1.5.1. Eau liée :
Elle est attachée à la surface des grains par le
jeu de forces d'attraction moléculaire. Ces forces décroissent
avec la distance entre les molécules d'eau et le grain.
Une première couche adsorbée, dont
l'épaisseur est de l'ordre de quelques dizaines de molécules
(environ 50 Â), correspond à :
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? L`eau des arrêtes et des cassures de la surface du
réseau cristallin. Les molécules d'eau y sont retenues par des
liaisons de coordination avec les éléments superficiels du
réseau cristallin.
? L'eau d'hydratation des cations échangeables.
? L'eau de surface interfeuillet, répartie entre les
différents feuillets des minéraux argileux, reliés entre
eux par des liens hydrogènes existant entre les groupes OH-
et O2. Dans cette couche adsorbée les
propriétés de l'eau sont très fortement modifiées.
L'eau a la structure de la glace. La viscosité peut être
supérieure de quelques dizaines de fois à celle de l'eau normale
(Rosenqvist, 1959). La densité varie de 1,2 à 2,4
g/cm3 (Yong et Warkentin, 1975). L'adsorption des molécules
d'eau et des ions dépend en grande partie de la surface
spécifique des argiles.
Une zone de transition d'eau dite "diffuse", entre 0,005 et
0,5 um contient des molécules d'eau fixes et qui supportent encore une
attraction non négligeable.
L'eau d'hydratation des argiles gonflantes (type smectites)
correspond à de l'eau adsorbée et de l'eau diffuse, ou de l'eau
faiblement liée.
1.5.2. Eau libre :
Au delà de 0,5 um (Marsily, 1981), l'eau n'est retenue
dans l'argile que par les forces capillaires et elle est capable de se
déplacer sous l'effet de la gravité ou d'un gradient hydraulique
suffisant. C'est l'eau libre, appelée aussi eau interstitielle. D'une
façon générale, les forces mises en jeu sur l'eau par les
particules d'argiles diminuent avec la distance (Figure 1.9).
Figure 1.9 : Gonflement et hydratation du matériau
argileux.
Plus d'électrons d'un côté du noyau d'un
atome que de l'autre, d'où la formation de dipôles qui se
rattachent par leur côté opposé électriquement, les
forces mises en jeu sont faibles mais additives (d'où leur importance)
et diminuent très lentement avec la distance. Elles sont
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CHAPITRE 1 RECHERCHES BIBLIOGRAPHIQUES
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suffisamment fortes pour déterminer l'arrangement final
de certains solides et elles sont une source majeure de cohésion dans
les sols fins (Mitchell 1976). Les forces d'adhésion dans les sols
argileux "humides" sont principalement du type Van Der Waals (Rosenqvist
1959).
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