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Sols argileux



  1. #1
    newphy

    Sols argileux


    ------

    Bonjour à tous,
    dans le cadre d'un TPE concernant la fertilisation des volcans, j'aimerais s'il vous plait, que vous m'expliquiez comment l'argile stocke t-elle l'eau, les minéraux...C'est à dire les réactions chimiques & cie...J'ai trouvé des informations sur des sites mais c'est vraiment trop compliqué, donc si il y a quelqu'un qui peut m'expliquer tout ça simplement et développé je lui en serais très reconnaissant
    Dans l'attente de vos futures réponses.
    Newphy.

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    streshydrique

    Re : Sols argileux

    Bonjours, je ne suis pas géologue, mais je peut peux être te fournir des élément de compréhension.

    Déjà, l'argile sont de très fine particule minérale, par ordre decroissant en taille, on va du caillou, sable, limon, puis argile. Ces particule sont organisée en feuillet.

    Cela veut dire que les particules d'argile on beaucoup du surface de contact, or autour des particule il y a des charge positive et négative ainsi les diverse ions vont pouvoir être absorbé, les minéraux ainsi que l'eau, quand on parle eau on a trop tendance a penser H2O, alors que HO- et H30+ sont très important, ainsi il va se former une couche d'eau et de minéraux autour des particules. c'est une donné très important en agronomie, on classe l'argile en trois catégorie par rapport a leurs capacité d'adsorption (montmorillonite, kaolinite et ilite) permettant de gérer la fertilisation du sol.

    Le truque c'est que l'argile est poreuse (il y a beaucoup de vide entre les particule) mais très peu perméable (les particule sont trop proche pour permettre un écoulement de l'eau sans être attiré vers ces particules)

  4. #3
    Tawahi-Kiwi

    Re : Sols argileux

    Citation Envoyé par newphy Voir le message
    J'ai trouvé des informations sur des sites mais c'est vraiment trop compliqué
    Salut,

    Tu veux dire des sites internets ou des sites cristallographiques ?

    Je vais completer un peu la reponse de streshydrique en reprenant depuis le debut, en tentant de faire passer le message. Si ca t'echappes, n'hesites pas redemander des infos.

    Dans les produits emis par un volcan, on a notamment des feldspaths s.l., des amphiboles, du verre de composition variee. Ces mineraux (ou phases) ne sont pas stables tres longtemps vu la taille des grains et le milieu meteoritique auquel ils sont soumis. Les produits sont des argiles et subissent des reactions reprises sous le terme de bisialitisation (dans les regions temperees) et monosialitisation (dans les regions subtropicales).

    Une reaction non equilibree du type bisialitisation serait du type :
    X KAlSi3O8 + Y H2O --> Z KAl2Si4O10(OH)2 + residus en solutions. (Verifie dans un bouquin de geol un reaction equilibree de bisialitisation parce qu'ici, c'est juste de memoire, pour le principe).

    Le resultat : KAl2Si4O10(OH)2 fait partie d'un groupe appele les phyllosilicates. Leur nom signifie "silicates en feuillets" en relation avec leur structure cristalline. C'est la structure de base que l'on retrouve dans les micas, les argiles, le talc, certaines amiantes.

    Cette structure cristalline permet d'introduire de l'eau sous forme d'hydroxyles. Mais cette eau est une eau structurelle et ne peut pas etre utilise par les vegetaux. Elle ne peut etre remise en circulation que par des reactions metamorphiques de deshydratation.

    Lorsque l'on rentre dans le champ des argiles, la formule chimique d'une argile est assez souple et est du type (K,Na,Ca,H3O+)(Al,Mg,Fe)2[(Si,Al)4((OH)2, H2O). C'est long mais si on a la structure en tete, on s'y retrouve.


    Structure de Muscovite : K Al2 Si4 O10 (OH)2

    Sur la structure de phyllosilicate ci-dessus, les feuillets sont formes de Al2Si4O10(OH)2. Entre ces feuillets, dans le cas des micas, on met le plus souvent un potassium. Les elements alcalins (K,Na,Ca,Rb,Cs) sont de tres gros ions. Ils sont tellement gros que des molecules constituees de petits atomes peuvent les remplacer. C'est le cas de H3O+ ou NH4+. On peut donc remplacer des elements alcalins par de l'eau. Il s'agit aussi d'une eau structurelle, mais elle est beaucoup moins liee a la structure en feuillets que les (OH)-. Elle peut donc s'evacuer et laisser le site interfoliaire vacant si les conditions sont trop seches. Lorsque de l'eau entre sur ce site, l'axe cristallographique "c" augmente et fait gonfler l'argile, c'est une des raisons pour lesquels on appelle ce type d'argile (smectites s.l.), des argiles gonflantes.

