Caractéristiques chimiques et minéralogiques

1.7.1 Caractéristiques chimiques

Les latérites se caractérisent par des teneurs élevées en sesquioxydes de fer et (ou)

d’alumine par rapport aux autres composants (Autret, 1983 ; Schellmann, 1994 ;

Mahalinga-Iyer & Williams, 1997 ; Bello & Adegoke, 2010 ; Adewuyi & Okosun, 2013). Ces composants

essentiels sont en mélange suivant des proportions variées. Dans certaines latérites les teneurs

en Fe

2

O

3

(hématite) peuvent dépasser 80%, alors que les teneurs en Al

2

O

3

(gibbsite) sont très

faibles (quelques %) ; dans d’autres, au contraire les teneurs en alumine peuvent atteindre 60%

pour quelques pourcents de Fe

2

O

3

(Alexander et Cady, 1962 ; Hamilton, 1964 ; Autret, 1983).

Les teneurs en silice combinée sont faibles dans les latérites riches en sesquioxydes. La silice

combinée se trouve essentiellement sous forme de kaolinite, argile caractéristique de la plupart

des formations tropicales. Si l’alumine constitue parfois le principal composant, ce sont les

sesquioxydes de fer qui sont les plus communs et les plus fréquents. Selon (Maignien, 1962 ;

Hisham, 2013), certaines latérites contiennent des quantités, parfois appréciables de manganèse

et peuvent être exploitées comme minerai (Côte d’Ivoire, Gabon). Il en est de même pour le

titane, fréquemment reconnu et, à un degré moindre, pour le vanadium et le chrome. Si le quartz

est parfois absent ou en faible quantité, il est plus généralement un composant significatif. Il

s’agit surtout de quartz résiduel, en particulier, sur les formations dérivées des roches éruptives

acides.

38

Le degré de latéritisation d’un gisement latéritique est le plus souvent apprécié par le

rapport de la teneur en silice libre et/ou combinée par les teneurs des sesquioxydes (Equation

1-4) c’est-à-dire les oxydes de fer et d’aluminium (Gidigasu, 1972 ; Bagarre, 1990 ;

Schellmann, 1986 ; 2003).

160

102

60

3 2 3 2 2

O

Fe

O

Al

SiO

R

S





Equation 1-4: Relation empirique d'estimation du degré de latéritisation d’un profil latéritique.

Moins ce rapport est élevé, plus le profil est latéritisé. Des ordres de grandeurs du ratio

S/R sont fournis dans le Tableau 1-1. Les sols de ratio supérieur à 2 sont non latéritiques.

Tableau 1-1: Degré de latéritisation des gisements latéritiques en fonction du rapport S/R.

De très nombreux auteurs (Lacroix, 1913; Harrassowitz H., 1926 ; Martin & Doyne,

1927; Dreyfus, 1952), pendant de très longues années ont utilisé ce rapport pour caractériser les

latérites. Cependant, cette définition ne fait pas l'unanimité, la controverse venant en partie du

fait que ce rapport permet de séparer les latérites des argiles telles que les kaolinites ; en

revanche, il classe dans les latérites le minerai de fer, la bauxite et de nombreux grès

ferrugineux. Plusieurs auteurs (Florentin, et al., 1957 ; Autret, 1980 ; CEBTP, 1984 ; Bagarre,

1990 ; Robert & Clifford, 2002) réfutent ce paramètre. Selon Autret (1980), ce rapport dépend

beaucoup de la fraction granulométrique (Tableau 1-2).

Tableau 1-2: Rapport S/R selon la fraction granulométrique (Autret, 1980).

Classes SiO2 Al2O3 Fe2O3 S/R

0/20 mm 55,4 15,35 23,9 3

0/2 mm 78,1 12,5 3,1 9

2/20 mm 32,7 18,2 44,7 1,2

La concentration du fer dans les pisolites (fraction 2/20) est manifeste (S/R = 1,2). Les

variations des teneurs en silice, oxydes d'alumine et oxydes de fer doivent donc être appréciées

par une méthode complémentaire, notamment la prise en compte des processus pédogénétiques

(voir §1.8), comme indiqués par Maigien (1954, 1966).

R

S < 1,33 _{Latérites vraies}

1,33 <

R

S < 2 _{Roches latéritiques}

R

39

1.7.2 Caractéristiques minéralogiques

Nombreux sont les chercheurs (Alexander et Cady, 1962 ; Maignien, 1966) qui ont tenté

de compléter les analyses chimiques par des études minéralogiques. La plupart des études

portent sur les lames minces sous microscope polarisant, l’absorption des colorants, les

méthodes d’analyse thermique différentielle, de thermobalance. Aussi les études par la

diffraction des rayons X se multiplient et précisent la composition minéralogique des latérites.

