Caractérisation des sols latéritiques utilisés en construction routière

Définition des latérites

   Le mot « latérite » a été suggéré pour la première fois par Buchanan en 1807 (Bourgeon et Gunnell, 2005) pour désigner un matériau servant à la construction et exploité dans les régions montagneuses de Malabar en Inde. Buchanan (1807) indique que « ce matériau a l’aspect d’un dépôt ferrugineux à morphologie vésiculaire. Il est apparemment non stratifié et se situe à faible profondeur dans les sols. Lorsqu’il est frais, il peut être facilement découpé en blocs réguliers à l’aide d’un instrument tranchant. Exposé à l’air, il durcit rapidement et résiste alors remarquablement aux agents météorologiques ». La latérite de Buchanan a été commentée de façon très détaillée par Bourgeon et Gunnell (2005). Ces propriétés des latérites expliquent leur emploi fréquent comme matériau de construction, emploi comparable à celui des briques. Dans les langues locales, ces formations sont dénommées « terre à brique ». Le nom « latérite » n’est donc que la traduction latine d’une terminologie vernaculaire.

Latérite a pour racine later, qui signifie brique en latin, et ceci uniquement par référence à l’utilisation de ces blocs (Prescott et Pendleton, 1952). Le dictionnaire Larousse en six volumes (édition 1975) définit la latérite de la manière suivante : « nom féminin, du latin later-eris, brique, sol rouge vif ou rouge brun, très riche en oxyde de fer et en alumine formé sous un climat chaud. Les latérites sont des sols très lessivés, riches en fer (minerais de Guinée) et contenant de l’alumine libre. Dans la forêt équatoriale humide, ce sont des argiles. Au nord et au sud, dès qu’une saison sèche apparaît, on observe la formation de carapaces de latérites, roche très dure, affleurant dans les zones les plus arides et totalement infertiles ». On note que cette définition affirme, de façon contestable, que la carapace latéritique est une roche.

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 (permocarbonifères) 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.

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.

Analyse géotechnique et géographique des réserves de latérites

   Une fois rassemblées les données citées ci-dessus, pour des aires géographiques étendues et variées, on peut organiser une analyse qui produise à la fois des informations sur les relations entre les divers aspects et comportements des sols latéritiques et des informations sur la répartition géographique des sols latéritiques, en tenant compte de leurs propriétés. Cela peut se faire qualitativement en considérant les données suivant l’origine géographique des échantillons ou bien de façon plus systématique et quantitative par des méthodes d’analyse factorielle, dont un exemple a été présenté dans le chapitre 5. La cartographie des gisements de sols latéritiques de caractéristiques données permet d’envisager des réflexions sur leur meilleur emploi (soit pas transport dans les zones n’ayant pas les matériaux adéquats, soit en adaptant localement les règles). L’analyse géotechnique peut conduire à définir des équivalences entre propriétés et à compléter les règles appliquées actuellement en construction routière. La coopération internationale avec les pays de la même zone géographique est un facteur de succès supplémentaire pour une telle entreprise.

Relations entre les propriétés des latérites et celles des routes

  L’étude des propriétés des latérites pour la construction routière suppose que l’on ait une idée de l’effet des propriétés des remblais et couches de fondation et forme latéritiques sur le comportement mécanique des chaussées sous circulation. Les recommandations en vigueur dans les différents pays où l’on trouve des latérites (chapitre 2) tiennent compte de l’expérience nationale dans ce domaine et elles ne peuvent être globalement mises en cause. Les exemples cités dans ce mémoire suggèrent que la construction routière procède surtout par l’expérience des effets des innovations ou modifications appliquées à l’échelle d’un chantier.

Ce processus d’évolution permet de fournir des idées de recherche mais il n’en donne pas les moyens, de sorte que l’on sait que certaines techniques de construction sont efficaces quand on les utilise avec tel ou tel matériau, de telles ou telles caractéristiques, sans vraiment déterminer les limites de ces recommandations. Le succès de l’analyse des latérites vis-à-vis de la construction et de l’entretien des routes suppose que l’on puisse mieux comprendre et formaliser ce qui fait le succès ou l’échec des règles imposées aux matériaux. On peut avoir aussi l’idée d’étudier les frontières des domaines d’utilisation des matériaux, pour préparer les jours où ils seront devenus rares puis inexistants. Cela suppose dans tous les cas de reprendre une étude méthodique des relations entre les matériaux, leur mise en œuvre et le comportement de la route sous trafic. Une compréhension améliorée des relations entre les sols latéritiques dans leur milieu naturel et leur comportement une fois compactés dans un remblai ou une couche de chaussée aiderait certainement à rattacher leurs propriétés au comportement des routes.

Table des matières

INTRODUCTION GÉNÉRALE
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  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
ANNEXE : Données rassemblées par itinéraire dans la région de l’Agnéby

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