LA STABILISATION DE LA LATERITE

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LE PROCESSUS DE LATERISATION

Le phénomène de latérisation est un processus de formation des sols spécifiques aux régions tropicales chaudes et humides. Il s’agit d’une altération de la roche-mère dont la caractéristique essentielle réside dans la mise en solution puis le départ de la silice. Ce phénomène de lessivage s’accompagne d’un enrichissement en fer et en alumine sous forme d’oxydes Fe2O3 et Al2O3. Certains facteurs ont une influence prépondérante sur l’altération des roches et la formation des sols latéritiques qui en découlent, ce sont :

 Le climat (pluviométrie, température, bilan hydrique) ;

 La topographie (érosion et drainage) ;

 La végétation (matière organique, bactéries, acides humiques) ;

 La roche-mère.

Le climat

L’influence du climat sur la formation des latérites est multiforme :

La température intervient dans la réaction physique et chimique nécessaire à la formation des sols. Ses grands écarts journaliers ou saisonniers associés au bilan hydraulique et à la prédominance de l’activité bactérienne conduisent à la destruction de minéraux argileux formés.

Le processus s’arrête au niveau de la formation de ces minéraux argileux dans les régions tempérées. Maignien (1966) [1], a remarqué que la majorité des sols latéritiques contemporains se développent sous des températures moyennes annuelles qui avoisinent 25 °C. On peut en conclure que les latérites se forment dans les régions où la température est élevée.

Les précipitations sont nécessaires à la formation des latérites, mais restes très variables dans la littérature sous attendu. Mais Maignien (1966) [1], aussi a remarqué que les valeurs des précipitations peuvent être différentes pour un sol sous climat tropical à saison peu étalée et pour un sol sous climat équatorial à précipitation étalée ;

L’action de l’eau est indispensable sur le devenir du produit final : pour un bilan hydrique excédentaire entraîne un lessivage des éléments comme CaO, MgO, Na2O, K2O et SiO2 et pour un bilan hydrique déficitaire une accumulation d’oxyhydroxyde, principalement du fer et de l’alumine.

La topographie

Le relief conditionne le drainage et contrôle la vitesse de l’altération. D’après de nombreuses études, il y a une relation entre les différentes formes de terrain et les caractéristiques des latérites:

les latérites indurées, sont associées à des topographies subhorizontales et à des plateaux élevés ou ayant des ondulations douces, mais rarement à des pentes raides.

pour la forte pente, elles ont de couleur plutôt rouge due à la présence des oxydes de fer.Elle est plus proche de brun et du jaune que rouge dans la pente moyenne, due à la présence des oxyhydroxyde de fer du type goethite (Fe2O3, H2O) ou limonite (2Fe2O3, 3 H2O).

La latérite tendra vers le gris ou le noir en arrivant dans la zone plate.

La végétation

Le rapport entre le climat et les latérites débouche nécessairement sur le rapport entre le type de végétation et les latérites. Gluka et Eshart, cités par Maignien (1966) [1], soutiennent que la latérite ne peut se former que sous végétation forestière et que l’induration suivrait la disparition du couvert forestier. C’est ainsi que les latérites durcies sont plus répandues dans les régions de savane. Les formes nodulaires sont très courantes dans les régions forestières.

La végétation influe sur la teneur en éléments grossiers des horizons superficiels des sols latéritiques en limitant l’érosion (les débris de quartz et gravillons se concentrent par suite de l’entraînement des matériaux fins par les eaux de ruissellement). L’action des racines provoque aussi une certaine homogénéisation de ces matériaux.

La nature de la roche mère

En Afrique sub-saharienne, notamment en Afrique de l’ouest, la latérisation peut se réaliser sur des roches basiques sous une pluviométrie de 1100 mm/an alors que sur des granites riches en quartz cette limite s’élève à 1250 – 1300 mm/an.

