CHAPITRE 3 : RÉSULTATS ET DISCUSSION
3.1 Caractérisation de la fraction argileuse
3.1.1 Analyse chimique
La composition chimique de la fraction argileuse est
consignée dans le tableau 1. De cette analyse, il ressort que la
fraction argileuse contient d'importantes quantités de silice (43,45%)
et d'alumine (37,6%). L'oxyde de fer a un titre égal à (1,98%),
tandis que les autres oxydes sont présents avec des teneurs peu
élevées. La perte au feu est de (13,8%), valeur pas très
éloignée de celle de la kaolinite (13,9%).
Ces résultats laisseraient penser que le quartz et les
aluminosilicates sont
prédominants dans cette fraction argileuse. Le rapport
massique SiO2/Al2O3 est voisin de 1, ce qui indiquerait une forte teneur en
kaolinite (Figure 12).
Tableau 1 : Composition chimique de la
fraction argileuse (P.F. = perte au feu).
|
Oxydes
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
TiO2
|
K2O
|
Na2O
|
SO3
|
V2O5
|
Cl
|
P.F.
|
Total
|
|
%
|
43,45
|
37,60
|
1,98
|
0,93
|
0,70
|
0,51
|
0,06
|
0,04
|
0,01
|
13,8
|
99,17
|
3.1.2 Analyse par diffraction de rayons X
Le dépouillement du diffractogramme de rayons X de la
phase minéralogique argileuse (figure 1) permet de mettre en
évidence la présence de :
- la kaolinite [Si2O5Al2(OH)4] dont les raies
sont observées à ( en ?) 7,21; 1,49 ; 3,58 ; 4,47 ; 4,37 ; 4,17 ;
3,88 ; 3,35 ; 2,56 ; 2,53 ; 2,49 ; 2,38 ; 2,33 ; 2,30 ; 2,19 ; 2 ; 2,12 ; 1,99
; 1,97 ; 1,94 ; 1,89 ; 1,84 ; 1,82 ; 1,78 ; 1,68 ; 1,66 ; 1,62 ; 1,58 et 1,54
(fiche ASTM 14-164) ;
- quartz (SiO2), raies à (en ?) 3,35 ;
4,25 ; 2,12 ; 1,82 ; 2,45 ; 2,30 ; 2,12 ; 1,99 ;
1,97 ; 1,78 ; 1,68 ; 1,66 ; 1,62 ; 1,54 ; 1,45 et 1,43 (fiche
ASTM 5-490) ;
- l'illite (Kx+y
[(Si4-xAlx)O10(Al2-yFeIIY) (OH)2] avec les raies à ( en ?)
9,96 ; 4,47 ; 3,35 ; 4,99 ; 3,21 ; 2,53 ; 2,49 ; 2,45 ; 2,19 ; 1,99 ; 1,97 ;
1,66 ; 1,54 ; 1,45 et 1,43 (fiche ASTM 9-343) ;
25
- la lepidocrocite [?-FeO(OH)] dont les raies
sont à (en ?) 3,35 ; 2,38 ; 2,86 ; 2,33 ;
2,12 ; 1,94 ; 1,49 ; 1,58 ; 1,54 à 1,44 (fiche ASTM
8-98).
- l'anatase (TiO2) dont les raies sont
à (en ?) 3, 58 ; 1,89 ; 2,38 et 1,68 (fiche ASTM 4-447).
Le diffractogramme de rayons X montre que la fraction
argileuse est constituée majoritairement de kaolinite. Le quartz,
l'illite, la lepidocrocite et l'anatase sont dans de faibles proportions.
Figure 12 : Diffractogramme de rayons X
de la fraction argileuse.
3.1.3 Analyses thermiques différentielle et
thermogravimétrique
Dans le but d'obtenir des informations complémentaires
avec celles provenant de l'analyse minéralogique donnée par la
diffraction de rayons X, les analyses thermiques différentielle (ATD) et
thermogravimétrique (ATG) ont été effectuées sur
notre matériau argileux.
26
La figure 13 présente les thermogrammes d'ATD et d'ATG de
la fraction argileuse.
Figure 13 : Thermogrammes d'ATD et d'ATG
de la fraction argileuse. L'exploitation du thermogramme d'ATD permet de mettre
en évidence trois phénomènes thermiques :
- Un pic endothermique autour de 270 °C qui correspond
à la deshydroxylation de la
lepidocrocite (?-FeO(OH)) selon l'équation de
réaction (1) (Rollet et Bouaziz, 1972) ;
2[?-FeO(OH)] ?-Fe2O3 + H2O (1)
270-300°C
Lepidocrocite maghémite eau
- Un important pic endothermique autour de 579 °C qui
correspond à la deshydroxylation de la kaolinite en métakaolinite
selon l'équation de réaction (2) 570-580 °C
(Rollet et Bouaziz, 1972) :
mt
- un pic exothermique autour de 980 °C relatif à la
réorganisation structurale de la métakaolinite selon
l'équation de réaction (3) (Rollet et Bouaziz, 1972) :
27
Pour ce qui concerne le thermogramme d'ATG, deux
phénomènes thermiques sont révélés :
- une faible perte de masse entre 250 et 270 °C qui
correspond bien à la deshydroxylation de la lepidocrocite.
- Une importante perte de masse entre 460 et 600 °C
correspondant à la deshydroxylation de la kaolinite.
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