ARGILES

Sculpture en argile (chamotte)
S. Martin

Les argiles ont été utilisées très tôt dans l'histoire de l'humanité, après le silex et la pierre taillée. Ce matériau possède des propriétés plastiques particulières : facilement modelable, il peut être figé de façon irréversible, ce qui a permis les premières applications domestiques (vases, plats, etc.) et culturelles (statuettes, supports d'écriture...). Depuis lors, les applications industrielles et domestiques n'ont cessé de se développer. Les argiles se trouvent aujourd'hui dans de nombreux produits, qu'elles soient utilisées comme matière première de base (par exemple, le kaolin dans la fabrication de céramique) ou comme adjuvant ou additif (le kaolin pour la fabrication de charges minérales utilisées dans l'industrie papetière).

Les constituants des argiles – les minéraux argileux –, de taille nanométrique à micrométrique, sont invisibles à l'œil et à la loupe. Ils ne peuvent être observés que par diffraction des rayons X, microscopie électronique et microanalyse chimique, spectrométrie infrarouge ou par d'autres méthodes plus spécifiques. Les argiles sont souvent associées à la fraction inférieure à 2 micromètres (0,002 mm) ou à 4 micromètres (0,004 mm) dans la classification des roches sédimentaires. Les minéraux contenus dans les roches argileuses sont majoritairement des phyllosilicates (silicates hydratés lamellaires ou fibreux). Ce sont ces minéraux qui confèrent à la roche ses propriétés particulières. Abondantes et accessibles à la surface de la Terre, les argiles sont les constituants principaux des sols ; elles représentent près de la moitié des roches sédimentaires.

Structure et propriétés des argiles

Structure des minéraux argileux

Les minéraux argileux sont des phyllosilicates comme le sont les cristaux de micas (biotite ou muscovite) qui se débitent en lamelles lorsqu'ils sont macroscopiques. Le feuillet élémentaire de chaque espèce peut être décrit par un agencement spécifique de deux types de couches déterminées par la géométrie des polyèdres et la coordinence des cations : la couche tétraédrique et la couche octaédrique. La couche est dite trioctaédrique si tous les sites octaédriques sont occupés par des cations divalents et dioctaédrique si seuls deux octaèdres sur trois sont occupés par des cations trivalents. Pour constituer le feuillet élémentaire du cristal, les couches octaédriques et tétraédriques partagent des ions oxygènes. Lorsque les feuillets présentent une charge électrique négative du fait de substitutions chimiques dans les couches tétraédriques et/ou octaédriques, la neutralité électrique de l'édifice est assurée par l'ajout d'une couche interfoliaire chargée positivement.

Classification des minéraux argileux

Classification des argiles
Encyclopædia Universalis France

La classification des phyllosilicates repose sur un ensemble de critères regroupant le nombre de couches mises en commun dans le feuillet élémentaire, le mode d'empilement et la chimie des feuillets. Il est possible de regrouper la quasi-totalité des minéraux argileux en trois grandes familles structurales. Dans les feuillets de la famille 1 :1, une couche tétraédrique est liée à une couche octaédrique comme c'est le cas de la kaolinite. Dans le feuillet de la famille 2 :1, une couche octaédrique est liée à deux couches tétraédriques comme c'est le cas pour l'illite. Cette famille intègre plusieurs groupes structuraux qui se distinguent par l'absence ou la présence d'une couche interfoliaire ( pyrophyllite et illite respectivement) et par le caractère variable ou non de l'épaisseur du feuillet en fonction de son l'état d'hydratation comme c'est le cas pour la smectite, dont la distance inter-réticulaire peut varier de 1 à 1,5 nanomètre. Le feuillet de la famille structurale 2 :1 :1 se caractérise par la présence d'une couche octaédrique interfoliaire[...]

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Écrit par

Daniel BEAUFORT : professeur des Universités
Maurice PAGEL : professeur émérite à l'université de Paris-XI-Orsay

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Classification

Pour citer cet article

Daniel BEAUFORT, Maurice PAGEL, « ARGILES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL :

« ARGILES ». Dans Encyclopædia Universalis [en ligne]. Consulté le sur

Encyclopædia Universalis, s.v. « ARGILES », Consulté le ,

Médias

La kaolinite

Encyclopædia Universalis France

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