L'halloysite : origine de la variabilité des propriétés physico-chimiques

par Emmanuel Joussein

Thèse de doctorat en Terre solide et enveloppes superficielles

Sous la direction de Sabine Petit.


  • Résumé

    L’halloysite est un minéral couramment observé à travers le monde, principalement dans les andosols et les sols dérivés de dépôts volcaniques, dans les régions tropicales humides ou subtropicales. Elle se différencie notamment de la kaolinite par la présence de molécules d’eau dans son espace interfoliaire. Cependant, l’halloysite présente de nombreuses propriétés physico-chimiques encore mal expliquées comme ses propriétés d’échanges (CEC et sélectivité K) et d’intercalation de molécules organiques, ou encore son état d’hydratation. Dans le but d’étudier les propriétés physico-chimiques de l’halloysite et leurs origines, nous avons sélectionné des échantillons purs de référence ou de sols. L’état d’hydratation et la présence ou non de charges permanentes dans l’halloysite sont les paramètres importants gouvernant ses propriétés. L’halloysite-(10Å) est nettement plus réactive que son homologue déshydraté, l’intercalation des molécules organiques ou de composés ioniques étant favorisée. Les propriétés de charge et la sélectivité K+ des halloysites étudiées varient avec l’état d’hydratation du minéral, une partie des sites chargés devenant inaccessible après déshydratation. Certaines halloysites possèdent des surfaces chargées mais la présence de charges permanentes liées à des substitutions hétérovalentes ou à des impuretés n’a pas été mise en évidence dans les échantillons étudiés. Les charges permanentes dans l’halloysite seraient induites par des défauts structuraux liés à des défauts de répartition de protons.

  • Titre traduit

    Halloysite : origin of the variability of the physical chemistry properties


  • Résumé

    Halloysite clay minerals occur widely around the world, and are a major component of Andisols and soils derived from volcanic materials in wet tropical and subtropical regions. The structure and chemical composition of halloysite are similar to those of kaolinite but the unit layers in halloysite are separated by a monolayer of water molecules. However, halloysites present various characteristics toward their cation exchange capacity, potassium selectivity, hydration state, and intercalation properties. To better understand their physical chemical properties, reference and soil halloysites were used. The hydration state and the presence of charges are the key factor controlling the specific properties of halloysite. For the same sample, the intercalation of organic molecules or salts is favoured when the halloysite is hydrated. Their charge properties and K selectivity are influenced by the hydratation state. Many charged sites becomes innaccessible after dehydration. The presence of permanent charge due to heterovalent substitutions or to impurities was not evidenced in the studied samples. These permanent charges could be induce by structural defects due to defects in the distribution of protons.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (232 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. pages multiples.

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