Caractérisation pétrologique et géotechnique Des latérites de la région du sud-ouest Cameroun

Abstract

La présente étude a pour but d’étudier la variabilité des propriétés génétiques et géotechniques des latérites développées sur différentes roches mères et d’établir un modèle CBR à partir des paramètres physiques, en vue de leur utilisation en construction routière. Les matériaux prélevés ont été l’objet d’études pétrologiques, géotechniques et statistiques. Après la description macroscopique des matériaux, la minéralogie a été déterminée par microscopie optique et par diffraction des rayons X. La fluorescence X a permis de déterminer les concentrations en éléments majeurs des matériaux. Le fer ferreux (FeO) a été déterminé par titrimétrie. Les études géotechniques ont porté sur les essais d’identification et de caractérisation des latérites et sur les essais mécaniques sur roche volcanique. La roche volcanique étudiée est un basalte à texture microlitique porphyrique, constitué d’olivine, de pyroxène et de feldspaths. La roche sédimentaire est une argilite composée de quartz, albite, calcite et clinochlore. La roche métamorphique est un gneiss. Sur le plan pétrographique, les latérites dérivées des basaltes (LRB) sont rouges à rouges sombres et sont plus épaisses que celles développées sur argilites (LRA) et sur gneiss (LRG). Les matériaux LRA et LRG ont une couleur jaune à jaune rougeâtre. Les matériaux LRB sont ferrugino-silico-alumineux, plus altérés que les matériaux LRA, qui sont silico-ferrugino-alumineux. Les matériaux LRA sont kaolinitisés à faiblement latéritisés tandis que, les matériaux LRB sont faiblement à modérément latéritisés. L’analyse en composantes principales montre 03 groupes de paramètres géotechniques : (1) le groupe des paramètres granulométriques ; (2) le groupe des paramètres de plasticité et, (3) le groupe des paramètres California Bearing Ratio (CBR), activité des colloides (Ac), gravier et module de classement (Gm). Trois classes de latérites apparaissent dans la zone d’étude. Les latérites de la classe 1/3, qui sont les matériaux LRA, caractérisés par les paramètres densité sèche maximale (DSM), sable et Gm. Les latérites de la classe 2/3, associées aux matériaux LRG, se distiguent par les paramètres Gm, gravier, teneur en eau à l’optimum proctor modifié (TE-OPM) et Ac. Les latérites de la classe 3/3, constituées des matériaux LRB, sont caractérisés par les paramètres module de plasticité (Pm), gonflement potentiel (εs,), produit de plasticité (Pp), l’indice de plasticité (IP), limite de liquidité (LL), mortier, squelette, limite de plasticité (LP), TE-OPM, Fines (˂80 μm) et argiles. Le meilleur ajustement du CBR par les paramètres Fines, IP, TE-OPM et DSM est donné par l’équation : CBR = - 0,0616(˂ 80μm) + 0,0892IP - 0,1035TE-OPM + 0,9347DSM + β (constante), avec R2 = 0,98. Les valeurs moyennes du coefficient Micro-Deval (MDE) des granulats basaltiques, inférieures à 32 %, couplées aux valeurs de coefficient Los Angeles (LA), inférieures à 13 %, suggèrent leur utilisation en couche de base et en couche de roulement, pour les trafics faibles à moyens T1 à T4. Les matériaux LRB sont moins denses, plus fins et de portance faible par rapport aux matériaux LRA et LRG. Les valeurs moyennes des paramètres CBR (30 – 70 %), DSM (> 1,80), Pm (> 250), Gm (<0,3 x 106 esa), IP (30 –20 %) et Fines (35 – 30 %), couplées au trafic moyen journalier sur les deux routes nationales, indiquent que les matériaux LRA et LRG sont utilisables en couche de fondation pour les trafics T1 à T4 et, en couche de base, pour les trafics T1. Les matériaux LRB sont utilisables uniquement en couche de fondation pour les trafics T1 à T4.