Les roches (du latin populaire rocca) sont des matériaux naturels généralement solides et formés, essentiellement ou en totalité, par un assemblage de minéraux, comportant parfois des fossiles (notamment dans les roches sédimentaires), du verre résultant du refroidissement rapide d'un liquide (volcanisme, friction) ou des agrégats d'autres roches. Les roches peuvent être formées d'une seule espèce minérale (roches monominérales) ou de plusieurs (roches polyminérales) :

• la calcite peut faire partie des calcaires et des marbres purs ;
• le quartz n'est qu'un composant des quartzites, des gneiss et granites, des basaltes.

L'ensemble présente une certaine homogénéité statistique. La classification des roches reste complexe, car elle est basée sur un grand nombre de critères.

La roche présente une grande diversité d'aspects décrits comme suit :

• souvent dure et cohérente : elle est dénommée pierre (marbre, granite), caillou, galet… ;
• friable ou inconsistante à l'image de la craie et du talc pressés sous les doigts ;
• plastique comme l'argile humidifiée ;
• meuble à l'exemple du sable qui coule dans le sablier ;
• à la limite liquide — huile — ou gazeuse ;
• ou perméable comme le calcaire ;
• ou imperméable comme l'argile.

La science de la description et de l'analyse des roches se nomme la pétrographie (du grec petra, « pierre », et graphê, « description »). La pétrologie (du grec petra et logos, « étude ») quant à elle, étudie les mécanismes de formation et de transformation des roches. La discipline scientifique associée à l'étude des mouvements et déformations des roches s'appelle la mécanique des roches.

Un bloc de roche constitue un rocher.

Classification

Par origine

Les roches sont classées selon leur composition, leur origine ou la modalité de leur formation ; d'abord en quatre grandes catégories :

• les roches magmatiques (aussi qualifiées d'ignées ou d'éruptives) formées par la solidification de magmas :
  • les roches volcaniques ou extrusives ou effusives, refroidies brutalement en surface après une éruption volcanique, hémicristallines ;
  • les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur, lentement et sans dégazage dans la chambre magmatique, dites holocristallines ;
  • les roches filoniennes ou hypoabyssales (hypabyssales), intermédiaires entre les roches extrusives et intrusives, et ayant subi un dégazage partiel… ;
• les roches ayant une biolithogenèse comme origine (c'est-à-dire formée par des organismes ou grâce à eux, c'est le cas par exemple des roches stromatolithiques, des roches issues de la tourbe ou d'accumulation de matière organique ou des tufs et travertins formés sur certains bryophytes aquatiques ou semi-aquatiques.
• les roches sédimentaires, formées à la surface de la Terre ou dans les mers par l'accumulation en couches de matériaux sous l'action d'agents exogènes, comme le vent, l'eau ou les squelettes externes de petits organismes aquatiques ;
• les roches métamorphiques ou cristallophylliennes formées par la recristallisation (et généralement la déformation) de roches sédimentaires ou magmatiques. Cela se produit sous l'action de la température et de la pression qui croissent avec la profondeur dans la croûte terrestre ou au contact d'autres roches et la lave.

Selon leurs propriétés

Dureté

On peut également classer les roches en trois types, selon leurs propriétés :

• les roches meubles comme le sable ou l'argile ;
• les roches friables comme la craie ;
• les roches cohérentes telles que le granite.

Les roches présentent une dureté qui varie énormément. Le talc et le gypse présentent un indice très faible et s'érodent très facilement. Le corindon et le diamant, quant à eux font partie des roches les plus dures^[1].

Texture

L'homogénéité des roches varie en fonction des minéraux. On en distingue quatre types de textures^[2] :

• grenue (granite) ;
• porphyroïde ;
• microgrenue (batholite) ;
• vitreuse (basalte).

Dilatation

Les roches peuvent plus ou moins se dilater.

• Argile (Estonie)
• Sable (Vallée de la Mort)
• Éboulis de granite (Yosemite)
• Conglomérat

Perméabilité

Certaines roches sont perméables, c'est-à-dire qu'elles laissent passer l'eau à grande échelle (perméables en petit, sur un petit échantillon) ou à petite échelle (perméable en grand, par des fissures ou diaclases, par exemple dans les terrains karstiques) ; d'autres sont imperméables, telles que l'argile. Les roches poreuses, comme le grès, permettent à l'eau de s'infiltrer. Les roches poreuses peuvent être des roches-réservoirs (gaz naturel, pétrole, eau). Aussi, d'autres roches et minéraux sont solubles^[3],[4] :

• moins de 0,05 gramme par litre de quartz ;
• 1 gramme par litre pour les carbonates ;
• 2,4 grammes par litre de gypse ;
• 2,5 grammes pour les sulfates ;
• 300 grammes par litre de sel gemme.

Diagnose

Plusieurs critères génétiques conduisent à la diagnose pétrographique et la pétrologie de la roche^[5] :

• présence ou non d'une orientation, d'un litage (caractéristique d'une roche sédimentaire ou métamorphique)
• présence ou non d'une texture (caractéristique d'une roche sédimentaire, magmatique ou métamorphique) accompagnée ou remplacée par une matrice (caractéristique d'une roche sédimentaire ou magmatique)
• présence ou non de grains :
  • grosseur des grains : granulométrie
  • forme des grains
• présence ou non de porosité
  • présence de bulles sphériques (issues du dégazage du magma à son arrivée à la surface, caractéristique d'une roche magmatique volcanique)
  • présence de porosité intergranulaire (roche sédimentaire)
• présence de fossiles (roche sédimentaire ou faiblement métamorphisée)

Associés à une analyse minéralogique, ces critères permettent de déterminer le nom d'une roche.

Utilisation

Les roches servent dans de nombreuses utilisations, notamment :

• la laine de roche, excellent isolant thermique et acoustique, à base de roche volcanique ;
• les pierres à bâtir (pierres de taille et moellons) ;
• les granulats ;
• les sculptures et ornements ;
• l'extraction de minerais ;
• le sel gemme.