Genèse des latérites
Les sols latéritiques sont d’une grande extension sur la Terre, principalement dans l’hémisphère Sud . Ces sols formés dans des conditions pluviométriques identiques sont connus pour avoir les mêmes caractéristiques morphologiques, minéralogiques et géotechniques (Dumbleton et Nevill, 1962 ; Vallerga et al, 1969 ; Dumbleton et al in Gidigasu, 1976 ).
Il est reconnu que généralement tous les sols résiduels tropicaux évoluent dans des conditions spécifiques vers les latérites. La latérite est un sol rouge qui se forme dans les régions tropicales humides actuelles et qui résulte d’un processus d’altération particulier sous couvert forestier, c’est ce que l’on appelle la ferralitisation ou latérisation ou latéritisation.
La latérite peut se former à partir de n’importe quel type de roche, mais seulement si le climat est chaud et humide sur une période prolongée. Cependant il se forme autant de types de latérites qu’il y a de roches mères. Le cuirassement se développe en climat tropical à saisons contrastées sur tous les types de matériaux silico-alumineux, dans la mesure bien sûr, où ceux-ci sont ferrifères. Le cuirassement ferrugineux s’entretient et se développe sur de grandes épaisseurs (5 à 10 m) dans les vieux paysages caractérisés par un niveau d’eau piézométrique fluctuant mais profond (supérieur à 5 m). Sous ces conditions environnementales, la désagrégation mécanique des roches est très faible, en revanche la décomposition chimique devient extrêmement active.
En outre, les eaux sont fréquemment acides. L’altération atteint alors parfois plus de 100 m de profondeur.
Le cuirassement ferrugineux s’entretient dans le sol, en domaine non saturé au-dessus du toit fluctuant de la nappe aquifère. Ce processus s’exerce à partir de roches pauvres en silice et riche en hydroxydes de fer et d’aluminium. Il consiste en un dépôt presque total de la silice, exportée dans les eaux de lessivage avec des alcalis, et l’accumulation sur place d’hydrate d’alumine (gibbsite) et ses oxydes ou hydrates de fer (goethite, stilpnosidérite) qui donnent au sol une couleur rouge caractéristique.
Caractérisation des latérites et classification des sols résiduels tropicaux
Caractérisation pétrographique
Le profil latéritique se compose d’horizons dont chacun porte une lettre caractéristique. Le matériel parental ou la roche mère non altérée du profil latéritique est désignée par la lettre R. Ce profil cuirassé est généralement constitué de deux groupes d’horizons, tels que les ont décrits Bocquier et al. (1984). L’horizon d’altération (horizon C) autrement appelé saprolite, se divise en deux : saprolite grossière à la base – dont l’un des faciès est appelé arène – et saprolite fine située plus haut – dont l’un des faciès, le plus commun est noté lithomarge.
L’ensemble des horizons du sol proprement dit se divise également en deux : horizon d’accumulation absolue (horizon B), et horizon de lessivage ou d’accumulation relative (horizon A ou E). On retrouve ainsi, de bas en haut, au-dessus de la lithomarge, l’horizon tacheté, l’horizon éluvial lorsqu’il existe, la carapace, la cuirasse et l’horizon de démantèlement superficiel. L’horizon humifère de surface, également lessivé, est classiquement appelé horizon A1. L’horizon de lessivage proprement dit était autrefois appelé A2. Le matériel lessivé de l’horizon A, appauvri, se retrouve naturellement accumulé dans l’horizon B enrichi, de sorte que les profils latéritiques montrent en général la même succession normale des horizons A, B, C. Les lettres majuscules désignent donc des horizons dont le caractère dominant est : l’altération (horizon C), l’accumulation (horizon B), le lessivage ou la lixiviation (horizon A). Cependant, il arrive souvent, comme l’a montré Leprun (1979), que se développe sous l’horizon B proprement dit, un horizon de lessivage sous-cutané qui occupe la place de l’horizon tacheté sous la cuirasse ou la carapace, désigné ici par la lettre E. La lettre E est utilisée pour désigner un horizon éluvial (Duchaufour, 1983 ; Baize et al, 1990). Le profil latéritique cuirassé est ainsi du type A B (E) C ; la succession A B C est obligatoire. L’horizon E sous-cutané, sous ou dans l’horizon B, est facultatif. L’horizon tacheté est donc un horizon tantôt E, tantôt B, et souvent les deux à la fois.
Caractérisation minéralogique et chimique
Les sols latéritiques sont des sols maigres, lessivés et appauvris en silice et en éléments nutritifs fertilisants (Ca, Mg, K, Na). La végétation, comme celle des grandes forêts équatoriales, restes cependant grandement implantés sur ces sols, bien que fragile. Le fer oxydé donne la couleur rouge d’une latérite. La présence importante d’alumine Al2O3 fait que certaines latérites sont appelées bauxites. Les sols latéritiques sont également des réserves importantes d’aquifères, ils filtrent 50 % de l’écoulement global (Tardy, 1993).
