la résistance à la rupture, conditionnée par la texture de la roche : les textures de recristallisation des roches métamorphiques, avec leurs minéraux étroitement imbriqués sont des facteurs d’accroissement de la ténacité.

Figure 8. Caractéristiques mécaniques principales des roches métamorphiques employées dans l’outillage poli des Alpes occidentales et du bassin du Rhône.

roche	groupe de roches	dureté	ténacité
chloritites	ultrabasites	1 à 2,5	orientée : + maillée : ++
serpentinites	ultrabasites	3 à 4	orientée : + maillée : ++
?	’roches valaisannes’	2 à 5	+ à ++
éclogites HP/HT	métabasites mésozonales	5 à 6	rétromorphosées : +++
éclogites HP/BT	éclogites	5 à 6	grain fin : +++ grain moyen : ++
omphacitites	éclogites	5 à 6	grain fin : +++ grain moyen : ++
glaucophanites	glaucophanites	5 à 6,5	grain fin : +++ grain moyen : ++
métabasites à glaucophane	glaucophanites	5 à 6,5	+++
métadolérites, métagabbros	métabasites épizonales	5 à 6,5	+++
amphibolites épizonales/prasinites	métabasites épizonales	5 à 6,5	grain fin : ++
amphibolites mésozonales	métabasites mésozonales	5 à 6,5	orientées : ++ (selon joints)
amphibolo-pyroxénites	métabasites mésozonales	5 à 6,5	orientées : ++ (selon joints)
jadéitites	jadéitites	6 à 6,5	grain fin : +++
cataclasites	autres	selon le % de silicification: maximum 7	silicifié : +++
sillimanite (fibrolite)	autres	6 à 7,5	+++
Ténacité : +++ très forte ; ++ forte ; + faible. Données reprises de Thirault, Santallier et Véra 1999, p. 275.

L’évaluation de ces deux propriétés réalisée sans calcul expérimental en laboratoire demeure schématique mais permet d’opérer un classement mettant en évidence des différences significatives dans les matériaux potentiellement utilisés par les hommes pour réaliser les lames de hache (fig. 8). Deux types de roches apparaissent nettement :

• les roches «valaisannes» et les ultrabasites (chloritites et serpentinites), sont peu à très peu dures (rayables par l’acier) et de ténacité faible à forte ;

• les autres roches métamorphiques sont toutes de dureté nettement plus grande et de ténacité forte à très forte, cette dernière étant liée au grain de la roche. Il est possible d’établir une gradation des roches selon leur dureté moyenne : les métabasites épi- et mézonales (éclogites de HT exclues) et les glaucophanites peuvent atteindre des duretés légèrement plus fortes que les éclogites et les omphacitites ; les jadéitites sont en moyenne un peu plus dures, de même que les cataclasites et la fibrolite.