    Finalement, il reste l'eau d'hydratation. Lorsque qu'une argile est humide, l'eau a deux comportement. Parce que l'eau est une molecule bipolaire, et parce que les cristaux d'argiles sont souvent tres petits (de l'ordre du micron ou moins), il y a quelques effets de charges electrique qui vont permettre a l'eau de s'adsorber sur les cotes des feuillets, aux limites des cristaux d'argiles. Cette eau partira facilement une fois que ta masse d'argiles n'est plus "boueuse".

    L'autre eau est un eau propre a un solide poreux (qui est le cas d'un sol argileux), par tension superficielle, elle va occuper les espaces entre les cristaux d'argiles et rendre la roche fortement plastique. Cette eau peut partir en partie par gravite, en partie par evaporation.

    Illite : (K,H3O+)(Al,Mg,Fe)2[(Si,Al)4((OH)2, H2O)
    Montmorillonite : (Na,Ca,H3O+)<1(Al,Mg,Fe)2[(Si,Al)4((OH)2).nH2O

    (Le .nH2O de la montmorillonite est la representation, dans une formule chimique, d'eau adsorbee).

    Il existe un grand nombre de mineraux dans le groupe des argiles. Grossierment, on peut les separer en 5 groupes.
    Le groupe de la kaolinite : pas de site interfoliaire et des demi-feuillets. la formule est du type Al4Si4O10(OH)8. Elles peuvent aussi adsorber de l'eau et quelques cations alcalins.
    Le groupe des smectites : Le site interfoliaire est incomplet, elles contiennent beaucoup d'eau adsorbee (ex : Montmorillonite, nontronite, saponite...)
    Le groupe de l'illite: Le site interfoliaire est plus complet. Il s'agit d'un mica fortement hydrate.
    Le group des chlorites : Site interfoliaire absent, vaguement similaire a la kaolinite, sauf que Al est remplace par Fe et Mg. (Mg,Fe,Mn)5Al)[Si3AlO10(OH)8
    Le groupe poubelle : d'autres argiles aux structures plus particulieres comme la sepiolite ou l'attapulgite.

    A part le groupe poubelle, tout les intermediaires existent entre ces groupes ainsi qu'avec les micas, le talc, la brucite etc...

    J'espere que ca t'aide.

    T-K
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  5. #4
    streshydrique

    Re : Sols argileux

    Merci pour ces explications, je n'avais jamais vu l'argile d'aussi prés .

  6. #5
    newphy

    Re : Sols argileux

    Salut streshydrique, Tawahi-Kiwi et merci de m'avoir répondu aussi bien
    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi
    Tu veux dire des sites internets ou des sites cristallographiques ?
    Des sites internet
    Par contre pourrais-tu me ré expliquer l'histoire des phyllosilicates stp. Parce que c'est super dur à comprendre pour un petit lycéen comme moi toutes ces formules

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    newphy

    Re : Sols argileux

    finalement j'ai rédigé ma partie sans citer ces énormes formules .
    Merci encore.

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  10. #7
    Tawahi-Kiwi

    Re : Sols argileux

    Citation Envoyé par newphy Voir le message
    finalement j'ai rédigé ma partie sans citer ces énormes formules .
    Ouais, j'ai oublier d'expliquer comment lire une formule chimique de mineral.

    Dans le cas ci dessus, il y a K Al2 Si4 O10 (OH)2

    C'est un cas simple et la formule n'est pas si si enorme que ca (si tu savais ce qui existe dans ce domaine...ca rigole pas parfois)

    Dans les formules qui suivent, il s'agit d'une formule similaire a celle ci-dessus. La seule chose, c'est que l'on fait intervenir des substitutions. On remplace une partie des K par des Na; des Al par des Fe, des Si par des Al etc.

    Dans une formules chimique, on represente cela par une parenthese.
    Quand Al2 devient (Al,Fe,Mg)2, cela veut dire qu'une partie de l'aluminium est remplace par le fer et le magnesium.

    Des lors, une formule comme celle ci : (K,Na,Ca,H3O+)(Al,Mg,Fe)2[(Si,Al)4((OH)2, H2O) peut s'ecrire schematiquement

    XY2[Z4O10](A)2 ou

    X = somme des K, Na, Ca, H3O+
    Y = somme des Al, Mg, Fe
    Z = somme des Si et Al
    A = somme des OH et H2O

    le X<1 signifie que toutes les positions qui pourraient etre utilisees par des atomes X ne sont pas occupees. Il y a donc des lacunes (trous) dans la structure cristalline.

    T-K
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

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