6. Caractérisations lithologique, minéralogique et géotechnique des
6.3. CARACTERISATION MINERALOGIQUE DES FORMATIONS ARGILEUSES ET
6.3.1. Définition du critère minéralogique et barème
Les phénomènes de retrait-gonflement s'expriment préférentiellement dans les minéraux argileux appartenant au groupe des smectites (montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, sauconite) et, dans une moindre mesure, au groupe des interstratifiés, alternance plus ou moins régulière de feuillets de natures différentes, lorsque ceux-ci comportent des smectites au sein de leur structure, par exemple smectites/illite ou illite/smectites. La vermiculite est aussi connue pour sa sensibilité au phénomène de retrait-gonflement. La caractérisation minéralogique des argiles se détermine par des analyses de diffractométrie aux rayons X.
Le critère minéralogique est basé sur le pourcentage moyen de minéraux gonflants (smectites et interstratifiés) présents dans la phase argileuse. Les notes de 1 à 4 sont attribuées en fonction des coupures suivantes :
% moyen de minéraux
gonflants Susceptibilité Note minéralogique
< 25 % faible 1
25 à 50 % moyenne 2
50 à 80 % forte 3
> 80 % très forte 4
Illustration 39 – Hiérarchisation des formations en fonction du pourcentage de minéraux gonflants
6.3.2. Source des données
De manière générale, les dossiers de demande de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle, ne contiennent jamais de caractérisation des minéraux argileux composant les formations géologiques identifiées comme susceptibles. De même, les expertises de sinistres se basent assez rarement, pour effectuer leur diagnostic, sur des analyses aux rayons X, qui sont relativement coûteuses.
Les sources pour la caractérisation minéralogique des formations argileuses et marneuses du département de l’Ille-et-Vilaine proviennent :
- de données contenues dans les notices des cartes géologiques du département et des départements limitrophes ;
- de données bibliographiques, notamment les données de la thèse de Janine Estéoule-Choux (1967), de rapports de prospection et de caractérisation de gisements d’argile en Bretagne du BRGM (Le Berre, 1982) et d’études spécifiques concernant les argiles de la région Bretagne (BRGM, 1989);
Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles dans le département de l’Ille-et-Vilaine
84 BRGM/RP-58120-FR – Rapport final
- et des analyses (41) qui ont été réalisées dans le cadre de cette étude mais aussi dans le cadre de la cartographie de l’aléa retrait-gonflement du département du Morbihan.
Ces données ont été complétées par celles issues d’études de cartographie de l’aléa retrait-gonflement déjà menées ou en cours par le BRGM dans des départements voisins. La prise en compte de ces données acquises hors département nécessite bien entendu une extrême prudence mais peut permettre d’orienter le jugement en cas d’absence totale de données locales.
Il est à noter que les données recueillies sont pour l’essentiel des résultats d’analyses diffractométriques aux rayons X, valeurs factuelles qui permettent une hiérarchisation des matériaux selon un critère quantitatif objectif, mais qui présentent l’inconvénient de n’avoir un intérêt que purement local et ne sont pas nécessairement représentatives de l’ensemble de la formation géologique, lorsque celle-ci présente de fortes variabilités spatiales. C’est pourquoi la prise en compte de ces valeurs a été complétée par une analyse plus qualitative, basée sur l’expertise du géologue régional et qui permet d’évaluer la composition probable de la phase argileuse des formations en fonction de ses conditions de mise en place et d’évolutions pédogénétiques ultérieures.
6.3.3. Caractérisation minéralogique des formations argileuses et marneuses du département de l’Ille-et-Vilaine
La caractérisation minéralogique des formations argileuses et marneuses du département est synthétisée par le tableau ci-dessous (Illustration 40)
La détermination du pourcentage moyen de minéraux gonflants a été faite en prenant surtout en compte les analyses réalisées pour cette étude et complétée avec les données de la littérature.
Les analyses réalisées sur le département ont été privilégiées de part leur homogénéité malgré qu’elles ne soient qu’au nombre de 21. Cependant, 20 analyses supplémentaires réalisées pour le département du Morbihan permettent d’avoir une meilleure répartition géographique et une meilleure représentativité dans le calcul de la note minéralogique.
Certaines formations géologiques tels que les alluvions, les colluvions de fond de vallon etc. n’ont pas reçu de note minéralogique en raison d’un manque de données. Il a donc été noté dans les cases correspondantes : « - » du tableau de la caractérisation minéralogique.
Il apparaît donc d’environ, 34 analyses quantitatives et qualitatives, issues de cette étude mais aussi de l’analyse des notices des cartes géologiques que pour le département de l’Ille-et-Vilaine :
I) 3 formations ont été caractérisées par une note minéralogique (4).
II) 5 formations ont été caractérisées par une note minéralogique de (3).
III) 1 formations ont reçu une note minéralogique de (2).
Enfin IV) 11 formations ont reçu des notes minéralogiques de (1).
Les notes minéralogiques de 1 à 4, caractérisent 20 formations géologiques argileuses du département de l’Ille-et-Vilaine, seulement 5 formations argileuses n’ont pas pu être caractérisées et restent sans analyses aux rayons X. Pour certaines, comme les alluvions modernes des rivières ou les dépôts de pente, leur caractère très terrigène empêche une caractérisation minéralogique claire et précise.
Les sources des analyses aux rayons X sont résumées par le tableau ci-dessous.
Lorsque les analyses ont été réalisées pour une étude départementale des sols argileux, il est noté dans le tableau ARG35 (pour aléa retrait-gonflement du 35 ou 56), BRGM si il s’agit d’un rapport BRGM ou encore un nombre à trois chiffres correspondant au numéro de la notice de carte géologique dans la donnée figurait.
Dans les notices des cartes géologiques, la minéralogie des argiles est souvent qualitative plus que quantitative. Cette minéralogie qualitative a été interprétée en minéralogie quantitative suivant la grille ci-dessous.
*SOURCE DES ANALYSES RX = les trois chiffres = n° de carte géologique ; ARG35 = cette étude ; BRGM = étude BRGM antérieure
++++ très dominant 60-80 %
+++ dominant >50%
++ à parité <50%
+ présent ~10%
- non présent 0%
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86 BRGM/RP-58120-FR – Rapport final
Illustration 40 - Synthèse des données minéralogiques et note minéralogique