Comportement hydrodynamique de mélanges kaolinite-montmorillonite en conditions sodiques. Influence de la salinité

Abstract - Hydrodynamic behaviour of sodic montmorillonite-kaolinite mixtures. Effects of salinity level. Mixtures of kaolinite and montmorillonite whose montmorillonite content ranged from 0 to 100% were obtained from suspensions of pure clays in 0.05 and 0.5 M NaCl solutions. Mixtures were then overconsolidated under saturated conditions up to 100 kPa. A mathematical model of internal stress relaxation in the overconsolidated domain allowed us to calculate the permeability for each sample. For media prepared at 0.05 M, results showed that at approximately 30% of montmorillonite, there was a threshold where the permeability of the medium was the permeability of the pure montmorillonite. Relations between void ratio and swelling indexes versus montmorillonite content presented the same singularity for this value. Conversely, variations of these properties are proportional to the montmorillonite content for media obtained in 0.5 M solution. A rapid observation and treatment of images obtained by scanning electron microscopy led us to propose the hypothesis that when the content of montmorillonite reaches the value of 30%, tactoïds obtained in diluted and sodic conditions realise a continous lattice that can impose the permeability of the montmorillonite to the whole medium.

Résumé - Des mélanges de kaolinite et de montmorillonite dont les teneurs variaient entre 0 et 100 % de montmorillonite ont été obtenus par mise en suspension des minéraux dans des solutions 0,5 ou 0,05 M de NaCl. Les mélanges ont ensuite été consolidés en conditions saturées jusqu'à une sollicitation de 100 kPa. Un modèle simple de relaxation de la contrainte dans le domaine consolidé en fonction du temps a permis de calculer les valeurs de la perméabilité intrinsèque pour chacun des échantillons. Pour les milieux préparés à 0,05 M, les résultats obtenus ont mis en évidence aux environs de 30 % de montmorillonite un seuil à partir duquel la perméabilité du milieu est entièrement définie par la perméabilité de la montmorillonite pure. Les relations entre indice de vide et indice de gonflement d'une part et teneur en montmorillonite d'autre part présentent aussi un point singulier pour la même teneur. À l'opposé, la variation de ces propriétés est continue avec la teneur des mélanges obtenus à 0,5 M. Une étude rapide d'images obtenues au microscope à balayage a permis d'émettre l'hypothèse que, dès 30% de montmorillonite, les tactoïdes obtenus en milieu dilué et sodique peuvent déjà former un réseau continu imposant la perméabilité de la montmorillonite à l'ensemble du milieu.