Depuis les temps les plus anciens, l’humanité a une association étroite avec l’argile. De l’utilisation comme matériau de construction, dans la poterie, pour traiter les affections digestives humaines à une multitude d’utilisations industrielles, l’argile est un ingrédient clé dans le monde matériel dans lequel nous vivons.

Commercialement, les argiles les plus importantes sont connues sous le nom de kaolin et de bentonite

D’où vient l’argile?

L’argile est un matériau mou, lâche et terreux contenant des particules dont la granulométrie est inférieure à 4 micromètres (µm). Il se forme à la suite de l’altération et de l’érosion des roches contenant le groupe minéral feldspath (connu sous le nom de « mère de l’argile ») sur de vastes étendues de temps.

Pendant l’altération, la teneur en feldspath est modifiée par hydrolyse (réaction avec l’eau) pour former des minéraux argileux tels que les kaolinites (les principaux minéraux des argiles de kaolin) et les smectites (les principaux minéraux des argiles de bentonite).

Minéraux argileux

Un minéral est un matériau cristallin naturel qui a une gamme spécifique ou limitée de compositions chimiques.

Les minéraux argileux ont une structure en forme de feuille et sont composés de groupes silicate principalement disposés tétraédralement et aluminate disposés octaédralement.

La kaolinite est le principal minéral des argiles à kaolin. C’est un minéral argileux 1: 1 – l’unité de base est composée d’une couche 2D (2D) de groupes silicates étroitement liés à une couche 2D de groupes aluminates.

Dans tout le minéral, il existe une structure tétraédrique (À) en couches avec un emballage serré entre les couches. Cet emballage serré – comme les pages d’un livre fermé – empêche la kaolinite de rétrécir lorsqu’elle est sèche ou de gonfler lorsqu’elle est mouillée.

Les minéraux de smectite se trouvent dans les argiles de bentonite. Contrairement à la kaolinite avec sa disposition en feuille, ces minéraux ont une structure en feuille tétraédrique / octaédrique / tétraédrique (TOT).

Il en résulte un arrangement TOT TOT TOT, avec un espace entre chaque unité TOT.

L’eau peut envahir l’espace entre les couches, de sorte que les argiles de bentonite gonflent lorsqu’elles sont humides et rétrécissent lorsqu’elles sont sèches.

Dépôts argileux néo-zélandais

On trouve couramment des dépôts argileux en Nouvelle-Zélande. Le gisement de la baie de Matauri (upper Northland) produit de l’argile kaolinique de grande pureté, riche en minéral argileux connu sous le nom d’halloysite. Il est exporté dans plus de 20 pays pour la fabrication de céramiques de haute qualité telles que la porcelaine et la porcelaine fine. Les dépôts d’argile primaire uniques et exceptionnellement blancs (réputés être les argiles les plus blanches du monde) ont été formés à partir de l’altération des roches volcaniques.

La plus grande carrière d’argile bentonite du pays se trouve dans les collines Harper près de Christchurch. La carrière est exploitée pendant les mois secs d’été et l’argile est traitée dans le canton voisin de Coalgate.

L’argile bentonite traitée est utilisée dans la fabrication du papier, pour stabiliser les trous de forage pendant le forage, dans l’agriculture comme milieu de culture et additif alimentaire et dans une gamme d’applications géotechniques et environnementales. Il est de plus en plus utilisé dans le traitement de l’eau, où il aide à éliminer le limon en suspension qui décolore l’eau, et dans la gestion des eaux usées.

Nature de la science

Afin de mieux comprendre la structure fine des minéraux argileux, les pédologues sont de plus en plus dépendants d’instruments de haute technologie tels que le microscope électronique à balayage et l’équipement d’analyse par diffraction des rayons X. Le soutien technique est une partie essentielle de la science.

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