ANALYSE STATISTIQUE DES PROPRIÉTÉS DES LATÉRITES DE LA RÉGION DE L’AGNEBY 

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Le processus de latérisation

Le phénomène de latérisation est un processus de formation des sols spécifiques aux régions tropicales chaudes et humides. Il s’agit d’une altération de la roche-mère dont la caractéristique essentielle réside dans la mise en solution puis le départ de la silice. Ce phénomène de lessivage s’accompagne d’un enrichissement en fer et en alumine sous forme d’oxydes Fe2 O3 et Al2 O3. Certains facteurs ont une influence prépondérante sur l’altération des roches et la formation des sols latéritiques qui en découlent, ce sont :
• le climat (pluviométrie, température, bilan hydrique) ;
• la topographie (érosion et drainage) ;
• la végétation (matière organique, bactéries, acides humiques) ;
• la roche-mère.

Le climat

L’influence du climat sur la formation des latérites est multiforme :
– la température intervient dans la réaction physique et chimique nécessaire à la formation des sols. Cependant, aucune étude n’a pu donner de température limite. Maignien (1966) remarque que la majorité des sols latéritiques contemporains se développent sous des températures moyennes annuelles qui avoisinent 25 °C, mais qu’il existe aussi des sols latéritiques profonds sur les hauts plateaux malgaches, où la température moyenne annuelle est de 18 à 20 °C. On peut en conclure que les latérites se forment dans les régions où la température est élevée, mais qu’il peut en exister dans d’autres régions où la température a été élevée lors de leur formation ;
– les précipitations nécessaires à la formation des latérites relevées dans la bibliographie sont très variables. Maignien (1966) remarque que les valeurs des précipitations peuvent être différentes pour un sol sous climat tropical à saison peu étalée et pour un sol sous climat équatorial à précipitation étalée ;
– le rôle de l’eau étant surtout de lessiver le matériau, l’efficacité de son action dépend de la nature de la roche. Il n’existe pas de limite supérieure de précipitations : on rencontre en Basse Guinée des sols latéritiques très bien caractérisés sous une pluviométrie annuelle de 6000 mm.

La topographie

Le relief conditionne le drainage (il détermine la quantité d’eau s’écoulant à travers la zone d’altération) et contrôle la vitesse de l’altération. De nombreux auteurs ont étudié la relation entre les différentes formes de terrain et les latérites et ils s’accordent pour affirmer que les formations latéritiques, et surtout les latérites indurées, sont associées à des topographies subhorizontales et à des plateaux élevés ou ayant des ondulations douces, mais rarement à des pentes raides.

La végétation

Le rapport entre le climat et les latérites débouche nécessairement sur le rapport entre le type de végétation et les latérites. Gluka et Eshart, cités par Maignien (1966), soutiennent que la latérite ne peut se former que sous végétation forestière et que l’induration suivrait la disparition du couvert forestier. C’est ainsi que les latérites durcies sont plus répandues dans les régions de savane. Les formes nodulaires sont très courantes dans les régions forestières.
La végétation influe sur la teneur en éléments grossiers des horizons superficiels des sols latéritiques en limitant l’érosion (les débris de quartz et gravillons se concentrent par suite de l’entraînement des matériaux fins par les eaux de ruissellement). L’action des racines provoque aussi une certaine homogénéisation de ces matériaux.

La roche-mère

En Afrique sub-saharienne, notamment en Afrique de l’ouest, la latérisation peut se réaliser sur des roches basiques sous une pluviométrie de 1100 mm/an alors que sur des granites riches en quartz cette limite s’élève à 1250 – 1300 mm/an.

