Carbonate de calcium

Carbonate de calcium (calcaire).
Formule : CaCO₃
(O = 47,96 %, C = 12 %, Ca = 40,04 %)
Masse molaire = 100,087 ± 0,006 g·mol^-1

Produits naturels :
Polymorphes du carbonate de calcium :
(le polymorphisme est faculté que possède une substance de cristalliser dans des structures différentes selon les conditions ambiantes).

• l’aragonite, polymorphe d'origine primairement biogénique (ex d'aragonite : le squelette des coraux hermatypiques)
  • Coquille (mollusque)
  • Marbre (roche métamorphique)
• la calcite, stable en conditions ambiantes
  • Calcaire
  • Craie (roche sédimentaire), dont le tuffeau qui est de la craie micacée ou sableuse à grain fin
• la vatérite, rare car instable dans les conditions de pression et de température normales.

Les roches calcaires représentent 20 % des roches sédimentaires. Le calcaire est extrait à ciel ouvert. Une partie du calcaire extrait est employé comme granulat entrant dans la composition des bétons, la structure des chaussées…

Produit synthétique.
CaCO₃ est également produit en quantités nettement moins importantes, par précipitation de lait de chaux purifié à l'aide de CO₂, ou de carbonate de sodium naturel.

II est disponible commercialement sous différentes formes solides (selon les fabricants) :

• concassé, morceaux de 2 à 4 mm d'épaisseur environ,
• grains de granulométrie courante de 0,5 à 2 mm.

S’utilise par percolation de l’eau à travers un certain volume de matériaux.

NB - La concentration du calcaire dans l'eau potable ou dureté s'exprime en degré français (°F). Un degré correspond à 4 mg/L de Ca. La présence de calcaire dans l'eau ne présente pas d'inconvénient pour la santé, bien au contraire, et il n'y a donc pas de teneur maximum réglementaire. En revanche une dureté trop élevée peut être source de désagréments à l'usage (entartrage, difficulté à faire mousser le savon, linge rêche). Les eaux distribuées dans la plupart des régions calcaires de France sont dans ce cas (Bassin parisien, Causses, Préalpes, Piémont pyrénéen).
L’injection directe du produit sous forme pulvérulente ou en suspension n’a qu’un faible rendement de neutralisation.

Caractéristiques principales :

	Produit en grains
% CaCO3	80 à 97%
Masse volumique	2700 à 2900 kg/m3
Fusion	825°C
Solubilité à 20°C	15 mg/L

Mécanisme réactionnel.
Equation simplifiée :
CaCO3 + CO2 + H2O >>> Ca[HCO3]2 <(TAC)
...100.........44 ......................162 ou 10°F

Pour neutraliser 1 mg de CO₂ il faut donc (100/44)= 2.273 mg de CaCO₃, et il est formé (162/44)=3.68 mg de bicarbonate de calcium Ca[HCO₃]₂, et donc la neutralisation de 1 mg/l de CO2 forme (10/44)= 0.2273 °F/l de TAC

Normalisation.
Norme sur les produits utilisés pour la production d’eau potable : bulletin officiel - Carbonate de calcium : NF EN 1018.

Utilisations.
Les roches à base de calcaires sont utilisées :

• comme traitement des eaux, boues, et déchets ménagers
• comme matériau en sculpture (technique de la taille directe)
• comme matériau d'empierrement de la voirie : macadam, graves calcaires, ballast, d'un usage très fréquent
• comme sable et granulat dans la fabrication des bétons, plus rarement dans les enrobés bitumineux, pour les calcaires les plus durs
• comme charge minérale pulvérulente dans divers produits industriels (plastiques, peintures, colles, récurrents...)
• comme fondant dans la fusion du verre (en sable) et dans la fusion des métaux ferreux (en castines)
• comme amendement calcique agricole pour lutter contre l'acidification du sol
• comme apport de calcium, dans l'alimentation des animaux d'élevage
• comme matière première entrant dans la fabrication du ciment
• comme « blanc de Meudon », « blanc d'Espagne », de Toulouse, ou encore de Champagne (Troyes)
• comme couche de finition du papier (une tonne de papier contient 250 à 300 kg de calcaire)

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