[PGA 02] Les calcaires du château 🌍 EarthCache

[02] Les calcaires du château

par ipln | GCA639K | Amboise

► La série ◄

Amboise est une ville située au cœur du Val de Loire, classé patrimoine mondial UNESCO.

Située à la confluence de la Loire et de l’Amasse, le développement d’Amboise fut fortement influencé par la géologie locale, depuis l’antique oppidum gallo-romain jusqu’à aujourd’hui.

La série [Promenade Géologique à Amboise] vous propose des EarthCaches invitant à la découverte du patrimoine amboisien à travers la nature des roches de construction, des phénomènes géologiques et hydrologiques.

► Partie 1 : Le site ◄

La Touraine se trouve dans la partie Sud-Ouest du vaste complexe géologique du Bassin parisien, qui se caractérise par la présence exclusive de roches sédimentaires. Au cours de centaines de millions d’années, le sol s’est constitué d’un empilement de couches de roches.

En s’écoulant, les eaux de la Loire ont creusé son lit en pénétrant dans les différentes couches du sol. Cette érosion a abouti à la formation de nombreuses falaises bordant le fleuve. La rivière de l’Amasse en fit de même jusqu’à sa confluence avec la Loire, formant ainsi un éperon rocheux : le plateau des Châtelliers. Un oppidum gallo-romain, appelé Ambacia, fut établi au sommet de cet éperon dès le Ve siècle avant J.-C. Cet emplacement était hautement stratégique, dominant les vallées d’environ 50 mètres.

L’oppidum devint progressivement une enceinte fortifiée, puis un château, avant de profonds remaniements durant la Renaissance. Le château est classé aux Monuments Historiques depuis 1840.

Pour cette EarthCache, nous allons nous intéresser aux pierres de construction du château et de ses remparts. En effet, les pierres utilisées sont originaires de toute la région, et offrent ainsi un large éventail des différents calcaires de Touraine ! Un livre de compte des années 1495-1496 en atteste : pour ces deux années, le tuffeau blanc venait de la vallée du Cher (Saint-Aignan, Noyers-sur-Cher, Bourré, etc.) et du Saumurois, tandis que le tuffeau jaune provenait de la vallée de la Loire (Lussault, Amboise, Chargé, Limeray, etc.).

Après une rapide description des calcaires de Touraine, je vous invite à vous rendre sur place pour les observer sur le château.

► Partie 2 : Les calcaires de Touraine ◄

Comme expliqué précédemment, les pierres calcaires utilisées pour la construction du château proviennent de très nombreuses carrières de Touraine. Bien que formées lors d’un même étage géologique (Turonien pour le tuffeau, Bathonien pour le calcaire oolithique, Priabonien pour le calcaire lacustre), les pierres présentent de légères variations entre leurs différentes provenances, également sur un même site d’extraction. Nous allons ainsi vous présenter les caractéristiques générales de ces calcaires.

A ► Tuffeau blanc :

Le tuffeau provient de la consolidation de boues déposées dans une mer peu profonde lors de l’époque géologique du Turonien (-93,9 à -89,75 Ma). Une mer tropicale peu profonde recouvrait alors les régions de l'Anjou, du Berry et de la Sologne suite à une montée progressive des eaux. Des sédiments formés de débris issus de l'érosion d'autres roches et de restes d'organismes vivants (squelettes, coquilles) se sont déposés au fond de cette mer durant les 30 millions d'années suivantes. Cette boue calcaire va progressivement et lentement se transformer en roche sédimentaire sous l'effet de la pression : le tuffeau de Touraine.

Le tuffeau blanc de Touraine date du Turonien moyen. Il s’agit d’une pierre calcaire (ou craie) micacée ou sableuse à grain fin, à texture homogène, et contenant des paillettes de mica blanc, appelé muscovite. Sa couleur blanche est fortement appréciée pour donner de l’éclat aux bâtiments. Le tuffeau date du Turonien Moyen et s'est déposé en eaux calmes et peu profondes (50 mètres).