Répartition des latérites dans le monde

Les latérites sont largement répandues à travers le monde, mais plus particulièrement dans les régions intertropicales d’Afrique, d’Australie, de l’Inde, du sud-est asiatique et d’Amérique du sud (Figure 2). Toutefois la répartition de ces sols ne correspond pas nécessairement aux conditions actuelles de genèse. Beaucoup de ces formations sont sub-actuelles ou fossiles, même en régions intertropicales. Leur existence montre qu’à un moment ou un autre de l’histoire du globe, les conditions de formation ont pu se trouver réunies, conditions qui n’ont pas été nécessairement contemporaines en tous points de la terre. Sans parler des formations sédimentaires rouges très anciennes (permo-carbonifères) que l’on soupçonne d’origine tropicale, les niveaux du sidérolithique et des matériaux plus récents présentent les caractéristiques des latérites. Mückenhausen et Tavernier (1960) signalent des latosols en Allemagne méridionale. Les red yellow podzolic soils des États-Unis peuvent plus ou moins être assimilés à des oxisols. Selon certains auteurs, certains sols enterrés sous les limons du Condroz (Belgique) possèdent toutes les caractéristiques de sols ferrugineux tropicaux à concrétions. De tels exemples sont extrêmement fréquents.

Caractéristiques morphologiques

Induration

Toutes les descriptions et définitions des latérites font mention d’une induration en place ou acquise après exposition à l’air. L’étude des échantillons montrent que tous les degrés d’induration sont observables depuis des produits presque meubles à peine cohérents, jusqu’aux blocs les plus durs qui se cassent difficilement au marteau.
L’appréciation de l’induration est empirique, car aucune caractéristique liée à la mécanique du matériau ne peut être chiffrée. On considère généralement qu’il y a induration quand le milieu a une consistance dure et fragile qui se conserve à l’humidité. On peut distinguer plusieurs degrés d’induration suivant que le matériau se casse ou non facilement à la main, se coupe ou non à la bêche, éclate ou non sous le choc du marteau (Maignien, 1958).
L’induration des échantillons dépend de plusieurs facteurs :
• de la composition et du degré de cristallisation des composants ; plus les teneurs en sesquioxydes sont élevées, plus l’induration est forte ; la dureté croît avec les teneurs en fer ; les latérites les plus dures sont aussi les moins hydratées.
• de l’assemblage des différents constituants : les cuirasses à assemblage compact sont plus indurées que les cuirasses à assemblage lâche ; les matériaux de composition homogène sont plus durs que ceux à composants ségrégés ; la présence de corps étrangers diminue la résistance de l’ensemble.
• du degré de vieillissement : pour un même type de latérite, les plus âgées sont souvent les plus dures que les formations récentes.

Structure

La structure des latérites est extrêmement variée. Les modes d’assemblage peuvent se réduire à trois :
• les éléments indurés forment un squelette cohérent et continu ;
• les éléments indurés sont des concrétions ou des nodules libres au milieu d’un matériau terreux ;
• les éléments indurés cimentent des matériaux préexistants.
Ces types d’assemblage présentent cependant une grande variabilité, corrélative de la forme et de la grosseur des éléments qui entrent en jeu, ainsi que des différents degrés d’induration.
On peut distinguer les formes suivantes :
• des structures homogènes ou continues. Il s’agit de roches dont les composants originels sont épigénèses par des sesquioxydes de fer ou d’alumines, parfois même par du manganèse :
• des structures hétérogènes ou discontinues, les plus communes. Elles se divisent en :
– structures de roches meubles, généralement graveleuses ; c’est le cas fréquent des horizons concrétionnés ou gravillonnaires ;
– structures de roches cohérentes à aspects variés (conglomératiques, poudinguiformes, volcaniques, scoriacés ou spongieux) ;
– des structures ordonnées (lamellaires, pisolithiques et oolithiques).
Le matériau comporte donc une succession d’éléments de diverses grosseurs et de diverses formes allant de colloïdes à parfois des blocs. Clare et Beaven ont donné les caractéristiques de forme de la fraction gravier, c’est-à-dire > 2 mm de quelques sols latéritiques de l’ouest africain. La figure 2.1 représente les formes typiques des pisolithes.

