2.1.2 Méthodes de
détermination
La surface spécifique d'un sol donné est
dépendante de la méthode de mesure. Les méthodes de mesure
de la surface spécifique peuvent être groupées dans deux
catégories principales (Yukselen et Kaya, 2006), à savoir:
1. L'adsorption de gaz, qui mesure la surface
spécifique externe des particules par l'adsorption des molécules
simples, telles que l'azote (N2) à basse température (Brunauer et
al., 1938) ou la vapeur d'eau.
2. L'adsorption des molécules, qui
mesure la surface spécifique totale des particules par l'adsorption des
liquides polaires, tels que l'éthylène glycol (EG),
l'éthylène glycol mono éthylique éther (EGME)
(Churchman et al., 1991, Carter et al., 1986; Cerato et Lutenegger,
2002), le bleu de méthylène (Chen et al., 1999;
Santamarina et al., 2002), et plusieurs autres.
Dans les méthodes d'adsorption de gaz, la
surface spécifique est déterminée à partir de
relations entre la pression appliquée et le volume d'un gaz
forcé à pénétrer à travers
l'échantillon, selon la théorie d'adsorption de gaz de Brunauer,
Emmett, and Teller (BET). Cette technique est développée sur un
échantillon sec. Cependant, l'azote (N2) qui est un gaz neutre, ne peut
pas pénétrer entre les couches des argiles gonflantes (Dyal et
Hendricks, 1950). C'est la raison pour laquelle la valeur de la surface
spécifique obtenue par cette méthode se réfère
seulement à la surface externe de la particule, tel qu'exposé
à la figure 6.a. Toutefois, pour estimer la surface spécifique
externe et interne des silicates gonflants, on utilise la rétention des
liquides chargés. De plus, cette technique s'applique en suspension
d'eau, ainsi les minéraux gonflants peuvent manifester toute leur
surface spécifique disponible, comme présenté à la
figure 6.b.
Figure 6 : Techniques de détermination de
la surface spécifique. (Santamarina, Klein, Wang et Prencke,
2002)
La figure 7, qui présente plusieurs études,
résume la relation entre les surfaces spécifiques
déterminées à partir des méthodes d'adsorption
de l'azote (N2) et d'adsorption du bleu de méthylène pour
différents types des sols. On peut observer que pour certains types de
sol, les méthodes de détermination de la surface
spécifique peuvent donner des valeurs semblables, tandis que pour
d'autres types de sol la différence est importante. Ainsi, si
des minéraux gonflants (type montmorillonites) sont présents
dans le sol, les méthodes utilisant l'adsorption de gaz sous-estiment la
valeur de la surface spécifique et la méthode des liquides
polaires doit être utilisée.
Figure 7 : Relation entre les méthodes de
détermination de la surface spécifique.
Il apparaît donc également que la surface
spécifique est influencée par la méthode de mesure.
D'autre part, il est à signaler que de nombreuses corrélations
qui ont été établies entre la surface spécifique
par la méthode utilisant le gaz d'azote (N2) et d'autres
propriétés physiques telles que les limites de liquidité
et de plasticité, la capacité d'échange cationique (CEC),
etc. sont utilisées pour des sols contenant des proportions
importantes de minéraux avec d'importantes surfaces internes, ce qui
donne des imprécisions remarquables. Par ailleurs, les essais
d'adsorption de bleu de méthylène et la méthode EGME
s'appliquent à une grande variété des minéraux.
Finalement, la plupart de ces méthodes de
détermination de la surface spécifique sont complexes,
requièrent beaucoup de temps, nécessitent des équipements
sophistiqués et sont très coûteuses. Tous ces obstacles
seront franchis si l'on utilise la méthode d'adsorption de bleu de
méthylène. De plus, cette dernière donne des
résultats en accord avec ceux issus d'autres méthodes de
détermination de la surface spécifique (Yukselen et Kaya,
2006).
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