Ce matériau que vous piétinez chaque jour a façonné les civilisation

Matériocurieuses, Matériocurieux, je vous souhaite la bienvenue pour cette nouvelle édition de The Matériologist de Cosmos Materia.

Si vous me le permettez, je vais poser ma question signature de cette chronique :
Quel matériau êtes-vous aujourd’hui ?

Autrement dit : votre émotion, votre humeur, votre énergie du moment… correspondent à quelle propriété physico-chimique de la matière ; et donc à quel matériau ?

Allez, je me prête volontiers à l’exercice. Après un temps de réflexion, je dirais que je suis une céramique : j’ai une énergie stable, une bonne résistance à l’usure et à l’abrasion, mais les impacts imprévus, eux, laissent des marques. Et vous, quel matériau êtes-vous aujourd’hui ? J’ai hâte de découvrir vos réponses, en commentaire ou par retour de mail.

Mon alter ego matériau n’est pas très éloigné du sujet de cette édition. Oui, le titre vous a peut-être spoilé, mais pas de panique : le contenu, lui, reste à découvrir.

Aujourd’hui, nous allons parler du carrelage.
Oui, ce bon vieux carrelage ! Cet objet qui, la plupart du temps, sert d’interface (ou devrais-je dire d’interphase, car il a une épaisseur bien réelle) entre vous et votre plancher en béton.

D’ailleurs, le saviez-vous ? Faisons un petit point lore.

D’après la 9ᵉ édition du Dictionnaire de l’Académie française, le mot carrelage se définit ainsi :

Action de carreler ; résultat de cette action.
L’ouvrier procède au carrelage de l’entrée.
Un carrelage de céramique.
Laver le carrelage du couloir.

Mais si nous remontons à la 1ʳᵉ édition du Dictionnaire, nous y lisons :

Ouvrage de celui qui pose le carreau.
Les ouvriers prennent tant pour chaque toise de carrelage.

Il signifie aussi quelquefois le carreau, et ce qu’il coûte pour la peine de le poser.
Il m’a coûté tant pour le carrelage de ma chambre.

Ce glissement sémantique est fascinant :
d’un point de vue matériau, il serait donc plus juste d’appeler carreau l’objet, c’est-à-dire l’association de matériaux qui, une fois posés et assemblés, donne naissance au carrelage.

Le carrelage est bien plus qu’une simple interphase au sens matériau du terme : c’est aussi une interphase au sens historique. Il relie les différentes phases de l’histoire des femmes et des hommes de cette planète.

Depuis le IIᵉ millénaire avant J.-C. en Mésopotamie, le carrelage a accompagné l’évolution des civilisations, tant sur le plan technique qu’esthétique.

Le carrelage : un matériau, une civilisation

Dans cette troisième édition de The Matériologist, je vous invite à un voyage entre histoire, culture et science des matériaux, pour explorer comment la composition chimique du carrelage raconte, à sa manière, l’évolution de l’humanité.

Notre épopée commence au IIᵉ millénaire avant J.-C., en Mésopotamie, dans les grandes cités de Babylone, Assur et Ninive (entre 1800 et 1100 av. J.-C.).
Nous y retrouvons des briques moulées et glaçurées, c’est-à-dire :

• mises en forme (moulées),
• recouvertes d’une fine couche de verre coloré (la glaçure), composée d’oxyde de silice (SiO₂) et d’oxydes métalliques jouant le rôle de pigments.

Ces briques, constituées de silice (quartz, SiO₂), argiles (kaolinite, illite, montmorillonite) et d’oxydes métalliques, sont les premiers matériaux composites architecturaux connus : un corps céramique d’argile cuite recouvert d’une couche vitreuse colorée. Ce sont, en somme, les ancêtres directs du carrelage.

Petite anecdote : certaines de ces briques portent l’inscription du roi Tiglath-Phalasar Ier (règne entre 1114 et 1076 av. J.-C.), souverain du royaume d’Assyrie ; région correspondant aujourd’hui au nord de l’Irak.
Cela prouve que le procédé était déjà maîtrisé plusieurs siècles avant Babylone, et qu’il incarnait un savoir-faire de prestige. Incroyable, non ?

De l’Égypte aux mosaïques romaines

En Égypte, nous y trouvions la faïence égyptienne (céramique émaillée), composée de quartz (SiO₂), de sels alcalins, de chaux (oxyde de calcium) et de pigments à base de cuivre.

Petite question pour vous, Matériocurieuses et Matériocurieux :

Savez-vous faire la différence entre faïence et brique vernissée ?

Toutes deux appartiennent à la famille des matériaux argileux cuits, mais elles diffèrent par leur composition, porosité, température de cuisson et usage :

• Faïence est une céramique fine et décorative.
• Brique vernissée est une terre cuite architecturale, résistante et décorée par glaçure (ou vernissée).

En poursuivant notre voyage, nous découvrons :

• les mosaïques romaines, véritables chefs-d’œuvre fonctionnels et esthétiques ;
• les carrelages de monde islamiques, aux glaçures riches en plomb et alcalins, colorés par des oxydes de cuivre (Cu), fer (Fe) ou manganèse (Mn) ;
• et bien sûr, les zelliges marocains, issus d’argiles calcaires et façonnés artisanalement.