Caractéristiques physiques et mécaniques

Généralités

Cette section rassemble les informations disponibles sur l’emploi des sols latéritiques dans les pays d’Afrique sub-saharienne en construction routière. Ces applications utilisent les latérites comme sols graveleux utilisés dans les remblais et les couches de chaussées. Le vocabulaire utilisé est spécifique à la construction routière et est rappelé ci-après. Les travaux exécutés dans différents pays sont ensuite passés en revue.
Un graveleux latéritique est un sol résiduel d’altération tropicale, constitué par un mélange de particules de dimensions généralement comprises entre 2 et 20 mm (pisolithes, concrétions ou nodules plus ou moins durs et/ ou rognons de quartz) et d’argile latéritique de couleur le plus souvent rougeâtre ou ocre (parfois grise, plus au nord). Il est utilisé pour construire la partie inférieure des corps de chaussées (couche de base et couche de fondation) dans la partie de l’Afrique située au sud du Sahara, en raison de son intérêt économique.
Définir les propriétés physiques et mécaniques d’un matériau naturel utilisé dans la construction des routes revient à déterminer, par des essais de laboratoire et des essais en place, les caractéristiques physiques d’identification (limites de plasticité wP et de liquidité wL, indice de plasticité IP, courbe granulométrique, notamment les proportions de particules fines et de particules graveleuses, pourcentage de matières organiques, poids volumique des particules γs), les caractéristiques mécaniques de compactage (densité GdOPM et teneur en eau wOPM à l’optimum Proctor modifié), les caractéristiques de résistance au cisaillement (angle de frottement interne φ et cohésion c) et les caractéristiques de consolidation et de poinçonnement (indice CBR, etc.).
Le paramètre de comportement mécanique le plus souvent corrélé au comportement des couches de base ou de fondation en graveleux latéritiques est l’indice portant CBR, parce que la résistance au poinçonnement constitue l’une des caractéristiques fondamentales des chaussées du type souple.
Des recherches ont été menées pour déceler l’existence d’autres corrélations éventuelles entre le comportement de ces chaussées et des essais d’identification plus simples (granulométrie, plasticité, densité sèche OPM…) mais elles n’ont pas été convaincantes. Aucun de ces essais pris isolement n’a pu rendre compte de façon satisfaisante du comportement global des chaussées sous trafic. Leur représentativité n’a pu être partiellement vérifiée que par le biais de corrélations le plus souvent vagues ou dispersées avec l’indice CBR lui-même. Quant à l’indice CBR, bien qu’il soit imparfait, il a été retenu comme critère fondamental d‘acceptabilité. Il y a toutefois des aspects du comportement des graveleux latéritiques avec lesquels l’indice CBR n’est pas corrélé : il s’agit de la dureté des concrétions ferrugineuses et du potentiel de gonflement des fines argileuses.

