Conclusion

Les sols latéritiques sont des matériaux meubles formés en milieu tropical, composés

d’une fraction granulaire constituée de pisolithes ou de nodules ferrugineux emballés dans une

matrice fine limono-argileuse. Les pédologues distinguent les processus géologiques

conduisant à la configuration des paysages, des processus pédologiques qui aboutissent à la

formation de ces sols et donnent à ces derniers la définition suivante : « les sols latéritiques sont

des complexes dynamiques formés à partir d’une roche mère par l’action des facteurs du

milieu ». Ces matériaux sont caractérisés par leur teneur particulièrement élevée en oxydes et

hydroxydes de fer et/ou d’alumine (sesquioxydes). La teneur en oxydes de fer peut atteindre

dans certains cas jusqu’à 80% du produit dû à la ferralitisation. Le fer est généralement retrouvé

sous forme de goethite FeOOH ou d’hématite Fe

2

O

3

, l’alumine sous forme de gibbsite Al(OH)

3

ou boehmite AlO(OH) et les argiles dont la plus commune aux sols résiduels tropicaux est la

kaolinite Al

2

Si

2

O

5

(OH)

4

. Ce matériau renferme aussi une grande quantité de silice libre ou

combinée.

Les profils latéritiques au sens pédologique sont caractérisés par des niveaux ou horizons

A, B, C et D dans le cas où les quatre horizons sont bien différenciés. Dans les profils

latéritiques les oxydes et hydroxydes de fer s’accumulent dans l’horizon B. L’horizon D

correspond à celui de la roche saine, l’horizon C la zone de lessivage ou horizon de roche

altérée, appelé également la saprolithe. La confusion sur les théories de la genèse et définition

des matériaux latéritiques qui a subsisté pendant au moins un siècle et demi a rendu leur

caractérisation difficile.

Il apparaît que le phénomène de latéritisation se manifeste essentiellement par une

altération chimique et physico-chimique et/ou transformation des minéraux originels de la

roche mère tels que les minéraux argileux et les constituants latéritiques majeurs (Fe, Al, Ti

et Mg).

Trois principales phases de latéritisation sont à distinguer :

 la première phase (lessivage primaire) : se manifeste par une altération

physico-chimique complète ou partielle des minéraux originels de la roche mère et une

libération de faibles quantités de minéraux originels et de gels de sesquioxydes.

 la deuxième étape (lessivage secondaire ou latéritisation) : se caractérise par un

lessivage partiel ou complet des bases et la silice combinée, couplé à d’autres

processus chimiques favorisant la dissociation, la mobilisation, la migration et

l’accumulation des éléments insolubles tels que les oxydes de fer et d’aluminium.

 la troisième étape consiste : à une déshydratation partielle ou complète des colloïdes

hydratés tels que les oxydes de fer et d’aluminium.

65

Ces processus sont couplés aux conditions de drainage, à la topographie du modelé, au

climat et à la composition chimique de l’eau de percolation. L’intensité du lessivage dépend

également de la nature et de l’importance de l’altération chimique des minéraux originels.

Sous climat subtropical à faible intensité d’altération chimique et à faible vitesse de

transformation des sols, l’altération physico-chimique ne dépasse guère le stade de la formation

des argiles, les produits néo-synthétisés étant riches en minéraux argileux avec une

prédominance pour la kaolinite. Des minéraux d’oxydes hydratés de fer et d’aluminium peuvent

être retrouvés en faible quantité.

Sous climat à alternance de périodes chaudes et humides avec un couvert végétal dense,

le lessivage est intense et continu de sorte que les minéraux argileux jadis silicates d’aluminium

hydratés sont détruits dans une altération continue, une partie de la silice est lessivée et l’autre

partie entre dans la synthèse des oxydes d’aluminium comme la gibbsite.

La complexité liée au phénomène de latéritisation au fil de plusieurs périodes géologiques

a eu pour conséquence la mise place d’une grande variété de sols latéritiques. Ces sols peuvent

se différencier en fonction de plusieurs facteurs propres à chaque localité.

