Les Silicates ARGILES. Propriétés et utilisation

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Rodolphe Lamothe
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1 Les Silicates ARGILES Propriétés et utilisation

2 Les minéraux argileux ont en commun : Une structure en feuillets (phyllosilicates) avec une ou deux couches de tétraèdres SiO 4 4- et une couche d octaèdres AlO Il y a ainsi des argiles TO et TOT. Tétraèdre Silicium/Oxygène T Octaèdre Aluminium-Oxygène / Hydroxyle O KAOLINITE Al 2 O 3, 2SiO 2, 2H 2 O ILLITE KAl 2 (OH) 2, (AlSi 3 (O, OH) 10 ) SMECTITES 2Al 2 O 3, 8SiO 2, 2H 2 O, nh 2 O (Montmorillonite) (Mg, Ca) O, Al 2 O 3,5SiO 2, nh 2 O CHLORITE Mg 5 (Al, Fe)(OH 8 )(Al, Si) 4 O 10 Distance inter-réticulaire : 7 Å K + OH - K + H 2 O H 2 O H 2 O Mg-OH K + K + H 2 O H 2 O Ca/Na Mg-OH Couche octaédrique Couche tétraédrique K + K + D : 10 Å Fe/Mg H 2 O D : 14 Å, gonfle à 17 Å Ca/Na H 2 O D : 14 Å Mg-OH

3 Les minéraux argileux ont en commun : Une capacité plus ou moins marquée à admettre entre les feuillets des cations (Na +, K +, Ca 2+ ) et/ou des ions OH - et aussi des molécules d eau H 2 O. Eau fortement liée (associée aux feuillets du minéral argileux) Eau faiblement liée (adsorbée) Eau libre (de micro- ou de macroporosité)

4 Les minéraux argileux ont en commun : Une variation volumique associée aux transferts d ions et d eau entre les feuillets. On parlera de retraits gonflements.

5 Capacités d adsorption et d absorption plus ou moins grandes, associées à des retraits gonflements plus ou moins marqués Avantages Très graves inconvénients Terre de Sommières Argiles détachantes Maison fissurée sur sol argileux

6 Les Silicates ARGILES Aspect Matériaux - Ressources

7 Aspects Matériaux - Ressources La capacité d absorption d eau des minéraux argileux est très largement valorisée dans les activités industrielles pour la fabrication d objets moulés (briques et tuiles, poteries, ). On peut pérenniser et stabiliser les objets fabriqués par une cuisson qui permet de sécher mais aussi de modifier la structure même de l Argile en la rendant insensible à l eau.

8 Aspects Matériaux Ressources Fabrication des tuiles et briques

9 Les Silicates ARGILES Aspects environnementaux

10 Aspects environnementaux Les minéraux argileux, une fois saturés d eau, s opposent à toute migration d eau au sein d une formation géologique. On aura ainsi des couches de très faibles perméabilités qui permettront le stockage et le confinement des déchets, mais aussi le stockage des liquides (eau, pétrole) dans les couches sous ou sus-jacentes.

11 Formation argileuse du Pliocène de plusieurs dizaines de mètres d épaisseur. Michel François Laboratoire de traitements des déchets spéciaux Bellegarde (Gard) Centre d enfouissement technique de classe I seul CET du sud-est de la France

12 Les Silicates ARGILES Aspects géotechniques

13 Aspects géotechniques L absorption et la rétention d eau des Argiles s accompagnent de variations dimensionnelles de celles-ci (gonflements et retraits). Ces effets peuvent se révéler désastreux quand on construit et établit des fondations de structures en milieux argileux. Les minéraux argileux, minéraux d altération, sont très présents dans les formations superficielles et les sols. Glissements, retraits-gonflements constituent, à l heure actuelle en France, la plus grosse source de dépenses en indemnisations pour catastrophes naturelles (plus de 5000 communes sinistrées).

14 Aspects géotechniques Retrait - Gonflement

15 Aspects géotechniques Retrait Gonflement

16 Aspects géotechniques Solifluxion

17 Aspects géotechniques La présence de végétation est : Aggravante si retrait - gonflement de sol Souhaitable si mouvement horizontal Argile Eau = Retrait Argile + Eau = Gonflement

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