Toutefois, exposée à l'air libre, la pierre de tuffeau blanc est particulièrement sujette à l'altération. Différentes morphologies d'altérations peuvent être observées selon les conditions environnementales, notamment un noircissement de la pierre en raison de la pollution. Cette pierre sera plus facile à observer dans les zones protégées.

B ► Tuffeau Jaune :

Le tuffeau jaune date du Turonien supérieur. Il s’agit d’une craie jaunâtre parsemée de paillettes de mica blanc. Le tuffeau jaune est un calcaire qui s’est chargé en sable quartzeux issu du Massif Central et qui lui confère sa couleur jaunâtre, en contraste avec le tuffeau blanc du Turonien Moyen. Le tuffeau jaune présente des faciès très variés témoignant d'eaux plus agitées, à une plus grande proximité du rivage et de faibles profondeurs (20 à 40 mètres) lors du retrait temporaire de la mer vers la fin du Turonien.

Des niveaux de tuffeau jaune peuvent être extrêmement riches en débris coquillers : des morceaux fossilisés d’invertébrés (bryozoaires, mollusques, serpules, etc.).

Ce calcaire est caractérisé par son hétérogénéité avec une alternance en des niveaux sableux et des niveaux plus durs. Ceci se traduit par une altération différenciée entre les couches dures (formes en bosses, plus résistantes à l’érosion) et fines (formes creusées, érodées facilement). L’altération des pierres de tuffeau jaune peut ainsi faire ressortir (a) des alvéoles, ou (b) des lignes de courant marin.

C ► Tuffeau d’Ecorcheveau :

La pierre de tuffeau dite « d’Ecorcheveau » est un faciès très particulier de tuffeau jaune. Elle provient des carrières de Saint-Avertin, à seulement 3 km à l'Est de Tours. Trente kilomètres de galeries souterraines ont été ouvertes dans le coteau Sud de la vallée entre les XIème et XIXème siècles. Un banc épais de 2 mètres a été exploité.

La pierre d'Ecorcheveau est très calcaire (80% de carbonate de calcium CaCO3), et est très facilement reconnaissable aux multiples cavités incurvées, longues de quelques centimètres, qu'elle renferme. Ces cavités résultent de la dissolution de coquilles de mollusques marins de type Cytherea Uniformis, ressemblant à des palourdes. Il n'en reste que les moulages internes et externes.

Peu esthétique mais très solide, la pierre d’Ecorcheveau fut principalement utilisée pour les soubassements des édifices.

D ► Calcaire oolithique :

Au début du Jurassique Moyen (-175 Ma), la France actuelle est progressivement submergée par des eaux venant de l'ouest (océan Protoatlantique) et du nord (mer Boréale). Le Poitou est occupé par une mer tropicale et peu profonde à partir du Bajocien. Des sédiments tels des débris de roches, des restes d'organismes marins (squelettes) se déposent au fond de cette mer. Des oolithes vont alors se former.

Il s'agit de concrétions géologiques minérales, de taille millimétrique. Leurs formes sphériques régulières rappelent celle des œufs de poissons. D'ailleurs l'origine du nom vient du grec ôon signifiant œuf et de lithos qui signifiant pierre : les oolithes sont textuellement des "œufs de pierre".

(1) Présence de nucléi. (2) et (3) Précipitation du calcaire concentrique autour des nucléi, en milieu aquatique agité. (4) Sédimentation des oolithes formées, et ciment de calcaire.

Les conditions idéales de formation des oolithes sont une eau saturée en carbonate de calcium, un milieu de forte énergie (eaux agitées), et une alimentation continue en noyaux et en carbonate de calcium à précipiter. Les oolithes ainsi formées sédimentent et sont soudées entre elles par un ciment de calcaire. Les oolithes peuvent se présenter en lits successifs formés par les vagues et les courants marins : les oolithes sont alors dites litées.