La néoformation ou formation de nouveaux minéraux appelés secondaires, par hydrolyse des minéraux primaires des roches altérables, implique la précipitation sur place ou après un court transport en solution, des éléments peu mobiles comme le fer, l’aluminium, le titane, ainsi qu’une partie du manganèse et de la silice. La néoformation de minéraux secondaires implique également l’évacuation en solution des éléments mobiles comme les cations basiques et une partie de la silice, de sorte que les minéraux secondaires latéritiques sont chimiquement pauvres et finalement peu nombreux.
Influence du diamètre des graveleux latéritiques sur la portance
Un mélange granulaire homogène constitué de grosses particules et d’autres de dimensions variables et moins importantes, occupant l’espace intergranulaire, pourrait permettre d’obtenir normalement une portance beaucoup plus élevée par rapport à un mélange constitué de granulats à répartition dimensionnelle moins élargie et constitué d’une proportion de particules grossières, avec un espace intergranulaire important. Lors du compactage d’un mélange granulaire non homogène, le matériau présentera nécessairement des points de faiblesse.
Généralement un emprunt de graveleux latéritiques présente des poches de classes granulaires maximales différentes, ainsi la meilleure des poches deviendra celle qui présentera le mélange le mieux équilibré, avec de préférence un pourcentage de fines compris entre 12 et 25 % de la masse totale des graveleux latéritiques.
Dans le cas des graveleux latéritiques utilisables en couche de base, la masse volumique sèche (à 95 % de l’OPM) doit être comprise entre 2,10 et 2,30 t/m3, tandis que l’indice portant CBR (à 95% de l’OPM) doit être supérieur ou égal à 80 (CEBTP, 1980).
UTILISATION DES LATERITES EN GENIE CIVIL
Utilisation des latérites en B.T.P : La latérite est très bien connue par les peuples asiatiques qui en ont usée pendant plus de 1000 ans, comme matériau de construction. Ils excavaient le sol superficiel et taillaient sur les cuirasses, de larges blocs de roches latéritiques, pour les utiliser ensuite comme matériau de base dans la construction. Les temples d’Angkor sont de fameux exemples de cette utilisation ancienne des latérites dans la construction.
Dans le secteur du bâtiment et des travaux publics, les graves latéritiques sont utilisés comme granulats dans la formulation des bétons hydrauliques utilisés dans la construction d’habitations, de pavés et de canaux d’évacuation des eaux pluviales. Les briques de latérite dure sont également utilisées pour construire des maisons, surtout dans les campagnes.
Utilisation des latérites en construction routière : Les possibilités d’utilisation d’un sol latéritique comme matériau routier sont examinées en considérant sa minéralogie et ses propriétés géotechniques, mais également la consolidation et la perméabilité à l’état compacté. Trois énergies de compactage peuvent être utilisées pour apprécier la compactabilité des graveleux latéritiques: 90, 95 et 100 % de l’optimum Proctor Normal ou Modifié.
Les graveleux latéritiques sont souvent utilisés en couche de base et en couche de fondation en construction routière, au Sénégal. Ils sont également utilisés comme matériau de remblais et pour la construction de digues. Dans tous les cas, les conditions de mise en œuvre sont définies par les spécifications en vigueur. Notamment par celles du CEBTP (1984) dans le guide pratique de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux.
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : GENERALITES SUR LES LATERITES
CHAPITRE 1 : CONTEXTE GEOLOGIQUE DES LATERITES
1.1 Genèse des latérites
1.2 Caractérisation des latérites et classification des sols résiduels tropicaux
1.3 les emprunts des latérites au Sénégal
CHAPITRE 2 : CARACTERISTIQUES DES LATERITES
2.1 Caractères physico-chimiques influençant la portance
2.2 Influence du diamètre des graveleux latéritiques sur la portance
CHAPITRE 3 : UTILISATION DES LATERITES EN GENIE CIVIL
3.1 Utilisation des latérites en B.T.P
3.2 Utilisation des latérites en construction routière
DEUXIEME PARTIE : CARACTERISATION GEOTECHNIQUE DES GRAVELEUX DE SINDIA
CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE L’EMPRUNT DE GRAVELEUX LATERITIQUE DE SINDIA
1.1 Localisation géographique
1.2 Contexte géologique
CHAPITRE 2 : IDENTIFICATION DES ECHANTILLONS DE GRAVELEUX LATERITIQUE DE SINDIA
2.1 Analyse granulométrique
2.2 Détermination des limites d’Atterberg
2.3 Détermination de la teneur en matière organique : méthode par calcination
2.4 Essai au bleu de méthylène
CHAPITRE 3 : CARACTERISATION GEOTECHNIQUE DES ECHANTILLONS DE GRAVELEUX LATERITIQUE DE SINDIA
3.1 Détermination des caractéristiques de compactage à partir de l’essai Proctor modifié
3.2 Détermination de la portance à partir de l’essai CBR
3.3 Essai de perméabilité
CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS
BIBLIOGRAPHIE
