SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  19
ACHOUR Mansour
Fac. des Sci. de la T., de Géogr.et d'Aménag. du Terr., Départ.
Hydrogéologie, Université d’El Menouar, Oran
E-mail: achour_m343@hotmail.com
GENERALITES ET TERMINOLOGIE
Les argiles
- Les plus abondants des roches sédimentaires : 50% des
sédiments
(69 % des sédiments continentaux).
- Constituants principaux des sols.
DÉFINITIO
N
 Il n’existe pas de définition unique du terme “argile”. Le
mot “argile” englobe deux connotations,
 l’une liée à la taille des grains: tout minéral de faible
granulométrie, la limite étant fixée à 2 ou 4 microns selon les
cas.
 l’autre à la minéralogies: se sont des phyllosilicates d’alumine
+/- hydratés.
A l’échelle nanométrique elles forment de
feuillets empileés les uns sur les autres, un peu
comme des pièces de pâtisserie : les mille feuilles.
Ces feuillets sont liés entre-eux par des liaisons
plus ou moins fortes selon le type d’argile.
LES MINÉRAUX
ARGILEUX
 Ils sont constitués de couches d'octaédres Al(OH)6 et de
couches de tétraédres SiO4 reliées par les atomes O et OH mis en
commun.
 La distance inter-réticulaire d sépare 2 feuillets successifs.
 Les substitutions d'atomes sont fréquentes dans les feuillets.
 L' édifice cristallin peut être désorganisé (la cristallinité est
moins bonne). D'autre part, il y a des déséquilibres au niveau des
charges; ce déséquilibre est compensé par adsorption de cations
dans l'espace interfoliaire (capacité d'échange des argiles).
 Daprès la structure du feuillet, on distingue principalement les
argiles 1/1 (1 couche tétraédrique+1 couche octaédrique) et les
argiles  2/1 (2 tétra. pour 1 octaédrique).
CHARGE DES SURFACES
ARGILEUSES
Les minéraux argileux se caractérisent par une surface
électrique non neutre Il existe deux types de charge:
- une charge permanente ou structurelle liée aux substitutions
ioniques (Al4+
pour Si3+
dans T, Mg2+ ou Fe2+ 3+ pour Al dans
O).Toutes ces substitutions entraînent une différence de potentiel
électrique, l’argile devient électronégatif (signe négatif);
- une charge de surface variable selon le pH du milieu, liée au
réactions chimiques qui se produisent à la surface des minéraux ou
suite à l’adsorption de surface, de signe + ou -.
CAPACITÉ D’ÉCHANGE
CATIONIQUE (CEC)
la capacité d’une argile à échanger des cations.
Elle mesure la concentration en cations non fixés dans
la couche diffuse et dépend de la charge totale (charge
de surface et structurale). La CEC est fonction du pH,
elle est généralement donnée pour un pH neutre.
L’Eau dans les argiles
Les minéraux argileux comprennent
différents types d’eau ou d’ions OH dans leur
structure,
caractérisés par leur énergie de liaison.
L’analyse thermo-gravimétrique
consiste à suivre la perte en poids d’un minéral
argileux en fonction de la température de chauffe.
Perte de l’eau adsorbée,
généralement vers 80-90°C
Perte de l’eau absorbée dans
l’espace interfoliaire, disposée
en 1 ou 2 couches, vers 100-
200°C
Perte des ions OH de la
structure (eau cristalline),
débutant à partir de 500°C.
PROPRIÉTÉS DES
ARGILES
Les minéraux argileux se caractérisent par
trois propriétés principales:
- leur forme et leur surface spécifique;
- leur capacité d’adsorption d’eau et de
gonflement;
- leurs multiples possibilités d’échanges
ioniques.
DEGRÉ
D’HYDRATATION
Le degré d’hydratation varie d’une famille
argileuse à une autre. Certains minéraux argileux ont
la capacité d’incorporer dans leur structure des
molécules d’eau. Cette eau modifie la dimension de la
couche en provoquant son gonflement. Ces argiles sont
appelées argiles gonflantes “swelling clays ”.
Exemple : les smectites, vermiculites.
L’incorporation d’eau est réversible à la pression
atmosphérique et dépend de la température et de la