La plupart des données de la littérature font ressortir les principaux facteurs influençant

la genèse et les propriétés mécaniques de ces sols. Nous distinguons essentiellement les facteurs

tels que l’origine de la roche mère, les facteurs pédogénétiques, la texture matricielle dans

laquelle se produit l’accumulation des sesquioxydes, le degré de latéritisation, la morphologie,

la composition minéralogique, les facteurs climatiques…etc.

Il n’est pas nécessaire d’insister sur l’importance des graveleux latéritiques dans les

projets de construction en génie civil (routes, barrages en terre, ouvrages d’accès, digues…)

dans les pays tropicaux et subtropicaux. Cependant, l’utilisation de ces matériaux en

construction routière requiert un minimum de conditions pour s’assurer de leur bonne capacité

portante vis-à-vis des niveaux de sollicitation auxquels ils sont soumis.

Les tentatives de mise en place de techniques universelles de caractérisation de ces

matériaux se sont butées à de nombreuses difficultés justement à cause de leur caractère évolutif

spécifique aux conditions particulières de leur mise en place. De nombreuses études et

recherches menées sur les sols latéritiques ont abouti à la conclusion selon laquelle, une étude

représentative de caractérisation de ces sols ou la mise en place de spécifications relatives à leur

utilisation doit se faire sans perdre de vue les facteurs géologiques, génétiques et

minéralogiques d’une part et d’autre part les essais géotechniques standards (si possibles

adaptés localement).

Actuellement les études de génie civil portent sur les propriétés géotechniques de ces

matériaux, principalement la portance, la plasticité et la teneur en fines…etc., pour évaluer leur

aptitude en construction de routes, de barrages en terre et de tout autre ouvrage de génie civil

faisant appel à l’utilisation de ces sols.

66

La majorité des routes des tropiques sont construites avec les sols latéritiques

concrétionnés, ce qui provoque l’apparition d’ondes régulières appelées “tôle ondulée”,

phénomènes liés à des processus vibratoires cycliques imprimés à la chaussée par le passage

des poids lourds.

Un choix adéquat des matériaux latéritiques supposerait donc une étude représentative et

interdisciplinaire (géologie, géotechnique, pédologique, mécanique, minéralogique,

chimique,…etc.) en prenant en compte tous les principaux facteurs de mise en place des

gisements latéritiques et la caractérisation de ces derniers conformément aux techniques

appropriées. Un intérêt particulier pour une utilisation efficiente de ces sols serait la mise en

relation des facteurs génétiques et minéralogiques d’une part et les méthodes de caractérisation

physico-mécaniques et géotechniques d’autre part.

CHAPITRE II

69

2 CHAPITRE II : METHODOLOGIE GENERALE D’ETUDE

2.1 Introduction

L’évaluation de l’aptitude des graveleux latéritiques en couches de chaussée, dans la

grande majorité des projets d’étude routière en Afrique tropicale ne s’intéresse qu’à la

caractérisation mécanique et géotechnique. Les analyses fines ne sont en aucun cas considérées

dans le cadre des études de projet. Or de nombreuses études montrent que ces analyses apportent

des détails considérables sur le rôle de la microstructure et la composition minéralogique sur

les performances mécaniques des graveleux latéritiques. À ce problème s’ajoute le manque de

spécification exclusivement dédiée à une caractérisation plus réaliste. La plupart des techniques

de caractérisation des sols résiduels sont basées sur des spécifications étrangères dont les

procédures d’essai ont été déduites à partir des expériences effectuées sur des sols aux facteurs

environnementaux forts différents des conditions climatiques qui règnent en zone tropicale. Par

ailleurs, les données retrouvées dans la littérature montrent que les propriétés mécaniques et

géotechniques des sols latéritiques sont très souvent en relation avec les facteurs

compositionnels et environnementaux tels que le drainage, la nature de la roche-mère, la

pluviométrie, etc. La morphologie et l’aspect textural représentent aussi des informations très

utiles à l’étude des sols résiduels.

