Essai de caractérisation d'une couverture d'altération de la région d'Efoulan (Sangmelima, sud-Cameroun) à Â partir des données géoélectriques (p.s. et sondage) électrique et granulométriques

II - DISCUSSIONS

Les hétérogénéités texturales et structurales des sols latéritiques constituent les principaux obstacles à leur étude à partir des techniques de fosses et de tranchées. Ces variations latérales et verticales des textures seraient dues au phénomène d'appauvrissement superficiel des sols sous l'action des eaux de drainage (Nyeck, 1988). La présente étude est un essai de caractérisation de ces sols à partir des investigations géoélectriques menées en surface.

II. 1 DISCUSSION DES P.S.

Les potentiels spontanés peuvent être générés par plusieurs facteurs liés au milieu ; les corrélations linéaires des P.S. avec les altitudes, et les pourcentages granulométriques ont permis d'affirmer que les P.S. mesurés sur le site d'Efoulan étaient d'origine électrochimique (Kedzy, 1979 ; Ogilvy, 1988 in Yene, 2003). Cette origine est confirmée sur les sols de Nsimi, à une dizaine de kilomètres à l'Ouest du site (Yene et al., 2003). Les paramètres de régression linéaire positifs (a>0) montrent une relation directe entre les P.S. avec les argiles et limons fins (particules de diamètre inférieur à 20ìm). Les coefficients de régression linéaire R²=0,346 des argiles contre R²=0,1295 pour les limons fins, montre que la fraction argileuse constitue la source principale des P.S. dans les sols d'Efoulan ; les limons grossiers et les sables présentent quant à eux des corrélations inverses (a<0).

Toutefois, ces coefficients de régression linéaires ont été moins significatifs (R²<0,5) par rapport à ceux obtenus par Yene et al. (2003) sur les sols riches en kaolinite de la région de Nsimi (R²=0,7757); ceci serait due au fait que tous les échantillons de sols n'avaient pas été prélevés exactement aux stations de mesures des P.S.

En général, les P.S. d'origine électrochimique tels qu'observés dans la région d'Efoulan sont basés sur les effets de diffusion des charges (Ed) et de différentiation des solutions (ES). Ils sont donc influencés par la polarité des charges situées à la surface des minéraux argileux, la différence de concentrations entre les solutions interstitielles du sol et celles des électrodes. Ces potentiels obéissent aux 03 équations suivantes:

Mémoire de DEA / Géologie Appliquée - Métallogénie Année académique 2006-2007

NDONGUE Constantin Maurice Matricule n° 99S174

53

Mémoire de DEA / Géologie Appliquée - Métallogénie Année académique 2006-2007

NDONGUE Constantin Maurice Matricule n° 99S174

; ;

Ed= Potentiel de diffusion (mV) ;

Avec E_s =Potentiel de Nernst ou membrane (mV) E_e= Potentiel électrochimique (mV)

En effet, les analyses minéralogiques et chimiques des échantillons de sols du site d'Efoulan (annexes VI, VII) révèlent la présence de la gibbsite (Al(OH)3) associée à la kaolinite (Si2Al2O5(OH)4) et aux oxyhydroxydes de fer (hématite=Fe2O3 et goethite=FeO(OH)) et d'aluminium (Boehmite=AlO(OH)) ; les charges libres sont représentées par les bases échangeables Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺ et les ions acides Al3+, H+ (Nyeck, 1988 ; Kengne, 1992). Ces sols diffèrent de ceux de la région de Nsimi et des environs par la présence de la gibbsite prépondérante à l'amont de la toposéquence (Nyeck, 1988) ; son importance diminue vers l'aval et disparaît à proximité des marécages (Bitom, 1988). Cette distribution toposéquentielle de la gibbsite est inverse à celle des anomalies de P.S. du site d'Efoulan : les P.S. négatifs en amont de la colline, sur les sols riches en gibbsite alors que les P.S. positifs s'obtiennent sur les sols pauvres en gibbsite et à kaolinite majoritaire des pentes. La présence de la gibbsite dans ces profils pédologiques aurait donc une influence sur la polarité des P.S.

Les P.S. électrochimiques étant gouvernés par la mobilité de ions entre les milieux électrolytiques du sol et des électrodes (Telford et al., 1990), les éléments chimiques susceptibles de réagir dans ce cas sont constitués d'une part, du couple redox Cu²⁺/Cu (E^o=+0,34V) de la solution de sulfate de cuivre contenue dans les électrodes, et d'autre part, des couples Fe³⁺/Fe²⁺ (E^o =+0,77V) et Al³⁺/Al(E^o= -1,66V) du sol.

En effet, les ions Fe³⁺ et Fe²⁺ sont issus de l'altération chimique des oxyhydroxydes de fer et autres minéraux riches en fer (biotite, hornblende verte et clinopyroxène) alors que l'hydrolyse acide (intense) de la gibbsite produit les ions Al³⁺ suivant l'équation (Raghavanet al., 1969) :

Al(OH)3 + 3H⁺ Al³⁺ + 3H2O

54

Les équations bilans des réactions redox sont :

Cu + Al³⁺ + 3H2O Cu²⁺ +Al(OH)3 + 3H⁺ (1)

Cu²⁺ + Fe²⁺ Cu + Fe³⁺ (2)

Les équations (1) et (2) sont respectivement prépondérantes au sommet de la colline riche en gibbsite et sur les versants kaolinitiques. L'abondance des ions Al³⁺ de potentiel standard négatif (E^oAl³⁺/Al = -1,66V) au sommet de la colline serait la cause des anomalies négatives observées au centre de la carte des P.S. (fig. IV.6). Leur diminution vers l'aval avec la teneur en gibbsite entraînerait une hausse progressive des gradients de P.S. sous l'influence plus significative du potentiel positif du couple Fe³⁺/Fe²⁺ (E^oFe³⁺/Fe²⁺= +0,77 V).