Argile
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2008-07-24T11:37:54Z
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{{Voir homonymes|Argile (homonymie)}}
[[Image:Clay-ss-2005.jpg|thumb|Argile en Estonie]]
L''''argile''' (nom féminin) est une [[roche sédimentaire]], composée pour une large part de minéraux spécifiques, [[silicate]]s en général d'[[aluminium]] plus ou moins hydratés, qui présentent une structure feuilletée ([[phyllosilicate]]s) qui explique leur [[plasticité]], ou bien une structure fibreuse ([[sépiolite]] et [[palygorskite]]) qui explique leurs qualités d'absorption.
On les classe en trois grandes familles selon l'épaisseur des feuillets (0,7 ou 1 ou 1,4 [[Nanomètre|nm]]), qui correspondent à un nombre de couches d'oxydes tétraédriques (Si) et octaèdriques (Al, Ni, Mg, Fe<sup>2+</sup>, Fe<sup>3+</sup>, Mn, Na, K, ...).
L'interstice entre feuillets peut contenir de l'[[eau]] ainsi que des [[ion]]s. Il en résulte des variations de la distance entre feuillets, et donc des variations dimensionnelles macroscopiques de l'argile quand elle s'hydrate (dilatation) ou s'assèche (contraction pouvant provoquer des fissures)
Les minéraux les plus communs dans les argiles sont :
* la [[kaolinite]] (0,7 nm) (notamment dans le kaolin, en anglais, ''China clay'' : « argile de Chine »), de formule Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>Al<sub>2</sub>(OH)<sub>4</sub> est blanchâtre, pâteuse et grasse ; on l'utilise en céramique et pas seulement dans la fabrication de la [[porcelaine]] (gisement historique, maintenant épuisé, dans la région de [[Limoges]]) ;
*Les minéraux du groupe de la [[halloysite]] sont composés par le même feuillet que la kaolinite mais leur empilement est désordonné, avec translations aléatoires dans les deux directions ''a'' et ''b''. Il existe deux formes d’halloysite :
**déshydratée, avec la même formule chimique que la kaolinite et épaisseur proche de celle de la kaolinite : 0,72 nm ;
**hydratée, dont l’épaisseur est environ 0,1 nm, qui correspond à celle de la kaolinite plus une couche d’eau (0,29 nm) ;
*la [[montmorillonite]], dont une forme, qui a pour formule Si<sub>4</sub>O<sub>10</sub>Al<sub>5/3</sub>Mg<sub>1/3</sub>Na<sub>1/3</sub>(OH)<sub>2</sub>, est connue sous l'appellation de ''terre de Sommière'' utilisée comme détachant ou comme ''bentonite'' employée en génie civil en raison de ses propriétés colloïdales (plastifiant dans les [[mortier (matériau)|mortier]]s). À la différence de l’halloysite, plusieurs couches d’eau peuvent prendre place entre deux feuillets de montmorillonite et par conséquent la séparation entre deux feuillets peut aller de 0,96 nm à la séparation complète ;
*l'[[illite]], (1 nm) de formule KAl<sub>2</sub>(AlSi<sub>3</sub>O<sub>10</sub>)(OH)<sub>2</sub> est la plus répandue, c'est elle qui sert à la fabrication des objets en terre cuite. La structure des illites est proche de celle des [[mica]]s mais en diffère par le degré de substitution Si/Al (inférieur dans l’illite), la présence de potassium (inférieure dans l’illite) et pour un certain degré de désordre dans l’empilement des feuillets.
*les [[vermiculite]]s (environ 1,4 nm, comme les [[chlorite]]s, qui baisse à 1 nm suite à réchauffement). Le feuillet a une composition proche du [[talc]] ; toutefois, dans le talc il est neutre, tandis que dans les vermiculites il possède une charge négative, comme dans les chlorites. Cette charge négative est compensée par des ions magnésium hydratés placés entre les feuillets. L’eau d’hydratation des ions magnésium dans la région interfoliaire est éliminée par réchauffement, ce qu’explique la diminution de la période.
À noter que ces minéraux ne se rencontrent pas isolément, mais dans des roches composées d'un mélange de minéraux typiques des argiles et d'autres minéraux ou matériaux associés (sable, oxyde de fer, calcaire, débris végétaux).
