Étude des propriétés hydriques et des mécanismes d ... - sacre

Chapitre 2 : Caractérisation morphologique des matériaux
solution d’acide chlorhydrique dont la concentration est ajustée suivant la dissolution progressive des
cristaux de calcite afin d’avoir un pH constant et égal à 3. Après dissolution totale de la calcite, la
solution est neutralisée et est ensuite analysée par granulométrie laser en voie liquide. La répartition en
taille des grains non dissous par l’acide est donnée à la figure II.10.
Volume cumulé, %
(a)
(b)
Figure II.10 : granulométrie laser des grains non dissous par l’acide dans le cas du tuffeau blanc (a)
et de la pierre de Sébastopol (b)
Après attaque acide, la calcite ayant disparue, il ne reste donc en suspension que les grains de
quartz, d’opale et les minéraux argileux pour le tuffeau, et les grains de quartz et quelques minéraux
détritiques pour la pierre de Sébastopol. Les résultats obtenus confirment les observations faites par
microscopie électronique. En effet, le tuffeau possède une large gamme en taille de grains avec des
diamètres de 5 µm à 600 µm. On observe une forte proportion de grains autour de 20 µm de diamètre,
représentant environ 40 % du volume des grains inattaquables par l’acide, qui correspondrait aux
sphérules d’opale. Et près de la moitié des grains possède une taille supérieure à 50 µm et au regard
des images de microscopie, il s’agit essentiellement du quartz, qui peut se rencontrer avec des grains
de grande taille, et des minéraux argileux (glauconite, mica). Dans le cas de la pierre de Sébastopol, la
répartition en taille de grains est un peu plus restreinte (de 5 µm à 300 µm de diamètre) avec deux
domaines bien distincts : l’un centré sur 10 µm de diamètre, généré par des petits cristaux de quartz et
minéraux lourds (rutile, …), et l’autre assez étroit autour de 100 µm à 200 µm de diamètre et
représentant plus de la moitié du volume des grains inattaquables par l’acide. Ce dernier domaine
confirme les observations faites par microscopie qui montraient en coupe des grains de quartz
d’environ 100 µm de diamètre.
3. Le milieu poreux
L’agencement plus ou moins compact de ces grains solides engendre un espace vide qui n’est pas
occupé par des éléments minéraux : le milieu poreux. Dans le cas des pierres sédimentaires, il apparaît
comme un réseau continu et tortueux formé de pores représentant des espaces inter ou intragranulaires
dont les caractéristiques géométriques sont difficiles à préciser car ils sont irréguliers dans leur taille et
leur forme et communiquent par des connexions plus ou moins larges.
72
100
80
60
40
20
V cum
V diff
Tuffeau blanc
0
0
0,1 1 10 100 1000
Diamètre des particules (µm)
7
6
5
4
3
2
1
Volume différentiel, %
Volume cumulé, %
Kévin Beck (2006)
Pierre de Sébastopol
100
V cum
7
80
V diff
6
5
60
4
40
3
2
20
1
0
0
0,1 1 10 100 1000
Diamètre des particules (µm)
Volume différentiel, %