Caractérisation minéralogique, Géochimique et géotechnique des produits D’altération sur quartzites micacés de Sa’a (Centre Cameroun) Et leur valorisation potentielle

Abstract

Le présent travail a pour objectif principal d’établir, à partir des données pétrologiques, que les caractéristiques macromorphologiques des roches cristallophylliennes, notamment celles des quartzites micacés, contrôlent les processus d’altération en zone équatoriale et que, les sols, graveleux et argiles latéritiques dérivés des processus pédogénétiques qui affectent ces roches, sont utilisables, respectivement, en construction routière et dans l’industrie du bâtiment. L’étude a été menée dans la zone de Sa’a (Centre Cameroun) sur un profil d’altération développés sur quartzites micacés. De plus, 13 échantillons de graveleux latéritiques, 10 échantillons d’argiles latéritiques et, 01 échantillon d’argile alluviale en bordure de la Sanaga ont été prélevés. Ces matériaux ont été soumis à des analyses pétrographiques par microscopie optique, minéralogiques par diffraction des rayonsX, géochimiques par fluorescence X et par spectrométrie de masse atomique, ainsi qu’aux tests géotechniques et mécaniques, notamment pour les graveleux et argiles latéritiques. Des tests statistiques ont été effectués uniquement sur les graveleux latéritiques étudiés. Les résultats obtenus montrent que les quartzites micacés de la zone de Sa’a sont constitués de plaquettes quartziques de 1 à 2 cm d’épaisseur, séparées par des lits de minéraux ferromagnésiens millimétriques à multi-millimétriques. Le profil d’altération montre l’organisation macromorphologique générale : saprolite/ensemble nodulaire/niveau argileux meuble superficiel. Son ensemble saprolitique présente une organisation macromorphologique atypique, saprolite grossière/matériau sol. Les principaux processus pédogénétiques qui ont influencé la mise en place du profil d’altération latéritique atypique de Sa’a sont la transformation des minéraux primaires, la translocation des terres rares et des argiles le long du profil, la formation des argiles et des oxyhydroxydes de fer associée aux pertes en terres rares légères, l’intervention de la matière organique dans les horizons de surface, en relation avec une accumulation des métaux de transition, certains HFSE et HREE. Les graveleux latéritiques dérivés des quartzites micacés de Sa’a présentent de fortes teneurs en SiO2 et, de faibles teneurs en sesquioxydes, ce qui amoindrit leurs performances géotechniques. Ces matériaux sont de plasticité moyenne à élevée. Un modèle à 6 paramètres, de l’équation de détermination du CBR, a été établi en utilisant les paramètres minéralogiques, géochimiques et géotechniques. L’équation de ce modèle mathématique est : CBR = 822,64 – 295,95 x γs + 1,23 x (< %2 μm) – 23,21 x VBS + 4,72 x DSM + 2,25 x Fe2O3t – 3,52 x Goethite. La valeur moyenne de California bearing ratio (CBR) de 33 % dans les graveleux latéritiques de Sa’a, associée aux valeurs des autres paramètres géotechniques indique que, ces matériaux sont utilisables en couche de fondation pour trafic faible à moyen T2/T3 et, en couche de base pour trafic faible T1. Les argiles latéritiques de Sa’a, par leurs caractéristiques mécaniques, ne sont pas adaptées pour la production des briques et/ou des tuiles à l’état naturel. La comparaison des paramètres après stabilisation thermique, aux argiles alluviales et à la chaux, montre que la stabilisation aux argiles alluviales est la mieux adaptée pour les matériaux étudiés. Cependant, deux modes, la stabilisation thermique et la stabilisation aux argiles alluviales, atteignent les exigences pour la fabrication des briques. La stabilisation à la chaux ne permet pas de fabriquer des tuiles de caractéristiques acceptables.