La Craie

Evaluation de la nocivité des fines de craie
en fonction de leur teneur en eau
La figure 2 montre que, pour une énergie mécanique
donnée, une même quantité de fines peut être
obtenue avec des teneurs en eau très diverses suivant
les craies envisagées. Or les propriétés mécaniques
de fines sont très sensibles à de faibles variations de
teneur en eau. Une augmentation absolue de 6 %
peut en effet permettre le passage du comportement
non plastique au comportement liquide. On a en
effet les limites d'Atterberg moyennes suivantes :
w P
« 21 % ; w L
« 27 % ; /, « 6 %.
Il me semble donc indispensable de caractériser la
nocivité des fines vis-à-vis du compactage.
ESTIMATION DE L'INDICE DE LIQUIDITÉ
DES FINES DE CRAIE FRANCHE
Je pense que le critère le plus simple et le plus représentatif
pour caractériser le rôle néfaste des fines
dans le compactage est leur indice de liquidité I L
.
Il prend, en effet, en référence la situation de la teneur
en eau w„ par rapport aux teneurs en eau w P
et w L
correspondant aux limites de plasticité et de liquidité,
c'est-à-dire à deux états essentiels du point de
vue à la fois minéralogique et mécanique :
_ w n
-w P
_
w„-w P
IL , — " •
I P
w L
-w P
Malheureusement, les mesures de w P
sont très difficiles
et imprécises avec les fines de craies franches à cause
de leur thixotropie entre w L
et w P
. C'est à tel point
vrai que la dispersion sur w P
, pour une craie donnée,
est équivalente à la dispersion des moyennes obtenues
sur les diverses craies franches.
Dans ces conditions, la mesure directe de w P
ne signifie
plus grand chose pour ces matériaux. Cela n'empêche
pas que w P
joue certainement un rôle prépondérant
dans le compactage des fines de craie. Son
influence y est même plus importante qu'avec les
autres produits pulvérulents pour lesquels on la
mesure facilement, les argiles du type kaolinite
par exemple. En effet, dans les fines de craie, comme
dans celles des autres produits fins dont toutes les
surfaces ont des déficits de charges électriques de même
signe (surfaces électropositives pour la calcite, surfaces
électronégatives pour le quartz, etc.), la thixotropie
prend une très grande ampleur dès que la teneur
en eau w est supérieure à w P
et que l'on se trouve en
régime dynamique. Le phénomène est évidemment
particulièrement accentué dans le compactage vibratoire
qui représente un moyen très efficace de rendre
à la liberté l'eau faiblement liée aux particules de
calcite (c'est-à-dire l'eau adsorbée au-dessus de w P
)
qui établit normalement des ponts entre elles en
régime statique. Cela étant réalisé, les particules,
entourées de leurs auréoles d'eau orientée (eau
fixée pour w < w P
), à comportement uniformément
électropositif, se repoussent entre elles comme pour
w < w P
, mais ici en présence d'eau provisoirement
libre. Il en résulte un comportement « liquide »
transitoire qui cesse dès que l'on revient en régime
statique.
On comprend dès lors que w P
joue un rôle plus important
dans ce type de matériaux que dans les argiles
kaolinitiques par exemple, où l'existence simultanée,
dans une même particule, de surfaces « électropositives
» (surfaces latérales) et de surfaces « électronégatives»
(surfaces basales) permet l'établissement de
liaisons entre particules même si, par des vibrations,
on a rendu à la liberté l'eau faiblement liée fixée
précédemment au-dessus de w P
. En effet, les surfaces
électropositives et électronégatives s'attirent mutuellement
et il s'établit ainsi des liaisons « surface
latérale » contre « surface basale » qui empêchent le
développement du comportement « liquide » et de
la thixotropie, même en régime dynamique avec w
compris entre w P
et w L
.
Si w est inférieur à w P
, ces liaisons entre surfaces de
signe différent subsistent, et avec elles, un certain
comportement « plastique ».
•
En résumé, pour les fines de craies franches (comme
pour les fines de quartz), w P
représente, en régime
dynamique, le passage brusque du comportement
« non plastique » (absence de liaisons entre particules
et absence d'eau libre) au comportement « liquide »
(absence de liaison entre particules et présence d'eau
libre). Pour la kaolinite au contraire, le comportement
« plastique » commence bien avant w P
et se
continue jusqu'à w L
, sans aucune transition brusque.
Dans ce cas, w P
représente un point de repère arbitraire
et non une discontinuité dans le comportement
du matériau. Cela explique les grandes difficultés
que l'on rencontre pour les craies franches dans la
détermination de w P
par la technique du « boudin
d'Atterberg». En effet, en cours de manipulation,
on est en régime dynamique avec w supérieur à w P
.
L'eau « libérée » se concentre dans certaines zones.
Le boudin a donc toujours tendance à se briser ou
à se désagréger, soit à cause du comportement « non
plastique» anormal de certaines de ses parties, soit,
au contraire, à cause du comportement « liquide »
anormal, de certaines autres.
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