Definition et classification des argiles

DEFINITION ET CLASSIFICATION DES ARGILES

DEFINITION DES ARGILES

L’argile est un matériau de la couche superficielle de l’écorce terrestre. C’est une matière première utilisée depuis la plus haute antiquité. Le terme argile trouve son origine dans le mot grec « argilos » dont la racine « argos » signifie blanc ou du latin « argila », c’est donc la couleur blanche du matériau utilisé en céramique qui a conduit les anciens à lui donner ce nom. Ainsi, le terme désigne soit un minéral (minéral argileux), soit une roche composée pour l’essentiel (plus de 50%) de ces minéraux soit un matériau de granulométrie inférieur ou égale à 4μm. Les argiles sont tendres et rayables à l’ongle, fragiles à l’état sec, faisant pâte avec l’eau, et durcissent à la cuisson.

Les propriétés physiques (plasticité, absorption, adsorption…) et géochimiques (échange cationique…) d’une argile sont conditionnées par la chimie et la minéralogie des minéraux argileux qui la constituent mais aussi par ses autres constituants (quartz, opale, calcite, dolomie…).

Sur le plan minéralogique les argiles sont des silicates phylliteux ou semi-phylliteux hydratés. Elles se présentent en plaquettes hexagonales ou parfois en fibres.

CLASSIFICATION DES MINERAUX ARGILEUX

Structure des silicates 
L’oxygène (O) et le silicium (Si) s’associent pour former une molécule de [SiO4]4- de forme tétraédrique, avec un atome de silicium placé au centre de la structure atomique. La structure des minéraux argileux est un empilement de couches octaédriques (CO) et de couches tétraédriques (CT) qui forment les feuilles. Les tétraèdres sont liés les uns aux autres par des atomes d’oxygènes. Ils forment ainsi un réseau planaire d’hexagones d’atomes d’oxygènes, tandis que les octaèdres sont liés par un côté. En s’associant entre eux les tétraèdres peuvent donner plusieurs types de silicates qui peuvent donc être décrits comme résultant de l’empilement des tétraèdres.

Les néso-silicates
Les Néso-silicates sont des silicates à tétraèdres isolés, formés d’ions [SiO4]4- (Fig. 9). Ces derniers ne partagent pas d’oxygènes (portant) et sont liés par des cations (Fe, Mg, Ca etc…).

Les Néso-silicates présentent un système cristallin à symétrie élevée et des propriétés de clivages peu prononcées.

Les néso-silicates vrais sont classés en fonction de la taille des cations qui relient les tétraèdres entre eux en :
● Néso-silicates à petits cations : la phénacite (SiO4) Be2
● Néso-silicates à cations moyens : l’olivine (SiO4) (FeMg)2, les grenats (SiO4)3(Al, Fe, Cr)2(Ca,Fe,Mg,Mn)3
● Néso-silicates à gros cations : le zircon (SiO4) Zr .

Les soro-silicates

Ce sont des silicates à deux tétraèdres liés entre eux, avec un oxygène en commun et formés d’ions [Si2O7]6- (Fig. 10). Il s’agit de la famille des épidotes.

Les soro-silicates vrais sont rares, alors que les soro-silicates complexes contenant à la fois [SiO4] et [Si2O7] sont plus fréquents. Les soro-silicates ont les mêmes propriétés que les nésosilicates.

On distingue :
● Les soro-silicates vrais : groupe des mélinites
● Les subsoro-silicates : groupe des épidotes et de l’idocrase
● Les subsoro-silicates à ions d’oxygène supplémentaires : groupe de la lawsonite.

Les cyclo-silicates

Les cyclo-silicates ou les silicates à tétraèdre associés en anneaux sont des silicates à tétraèdres en chaines fermées. Ils sont formés à partir des ions [Si6O18] 12- (Fig. 11) leurs tétraèdres reliés forment des structures en anneau. Ces tétraèdres sont directement soudés les uns aux autres par deux de leurs sommets. Il s’agit de la famille du béryl, de la cordiérite ou encore de la tourmaline. Les espèces correspondantes appartiennent au système : rhomboédrique (A), quadratique (B), hexagonal (C).

Les ino-silicates

Les ino-silicates ou silicates à tétraèdre en chaine sont des silicates en chaines droites (Fig. 12) pouvant être soit simples (pyroxènes), soit doubles (amphiboles). Cette catégorie des silicates est constituée par des chaines ouvertes de tétraèdres pouvant être simple ou double.

❖ Chaîne simple :
Les ino-silicates à chaîne simple rassemblent le groupe des pyroxènes et sont constitués d’ions [Si2O6]2- . La structure du minéral s’organise autour de chaînes simples de tétraèdres reliées entre elles par des ions métalliques (Mg, Fe, Al…) situés dans des sites octaédriques.
❖ Chaîne double :
Les inosilicates à chaîne double sont constitués d’ions [Si4O11]4- , ils rassemblent le groupe des amphiboles.