Ces concrétions calcaires font parties de la famille des stromatolithes . Le terme oolithe est réservé aux grains mesurant de 0,5 à 2 mm. Les grains plus gros sont nommés pisolithes (taille infra-centimétrique), oncolithes (taille centimétrique à pluri-centimétrique), et les stromatolithes sensu stricto (taille décimétrique à pluri-métrique).

E ► Calcaire lacustre :

Durant la première partie de l'ère Tertiaire (Paléocène, Éocène et Oligocène), la Touraine connaît un contexte climatique particulièrement chaud, qu’on qualifierait de « tropical » aujourd’hui, avec des saisons alternées et contrastées. L’une est humide et assure le lessivage des sols et le transport des solutions ; l’autre est sèche et dégage des étendues de vase calcaire.

Un grand lac, alimenté par les cours d'eau alentour, s'est installé en Touraine dont le sous-sol était en léger affaissement. L'évaporation de l'eau du lac lors de la saison sèche entraînait le dépôt d'une boue calcaire riche en carbonate de calcium. Cette boue fut fortement remaniée sur les bordures émergées : bulles d'échappement de gaz, craquelure par dessèchement, colonisation par les végétaux (herbe), graviers déplacés par le ruissellement lors du retour des pluies, etc. Le calcaire lacustre de Touraine résulte du durcissement de cette boue, à la fin de l’Éocène Ludien (Priabonien).

Le calcaire lacustre est reconnaissable à sa couleur grise, et aux nombreuses petites cavités de taille millimétrique qu'il renferme : il est dit vacuolaire. Ces cavités sont pour la plupart de forme plutôt ronde, et sont dues au dégazage de la boue. D'autres sont fines et allongées : ce sont les traces d'anciennes racines d'herbes.

F ► Perrons :

Pour finir, une dernière pierre de Touraine. Ce n’est pas un calcaire, mais est d’origine marine : ce sont les « perrons ». Sous forme de moellons, les perrons sont des pierres de couleur brune à rougeâtre, comprenant de la silice et de l’oxyde de fer. Ils peuvent arborer des nuances de couleur : on dit alors qu’ils sont « jaspés ».

Les perrons sont des fragments d’anciennes croûtes siliceuses très dures, formées à l’Eocène (-56 à -33 Ma) dans les sols des zones basses de relief, sous climat chaud et humide. On peut les trouver sous forme de blocs épars sur les plateaux, mais également sous forme de galets liés entre eux par un ciment naturel, cette formation s’appelant un poudingue.

Maintenant que vous connaissez parfaitement les pierres utilisées pour la construction du château d’Amboise, vous allez pouvoir les retrouver !

Rendez-vous aux 7 emplacements indiqués en Waypoints, et identifiez pour chaque zone le type de roche utilisé. De plus, des caractéristiques spécifiques peuvent être visibles sur certaines roches : indiquez-les dans votre réponse (ne concerne pas les zones E, I et J).

Enfin au dernier Waypoint (Zone J), un autre matériau de construction fut utilisé, non listé dans la description. Il est originaire d’Amboise. Mais je suis sûr que vous le reconnaitrez !

Rappels concernant les « EarthCaches » :

Il n’y a pas de contenant à rechercher aux coordonnées, ni de carnet à signer sur place. Il suffit de se rendre sur les lieux, de répondre aux questions ci-dessus, et de nous envoyer vos propositions de réponses soit via notre profil, soit via la messagerie geocaching.com (Message Center).

Vous pouvez loguer un « Found it » sans attendre notre confirmation. Nous vous contacterons en cas de problème ou pour fournir d’éventuelles précisions.

Les « Found it » enregistrés sans envoi de réponses seront supprimés.

► The series ◄

Amboise is a town located in the heart of the Loire Valley, a UNESCO World Heritage Site.

Situated at the confluence of the Loire and Amasse rivers, the development of Amboise has been strongly influenced by the local geology, from the ancient Gallo-Roman oppidum to the present day.

The [Geological Walk in Amboise] series proposes EarthCaches inviting you to discover Amboise's heritage through the nature of the building rocks, geological and hydrological phenomena.