Les études du Ghana

Ces travaux ont été réalisés dans le cadre d’un contrat de l’USAID (Lyon Associates Inc., 1971). Les paramètres d’identification utilisés dans ces études sont classiques. On s’appuie toujours, pour situer les matériaux dans les classifications géotechniques, sur les essais de granulométrie, la détermination des limites d’Atterberg et, si possible, des essais complémentaires.
Les sols ont été classés d’après leurs caractéristiques pédologiques et sont divisés en sols ferrugineux, sols ferralitiques et ferrisols. La figure 2.2 montre les courbes granulométriques de ces trois classes de sols.
Les courbes granulométriques des différents types de sols (ferrugineux, ferralitiques et ferrisols) sont comparées sur les figures 2.3 (courbes moyennes) et 2.4 (fuseaux)
Se ation de l ction argile par l’absorption de bleu de éthylène (valeur au bleu et coefficient d’activité au bleu) ne donne pas de résultats au coefficient d’activité de Skempton, lequel se rapporte à la action 0/80 μm (Tableau 3.7), avec :
? VB = valeur en bleu (en g/100g),
Autret (1980) indique que, pour les sols latéritiques, il faut insister sur des paramètres d’identification qui n’ont pas été pris en considération jusqu’ici et qui peuvent fournir des informations intéressantes sur les matériaux :
? la valeur au bleu de méthylène. Si les limites de plasticité et de liqu aux soumis à l’identification géotechn qui est plus rarement prise en compte. Sa mes dans les pays semi-arides où le comportement des gr s développement d’un réseau de fissures de retrait. Les valeurs de la limite de retrait ws mesurées sur une cinquantaine d’échantillons d’origine diverse sont comprises entre 10 et 30%. Une bonne corrélation a été trouvée avec la limite de plasticité, ce qui permet d’obtenir un ordre de grandeur de la limite de retrait : significatifs pour les graveleux latéritiques. Il ne paraît pas y avoir de relation entre ce paramètre et la quantité de particules inférieures à 2 μm (C2μm). Les essais au bleu de méthylène ont été effectués sur les fractions 0/2 μm, 0/80 μm et 0/400 μm et comparés
? CA = coefficient d’activité au bleu : VB / C2μm, ? CS = coefficient d’activité de Skempton : IP / C2μm. L’analyse de la nature minéralogique des argiles contenues dans les échantillons testés a montré la présence en quantité moyenne à forte de kaolinite dans 55 % des échantillons, la présence en quantité très faible d’illite – muscovite dans 45 % des échantillons et la résence de montmorillonite en très faible quantité également dans 20 % des échantillons.

Présentation de la Côte d’Ivoire

. Géographie
4e et le 11e degrés de latitude Nord et entre le 2e et le 8e degrés de ngitude Ouest. Colonie française depuis 1893, la Côte d’Ivoire est devenue l’ouest par la Guinée Conakry et le Libéria, à l’est par le Ghana t au sud par l’océan Atlantique (Figure 3.1). Sa superficie est de 322.462 km2. Elle nt de concentrer les travaux de ce mémoire sur les latérites d’une région de Côte ire, il est utile de donner une vue d’ensemble de ce pays, et de faire une présentation rale des connaissances existantes dans le domaine de l’utilisation des ritiques en construction routière. C’est ce qui est fa La République de Côte d’Ivoire est située dans l’hémisphère Nord, dans la zone intertropicale, entre le lo indépendante le 7 Août 1960. C’est un état de l’Afrique de l’Ouest, limité au nord par le Mali et le Burkina Faso, à e comptait 19.163 millions d’habitants en 2006.
Dans l’ensemble, elle bénéficie de conditions naturelles favorables à son développement. Au niveau du relief, à part l’ouest et le nord ouest montagneux, une grande partie du territoire est constituée de plaines au sud et de plateaux au centre et au nord sols (au sens de la pédologie et de l’agriculture), on distingue des sols ydromorphes surtout sur le littoral, des sols ferrallitiques dans le sud forestier et des sols la Côte d’Ivoire dispose d’autres potentialités de éveloppement économique.
Concernant les climats, l’hydrographie et la végétation, sa situation dans la zone intertropicale lui vaut : – quatre nuances de climats chauds et humides : au sud le climat attiéen (climat subéquatorial), au centre le climat baouléen (climat humide), au nord le climat soudanais (climat tropical de transition) et à l’ouest le climat de montagne ; – une pluviométrie et une hydrométrie suffisante ; – une végétation variée, composée de forêts au sud, jusqu’au 9e parallèle, et de savanes au nord. Concernant les ferrugineux au nord. Le sous-sol contient des minerais dont l’or, le diamant, le nickel, le manganèse, le fer, le pétrole et le gaz naturel.
En outre, la Côte d’Ivoire dispose d’une grande façade maritime et d’un vaste réseau hydrographique, comportant notamment des lagunes, quatre grands fleuves et des lacs de retenue.

