L4.2.4 La plasticité
La plasticité des argiles est liée à la souplesse des liaisons qui existent entre les feuillets. Ainsi,
pour que ces derniers puissent glisser librement les uns par rapport aux autres sans se détacher,
il est nécessaire qu'il y ait un lien entre eux qui soit en même temps un lubrifiant. Ce rôle est
joué par l'eau, et il existe plusieurs théories pour expliquer plus fondamentalement son action.
D'une façon générale, il règne à la surface des particules d'argiles un champ électrique
engendré par les forces de Coulomb. Les molécules d'eau s'orientent par rapport à la paroi des
grains et n'ont plus les propriétés physiques de l'eau normale ; cette eau est appelée "eau liée"
(cf. 1.4.4). Chaque grain est ainsi enveloppé d'un film d'eau de nature spéciale appelé "couche
adsorbée", qui va faciliter leur déplacement.
1.4.2.5 Les interactions argiles / contaminants
Les charges négatives à la surface des minéraux argileux sont neutralisées par des cations
compensateurs. Ces derniers sont relativement mobiles entre les feuillets. Ils peuvent donc
s'échanger avec les cations du milieu pour former un équilibre plus ou moins stable. Ce
phénomène explique en grande partie les affinités qui existent entre les argiles et certains
polluants organiques ou inorganiques (métaux lourds). Cependant, les mécanismes qui
régissent ses liaisons ne sont pas totalement connus compte tenu de la difficulté de dissocier
tous les processus qui ont lieu (échange de cation - adsorption spécifique - précipitation).
D'autre part, il est difficile de différencier à cette échelle les réactions métaux / argiles, métaux
/ oxydes ou métaux / matières organiques (NORVELL, 1980). Ainsi, certains auteurs ont
étudié le problème globalement, en regardant l'évolution des échanges ioniques, en fonction de
différents paramètres. Ils ont constaté ainsi que les argiles fixent davantage les métaux lorsque
le pH augmente et dépasse les limites de précipitation des hydroxydes métalliques (FARRAH
& PICKERING, 1978). De plus, il semble que la fixation des métaux est nettement plus
importante sur la smectite que sur la kaolinite, tandis que l'illite a un comportement
intermédiaire. Cela est cohérent avec la surface spécifique et la capacité d'échange cationique
de ces différentes argiles.
1.4.3 Les constituants organiques
1.4.3.1 Origine et formation
De la même façon que pour les sols, pratiquement tous les composés organiques naturels,
simples ou complexes, sont susceptibles d'être rencontrés dans les sédiments. Ils peuvent être à
l'état libre ou en association plus ou moins étroites avec les constituants minéraux. On
distingue des constituants de nature bien définie, hérités des plantes et des animaux du milieu
ou biosynthétisés par la microflore, et des constituants plus complexes, comme les substances
humiques Ces dernières sont des composés macromoléculaires, élaborés par voie chimique ou
biochimique et définis par leur solubilité dans différents réactifs. Leur décomposition est très
lente (plusieurs centaines d'années) et elles combinent de très fortes propriétés tensioactives et
de fortes propriétés complexantes. Leur rôle est de ce fait prépondérant dans les interactions
organo-minérales qui existent dans les sols et les sédiments.
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La plasticité des argiles est liée à la souplesse des liaisons qui existent entre les feuillets. Ainsi,
pour que ces derniers puissent glisser librement les uns par rapport aux autres sans se détacher,
il est nécessaire qu'il y ait un lien entre eux qui soit en même temps un lubrifiant. Ce rôle est
joué par l'eau, et il existe plusieurs théories pour expliquer plus fondamentalement son action.
D'une façon générale, il règne à la surface des particules d'argiles un champ électrique
engendré par les forces de Coulomb. Les molécules d'eau s'orientent par rapport à la paroi des
grains et n'ont plus les propriétés physiques de l'eau normale ; cette eau est appelée "eau liée"
(cf. 1.4.4). Chaque grain est ainsi enveloppé d'un film d'eau de nature spéciale appelé "couche
adsorbée", qui va faciliter leur déplacement.
1.4.2.5 Les interactions argiles / contaminants
Les charges négatives à la surface des minéraux argileux sont neutralisées par des cations
compensateurs. Ces derniers sont relativement mobiles entre les feuillets. Ils peuvent donc
s'échanger avec les cations du milieu pour former un équilibre plus ou moins stable. Ce
phénomène explique en grande partie les affinités qui existent entre les argiles et certains
polluants organiques ou inorganiques (métaux lourds). Cependant, les mécanismes qui
régissent ses liaisons ne sont pas totalement connus compte tenu de la difficulté de dissocier
tous les processus qui ont lieu (échange de cation - adsorption spécifique - précipitation).
D'autre part, il est difficile de différencier à cette échelle les réactions métaux / argiles, métaux
/ oxydes ou métaux / matières organiques (NORVELL, 1980). Ainsi, certains auteurs ont
étudié le problème globalement, en regardant l'évolution des échanges ioniques, en fonction de
différents paramètres. Ils ont constaté ainsi que les argiles fixent davantage les métaux lorsque
le pH augmente et dépasse les limites de précipitation des hydroxydes métalliques (FARRAH
& PICKERING, 1978). De plus, il semble que la fixation des métaux est nettement plus
importante sur la smectite que sur la kaolinite, tandis que l'illite a un comportement
intermédiaire. Cela est cohérent avec la surface spécifique et la capacité d'échange cationique
de ces différentes argiles.
1.4.3 Les constituants organiques
1.4.3.1 Origine et formation
De la même façon que pour les sols, pratiquement tous les composés organiques naturels,
simples ou complexes, sont susceptibles d'être rencontrés dans les sédiments. Ils peuvent être à
l'état libre ou en association plus ou moins étroites avec les constituants minéraux. On
distingue des constituants de nature bien définie, hérités des plantes et des animaux du milieu
ou biosynthétisés par la microflore, et des constituants plus complexes, comme les substances
humiques Ces dernières sont des composés macromoléculaires, élaborés par voie chimique ou
biochimique et définis par leur solubilité dans différents réactifs. Leur décomposition est très
lente (plusieurs centaines d'années) et elles combinent de très fortes propriétés tensioactives et
de fortes propriétés complexantes. Leur rôle est de ce fait prépondérant dans les interactions
organo-minérales qui existent dans les sols et les sédiments.
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