Les données actuellement recueillies permettent de classer les produits constitutifs des

latérites en éléments principaux qui ont un rôle essentiel dans la formation des horizons indurés

et en éléments secondaires indifférents au processus lui-même.

Les premiers sont représentés par des oxydes et hydroxydes d’aluminium, de fer, parfois

de manganèse et de titane, de la silice fréquemment et des argiles. Les seconds constituent les

éléments texturaux des sols en place, produits résiduels ou clastiques. Le fer se trouve dans les

cuirasses sous des formes également variées dont les plus fréquentes sont la goethite

α – Fe

2

O(OH) et l’hématite Fe

2

O

3

. D’autres minéraux dérivant de l’évolution des latérites tels

que les oxydes de fer résiduels (γFe

3

O

4

) et l’ilménite (FeTiO

2

) ont également été observés dans

certains échantillons provenant des sols intertropicaux. Les examens à la lame mince ont révélé

la présence de titane et de manganèse. Le manganèse se concentre facilement en concrétions et

donne des revêtements minces de dioxyde de manganèse de couleur noir-violacée.

Des corps arrondis comme la gibbsite et la boehmite (hydrates d’alumines) se retrouvent

aussi noyés dans la masse de certains sols latéritiques. La gibbsite et la boehmite remplissent

fréquemment les fissures et les pores de la masse et des nodules.

La silice présente dans les latérites, est souvent héritée d’un matériau originel. Elle se

présente le plus souvent sous forme de quartz. La silice combinée est fréquente dans les latérites

sous forme d’argiles. Il s’agit surtout de la kaolinite Al

2

Si

2

O

5

(OH

4

), ou d’argiles du même

groupe telles que les halloysites. La présence d’illite en quantité significative a été reconnue

dans les latérites d’Afrique (Maignien, 1966).

Les latérites dérivant des matériaux quartzeux montrent des grains de quartz répartis au

hasard à travers la masse et les produits concrétionnés. Du quartz, apparemment d’origine

extérieure, s’observe dans les latérites formées sur des roches non quartzeuses (Alexander et

Cady, 1962).

En résumé, les formations latéritiques indurées se caractérisent par la prédominance

d’hydrate d’alumine (gibbsite et boehmite), de sesquioxydes de fer (goethite et hématite) en

mélange variable avec des kaolinites plus ou moins cristallisées, le tout plus ou moins

contaminé par des produits résiduels ou clastiques dont le plus courant est le quartz.

40

1.7.3 Caractéristiques analytiques

D’après Maignien (1966), peu d’études ont été consacrées aux sols latéritiques en

fonction de leur matériau originel. D’une façon générale la majorité des études ne tient compte

que des variations à travers les horizons d’un même profil. Or des recherches

(McFarlane, 1991 ; Alexandre, 2002) tendent à démontrer qu’il y a des relations extrêmement

étroites entre les sols qui s’étagent le long des pentes. Cela fait intervenir l’évolution

géomorphologique du secteur d’étude. Il y a interdépendance entre les sols voisins sur les

formes d’un modelé, ce qui introduit un facteur géographique indispensable à la compréhension

des phénomènes de latéritisation. Ces sols doivent par conséquent être étudiés dans leur

environnement et dans leur histoire. La plupart des latérites sont de très vieux sols parfois

fossiles. Ils reflètent les conditions d’un milieu actuellement disparu (Lyon Associates, 1971).

Ainsi les cuirasses des plus anciennes surfaces d’Afrique sont probablement d’âge Tertiaire

(Greigert, 1957 ; Gidigasu, 1976 ; Autret 1983). Même s’ils évoluent encore, les profils ont

certainement passé à travers plusieurs fluctuations climatiques.

À travers ces observations générales certaines caractéristiques restent constantes

(Maignien, 1966) :

 les altérations sont extrêmement poussées avec pertes de bases et de silice,

 il y a une forte individualisation suivie d’une accumulation de sesquioxydes de fer et

(ou) d’alumine,

 les néosynthèses kaoliniques sont constantes, mais variables en intensité,

 les complexes absorbants sont extrêmement désaturés et les tendances à l’acidification

du milieu sont marquées.

Dans le document Caractérisation et valorisation des matérieux latéritiques utilisés en construction routière au Niger (Page 64-67)