pression de vapeur. Plus l’air est humide, plus l’argile
pourra incorporer de l’eau.
HYDROLYSE
L’hydrolyse correspond à une réaction
chimique entre un sel et de l’eau pour former un
acide et une base. L’hydrolyse est synonyme
d’une "destruction" par de l’eau, elle consiste en
une soustraction progressive d’ions à partir du
matériel parental. Les ions les plus mobiles sont
soustraits en premier lieu (Na, K, Ca, Mg, Sr). Les
éléments de transition sont évacués plus tard (Mn,
Ni, Cu, Co, Fe) mais avant Si. L’Al est l’élément le
moins mobile. L’hydrolyse attaque les parties les
plus exposées du minéral c-à-d la surface externe.
SCHÉMATISATION DE
L’HYDROLYSE
1- lessivage d’un cation (Na, K) par ouverture d’un feuillet.
2- migration d’un cation octaédral vers l’interfoliaire pour compenser le
déficit de charge.
3- migration vers l’octaèdre et finalement vers l’interfoliaire des cations
tétraédriques (Si, Al).
Ces cations seront évacués par la suite en solution
CONSÉQUENCES DE L’HYDROLYSE /
HYDRATATION
En présence de l'eau;
* les argiles monovalents s'hydratent facilement, les
cations monovalents (Na+, K+) s'ionisent facilement
à partir de la surface des argiles.
les argiles polyvalents s'hydratent moins
facilement, les cations polyvalents (Ca++, Mg++)
s'ionisent moins facilement à partir de la surface
des argiles.
 les argiles sodiques fixent les Ca++ et Mg++ de
l'eau et restituent les ions Na+.
argile calcique, magnésienne ne cédera les Ca++ et
Mg++ qu'en présence d'eau concentrée en Na+.
Les argiles fixent l'eau par adsorption à leur
surface et augmentent de volume par gonflement,
(un mètre cube d’argile contient environ 500 l
d’eau, soit près de la moitié de son volume).
Elles constituent ainsi une réserve d'eau.
Les argiles imbibées d’eau sont imperméables.
Si l'on veut parfaire le caractère imperméable des
argiles, on les traite au chlorure de calcium (augmentation de
la structure dispersée qui favorise l'imperméabilité). En fait,
les ions Ca++ pénètrent dans les argiles et les "disloquent".
ADSORPTION ET ÉCHANGE D'IONS,
PROPRIÉTÉS IMPORTANTES DES
ARGILES.
- La présence de ces ions échangeables entre les feuillets
d'argile est importante car elle permet la nutrition des
plantes, en particulier pour l'assimilation de Ca++, Mg++,
K+.
- Les processus d'échange ionique permettent de réaliser la fixation
d'ions indésirables tels que des pesticides ou des déchets toxiques
ou radioactifs.
- Un cation Ca++ prend la place de 2 ions H+ qui s'associent
aux ions OH- pour former de l'eau.
- Deux cations K+ prennent la place d'un cation Ca++ qui
s'associe aux ions CI- pour former CaCI2 , un sel soluble qui peut
être entraîné par l'eau.
La composition chimique des eaux souterraines
reflète la composition minéralogique des roches de
l’aquifère et peut être utilisée pour localiser les aires de
recharge, l’origine des eaux souterraines (météorique,
marine, fossile, magmatique et métamorphique) et des
différents composés chimiques (carbonate, sulfate,
nitrate et ammonium).
Les compositions chimiques de l’eau peuvent aussi
donner des informations sur les processus d’inter-action
eau-roche.
Références:
Les argiles : http://progsystem.free.fr/argiles.htm
Les argiles :
http://www.u-picardie.fr/~beaucham/mst/argiles.htm
http://fr.wikipedia.org/wiki/Argile
Cours en ligne :
http://www.ulg.ac.be/urap/cours.htm
Suspensions argileuses et leurs applications
http://www.mssmat.ecp.fr/IMG/pdf/CoursEcoleCentral2006_Lecolier
1.pdf
Site de l'aléa retrait-gonflement. :
http://www.argiles.fr/
Prévention du risque retrait - gonflement :
http://www.brgm.fr/Fichiers/dossier_commuPresse/argile.pdf
Abrégé de mécanique des sols :
http://www.engref.fr/coursenligne/Mecasol/mecasol.html
Merci

