Argile
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Formation

Les argiles désignent de très fines particules de matière arrachées aux roches par l'érosion. Observées au microscope, elles ont la forme de plaquettes, ce qui explique leur plasticité. La plupart de ces particules proviennent de la désagrégation de roches silicatées : du granite (mica et feldspath), du gneiss ou encore des schistes. Ces particules sont transportées par le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel à tous les phénomènes...) ou l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) sous forme de limon ou de vase. Les fleuves véhiculent des argiles qui finissent par se déposer en alluvions, dans le cours d'eau lui-même, à son embouchure, dans un lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il suffit que la profondeur, la superficie, ou le volume soit suffisant pour provoquer une stratification, une zonation, ou une...) ou dans la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.). Les dépôts peuvent alors sédimenter et former une roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du sous-sol est formé par un assemblage de minéraux,...) argileuse par diagenèse : déshydratation (La déshydratation est la perte ou l'élimination de l'eau d'un corps. Cette dernière peut être partielle ou totale. Toutefois le terme de...) et compactation. En tant que roches sédimentaires, les affleurements argileux présentent une succession de strates empilées les unes sur les autres, qui ressemblent à un feuillet.

Caractérisation des argiles

Une des manières de reconnaître les argiles est l'analyse par diffraction (La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle qui ne leur est pas complètement transparent ; le phénomène...) de rayons X.

Une simple analyse de diffraction ne donne pas de résultat intéressant : les phases cristallines en elles-mêmes ne sont pas différentes d'une argile (L'argile (nom féminin) est une roche sédimentaire, composée pour une large part de minéraux spécifiques, silicates en général d'aluminium plus ou moins hydratés, qui présentent une...) à l'autre et du fait de la structure en feuillets, l'argile s'oriente lorsqu'on la dépose sur une lame de verre ; cette orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la boussole) ;) préférentielle gêne l'analyse.

Pour différencier les argiles, on effectue divers traitements visant à modifier l'espace inter-feuillets : chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.), acidification... En regardant l'évolution des pics de diffraction aux faibles angles selon le traitement, on peut reconnaître l'argile. Cette analyse se fait sur une fraction granulométrique donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un événement, etc.), obtenue en mettant l'argile en suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un mode de...) dans l'eau, en agitant et en prélevant à une profondeur donnée après un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de repos donné.

Outre en géochimie, cette technique est également utilisée par la police scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) pour essayer de déterminer l'origine des traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la responsabilité de la Commission européenne dans le cadre du premier pilier...) de terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est...) qui peuvent constituer un indice lors d'une enquête.

Couleurs

Les particules d'argile ne sont nullement responsables de la couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) du sol. La couleur rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), orange, jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même couleur :), vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé...), bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle varie en luminosité du cyan à une teinte plus sombre...) d'un sol (argileux ou non) est due à l'état du fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous...) dans le sol (oxydé dans les 3 premiers cas et réduit dans les deux derniers). Lorsque le sol est de couleur tendant vers le blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux continu, d'où l'image que l'on en donne...), c'est que cet élément a été dissous et évacué hors du profil.

Par ailleurs, argile (nom masculin) est le nom d'une couleur d'un gris neutre très pâle tirant sur le blanc.

Chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des...)

Dans l’eau, les particules d’argile se comportent comme des gouttes d’huile dans la vinaigrette : elles se regroupent et forment des « micelles » en suspension : on dit que l’argile est à l’état « dispersé ». La présence de sels minéraux dissous portant des charges positives (Ca, Mg, K, Na, NH4, Fe, ...) provoque la liaison des micelles entre elles : l'argile est floculée. Cette propriété des argiles va lui permettre d'être liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) à l'état dispersé, pâteuse dans la boue (En sédimentologie, la boue est un mélange d'eau et de particules sédimentaires fines de limons et d'argiles.) et solide dans un sol sec. L'argile est un colloïde (Un colloïde est une substance sous forme de liquide ou de gel qui contient en suspension des particules suffisamment petites pour que le mélange soit homogène. Il ne diffuse pas à travers les membranes...) qui flocule avec des ions +.

Utilisation

Mur (Un mur est une structure solide qui sépare ou délimite deux espaces.) à colombage en torchis (Le Torchis est une technique de construction du type ossature-remplissage. Traditionnellement, l'ossature porteuse principale est constituée de solives bois, complétée par un clayonnage à base de bois,...)

L’argile est un des plus anciens matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) utilisés par l’homme. Pétrie avec de l’eau, elle donne une pâte plastique qui peut être facilement moulée ou mise en forme. Après cuisson, elle donne un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être...) résistant et imperméable. Ces propriétés remarquables sont à l’origine de son utilisation très ancienne pour réaliser des objets en céramique (Premier « art du feu » à apparaître (avant la métallurgie et le travail du verre), la céramique désigne l’ensemble des objets fabriqués en terre qui ont subi une transformation...), en porcelaine... Briques et tuiles sont également fabriquées à partir d’un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi appelée...) d’argile et d’eau moulé sous pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) et cuit à température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations...) suffisamment élevée (1000 à 1200 °C).