REPARTITION DES LATERITES DANS LE MONDE

Les latérites sont largement répandues à travers le monde, dans les régions intertropicales semi – humides et humides du globe, mais plus particulièrement dans les régions intertropicales d’Afrique, d’Australie, de l’Inde, du sud-est asiatique et d’Amérique du sud (Figure 2).

Selon P. Segalen (1994), la latérite se développe partout sous les tropiques, là où la température et les pluies sont suffisantes, c’est- à dire des sols où l’altération des minéraux des roches tendra à l’individualisation, des oxydes de fer et d’aluminium avec départ de la silice.

En Afrique, on trouve des latérites dans toute la partie centrale chaude et largement arrosée. Cet immense territoire renferme la cuvette congolaise ainsi qu’une grande partie de l’A.O.F. et de l’A.E.F. C’est dans des pays comme la Guinée, la Sierra Leone, le Libéria, la Côte d’Ivoire que les premiers exemples de latérites ont été décrits et étudiés par des savants français et étrangers. Pour Madagascar, les parties centrales et orientales qui sont bien arrosées par l’alizé sont des zones de latérites.

En Asie et aux Indes, les latérites sont développées dans la partie péninsulaire et en particulier sur la côte ouest dans les provinces de Bihâr, Orissa, Chota – Nagpur. De vastes étendues sont latéralisées au Thaïlande, en Malaisie, en Indochine, les terres du Bien Hoa sont bien connues.

En Chine du sud, on a noté quelques latérites. Australie est latéritique sur ses côtes Nord et Nord – Est les plus arrosées.

L’Amérique centrale, le Brésil, jusqu’au 30° de latitude Sud présentent de vastes étendues latéritiques.

LES CONSTITUANTS DES LATERITES

Les latérites sont composées de :

 Sesquioxydes d’aluminium, principalement gibbsite, plus rarement boehmite ;

 Sesquioxydes de fer, goethite (FeOOH ou Fe2O3,H2O) et hématite (Fe2O3) surtout ;

 Argiles, essentiellement kaolinite, en mélange fréquent avec un peu d’illites, et unesérie de produits alumineux et alumino-ferrugineux amorphes ;

 Des matériaux résiduels ou détritiques en proportions variées.

 L’Aluminium qui se présente sous forme d’oxyde. La gibbsite ou hydragillite (Al(OH3)) est le minéral le plus fréquent ; le boehmite (AlOOHK) est moins reconnu et souvent en quantité moindre. L’aluminium existe également sous une forme combinée à la silice dans la kaolinite (Si2O5Al2(OH)4) pour le demi maille. Le silicium est de ce fait un constituant habituellement sous forme combinée. Il se présente aussi sous forme de quartz ;

 Le Titane qui est sous forme d’ilménite FeTiO3 ;

 Le Manganèse qui apparaît aussi sous forme d’oxyde en faible quantité. Le tableau 1 représente les constituants majeurs de la latérite.

LA CLASSIFICATION DES LATERITES

La classification des latérites a attiré très tôt l’attention des chercheurs. Cette classification est définie suivant les auteurs soit par un fort pourcentage d’alumine libre, soit par la présence d’agrégation de substances étrangères.

Lacroix (1913) distingue les latérites comme suit :

•Les latérites vraies contiennent plus de 90 % d’hydroxydes ;•Les latérites silicatées contenant de 90 à 50 % d’hydroxydes ;•Les argiles latéritiques contenant de 10 à 50 % d’hydroxydes. Baeyens retient comme critères principaux de classification la nature des roches mères et l’autochtonie ou l’allochtonie des sols.

Pour Edelman, les critères retenus dans ces classifications sont la couleur, la nature de la roche mère, la présence de cuirasse, la composition chimique, la jeunesse ou la maturité du sol, et parfois, la nature du couvert végétal.

En 1941, Aubert conserve comme principal critère de distinction le taux des « éléments latéritiques », c’est-à-dire des hydrates de fer, alumine et titane. Cette classification établit trois grandes catégories :

•Les « latérites proprement dites » contiennent plus de 50 % d’éléments latéritiques. Il convient d’y rattacher les latérites à cuirasse, connues sous les noms vernaculaires de « bowé » en Guinée et de « tampoketsa » à Madagascar.