Contenu connexe

Tendances

Etude d impact sur l environnement
Etude d impact sur l environnementEtude d impact sur l environnement
Etude d impact sur l environnement
jabbouriyassir01
 
Mini projet d'hydraulique routiere
Mini projet d'hydraulique routiereMini projet d'hydraulique routiere
Mini projet d'hydraulique routiere
Bla Alain Marcel Yao
 
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...
Abdelkader Bafdil Archi
 
Geologie
GeologieGeologie
Geologie
taferm
 

Tendances (20)

rapport de stage génie civil géotechnique
rapport de stage génie civil géotechnique rapport de stage génie civil géotechnique
rapport de stage génie civil géotechnique
 
Tgp COURS DE géologie GENERALE ET PETROLIERE
Tgp COURS DE géologie GENERALE ET PETROLIERETgp COURS DE géologie GENERALE ET PETROLIERE
Tgp COURS DE géologie GENERALE ET PETROLIERE
 
Béton 01
Béton 01Béton 01
Béton 01
 
Les essais geotechniques en laboratoire et in situ
Les essais geotechniques en laboratoire et in situLes essais geotechniques en laboratoire et in situ
Les essais geotechniques en laboratoire et in situ
 
Cour Géotechnique Chap1.pdf
Cour Géotechnique Chap1.pdfCour Géotechnique Chap1.pdf
Cour Géotechnique Chap1.pdf
 
Béton précontraint
Béton précontraintBéton précontraint
Béton précontraint
 
Chapitre 2 hydraulique
Chapitre 2 hydrauliqueChapitre 2 hydraulique
Chapitre 2 hydraulique
 
Terrassement - calcul de volume
Terrassement - calcul de volume Terrassement - calcul de volume
Terrassement - calcul de volume
 
Etude d impact sur l environnement
Etude d impact sur l environnementEtude d impact sur l environnement
Etude d impact sur l environnement
 
Etude de voirie et d'assainissement du lotissement Beni Amir à Fkih Ben Saleh
Etude de voirie et d'assainissement du lotissement Beni Amir à Fkih Ben SalehEtude de voirie et d'assainissement du lotissement Beni Amir à Fkih Ben Saleh
Etude de voirie et d'assainissement du lotissement Beni Amir à Fkih Ben Saleh
 
Méthode de caquot
Méthode de caquotMéthode de caquot
Méthode de caquot
 
Rapport de sortie des étudiants de l'université de zinder département de géog...
Rapport de sortie des étudiants de l'université de zinder département de géog...Rapport de sortie des étudiants de l'université de zinder département de géog...
Rapport de sortie des étudiants de l'université de zinder département de géog...
 
Mini projet d'hydraulique routiere
Mini projet d'hydraulique routiereMini projet d'hydraulique routiere
Mini projet d'hydraulique routiere
 
Tps exercices corriges de mecanique des sols
Tps    exercices corriges de mecanique des solsTps    exercices corriges de mecanique des sols
Tps exercices corriges de mecanique des sols
 
L'essai et la méthode CBR
L'essai et la méthode CBRL'essai et la méthode CBR
L'essai et la méthode CBR
 
rapport de stage ouvier génie civil
rapport de stage ouvier génie civilrapport de stage ouvier génie civil
rapport de stage ouvier génie civil
 
Traitement de l'eau.ppt
Traitement de l'eau.pptTraitement de l'eau.ppt
Traitement de l'eau.ppt
 
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...
 