En [[géotechnique]], où l'on s'intéresse avant tout au comportement mécanique des sols, on désigne par argile les matériaux de [[granulométrie]] inférieure à 2 [[micromètre]]s (entre 2 et 50 µm, on parle de [[Limon (roche)|limon]]).
Les terres argileuses sont composées d'éléments très fins, provenant de la dégradation mécanique et chimique de roches préexistantes (en particulier les [[mica]]s et les [[feldspath]]s). On trouve les bancs d'argile dans les sédiments déposés par l'érosion des eaux depuis l'ère [[Tertiaire (géologie)|Tertiaire]], au pied des montagnes et dans les grandes vallées fluviales.
== Caractérisation des argiles ==
Une des manières de reconnaître les argiles est l'analyse par [[diffraction de rayons X]].
Une simple analyse de diffraction ne donne pas de résultat intéressant : les phases cristallines en elles-mêmes ne sont pas différentes d'une argile à l'autre et du fait de la structure en feuillets, l'argile s'oriente lorsqu'on la dépose sur une lame de verre ; cette [[orientation préférentielle]] gêne l'analyse.
Pour différencier les argiles, on effectue divers traitements visant à modifier l'espace inter-feuillets : chauffage, acidification... En regardant l'évolution des pics de diffraction aux faibles angles selon le traitement, on peut reconnaître l'argile. Cette analyse se fait sur une fraction granulométrique donnée, obtenue en mettant l'argile en suspension dans l'eau, en agitant et en prélevant à une profondeur donnée après un temps de repos donné.
Outre en [[géochimie]], cette technique est également utilisée par la [[police scientifique]] pour essayer de déterminer l'origine des traces de terre qui peuvent constituer un indice lors d'une enquête.
===Couleurs===
Les particules d'argile ne sont nullement responsables de la couleur du sol. La couleur rouge, orange, jaune, vert, bleu d'un sol (argileux ou non) est due à l'état du [[fer]] dans le sol (oxydé dans les 3 premiers cas et réduit dans les deux derniers). Lorsque le sol est de couleur tendant vers le blanc, c'est que cet élément a été dissous et évacué hors du profil.
== Formation ==
Les argiles désignent de très fines particules de matière arrachées aux roches par l'[[érosion]]. Observées au microscope, elles ont la forme de plaquettes, ce qui explique leur plasticité. La plupart de ces particules proviennent de la désagrégation de roches silicatées : du [[granite]] ([[mica]] et [[feldspath]]), du [[gneiss]] ou encore des [[schiste]]s. Ces particules sont transportées par le vent ou l'eau sous forme de [[limon (roche)|limon]] ou de [[boue|vase]]. Les fleuves véhiculent des argiles qui finissent par se déposer en [[alluvion]]s, dans le cours d'eau lui-même, à son embouchure, dans un lac ou dans la mer. Les dépôts peuvent alors [[sédimentation|sédimenter]] et former une roche argileuse par [[diagenèse]] : [[déshydratation]] et [[compactation]]. En tant que [[roche sédimentaire|roches sédimentaires]], les affleurements argileux présentent une succession de [[strate (géologie)|strate]]s empilées les unes sur les autres, qui ressemble à un feuillet.
== Utilisation ==
[[Image:Lehm ausfachung.jpg|thumb|Mur à colombage en torchis]]
L’argile est un des plus anciens matériaux utilisés par l’homme. Pétrie avec de l’eau, elle donne une pâte plastique qui peut être facilement moulée ou mise en forme. Après cuisson, elle donne un objet résistant et imperméable.
Ces propriétés remarquables sont à l’origine de son utilisation très ancienne pour réaliser des objets en céramique, en porcelaine...
Briques et tuiles sont également fabriquées à partir d’un mélange d’argile et d’eau moulé sous pression et cuit à température suffisamment élevée (1000 à 1200 °C).
=== [[Terre cuite]] ===
L'argile hydratée est [[ductilité|malléable]], elle peut être mise en forme ; mise au [[four]] (« cuite ») elle prend une consistance solide. Ces propriétés en font un matériau de choix pour la fabrication d'objets.
Une terre argileuse destinée à la cuisson est souvent appelée '''glaise''' ou '''terre glaise'''.
