D’un type d’argile à un autre, les feuillets se séparent plus ou moins facilement en fonction des forces qui les lient. Ainsi, certaines argiles sont capables d’absorber énormément d’eau entre leurs feuillets : ce sont des argiles gonflantes. Une pâte préparée avec ces argiles contient plus d’eau que de matière solide : lorsqu’elle sèche et que l’eau s’évapore, la pâte se rétracte et fissure. Voici deux argiles aux comportements totalement opposés : la kaolinite et la smectite.
L’une gonfle, mais l’autre pas
La smectite, argile des boues de forage et des masques de beauté, est très différente de la kaolinite, argile de la porcelaine et de la pâte à papier. En plaçant la même quantité de chacune de ces deux argiles dans deux bouteilles séparées et remplies d’eau, on remarque ainsi que la kaolinite remplit une petite partie de la bouteille, alors que la smectite occupe presque tout le volume d’eau disponible : la smectite est une argile gonflante.
Plastique vs. liquide
Deux boues préparées avec ces deux argiles et présentant la même proportion solide/liquide ont des consistances très différentes : pour une quantité d’eau donnée, la boue de kaolinite a la fluidité du lait, tandis que la boue de smectite est plastique.
L’une fissure, mais l’autre pas
La boue de smectite a besoin de beaucoup plus d’eau pour atteindre la plasticité de la kaolinite. En conséquence, une brique moulée à l’état plastique et contenant une certaine proportion d’argile gonflante comme la smectite fissurera au séchage, à l’inverse d’une autre brique contenant la même proportion de kaolinite.
Les argiles contenues dans les sols se situent entre les deux extrêmes que constituent la kaolinite et la smectite. Leur fissuration est plus ou moins prononcée.
Boues d’argile séchées de smectite (à gauche) et de kaolinite (à droite) de consistance initiale équivalente. La smectite est essentiellement constituée d’eau à l’état plastique : elle fissure donc énormément au séchage.
La séparation des feuillets
Pour comprendre ces différences, il est nécessaire d’observer les argiles à l’échelle microscopique. La kaolinite apparaît sous la forme de plaquettes microscopiques, elles-mêmes constituées de feuillets empilés entre lesquels l’eau ne peut pas pénétrer. Quant à la smectite, elle présente un réseau de membranes interconnectées, tandis qu’à une échelle inférieure apparaît à nouveau une structure en feuillets. C’est entre ces derniers que l’eau peut cette fois pénétrer et faire gonfler le réseau. Une caractéristique qui change radicalement le comportement de ce type d’argile…
(à gauche) Les feuillets de kaolinite sont empilés de manière rigide et forment des plaquettes à l’intérieur desquelles l’eau ne peut pas pénétrer : la kaolinite ne gonfle pas. (à droite) L’eau pénètre à l’inverse entre chaque feuillet de la smectite et fait gonfler le réseau.
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