Les Ouvrages de soutènement
Les Ouvrages de soutènementLes Ouvrages de soutènement
Les Ouvrages de soutènement
 
Geologie
GeologieGeologie
Geologie
 

Similaire à Les échanges ioniques Eau Argile

Diaporama Coccolithophorides
Diaporama CoccolithophoridesDiaporama Coccolithophorides
Diaporama Coccolithophorides
wapnk
 
Organisation et fonctionnement du sol
Organisation et fonctionnement du solOrganisation et fonctionnement du sol
Organisation et fonctionnement du sol
benneka
 
Conférence | Eaux souterraines: pourquoi faut-il les étudier et les préserver...
Conférence | Eaux souterraines: pourquoi faut-il les étudier et les préserver...Conférence | Eaux souterraines: pourquoi faut-il les étudier et les préserver...
Conférence | Eaux souterraines: pourquoi faut-il les étudier et les préserver...
Ari Massoudi
 
L’érosion(benmamma reda)
L’érosion(benmamma reda)L’érosion(benmamma reda)
L’érosion(benmamma reda)
Reda Benmamma
 
Roches sedimentaires
Roches sedimentairesRoches sedimentaires
Roches sedimentaires
geomorphist
 
Sp. phénomènes inusités
Sp. phénomènes inusitésSp. phénomènes inusités
Sp. phénomènes inusités
Dominique Pongi
 

Similaire à Les échanges ioniques Eau Argile (20)

Diaporama Coccolithophorides
Diaporama CoccolithophoridesDiaporama Coccolithophorides
Diaporama Coccolithophorides
 
Organisation et fonctionnement du sol
Organisation et fonctionnement du solOrganisation et fonctionnement du sol
Organisation et fonctionnement du sol
 
Minimum-vital-II-1-Les-matieres-premieres-minerales-2.pdf
Minimum-vital-II-1-Les-matieres-premieres-minerales-2.pdfMinimum-vital-II-1-Les-matieres-premieres-minerales-2.pdf
Minimum-vital-II-1-Les-matieres-premieres-minerales-2.pdf
 
Ecosistema
EcosistemaEcosistema
Ecosistema
 
3ºeso chapitre10
3ºeso chapitre103ºeso chapitre10
3ºeso chapitre10
 
Echanges ocean-atmosphere par Paul nival
Echanges ocean-atmosphere par Paul nivalEchanges ocean-atmosphere par Paul nival
Echanges ocean-atmosphere par Paul nival
 
Formation de pluie,eclair,tonnerre et ozone 2016-
Formation de pluie,eclair,tonnerre et ozone 2016-Formation de pluie,eclair,tonnerre et ozone 2016-
Formation de pluie,eclair,tonnerre et ozone 2016-
 
010023274.pdf
010023274.pdf010023274.pdf
010023274.pdf
 
Chapitre 8 - cours L1 Université Lyon 1
Chapitre 8 - cours L1 Université Lyon 1Chapitre 8 - cours L1 Université Lyon 1
Chapitre 8 - cours L1 Université Lyon 1
 
Mat corrosion
Mat corrosionMat corrosion
Mat corrosion
 
Gitologie des gisements
Gitologie des gisements Gitologie des gisements
Gitologie des gisements
 
1148366.ppt
1148366.ppt1148366.ppt
1148366.ppt
 
Conférence | Eaux souterraines: pourquoi faut-il les étudier et les préserver...
Conférence | Eaux souterraines: pourquoi faut-il les étudier et les préserver...Conférence | Eaux souterraines: pourquoi faut-il les étudier et les préserver...
Conférence | Eaux souterraines: pourquoi faut-il les étudier et les préserver...
 
L’érosion(benmamma reda)
L’érosion(benmamma reda)L’érosion(benmamma reda)
L’érosion(benmamma reda)
 
La corrosion
La corrosionLa corrosion
La corrosion
 
Roches sedimentaires
Roches sedimentairesRoches sedimentaires
Roches sedimentaires
 
Les-mineraux
 Les-mineraux Les-mineraux
Les-mineraux
 
Quand l'eau salée rencontre l'eau douce
Quand l'eau salée rencontre l'eau douceQuand l'eau salée rencontre l'eau douce
Quand l'eau salée rencontre l'eau douce
 
Sp. phénomènes inusités
Sp. phénomènes inusitésSp. phénomènes inusités
Sp. phénomènes inusités
 
Nature phénomènes rares
Nature phénomènes raresNature phénomènes rares
Nature phénomènes rares
 

