Chapitre I
Synthèse bibliographique
10
composée de la surface externe comprise entre les particules et de la surface interne
correspondant à l’espace interfoliaire (Wakim, 2005). Leur faible taille leur confère
une forte réactivité chimique et physique ainsi qu'une importante surface de contact
(Blanchard, 2000) allant de 5 jusqu'à 800 m
2 /g (Marot, 1998). Cette particularité
conditionne pour partie bon nombre de propriétés à l'échelle macroscopique telle que
la capacité de sorption due à la présence de sites SiOH et AlOH à la surface et en
bordure des feuilles (Ramaroson, 2008).
- La capacité de gonflement en présence d'eau : certains minéraux argileux ont
la capacité d'incorporer dans leur structure des molécules d'eau. Cette eau en position
interfoliaire, modifie la dimension des feuilles en provoquant leur gonflement. Cette
capacité d'hydratation et de gonflement peut être réversible ou non selon les argiles, et
en fonction de la pression et de la température (Marot, 1998), elle est influencée par
les arrangements et la composition minéralogique des feuillets. De même, le
gonflement est contrôlé par l’intensité des liaisons interfeuillets qui peuvent se casser
lors de l’hydratation et modifier par la suite la microtexture de l’argile, ainsi les
Kaolinites sont des argiles peu gonflantes, les Illites sont potentiellement gonflantes,
alors que les Smectites sont potentiellement très gonflantes (Gautier, 2008).
- La capacité d'échange cationique (échange d'éléments avec le milieu) : Les
charges négatives à la surface des minéraux argileux (smectite, illites, vermiculites,
saponites) sont neutralisées par des cations compensateurs (Na, Ca, K). Ces cations,
entourés d'un nombre variable de molécules d'eau, ont la possibilité de s'échanger
avec ceux contenus dans la solution environnante, ceci en fonction de leur degré
d'affinité pour la surface de l'argile (Marot, 1998).
Ce phénomène est décrit sous le nom de substitution isomorphe car les
dimensions des feuillets restent quasi inchangées (Wakim, 2005), il explique en
grande partie les affinités qui existent entre les différentes argiles et certains polluants
organiques ou inorganiques (métaux lourds) (Marot, 1998 ; Lin et Chen, 1998). Outre
le type d'argile, la capacité d'échange dépend également des dimensions du cation à
échanger, elle est d'autant plus importante que le cation est petit (Kribi, 2005). D'autre
part, il faut savoir que deux types de charge existent dans les milieux argileux :
Synthèse bibliographique
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composée de la surface externe comprise entre les particules et de la surface interne
correspondant à l’espace interfoliaire (Wakim, 2005). Leur faible taille leur confère
une forte réactivité chimique et physique ainsi qu'une importante surface de contact
(Blanchard, 2000) allant de 5 jusqu'à 800 m
2 /g (Marot, 1998). Cette particularité
conditionne pour partie bon nombre de propriétés à l'échelle macroscopique telle que
la capacité de sorption due à la présence de sites SiOH et AlOH à la surface et en
bordure des feuilles (Ramaroson, 2008).
- La capacité de gonflement en présence d'eau : certains minéraux argileux ont
la capacité d'incorporer dans leur structure des molécules d'eau. Cette eau en position
interfoliaire, modifie la dimension des feuilles en provoquant leur gonflement. Cette
capacité d'hydratation et de gonflement peut être réversible ou non selon les argiles, et
en fonction de la pression et de la température (Marot, 1998), elle est influencée par
les arrangements et la composition minéralogique des feuillets. De même, le
gonflement est contrôlé par l’intensité des liaisons interfeuillets qui peuvent se casser
lors de l’hydratation et modifier par la suite la microtexture de l’argile, ainsi les
Kaolinites sont des argiles peu gonflantes, les Illites sont potentiellement gonflantes,
alors que les Smectites sont potentiellement très gonflantes (Gautier, 2008).
- La capacité d'échange cationique (échange d'éléments avec le milieu) : Les
charges négatives à la surface des minéraux argileux (smectite, illites, vermiculites,
saponites) sont neutralisées par des cations compensateurs (Na, Ca, K). Ces cations,
entourés d'un nombre variable de molécules d'eau, ont la possibilité de s'échanger
avec ceux contenus dans la solution environnante, ceci en fonction de leur degré
d'affinité pour la surface de l'argile (Marot, 1998).
Ce phénomène est décrit sous le nom de substitution isomorphe car les
dimensions des feuillets restent quasi inchangées (Wakim, 2005), il explique en
grande partie les affinités qui existent entre les différentes argiles et certains polluants
organiques ou inorganiques (métaux lourds) (Marot, 1998 ; Lin et Chen, 1998). Outre
le type d'argile, la capacité d'échange dépend également des dimensions du cation à
échanger, elle est d'autant plus importante que le cation est petit (Kribi, 2005). D'autre
part, il faut savoir que deux types de charge existent dans les milieux argileux :