Très tôt, le carrelage alterne donc entre élément de sol (mosaïque) et revêtement mural glaçuré, mêlant diversité de corps (quartz, argiles calcaires) et richesse de glaçures (alcalins et pigments métalliques ou oxydes métalliques).

Le secret de la transformation de l’argile

Je me suis toujours posé cette question : comment arrivons-nous à obtenir un objet rigide (une poterie, une brique, une faïence) à partir d’un matériau tout mou. C’est magique non ? Avez-vous une idée ?

La réponse est matériau comme vous pouvez vous en douter dans The Matériologist.

L’argile n’est pas une substance unique, mais une famille de minéraux silicatés hydratés issus de la décomposition des roches. Ces minéraux appartiennent à une plus grande famille, celle des phyllosilicates, car leur structure est lamellaire (feuillets superposés). Les principaux minéraux argileux sont la kaolinite, l’illite et la montmorillonite (smectite) ; oui, beaucoup de mots techniques.

Alors en une phrase, comment passons-nous d’un matériau modelable à un objet rigide ?

• Avant cuisson : l’argile est un aluminosilicate hydraté cristallin lamellaire.
• Après cuisson : elle devient de la mullite (3Al₂O₃·2SiO₂) + phase vitrifiée (amorphe).

Du matériau ancestral à la technologie moderne

Aujourd’hui, les carreaux céramiques ont considérablement évolué, passant d’un mono-matériau à un système multicouche.
Quelques jalons techniques :

• Grès cérame pressé : évolution majeure de l’argile/faïence, combinant cycles de cuisson rapides et compression par rouleaux. Sa microstructure typique comprend :
  • matrice vitreuse (40–75 %),
  • quartz (10–30 %),
  • mullite (4–10 %).
    Les propriétés dépendent du rapport verre/quartz/mullite et de la morphologie des cristaux de mullite.
• Structure multicouche : présence d’un engobe (sous-couche entre corps et glaçure pour uniformiser la teinte et absorber les contraintes) suivi d’une glaçure.
• Impression jet d’encre : nouvelles générations de pigments et d’encres céramiques, stables et durables.
• Finitions polies : relation directe entre microstructure, polissabilité et performance de surface.
• Fonctionnalisation : glaçures antimicrobiennes (argent = Ag, oxyde de zinc = ZnO), traitements de surface, revêtements polymériques de protection.

Sur le plan normatif, la classification des carreaux céramiques est aujourd’hui régie par la norme EN 14411:2016, qui définit les exigences techniques et les critères de qualité pour leur fabrication.

À ce moment précis de la newsletter, si vous êtes arrivés jusque-là, je commencerai par vous remercier !
Et là, normalement, vous allez me dire : “Mais Mike, tu ne nous as toujours pas parlé des pistes de circularité !”
C’est vrai… alors parlons-en.

Et la circularité dans tout ça ?

Ah, vous l’attendiez, n’est-ce pas ?
Vous avez raison : parler de matériau, c’est aussi parler de circularité.

D’un point de vue entreprises et éco-organismes en France, vous avez :

• Les principaux éco-organismes impliqués dans la filière céramique ; Ecomaison, Ecominéro, Citeo et Leko ; pilotent plusieurs projets expérimentaux dédiés au réemploi et au recyclage du carrelage et des produits céramiques. Ces initiatives, menées en collaboration avec diverses collectivités territoriales, visent à structurer des modèles opérationnels de collecte, de tri et de valorisation adaptés à ce type de matériau.
• En parallèle, des entreprises de collecte et de traitement telles que Hubency(réseau de plus de 6 650 sites) et Etarès Environnement proposent des solutions spécifiques pour la récupération et le recyclage des carrelages, faïences et autres déchets céramiques issus des activités professionnelles.
• Certaines collectivités locales, comme Cyclad (centre de valorisation de Surgères), ont également mis en place depuis 2025 des filières de tri et de transformation dédiées à la céramique. L’objectif : produire des poudres minérales réutilisables dans différents secteurs industriels, contribuant ainsi à une meilleure circularité des matériaux.

Du côté des projets de recherche et des consortiums, nous pouvons parler du projet Cerclage ; un beau travail d’équipe mené par le Centre de Transfert de Technologies Céramiques (CTTC), avec le soutien de l’Union Européenne et de la région Nouvelle-Aquitaine. L’idée ? Rassembler plusieurs acteurs du secteur ; APESA, IRT AESE Saint-Exupéry, GALTENCO SOLUTIONS, TELLUS-CERAM et CERAQUITAINE ; pour trouver des solutions concrètes au recyclage des rebuts de céramique technique et de carrelage.

L’objectif est clair pour ce projet : comprendre ce que nous pouvons vraiment recycler, comment le faire efficacement et mesurer l’impact environnemental de chaque méthode. En toile de fond, toujours la même ambition : réduire l’empreinte carbone du secteur et faire de la céramique un matériau à part entière dans l’économie circulaire.

En conclusion

Du berceau mésopotamien aux technologies contemporaines, le carrelage a traversé les âges aux côtés de l’humanité ; témoin de notre héritage culturel autant que de notre avancée technologique.

Nous voici à la fin de cette édition de The Matériologist.
J’espère que ce format vous a plu.

Mikeologyment vôtre !
Mike