•Les « terres latéritiques », ou « sols d’argiles latéritiques », qui contiennent moins de 50

% d’éléments latéritiques, mais qui comportent souvent des concrétions. Ces terres latéritiques se subdivisent en :

 « Terres grises », forestières, à l’horizon éluvial accentué ;

 « Terres rouges » dont l’horizon éluvial est très restreint ;

 « Terres noires » à nappe phréatique peu profonde ;

 « Terres jaunes » contenant moins de 10 % d’éléments latéritiques.

•Les « sols alluviaux latéritiques »

Le tableau 2 récapitule une classification plus simple des sols latéritiques donnée par A. Lacroix.

LES CARACTERISTIQUES DE LA LATERITE

Caractéristiques physiques

Les résultats des recherches effectués sur les latérites ont permis de tirer qu’elles apparaissent sous des formes morphologiques variées.

En 1946, Pendleton et Sharasuvana ont reconnu les deux formes physiques suivantes : vacuolaires et pisolithiques qui sont distinctes selon les latérites. D’après eux, Il y a encore plusieurs formes intermédiaires entre ces deux formes.

Certaines chercheurs comme Du Preez (1949) ont défini la latérite comme une masse vacuolaire, concrétionnée, cellulaire, vermiculaire et en scories ou pisolithiques.

Pour les latérites vacuolaires, elles peuvent être tendre ou de dureté variable (la dureté croît avec les teneurs en fer, les latérites les plus dures sont aussi les moins hydratées), et ont souvent une matière terreuse dans leur cavités. Ce type de latérite apparaît assez souvent en surface.

La latérite cellulaire en scories possède de nombreuses cavités vides séparées par une matière ferrugineuse, d’apparence similaire à celle qui sépare la substance terreuse dans la latérite vacuolaire. D’habitude, cette latérite est de couleur sombre et peut avoir une surface brillante. Sa dureté est variable et friable.

Généralement, la latérite nodulaire est ferrugineuse et apparaît comme une vertu superficielle ou comme une composante du sol. [14], [15]