Terre cuite

L'argile hydratée est malléable, elle peut être mise en forme ; mise au four (Un four est une enceinte maçonnée ou un appareil, muni d'un système de chauffage puissant, qui transforme, par la chaleur les produits et les objets. En cuisine, il permet de...) (« cuite ») elle prend une consistance solide. Ces propriétés en font un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés...) de choix pour la fabrication d'objets.

Une terre argileuse destinée à la cuisson est souvent appelée glaise ou terre glaise.

On peut appeler la plus grande partie des argiles par les termes terres à faïence ou argiles communes. Ces argiles contiennent assez de fer et d'autres impuretés minérales pour devenir dures, cuites de 950 à 1100 °C environ. À l'état naturel, elles sont grises, verdâtres, rouges ou brunes à cause de l'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde désigne également l'ion oxyde O2-.) de fer et autres comme l'oxyde de titane (Le titane est un élément chimique métallique de symbole Ti et de numéro atomique 22.) qu'elles contiennent.

Cuites, leur couleur peut aller du blanc, du rose au noir en passant par toutes les variétés de jaune, rouge, brun, suivant la qualité particulière de chaque argile et les conditions de cuisson. La majorité des poteries dans le monde (Le mot monde peut désigner :) sont faites avec ce genre d'argile, ainsi que les briques, les tuiles, les tuyaux et autres productions similaires.

L'argile rouge commune peut être très plastique, et même trop plastique et trop collante pour être employée seule ; d'autre part, il arrive qu'elle ne le soit pratiquement pas à cause de la présence de sable (Le sable, ou arène, est une roche sédimentaire meuble, constituée de petites particules provenant de la désagrégation d'autres roches dont la dimension est comprise entre 0,063 et 2 mm.) ou d'autres débris rocheux.

Le potier et le sculpteur recherchent une terre à faïence douce et plastique, qu'ils peuvent éventuellement modifier en ajoutant un peu de sable d'argile non plastique, de la chamotte, ou des fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) de cellulose.

Le briquetier, lui, recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...) une terre moins fine contenant du sable et d'autres débris non plastiques, qu'il pourra presser, sécher et cuire, sans crainte de gauchissement, de fentes ou de retrait excessif.

Enfin on peut pratiquer une « minéralurgie » pour éliminer ou ajouter les éléments indésirables ou nécessaires sur les argiles, afin de leur donner les caractéristiques nécessaires à leur utilisation plus ou moins industrielle.

Terre crue (Terre crue est le terme utilisé pour désigner la terre, utilisée avec le moins de transformations possible en tant que matériau de construction. Le terme terre crue permet surtout de marquer la différence avec la terre...)

Voir : terre-argile en particulier pour les emplois thérapeutiques de l'argile.

La terre-papier est une argile contenant des fibres de cellulose, qui présente une grande résistance lorsqu'elle est sèche. La terre-papier est un matériau de création et de décoration qui adhère sur toute surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...) poreuse et peut recevoir des peintures, pigments et patines.

Autres utilisations

Des chercheurs en science des matériaux (La science des matériaux regroupe les domaines qui étudient la matière qui constitue les objets. Cela va des roches (en géologie) aux métaux en passant par les...) travaillent sur l'intégration d'argile dans des polymères. Les plaquettes d'argiles peuvent produire un renforcement (déviation des fissures dans les polymères « choc », c'est-à-dire devant résister aux chocs). Par ailleurs, elles peuvent gêner la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information), voire de « vaporisation »...) de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière...), et notamment de gaz combustibles issus de la pyrolyse lors d'un feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation appelée combustion.), améliorant ainsi la résistance au feu du polymère.

Certaines argiles kaolinites très pures permettent de rendre la pâte à papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est considéré comme un...) blanche, toutefois ce procédé est de moins en moins utilisé, elle est remplacée, par le carbonate de calcium précipité (En chimie et en métallurgie, un précipité est la formation d'une phase dispersée hétérogène dans une phase majoritaire. La formation d'un précipité est...).

Dans les peintures, l'ajout de charges minérales comme la bentonite permet d'obtenir la rhéologie souhaitée et améliore aussi la stabilité des suspensions.

  • Cataphorèse

Certaines argiles sont utilisées en fonderie (La fonderie est l'un des procédés de formage des métaux qui consiste à couler un métal ou un alliage liquide dans un moule pour...), pour réaliser les moules.

L'argile était utilisé par la civilisation summéro-akadienne (les Sumériens de Mésopotamie). De petites boules d'argile étaient aplaties pour former un rectangle (En géométrie, un rectangle est un quadrilatère dont les quatre angles sont des angles droits.) approximatif afin de pouvoir y inscrire de l'écriture cunéiforme. Les Sumériens utilisaient des sortes de sceau-cylindre. Ces cylindres étaient gravés à l'intaille, et lorsqu'on les faisait rouler en appuyant sur l'argile, ils laissaient une empreinte en relief (Le relief est la différence de hauteur entre deux points. Néanmoins, ce mot est souvent employé pour caractériser la forme de la surface de la Terre.).

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