Les tecto-silicates
Les tecto-silicates ou tétraèdres en feuillets sont des silicates à tétraèdres en édifice en trois dimensions, qui sont constitués de molécules de silice SiO2. Les tétraèdres sont tous reliés entre eux par leurs atomes d’oxygène (Fig. 13). Les atomes d’oxygénes de la charpente ne forment pas un empilement compact, des cations de tailles variables occupent les lacunes. On distingue dans les tecto-silicates les familles de la silice (quartz, opale, calcédoine), des feldspaths (feldspaths alcalins, feldspaths sodiques, feldspaths calco-sodiques), des feldspathoïdes.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 : CADRE GEOGRAPHIQUE ET CONTEXTE GEOLOGIQUE
1. CADRE GEOGRAPHIQUE
2. CONTEXTE GEOLOGIQUE
2.1 STRATIGRAPHIE
2.1.1 Le Campanien et le Maastrichtien
2.1.2 Le Paléocène
2.1.3 Eocène inférieur ou Yprésien
2.1.4 Eocène moyen
2.1.5 Eocène supérieur et Oligocène
2.1.6 Le Miocène supérieur et le Pliocène
2.1.7 Quaternaire
2.2 LE VOLCANISME
2.2.1 Le volcanisme tertiaire
2.2.2 Le volcanisme quaternaire
2.3 LA TECTONIQUE REGIONALE
CHAPITRE 2 : DEFINITION ET CLASSIFICATION DES ARGILES
1. DEFINITION DES ARGILES
2. CLASSIFICATION DES MINERAUX ARGILEUX
2.1 Structure des silicates
2.1.1 Les néso-silicates
2.1.2 Les soro-silicates
2.1.3 Les cyclo-silicates
2.1.4 Les ino-silicates
2.1.5 Les tecto-silicates
2.1.6 Les phyllo-silicates
2.2 Critères de classification des minéraux argileux
2.2.1 Les minéraux phylliteux
2.2.1.1 Le groupe des smectites
2.2.2 Les minéraux interstratifiés
2.2.3 Les minéraux à pseudo-feuillet à faciès fibreux
2.2.3.1 la famille des sépiolites
2.2.3.2 la famille des attapulgites ou palygorskite
CHAPITRE 3 : GENERALITES SUR LES ATTAPULGITES
1. DEFINITION
2. CARACTERES PHYSIQUES ET CHIMIQUES DES ATTAPULGITES
2.1 Propriétés physiques
2.2 Propriétés chimiques
2.3 Les variétés d’attapulgites
3. GENESE DES GISEMENTS D’ATTAPULGITES
3.1 Milieu et mode de formation
3.2 Période de formation des attapulgites
4. LES GISEMENTS D’ATTAPULGITES EXPLOITES DANS LE MONDE
4.1 Les gisements d’attapulgites Espagnols
4.2 Les gisements d’attapulgites des Etats Unis
4.3 Les gisements d’attapulgites Français
4.4 Les gisements d’attapulgites du Sénégal
4.4.1 Historique de l’exploration et de l’exploitation des attapulgites au Sénégal
4.4. 2 Localisation des gisements et carrières d’attapulgites au Sénégal
5. LES UTILISATIONS ECONOMIQUES ET INDUSTRUELS DES ATTAPULGITES
5.1 Fabrication des granulats pour les litières animales
5.2 Utilisation comme additif dans l’alimentation du bétail et le traitement des sols
5.3 Utilisation des attapulgites dans la santé
5.4 Utilisation comme décolorant des huiles et comme charges dans les peintures
5.6 Utilisation des attapulgites dans la boue de forage
CHAPITRE 4 : GENESE DES MINERAUX ARGILEUX
1. L’HERITAGE
2. LA NEOFORMATION OU NEOGENESE
3. LA TRANSFORMATION
4. MODE DE PRODUCTION DES MINERAUX ARGILEUX
4.1 Les processus physiques ou mécaniques
4.2 Les processus biologiques
4.3 Les processus chimiques
4.3.1 L’hydrolyse
4.3.2 L’hydratation
4.3.3 La dissolution
4.3.4 Les Oxydations et Réductions
4.3.5 La décarbonatation
4.3.6 L’acidolyse
5. LES FACTEURS CONTROLANT L’ALTERATION DES ROCHES
5.1 Les facteurs internes
5.1.1 La résistance des minéraux à l’altération
5.1.2 La mobilité des ions
5.2 Les facteurs externes
5.2.1 Le climat
5.2.2 La topographie
5.2.3 La nature de la roche mère
5.2.4 Influence de la tectonique
CONCLUSION GENERALE

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