On peut appeler la plus grande partie des argiles par les termes terres à [[faïence]] ou argiles communes. Ces argiles contiennent assez de [[fer]] et d'autres impuretés minérales pour devenir dures, [[cuisson|cuites]] de 950 à 1100 °C environ. À l'état naturel, elles sont grises, verdâtres, rouges ou brunes à cause de l'oxyde de fer et autres comme l'oxyde de [[titane]] qu'elles contiennent.
Cuites, leur couleur peut aller du blanc, du rose au noir en passant par toutes les variétés de jaune, rouge, brun, suivant la qualité particulière de chaque argile et les conditions de cuisson. La majorité des [[poterie]]s dans le monde sont faites avec ce genre d'argile, ainsi que les [[Brique (matériau)|brique]]s, les [[tuile]]s, les tuyaux et autres productions similaires.
L'argile rouge commune peut être très [[déformation plastique|plastique]], et même trop plastique et trop collante pour être employée seule ; d'autre part, il arrive qu'elle ne le soit pratiquement pas à cause de la présence de sable ou d'autres débris rocheux.
Le potier et le sculpteur recherchent une terre à faïence douce et plastique, qu'ils peuvent éventuellement modifier en ajoutant un peu de sable d'argile non plastique, de la [[chamotte]], ou de la [[cellulose]].
Le briquetier, lui, recherche une terre moins fine contenant du sable et d'autres débris non plastiques, qu'il pourra presser, sécher et cuire, sans crainte de gauchissement, de fentes ou de retrait excessif.
Enfin on peut pratiquer une « [[minéralurgie]] » pour éliminer ou ajouter les éléments indésirables ou nécessaires sur les argiles, afin de leur donner les caractéristiques nécessaires à leur utilisation plus ou moins industrielle.
=== Terre crue ===
Voir : [[terre-argile]] en particulier pour les emplois thérapeutiques de l'argile.
=== Autres utilisations ===
Des chercheurs en [[science des matériaux]] travaillent sur l'intégration d'argile dans des [[polymère]]s. Les plaquettes d'argiles peuvent produire un renforcement (déviation des fissures dans les polymères « choc », c'est-à-dire devant résister aux chocs). Par ailleurs, elles peuvent gêner la [[Diffusion de la matière|diffusion]] de [[gaz]], et notamment de gaz [[combustible]]s issus de la [[pyrolyse]] lors d'un [[feu]], améliorant ainsi la résistance au feu du polymère.
Certaines argiles kaolinites très pures permettent de rendre la pâte à papier blanche, toutefois ce procédé est de moins en moins utilisé, elle est remplacé, par le [[carbonate de calcium]] précipité.
Dans les [[peinture]]s, l'ajout de charges minérales comme la [[bentonite]] permet d'obtenir la [[rhéologie]] souhaitée et améliore aussi la stabilité des suspensions.
* [[Cataphorèse]]
Certaines argiles sont utilisées en [[fonderie]], pour réaliser les moules.
L'argile était utilisé par la civilisation summéro-akadienne (les [[Sumérien]]s de [[Mésopotamie]]). De petites boules d'argile étaient aplaties pour former un rectangle approximatif afin de pouvoir y inscrire de l'écriture cunéiforme.
Les Sumériens utilisaient des sortes de sceau-cylindre. Ces cylindres étaient gravés en bas-relief, et lorsqu'on les faisait rouler en appuyant sur l'argile, ils laissaient une empreinte en haut relief.
==Voir aussi==
* [[archéomagnétisme]]
* [[argile blanche]]
* [[complexe argilo-humique]]
* [[géophagie]]
* [[marne (roche)]]
* [[poterie]]
* [[sol argileux constructible]]
* [[terre-argile]]
* [[adobe (brique)]]
{{Wiktionnaire|argile|Argile}}
{{Commons|Category:Clay|l'argile}}
==Liens externes==
* [http://paleosite.free.fr/mesact/poterie/argile.htm Préparation et collecte de l'argile]
* [http://www.art-logic.info/annecy/Argile-cellulosique-Fabrication-et Préparation de l'argile cellulosique]
* [http://lasante.net/argile/ "argilothérapie", utilisation de l'argile pour la santé, la cosmétique ou la maison]
* [http://www.argiles.fr/ carte de France des sols argileux]
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