Le gravier et l'argile

1. Le gravier

Définition. Le gravier est un ensemble de fragments de roches dont la taille est comprise entre 2 mm et quelques centimètres (environ 64 mm). Au-delà, on parle de galets puis de blocs. Dans le bâtiment, on distingue les gravillons (petits graviers) et les cailloux, selon leur calibre.

Deux origines.

• Le gravier roulé (naturel) : il provient de l'érosion des roches. Les fragments sont transportés par des courants forts (torrents, rivières en crue) : en roulant, ils s'usent et s'arrondissent. Comme ils sont lourds, ils se déposent près des reliefs ou au fond des lits, dès que le courant faiblit : dans les lits des rivières, les anciennes terrasses et les cônes de déjection au pied des pentes. Ce sont des alluvions grossières. Cimentés, ils forment une roche appelée conglomérat (poudingue si les éléments sont arrondis).
• Le gravier concassé (artificiel) : on l'obtient en broyant des roches dures exploitées en carrière : granite, dolérite, gneiss, quartzite. Ses grains sont anguleux.

Qualités recherchées. Pour un bon béton, le gravier doit être dur et résistant à l'usure, propre (sans argile ni terre, qui empêchent le ciment de bien coller), et de tailles adaptées. Les grains anguleux du gravier concassé s'accrochent mieux au ciment que les grains lisses du gravier roulé.

Exploitation en Guinée.

• Gravier de rivière : ramassé dans les lits et sur les berges, souvent de façon artisanale, puis tamisé.
• Carrières de granite et de dolérite : près des grandes villes et des chantiers routiers. Les étapes sont : décapage de la terre ; abattage de la roche (à l'explosif dans les carrières industrielles, au feu et au marteau dans les exploitations artisanales) ; concassage en fragments ; criblage (tri par tamis selon la taille) ; stockage et vente.

Usages. Béton et béton armé (fondations, poteaux, dalles, ponts) ; couches de chaussées et pistes ; ballast des voies ferrées (dolérite, granite) ; drainage ; filtration de l'eau.

2. L'argile

Définition. Le mot argile a deux sens :

• en granulométrie, ce sont les particules de taille inférieure à 0,002 mm (2 micromètres) ;
• en minéralogie, ce sont des minéraux argileux : des silicates d'aluminium hydratés, formés de feuillets très fins empilés (famille des phyllosilicates). Les principaux sont la kaolinite (très abondante sous les climats tropicaux comme celui de la Guinée), l'illite et les smectites (dont la montmorillonite, qui gonfle beaucoup dans l'eau).

Une roche argileuse est une roche meuble ou peu consolidée formée surtout de ces minéraux ; consolidée, elle donne des argilites puis des schistes.

Formation. Les argiles naissent de l'altération chimique des roches, en particulier des feldspaths du granite et du gneiss, par l'eau : c'est l'hydrolyse. Sous un climat chaud et humide, l'eau de pluie, légèrement acide, décompose le feldspath ; le potassium et une partie de la silice partent en solution, et il reste de la kaolinite :

2 KAlSi₃O₈ + 2 H^+ + 9 H₂O → Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 2 K^+ + 4 H₄SiO₄

(orthose + eau acide → kaolinite + ions potassium + acide silicique dissous)

Si l'altération continue plus longtemps et plus intensément, la kaolinite elle-même perd sa silice : on obtient la bauxite (leçon 11). L'argile peut rester sur place (argiles résiduelles, sous les sols) ou être transportée par les eaux calmes et déposée dans les plaines d'inondation, les marigots, les lagunes et les estuaires (argiles sédimentaires). Les zones basses et marécageuses (bas-fonds) de Guinée en sont riches.

Propriétés de l'argile.

• Plasticité : mouillée, elle se laisse façonner et garde la forme qu'on lui donne ; c'est ce qui permet le modelage des poteries et le moulage des briques.
• Imperméabilité : ses particules très fines et ses feuillets serrés laissent très mal passer l'eau ; les couches d'argile retiennent les nappes d'eau souterraine.
• Gonflement et retrait : elle absorbe l'eau et gonfle, puis se rétracte en séchant (fentes de dessiccation dans les rizières en saison sèche) ; c'est pourquoi il faut sécher lentement les briques et les poteries, sinon elles se fendent.
• Durcissement à la cuisson : chauffée vers 800 à 1 000 °C, l'argile perd l'eau de ses minéraux et ses particules se soudent : elle devient une terre cuite dure et irréversible (elle ne redevient plus plastique dans l'eau).
• Absorption : elle retient l'eau, certains ions et des matières organiques ; les sols argileux gardent bien l'humidité et les éléments nutritifs.

Exploitation et usages en Guinée. L'argile est extraite à la pelle dans les bas-fonds, les berges et les petites carrières, souvent en saison sèche.

• Briques crues (banco, adobe) : argile mélangée à de l'eau et parfois à de la paille, moulée et séchée au soleil ;
• briques cuites et tuiles : moulées, séchées lentement, puis cuites dans des fours ;
• poterie traditionnelle : canaris, jarres, marmites, souvent fabriqués par des femmes potières, un savoir-faire transmis de génération en génération ;
• ciment : il est fabriqué en cuisant un mélange d'environ 80 % de calcaire et 20 % d'argile ;
• céramique et porcelaine (argile kaolinique très pure) ;
• étanchéité : fond des bassins, digues, décharges.

3. Les enjeux de l'exploitation

L'extraction du gravier et de l'argile est indispensable à la construction, mais elle doit être contrôlée :

• carrières : poussières, bruit, projections de roches lors des tirs, paysages défigurés, fosses abandonnées pleines d'eau (noyades, moustiques) ;
• lits de rivières : creusement du lit, effondrement des berges, eau trouble, destruction des lieux de reproduction des poissons ;
• argile des bas-fonds : perte de terres agricoles (rizières, jardins maraîchers) ;
• cuisson des briques : consommation importante de bois, qui aggrave la déforestation et la pollution de l'air.

Solutions : réglementer et autoriser les sites d'extraction, reboucher et reboiser les carrières après usage, protéger les berges, utiliser des fours plus économes en bois, développer les briques de terre compressée (argile mêlée d'un peu de ciment, pressée et séchée sans cuisson).