Les échanges ioniques Eau Argile

  • 1. ACHOUR Mansour Fac. des Sci. de la T., de Géogr.et d'Aménag. du Terr., Départ. Hydrogéologie, Université d’El Menouar, Oran E-mail: achour_m343@hotmail.com
  • 3. - Les plus abondants des roches sédimentaires : 50% des sédiments (69 % des sédiments continentaux). - Constituants principaux des sols.
  • 4. DÉFINITIO N  Il n’existe pas de définition unique du terme “argile”. Le mot “argile” englobe deux connotations,  l’une liée à la taille des grains: tout minéral de faible granulométrie, la limite étant fixée à 2 ou 4 microns selon les cas.  l’autre à la minéralogies: se sont des phyllosilicates d’alumine +/- hydratés.
  • 5. A l’échelle nanométrique elles forment de feuillets empileés les uns sur les autres, un peu comme des pièces de pâtisserie : les mille feuilles. Ces feuillets sont liés entre-eux par des liaisons plus ou moins fortes selon le type d’argile.
  • 6. LES MINÉRAUX ARGILEUX  Ils sont constitués de couches d'octaédres Al(OH)6 et de couches de tétraédres SiO4 reliées par les atomes O et OH mis en commun.  La distance inter-réticulaire d sépare 2 feuillets successifs.  Les substitutions d'atomes sont fréquentes dans les feuillets.  L' édifice cristallin peut être désorganisé (la cristallinité est moins bonne). D'autre part, il y a des déséquilibres au niveau des charges; ce déséquilibre est compensé par adsorption de cations dans l'espace interfoliaire (capacité d'échange des argiles).  Daprès la structure du feuillet, on distingue principalement les argiles 1/1 (1 couche tétraédrique+1 couche octaédrique) et les argiles  2/1 (2 tétra. pour 1 octaédrique).
  • 7. CHARGE DES SURFACES ARGILEUSES Les minéraux argileux se caractérisent par une surface électrique non neutre Il existe deux types de charge: - une charge permanente ou structurelle liée aux substitutions ioniques (Al4+ pour Si3+ dans T, Mg2+ ou Fe2+ 3+ pour Al dans O).Toutes ces substitutions entraînent une différence de potentiel électrique, l’argile devient électronégatif (signe négatif); - une charge de surface variable selon le pH du milieu, liée au réactions chimiques qui se produisent à la surface des minéraux ou suite à l’adsorption de surface, de signe + ou -.
  • 8. CAPACITÉ D’ÉCHANGE CATIONIQUE (CEC) la capacité d’une argile à échanger des cations. Elle mesure la concentration en cations non fixés dans la couche diffuse et dépend de la charge totale (charge de surface et structurale). La CEC est fonction du pH, elle est généralement donnée pour un pH neutre.
  • 9. L’Eau dans les argiles Les minéraux argileux comprennent différents types d’eau ou d’ions OH dans leur structure, caractérisés par leur énergie de liaison.
  • 10. L’analyse thermo-gravimétrique consiste à suivre la perte en poids d’un minéral argileux en fonction de la température de chauffe. Perte de l’eau adsorbée, généralement vers 80-90°C Perte de l’eau absorbée dans l’espace interfoliaire, disposée en 1 ou 2 couches, vers 100- 200°C Perte des ions OH de la structure (eau cristalline), débutant à partir de 500°C.
  • 11. PROPRIÉTÉS DES ARGILES Les minéraux argileux se caractérisent par trois propriétés principales: - leur forme et leur surface spécifique; - leur capacité d’adsorption d’eau et de gonflement; - leurs multiples possibilités d’échanges ioniques.
  • 12. DEGRÉ D’HYDRATATION Le degré d’hydratation varie d’une famille argileuse à une autre. Certains minéraux argileux ont la capacité d’incorporer dans leur structure des molécules d’eau. Cette eau modifie la dimension de la couche en provoquant son gonflement. Ces argiles sont appelées argiles gonflantes “swelling clays ”. Exemple : les smectites, vermiculites. L’incorporation d’eau est réversible à la pression atmosphérique et dépend de la température et de la pression de vapeur. Plus l’air est humide, plus l’argile pourra incorporer de l’eau.
