1.3.1. Le groupe de la kaolinite :
Argiles dioctaédriques de type 1 / 1 (ou TO)
typique :
Le représentant le plus important de ce groupe de
minéraux est de loin la kaolinite. Elle est aussi l'exemple typique
d'une argile non gonflante. Les minéraux de cette famille sont
composés par l'alternance de couches tétraédriques et de
couches octaédriques (figure 1.3a). Les deux tiers des atomes du plan
commun entre la structure octaédrique et la structure
tétraédrique sont des atomes d'oxygène, qui assurent la
jonction entre les deux couches. Le tiers restant est composé d'ions
hydroxyles.
Suivant la nature du cation de la structure
octaédrique, on distingue deux sous-groupes dans cette famille de
minéraux argileux :
? le groupe de la serpentine, où la couche
octaédrique est de type « brucite »
? le groupe de la kaolinite, où la couche
octaédrique est de type « gibbsite ».
Les liaisons entre les différentes couches sont
relativement rigides et sont principalement assurées par les forces de
Van der Waals et les liaisons hydrogènes.
Outre les deux groupes précédents, cette famille
de minéraux contient le groupe des halloysites, qui existent sous deux
formes : une forme déshydratée ressemblant à la structure
de la kaolinite et une forme hydratée, où une couche de
molécules d'eau s'intercale entre deux feuillets de type
kaolinitique.
L'épaisseur d'une couche de kaolinite est de 7,2
A°, tandis qu'une couche d'halloysite hydratée a une
épaisseur de 10,1 A°. Des feuillets d'halloysite
d'épaisseurs intermédiaires peuvent exister, correspondant
à des structures partiellement hydratées.
CHAPITRE 1 RECHERCHES BIBLIOGRAPHIQUES
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Figure (1.3a) : Structure d'un feuillet de kaolinite.
Figure (1.3b) : Cristaux des particules de kaolinite vus au
microscope électronique.
Des substitutions de cations de silicium de la couche
tétraédrique ou de cations d'aluminium de la couche
octaédrique peuvent se produire sans changer l'arrangement des
minéraux de cette famille. Cependant, de telles substitutions sont
susceptibles de générer un déficit de charge et donc de
charger négativement la couche de kaolinite. Ce déficit de
charges est comblé par l'attraction d'autres cations et l'on parle alors
de capacité d'échange en cations (CEC) du minéral, souvent
donnée en milliéquivalents par cent grammes du minéral
(sec). On donne dans le tableau 1.2 quelques valeurs de CEC pour
différents minéraux argileux:
CHAPITRE 1 RECHERCHES BIBLIOGRAPHIQUES
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Minéraux
|
CEC
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Kaolinite
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3-15meq/100g
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Halloysite
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5-40meq/100g
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Montmorillonite
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80-150meq/100g
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Tableau 1.2 : Capacité d'échange de cations (CEC)
de quelques minéraux.
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