► Part 1: The site ◄

Touraine is located in the southwestern part of the vast geological complex of the Paris Basin, which is characterised by the exclusive presence of sedimentary rocks. Over hundreds of millions of years, the soil has been built up by stacking layers of rock.

As it flowed, the waters of the Loire dug into its bed, penetrating the various layers of soil. This erosion led to the formation of numerous cliffs along the river. The river Amasse did the same until its confluence with the Loire, forming a rocky spur: the plateau of Châtelliers. A Gallo-Roman oppidum, called Ambacia, was established at the top of this spur as early as the 5th century B.C. This was a highly strategic location, dominating the valleys by around 50 metres.

The oppidum gradually became a fortified enclosure, then a castle, before undergoing major alterations during the Renaissance. The castle has been listed as a Historic Monument since 1840.

For this EarthCache, we are going to focus on the building stones of the castle and its ramparts. Indeed, the stones used come from all over the region, and thus offer a wide range of different Touraine limestones! An account book for the years 1495-1496 attests to this: for these two years, the white tufa came from the Cher valley (Saint-Aignan, Noyers-sur-Cher, Bourré, etc.) and the Saumurois, while the yellow tufa came from the Loire valley (Lussault, Amboise, Chargé, Limeray, etc.). After a quick description of the Touraine limestones, I invite you to go and see them on the castle.

► Part 2: Touraine limestones ◄

As explained above, the limestone used for the construction of the castle comes from a great many quarries in Touraine. Although formed during the same geological stage (Turonian for the tufa, Bathonian for the oolitic limestone, Priabonian for the lacustrine limestone), the stones show slight variations between their different origins, also on the same extraction site. We are going to present you the general characteristics of these limestones.

A ► White tufa:

Tufa comes from the consolidation of mud deposited in a shallow sea during the Turonian geological period (-93.9 to -89.75 Ma). A shallow tropical sea covered the regions of Anjou, Berry and Sologne as a result of a gradual rise in water levels. Sediments made up of debris from the erosion of other rocks and the remains of living organisms (skeletons, shells) were deposited on the bottom of this sea over the next 30 million years. This calcareous mud was gradually and slowly transformed into sedimentary rock under the effect of pressure: the Touraine tufa.

The white tufa of Touraine dates from the Middle Turonian period. It is a fine-grained, micaceous or sandy limestone (or chalk) with a homogeneous texture and containing white mica flakes, called muscovite. Its white color is highly valued for its ability to add luster to buildings.

However, when exposed to the open air, white tufa stone is particularly prone to weathering. Different weathering morphologies can be observed depending on the environmental conditions, including blackening of the stone due to pollution. This stone will be easier to observe in protected areas.

B ► Yellow tufa:

The yellow tufa dates from the upper Turonian period. It is a yellowish chalk dotted with white mica flakes. The yellow tufa is a limestone which has been loaded with quartz sand from the Massif Central and which gives it its yellowish color, in contrast to the white tufa of the Middle Turonian.

The yellow tufa presents very varied facies, showing more agitated waters, closer to the shore and shallow depths (20 to 40 meters) during the temporary withdrawal of the sea towards the end of the Turonian.

Levels of yellow tufa can be extremely rich in shell debris: fossilized pieces of invertebrates (bryozoans, molluscs, snakes, etc.).

This limestone is characterized by its heterogeneity with alternating sandy and harder levels. This results in a differentiated alteration between hard (hump-shaped, more resistant to erosion) and fine (hollowed, easily eroded) layers. The alteration of yellow tufa stones can thus reveal (a) cavities, or (b) marine current lines.

C ► Ecorcheveau tufa:

The tufa stone known as "d'Ecorcheveau" is a very particular facies of yellow tufa. It comes from the quarries of Saint-Avertin, only 3 km east of Tours. Thirty kilometers of underground galleries were opened in the southern slope of the valley between the 11th and 19th centuries. A 2-metre-thick bench was exploited.