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Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : GENERALITES ET ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE I: La lATERITE
I.1. Définitions
I.2. Le Processus de latérisation
I.2.1. Le climat
I.2.2. La topographie
I.2.3. La végétation
I.2.4. La nature de la roche mère
I.3. Répartition des latérites dans le monde
I.4. Les constituants des latérites
I.5. La classification des latérites
I.6. Les caractéristiques de la latérite
I.6.1. Caractéristiques physiques
I.6.2. Caractéristiques chimiques
I.6.3. Caractéristiques minéralogiques
I.6.4. Autres caractéristiques
I.7. Structure de la latérite
I.7.1. Structure pisolithique
I.7.2. Structure vermiforme
I.8. Utilisation des latérites
I.8.1. Utilisation en construction
I.8.2. Utilisation en céramique et métallurgie
I.8.3. Utilisation en agriculture
CHAPITRE II: LA STABILISATION DE LA LATERITE
II.1. Définition
II.2. Objectif de la stabilisation
II.3. Paramètres de la stabilisation
II.4. Types de stabilisation
II.4.1. Stabilisation mécanique
II.4.2. Stabilisation physique
II.4.3. Stabilisation chimique
II.4.4. Stabilisation biotechnologique
II.4.5. Les facteurs écologiques dominants
II.4.6. Les stabilisants
CHAPITRE III: LES POLYMERES
III.1. Historiques
III.2. Définitions
III.2.1. Les types de Polymère
III.3. Propriétés générales des polymères
III.4. Structure physique des polymères
III.4.1. Etat amorphe
III.4.2. Etat amorphe orienté
III.4.3. Etat cristallin
III.4.4. Etat semi-cristallin
III.5. Classification des polymères
III.5.1. Classification selon leur déformation
III.5.2. Classification selon leur plasticité
III.5.3. Classification selon leur mode d’obtention
III.5.4. Classification selon les applications
CHAPITRE IV: LES MATIERES PLASTIQUES
IV.1. Définition
IV.2. Obtention de la matière plastique
IV.2.1. Origine de la matière plastique
IV.2.2. Les adjuvants
IV.2.3. Les additifs
IV.3. Famille des plastiques
IV.3.1. Les thermoplastiques
IV.3.2. Les thermodurcissables
IV.3.3. Les élastomères
IV.4. Utilisations des matières plastiques
IV.5. Le polyéthylène (PE)
IV.5.1. Définition
IV.5.2. Caractéristiques du PE
CHAPITRE V: LES MATERIAUX COMPOSITES
V.1. Matrices
V.1.1. Résines thermodurcissables
V.1.2. Résines thermoplastiques
V.2. Les charges
V.3. Les Renforts
V.4. Technologie de mise en oeuvre
V.4.1. Moulage au contact
V.4.2. Moulage par projection simultanée
V.4.3. Moulage par injection basse pression de résine – RTM
V.4.4. Moulage à la presse à froid « voie humide » basse pression
DEUXIEME PARTIE : ETUDES EXPERIMENTALES
CHAPITRE VI: ANALYSE GRANULOMETRIQUE DE LA LATERITE
VI.1. Localisation du lieu de collecte de la latérite
VI.2. Définitions
VI.3. Matériels
VI.4. Méthodes
VI.5. Résultats
CHAPITRE VII: ESSAI DE FABRICATION AU NIVEAU LABORATOIRE
VII.1. Confection du moule
VII.2. Préparation des matières premières
VII.2.1. La latérite
VII.2.2. Les Plastiques
VII.3. Procédés de confection des éprouvettes
VII.3.1. Pesage
VII.3.2. La cuisson
VII.3.3. Moulage
CHAPITRE VIII: RESULTATS ET DISCUSSION
VIII.1. Caractérisation du matériau
VIII.1.1. La Porosité
VIII.1.2. La Densité
VIII.1.3. Comportement à l’incendie du matériau
VIII.1.4. Test de la résistance à la compression
VIII.2. Résultats et discussion
VIII.2.1. La porosité
VIII.2.2. La densité
VIII.2.3. Comportement du matériau à l’incendie
VIII.2.4. La résistance à la compression
CHAPITRE IX: FABRICATION DES MATERIAUX A L’ECHELLE SEMI-INDUSTRIEL
IX.1. Conception de l’appareillage
IX.1.1. La presse à brique autobloquante
IX.1.2. Le malaxeur
IX.1.3. Le système de chauffage
IX.2. Les différentes étapes de fabrication de la brique à l’échelle semi-industrielle
TROISIEME PARTIE : EVALUATION TECHNICO-ECONOMIQUE ET ENVIRONNEMENTALE
CHAPITRE X: EVALUATION ECONOMIQUE
X.1. Les raisons du choix du projet
X.1.1. Prépondérance des matières premières
X.1.2. Politique de développement socio-économique
X.1.3. Besoin en brique
X.2. Evaluation économique
X.2.1. Caractéristiques de l’unité de production
X.2.2. Schéma de processus de production
X.2.3. L’usine de production
X.2.4. Présentation du produit
X.2.5. Matériels de production lors des cinq premières années
X.2.6. Organisation du travail pendant les cinq premières années
X.2.7. Etude financière du projet
CHAPITRE XI: APPROCHE ENVIRONNEMENTALE
XI.1. Définitions
XI.1.1. Environnement
XI.1.2. Impacts environnementaux
XI.2. Identification des impacts
XI.2.1. Impacts négatifs
XI.2.2. Impacts positifs
XI.2.3. Mesure de prévention
XI.3. Comparaison des impacts par rapport aux autres processus de stabilisation de production de brique sur l’environnement
XI.3.1. Production des briques en terre cuite
XI.3.2. Production de briques par le processus de stabilisation à la silice active et le ciment
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ET WEBOGRAPHIQUES
ANNEXES