Analyse multiechelle de dispersions de montmorillonites par diffusion des rayons x : relation entre structure, texture et proprietes macroscopiques de gonflement

par KARINE FAISANDIER

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de CHARLES HENRY PONS.

Soutenue en 1997

à Orléans .

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  • Résumé

    L'organisation des systemes eau-argile en particules, agregats et, dans certains cas, super-agregats impose d'avoir recours, pour leur etude, a une methode permettant la description structurale et texturale de ces systemes a tous les niveaux. Par association des techniques de dpax et dtpax et modelisation du spectre continu d'intensite obtenu, il est possible d'acceder aux parametres structuraux et texturaux decrivant les particules d'une part et les agregats d'autre part. Cette methode, appliquee a des suspensions de trois montmorillonites soumises a des contraintes saline et thermique, montre que : a faible concentration en sel, l'argile se structure en particules laches et desordonnees de 5 feuillets en moyenne. Pour un materiau etudie, ces particules s'associent en agregats. A forte concentration en sel, les particules sont epaisses, peu hydratees et tres ordonnees. Elles sont dans tous les cas associees en agregats. Le passage de l'etat de gel a celui de solide hydrate se fait par une zone de transition dont la nature depend du materiau : il peut y avoir segregation entre la phase gel et la phase solide hydrate, ou interstratification des deux phases. La temperature provoque une dispersion des particules quel que soit l'etat de l'argile. Un hysteresis a de plus ete mis en evidence. Le role specifique du potassium est visible a tous les niveaux d'organisation et dans tous les cas de contrainte. Tout en permettant sous certaines conditions la formation d'un gel quasi-ideal, il conduit a des systemes plus contraints et moins hydrates que le cation sodium par formation de particules heterogenes ou coexistent une phase smectite hydratee et des feuillets collapses. Cette apparition de feuillets collapses a lieu des les tres faibles concentrations en sel. L'analyse multiechelle a permis de reveler l'existence d'une loi de correlation lineaire entre la pente mesuree sur les spectres de diffraction et la porosite des agregats. La connaissance du couple de parametres (pente, porosite) permet de comparer, en terme de compacite, divers lots d'echantillons soumis a differentes contraintes.


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  • Détails : 210 P.
  • Annexes : 50 REF.

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