1.2.2. Contexte de formation des sols argileux :
La sédimentation océanique argileuse est
directement liée au type d'altération régnant sur les
continents voisins et dépend donc de la latitude et de la nature de la
roche mère, mais aussi de l'éloignement des sources ainsi que des
conditions physico-chimiques régnant dans la zone de
sédimentation.
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CLIMAT
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ORIGINE DES ARGILES
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MINERAUX FREQUENTS
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Glaciaire
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Héritage
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Illite, chlorite, ...
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Boréal
tempéré
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Héritage, transformation
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Vermiculite, interstratifiés,
illite, chlorite,
smectites, ...
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Méditerranéen
Subtropical
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Héritage, transformation,
néoformation
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Smectites, ...
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Désertique
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Héritage
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Illite, chlorite, ...
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Equatorial
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Néoformation
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Gibbsite, kaolinite, ...
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Tableau 1.1: Occurrence des minéraux argileux dans les
sols en fonction du climat.
La nature minéralogique des argiles dépend aussi de
la roche mère :
? La kaolinite provient de l'altération des roches
magmatiques grenues et acides
(feldspaths principalement).
? L'illite de l'altération des roches magmatiques et
métamorphiques.
? Les smectites de l'altération des roches volcaniques.
? Les attapulgites et sépiolites (argiles fibreuses) sont
associés à des dépôts lagunaires.
Ces différentes familles d'argile, associées
à d'autres minéraux d'origine détritique (quartz
essentiellement) et/ou chimique (calcite, dolomite essentiellement) et à
des minéraux accessoires sont les constituants principaux des sols
argileux. Leurs caractéristiques mécaniques et
géotechniques sont directement liées à la nature des
minéraux argileux et aux transformations diagénétiques
subies par la suite.
Les marnes sont des matériaux d'origine chimique,
biochimique ou détritiques dont la quantité en carbonates est
comprise entre 35 et 65 %, le terme d'argile calcaire est utilisé pour
un pourcentage en carbonates compris entre 5 et 35 %.
1.3. LES MINERAUX ARGILEUX :
Les argiles sont des entités minéralogiques
caractérisées par un comportement particulier avec l'eau, qui se
traduit souvent par des phénomènes de gonflement, de
dispersion
CHAPITRE 1 RECHERCHES BIBLIOGRAPHIQUES
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et d'hydratation. Ce sont des silicates d'alumines
hydratés, qui ont des structures phylliteuses particulières et se
distinguent par leur nature chimique.
La structure phylliteuse de l'argile est le résultat de
la superposition de couches tétraédriques de silice et de couches
structurales octaédriques d'hydroxydes d'aluminium ou de
magnésium. Dans une couche tétraédrique (SiO2), l'ion
silicium Si4+ est placé au centre d'un tétraèdre
entouré de quatre atomes d'oxygène. Dans une couche
octaédrique d'hydroxyde d'aluminium Al2(OH) 6 ou de magnésium
Mg3(OH) 6, le cation (Al3+ où Mg2+) est
entouré d'un octaèdre d'ions hydroxydes OH- (figure
1.1 et 1.2).
Dans le cas où le cation de la couche
octaédrique est l'aluminium, deux tiers des sites octaédriques
sont occupés par des ions Al3+ et la couche
octaédrique est dite gibbsite alors que, dans le cas où l'on est
en présence de cations Si4+, tous les sites
octaédriques sont occupés et la couche octaédrique est
dite brucite.
Figure 1.1 : Structure d'une couche
tétraédrique.
Figure 1.2 : Structure d'une couche octaédrique.
Figure (1.1) et (1.2) Les deux structures
élémentaires des feuillets d'argile.
La jonction entre une couche tétraédrique et une
couche octaédrique se fait par
DDVVV
substitution de certains groupements OH- par des ions
d'oxygène O2-, ce qui donne à la particule
CHAPITRE 1 RECHERCHES BIBLIOGRAPHIQUES
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d'argile une charge négative. Il s'ensuit des
propriétés adsorbants de l'argile, favorisant la fixation de
cations et de molécules polaires afin d'assurer la neutralité
électrique du minéral.
Certaines argiles, pour lesquelles les liaisons interfeuillets
sont très faibles, ont la propriété de fixer des
molécules d'eau entre deux feuillets voisins. Ces argiles sont dites
gonflantes. Le potentiel de gonflement d'une argile dépend de la texture
et de la structure de minéraux qui la constituent.
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