Les travaux effectués dans le cadre de la thèse concernent les graveleux latéritiques situés

dans la partie centrale du sud-ouest du Niger. Cette étude a pour objectif principal d’estimer

l’effet des facteurs génétiques et environnementaux sur les propriétés considérées pour

l’évaluation de l’aptitude des graveleux latéritiques en construction. L’étude concerne un

ensemble de sept (7) gisements latéritiques. D’autres facteurs climatiques tels que la

pluviométrie, le mode de drainage, les températures moyennes, le modelé et la végétation sont

considérés au besoin pour étayer certaines tendances au cas où les données recueillies ne

suffisent pas à dégager des conclusions plus précises. Les échantillons ont été prélevés dans

l’horizon B d’accumulation des oxydes de fer car c’est généralement l’horizon qui comporte

les graveleux latéritiques aux propriétés satisfaisantes. L’ensemble des données géotechniques

sont réunies et exploitées statistiquement afin de procéder à une analyse de leur variabilité. Les

caractéristiques de portance sont également évaluées via les méthodes courantes de

détermination de la densité sèche à l’optimum Proctor et l’évaluation de l’indice CBR par

l’essai de poinçonnement. Les caractéristiques mécaniques de cisaillement et de compressibilité

respectivement évaluées à l’aide de la boite de cisaillement et la cellule œdométrique

complètent la caractérisation en favorisant une compréhension de leur comportement

mécanique vis-à-vis des sollicitations extérieures apportées par les charges roulantes lorsque

ces sols sont utilisés en couche d’assise.

Par ailleurs, les analyses chimiques et minéralogiques permettent de mettre en relief

l’effet de la composition chimique sur les propriétés géotechniques et mécaniques des sols

latéritiques. Parmi les méthodes utilisées, les unes permettent une évaluation qualitative et les

autres une évaluation semi-quantitative des composés chimiques. Le bilan qualitatif des

minéraux contenu dans les sols est obtenu par la diffractométrie des rayons X.

70

La méthode permet de distinguer qualitativement les minéraux mais aussi une

semi-quantification grossière de la proportion de chaque phase minérale.En revanche, la technique

ne donne pas d’information sur la combinaison et l’arrangement des différentes phases

minérales contenues dans les échantillons de sol. Ceci justifie l’utilisation de la microanalyse

X à l’EDS via le Microscope Électronique à Balayage (MEB). L’observation au MEB combinée

à la microanalyse X par EDS est très complémentaire à la DRX qui est plus macroscopique.

L’analyse EDS permet notamment de décrire l’association et l’arrangement des différentes

phases minérales. Les analyses DRX et au MEB sont complétées par les analyses ATD-ATG,

basées sur la calcination des échantillons de sol à haute température. Les départs de masse à des

températures spécifiques correspondent à certaines phases minérales contenues dans le sol. Les

résultats ainsi déduits sont utiles à une étude plus structurée et plus réaliste du comportement

géotechnique et géomécanique des sols latéritiques avant leur sélection en couche de chaussée.

Cette analyse, pour être efficiente ne saurait se passer de la prise en compte de l’influence de la

variabilité induite par les facteurs compositionnels et environnementaux.

Dans ce chapitre, nous feront tout d’abord un bref résumé des caractéristiques in-situ des

gisements latéritiques de la zone d’étude c’est-à-dire la situation géographique, le contexte

géologique et les informations sur la végétation, le modelé et la pluviométrie. Nous

présenterons ensuite les procédures de caractérisation géotechnique, mécanique et

minéralogique de ces sols en précisant l’appareillage utilisé pour la réalisation de chaque essai.

2.2 Données générales des sols latéritiques de la zone d’étude

Dans le document Caractérisation et valorisation des matérieux latéritiques utilisés en construction routière au Niger (Page 91-97)