  • 13. HYDROLYSE L’hydrolyse correspond à une réaction chimique entre un sel et de l’eau pour former un acide et une base. L’hydrolyse est synonyme d’une "destruction" par de l’eau, elle consiste en une soustraction progressive d’ions à partir du matériel parental. Les ions les plus mobiles sont soustraits en premier lieu (Na, K, Ca, Mg, Sr). Les éléments de transition sont évacués plus tard (Mn, Ni, Cu, Co, Fe) mais avant Si. L’Al est l’élément le moins mobile. L’hydrolyse attaque les parties les plus exposées du minéral c-à-d la surface externe.
  • 14. SCHÉMATISATION DE L’HYDROLYSE 1- lessivage d’un cation (Na, K) par ouverture d’un feuillet. 2- migration d’un cation octaédral vers l’interfoliaire pour compenser le déficit de charge. 3- migration vers l’octaèdre et finalement vers l’interfoliaire des cations tétraédriques (Si, Al). Ces cations seront évacués par la suite en solution
  • 15. CONSÉQUENCES DE L’HYDROLYSE / HYDRATATION En présence de l'eau; * les argiles monovalents s'hydratent facilement, les cations monovalents (Na+, K+) s'ionisent facilement à partir de la surface des argiles. les argiles polyvalents s'hydratent moins facilement, les cations polyvalents (Ca++, Mg++) s'ionisent moins facilement à partir de la surface des argiles.  les argiles sodiques fixent les Ca++ et Mg++ de l'eau et restituent les ions Na+. argile calcique, magnésienne ne cédera les Ca++ et Mg++ qu'en présence d'eau concentrée en Na+.
  • 16. Les argiles fixent l'eau par adsorption à leur surface et augmentent de volume par gonflement, (un mètre cube d’argile contient environ 500 l d’eau, soit près de la moitié de son volume). Elles constituent ainsi une réserve d'eau. Les argiles imbibées d’eau sont imperméables. Si l'on veut parfaire le caractère imperméable des argiles, on les traite au chlorure de calcium (augmentation de la structure dispersée qui favorise l'imperméabilité). En fait, les ions Ca++ pénètrent dans les argiles et les "disloquent".
  • 17. ADSORPTION ET ÉCHANGE D'IONS, PROPRIÉTÉS IMPORTANTES DES ARGILES. - La présence de ces ions échangeables entre les feuillets d'argile est importante car elle permet la nutrition des plantes, en particulier pour l'assimilation de Ca++, Mg++, K+. - Les processus d'échange ionique permettent de réaliser la fixation d'ions indésirables tels que des pesticides ou des déchets toxiques ou radioactifs. - Un cation Ca++ prend la place de 2 ions H+ qui s'associent aux ions OH- pour former de l'eau. - Deux cations K+ prennent la place d'un cation Ca++ qui s'associe aux ions CI- pour former CaCI2 , un sel soluble qui peut être entraîné par l'eau.
  • 18. La composition chimique des eaux souterraines reflète la composition minéralogique des roches de l’aquifère et peut être utilisée pour localiser les aires de recharge, l’origine des eaux souterraines (météorique, marine, fossile, magmatique et métamorphique) et des différents composés chimiques (carbonate, sulfate, nitrate et ammonium). Les compositions chimiques de l’eau peuvent aussi donner des informations sur les processus d’inter-action eau-roche.
  • 19. Références: Les argiles : http://progsystem.free.fr/argiles.htm Les argiles : http://www.u-picardie.fr/~beaucham/mst/argiles.htm http://fr.wikipedia.org/wiki/Argile Cours en ligne : http://www.ulg.ac.be/urap/cours.htm Suspensions argileuses et leurs applications http://www.mssmat.ecp.fr/IMG/pdf/CoursEcoleCentral2006_Lecolier 1.pdf Site de l'aléa retrait-gonflement. : http://www.argiles.fr/ Prévention du risque retrait - gonflement : http://www.brgm.fr/Fichiers/dossier_commuPresse/argile.pdf Abrégé de mécanique des sols : http://www.engref.fr/coursenligne/Mecasol/mecasol.html Merci