The Ecorcheveau stone is very calcareous (80% calcium carbonate CaCO3), and is easily recognizable by the many curved cavities, a few centimeters long, that it contains. These cavities result from the dissolution of the shells of marine molluscs of the Cytherea Uniformis type, resembling clams. Only the internal and external moldings remain.

Not very aesthetic but very solid, Ecorcheveau stone was mainly used for the foundations of buildings.

D ► Oolitic limestone:

At the beginning of the Middle Jurassic (-175 Ma), present-day France was progressively submerged by waters coming from the west (Protoatlantic Ocean) and the north (Boreal Sea). Poitou was occupied by a tropical, shallow sea from the Bajocian onwards. Sediments such as rock debris and remains of marine organisms (skeletons) were deposited on the bottom of this sea. Oolites are then formed.

These are geological mineral concretions, millimeter-sized. Their regular spherical shapes are reminiscent of fish eggs. The origin of the name comes from the Greek ôon meaning egg and lithos meaning stone: oolites are literally "stone eggs".

(1) Presence of nuclei. (2) and (3) Precipitation of limestone concentrically around the nuclei, in an agitated water environment. (4) Sedimentation of the formed oolites, and limestone cement.

The ideal conditions for oolite formation are water saturated with calcium carbonate, a high energy environment (agitated water), and a continuous supply of nuclei and calcium carbonate to precipitate. The oolites thus formed sediment and are welded together by a limestone cement. The oolites can be found in successive beds formed by waves and sea currents: the oolites are then called bedded.

These calcareous concretions are part of the stromatolite family. The term oolite is reserved for grains measuring between 0.5 and 2 mm. Larger grains are called pisolites (sub-centimeter size), oncolites (centimeter to multi-centimeter size), and stromatolites stricto sensu (decimeter to multi-meter size).

E ► Lacustrine limestone:

During the first part of the Tertiary era (Paleocene, Eocene and Oligocene), Touraine experienced a particularly warm climatic context, which we would describe as "tropical" today, with alternating and contrasting seasons. One is wet and ensures the leaching of soils and the transport of solutions; the other is dry and gives off stretches of calcareous mud.

A large lake, fed by the surrounding watercourses, was established in Touraine, whose subsoil was slightly subsiding. The evaporation of the lake water during the dry season led to the deposition of a limestone mud rich in calcium carbonate. This mud was heavily reworked on the emerged edges: gas bubbles, cracking due to drying, colonization by plants (grass), gravels displaced by runoff when the rains returned, etc. The lacustrine limestone of Touraine results from the hardening of this mud at the end of the Ludian Eocene (Priabonian).

The lacustrine limestone is recognizable by its grey color and the numerous small cavities of millimeter size that it contains: it is said to be vacuolarian. These cavities are mostly round in shape, and are due to the degassing of the mud. Others are thin and elongated: these are the traces of old grass roots.

F ► Perrons:

To finish, one last stone from Touraine. It is not a limestone, but is of marine origin: these are the "perrons". In the form of rubble, perrons are brown to reddish stones, comprising silica and iron oxide. They can have shades of color: they are then said to be "jaspered".

Stones are fragments of ancient, very hard siliceous crusts, formed in the Eocene (56 to 33 Ma) in the soils of low-lying areas in a warm, humid climate. They can be found in the form of scattered blocks on the plateaus, but also in the form of pebbles bound together by a natural cement, this formation being called a pudding.

Now that you know perfectly well the stones used for the construction of the Amboise castle, you can find them!

Go to the 7 locations indicated in Waypoints, and identify for each area the type of rock used. In addition, specific characteristics may be visible on certain rocks: indicate them in your answer (does not concern zones E, I and J).

Finally, at the last Waypoint (Zone J), another building material was used, not listed in the description. It is from Amboise. But I am sure you will recognize it!

Reminders about the “EarthCaches”:

There is no container to look for nor a logbook to sign. Just go to the location, answer the questions above, and send us your proposals of answers either via our profile or Message Center.

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Source :

Macaire J.-J. 2023 - Balade géologique à Amboise. Biotope, Mèze - MNHN, Paris (Collection Balades géologiques), 32 pages.