Économie

Le pays a une démographie galopante (taux d’accroissement naturel = 3,8%), avec une population inégalement repartie, de nombreuses ethnies (60) et de nombreux habitants étrangers (26%).
Son contexte économique est favorable grâce à des facteurs historiques et d’attrait social pitalité, brassage de la population) et à une économie qui reste dynamique malge politique.
L’économie Ivoirienne repose sur trois secteurs d’activités économiques. L’agriculture est d’ex une sont le cac et le café (7e rang mondial). L’agriculture vivrière réalise aussi lantain et de légumes. La Côte d’Ivoire n’est pas utosuffisante en matière de production de riz et de production animale. L’exploitation forestière participe aussi au développement de la Côte d’Ivoire (troisième produit d’exportation).
L’industrie Ivoirienne réalise 23,9% du PIB. Le tissu industriel est varié. Il est constitué des industries extractives de diamant (20e rang mondial), d’or (environ 3t/an), de pétrole et de gaz naturel (50 000 barils/jour), des agro-industries, des industries chimiques, mécaniques, électriques et des papeteries…
Le secteur tertiaire est le plus important. Il réalise 54,1% du PIB. Le commerce extérieur est dynamique, la balance commerciale est excédentaire, elle s’élevait à 1262 milliards de FCFA en 2005. En général, la Côte d’Ivoire vend plutôt des produits bruts à l’étranger. Elle échange principalement avec l’Union Européenne et notamment la France (53% du commerce ivoirien).

ÉTUDE DES LATÉRITES DE LA RÉGION DE L’AGNÉBY

Les graveleux latéritiques sont couramment utilisés pour la construction des routes dans la région de l’Agnéby et de nombreuses données ont été accumulées dans les dossiers d’étude de ces projets. Nous avons décidé d’exploiter ce fonds documentaire pour en extraire les caractéristiques des latérites étudiées en de nombreux points de la région, analyser leur variabilité et la relier si possible à leur localisation ou à des facteurs plus généraux tels que la composition minéralogique, le lieu et le mode de formation des latérites de chaque site. Ce travail a été permis par la collaboration des organismes qui détiennent les archives de ces projets, le Laboratoire du Bâtiment et des Travaux Publics (LBTP) d’Abidjan et le Bureau National d’Études Techniques et de Développement (BNETD).

Table des matières

Chapitre 1. LES LATÉRITES : DÉFINITION, FORMATION, LOCALISATION 
1.1. Introduction
1.2. Définition des latérites
1.3. Le processus de latérisation
1.4. Répartition des latérites dans le monde
1.5. Conclusion
Chapitre 2. LES LATÉRITES D’AFRIQUE SUB-SAHARIENNE EN CONSTRUCTION ROUTIÈRE 
2.1. Introduction
2.2. Caractéristiques morphologiques
2.3. Caractéristiques chimiques et minéralogiques
2.4. Caractéristiques physiques et mécaniques
2.5. Conclusion
Chapitre 3. LES LATÉRITES DE CÔTE D’IVOIRE 
3.1. Introduction
3.2. Présentation de la Côte d’Ivoire
3.3. Les latérites de Côte d’Ivoire
3.4. Conclusion
Chapitre 4. ÉTUDE DES LATÉRITES DE LA RÉGION DE L’AGNÉBY 
4.1. Introduction
4.2. Objectifs et méthodes
4.3. Analyse des propriétés des latérites des itinéraires étudiés
4.4. Conclusion
Chapitre 5. ANALYSE STATISTIQUE DES PROPRIÉTÉS DES LATÉRITES DE LA RÉGION DE L’AGNEBY 
5.1. Introduction
5.2. La méthode d’analyse factorielle
5.3. Application à l’analyse des données de la région de l’Agnéby
5.4. Conclusion
Chapitre 6. PERSPECTIVES D’ÉTUDE DES LATÉRITES À L’ÉCHELLE DU 117 PAYS OU DU CONTINENT
6.1. Introduction
6.2. Objectifs
6.3. Données disponibles ou à obtenir
6.4. Analyse géographique des réserves de latérites
6.5. Relations entre les propriétés des latérites et celles des routes
6.6. Conclusion
CONCLUSION GÉNÉRALE 
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES 

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