interactions des fondations et des sols gonflants : pathologie ... - Pastel

Pour cette raison, si des cations de calcium, de sodium, d’aluminium, de sodium,
d’hydrogène, etc. sont attirés à la surface du paquet, les paquets élémentaires
s’uniront facilement en micro-agrégats (granules) assez résistants à l’eau
(Berezantsev et al., 1961 ; Filliat et al., 1981).
La charge surfacique négative du granule « g » et celle des cations fortement liés et
immobiles qui l’entourent forment la double couche électrique. La théorie de la
double couche électrique a été développée par Gouy (1910, 1917) et par Chapman
(1913), cités par Nerpin et Bondarenko (1966). Les charges des cations de la
première couche (1, figure 9) ne suffisent pas à équilibrer les charges de la surface
des granules. C’est pourquoi, lorsque l’on s’éloigne de la surface de séparation ont
trouve encore une couche (2, figure 9) dans laquelle des cations se trouvent, bien
que dans une moindre mesure, sous l’influence de l’attraction des charges négatives.
Le potentiel électrique total s’atténue progressivement, à mesure que l’on s’éloigne
de la surface du granule, et les cations de la seconde couche, appelée couche
diffuse, sont fixés moins fortement au granule et possèdent une certaine mobilité.
Le noyau minéral (du granule « g », figure 9), entouré par la couche des cations fixes
et des molécules d’eau fortement liées (1), constitue la particule argileuse
élémentaire.
La particule argileuse élémentaire avec sa couche diffuse (2) est appelée micelle.
La particule d’argile et les cations qui l’entourent se trouvent dans un milieu dispersif
aqueux et, dans la mesure où la composition des cations adsorbés ne reste pas
constante lorsque la concentration et la composition en sels du milieu aqueux varie, il
se produit des échanges d’ions.
La molécule d’eau est globalement neutre mais, dans la mesure où les atomes
d’oxygène et d’hydrogène ne sont pas disposés de façon symétrique et possèdent
des charges opposées, les molécules d’eau constituent des dipôles (figure 10).
Lorsqu’ils tombent dans le champ d’action du potentiel électrique d’une particule
d’argile ou d’un cation, les dipôles d’eau sont attirés par leur surface. Il se produit ce
qu’on appelle l’hydratation des particules et des cations avec adsorption d’une
enveloppe hydratée.
Figure 9 Structure du grain minéral
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