]> 2026-04-30T23:37:41+02:00 Retrait-Gonflement Argile 0 fr Ce sont des animations où il faut attendre un certain temps pour le séchage ou le gonflement de l'argile qui se réalisent sur plusieurs heures. Il est donc important de les lancer au début d'un atelier comprenant d'autres expériences et observer les résultats en fin de séance voir le lendemain pour du séchage. '''Attention''' au type d’argile utilisé, l’argile de modelage ne fonctionnera pas. En effet, elle est choisie pour sa très faible dilatation pour éviter la fissuration des pièces au séchage. Ici, on préférera de l'''’argile verte''', de la '''bentonite''' ou de l’'''attapulgite''' (ces deux dernières étant utilisées dans la construction pour des usages spécifiques, mais qu’on trouve dans le commerce comme litière pour chat « minérale non agglomérante »). Published Dans cette activité, nous allons partir à la découverte des sols argileux, ces sols qui bougent au rythme de l’eau ! Nous verrons comment ils gonflent lorsqu’ils sont humides, se rétractent quand ils sèchent, et surtout comment ces transformations peuvent influencer la stabilité des constructions bâties dessus. Easy Earth Sciences Mechanics 20 minute(s) Les '''argiles''' sont des '''minéraux phyllosilicatés''' constitués de '''feuillets microscopiques''' empilés les uns sur les autres. Ces feuillets présentent une '''grande affinité pour l’eau''' : ils peuvent adsorber et incorporer des molécules d’eau dans leur structure cristalline. Ce processus provoque une '''augmentation de l’espacement interfoliaire''', entraînant ainsi une '''dilatation du volume du matériau''', phénomène appelé '''gonflement'''. Inversement, lors d’une '''déshydratation''' — par évaporation ou par baisse du taux d’humidité du sol — les molécules d’eau quittent ces interfeuillets. Les particules se rapprochent alors et le '''volume total du sol diminue''' : c’est le '''retrait'''. Ce comportement, comparable à celui d’une éponge qui se dilate lorsqu’elle est mouillée puis se contracte en séchant, s’observe dans les sols argileux à grande échelle. Dans certaines argiles à forte capacité de rétention, les '''variations volumétriques''' peuvent atteindre '''10 à 15 %''', provoquant des mouvements de terrain significatifs. Le principal danger réside dans la '''non-uniformité de ces mouvements''' (retraits ou gonflements différentiels). Les '''fondations rigides''' des bâtiments ne s’adaptent pas à ces déformations différentielles du sol, ce qui engendre des '''contraintes mécaniques internes''' susceptibles de provoquer des '''fissurations''' ou des '''désordres structurels'''. Ce '''phénomène de retrait-gonflement des argiles (RGA)''' représente aujourd’hui '''le deuxième risque naturel le plus coûteux en France''', après les inondations. Sa particularité est son '''caractère progressif et cumulatif''' : contrairement aux catastrophes soudaines comme les séismes, le RGA agit lentement, mais de manière continue, affaiblissant les structures au fil des cycles saisonniers d’humidification et de dessiccation. <div class="icon-instructions info-icon"> <div class="icon-instructions-icon"><i class="fa fa-info-circle"></i></div> <div class="icon-instructions-text">L'expérience implique de laisser l'argile sèche s'imbiber d'eau et l'argile mouillée de sécher donc la mise en place de l'expérience est rapide mais il faut ensuite le laisser sécher ou s'imbiber plusieurs jours.</div> </div> Les sols argileux sont constitués de particules très fines de minéraux silicatés (phyllosilicates), c’est-à-dire des feuilles empilées de silice et d’alumine, avec des propriétés particulières. Quand ces particules sont exposées à l’eau ou à la sécheresse, elles présentent deux phénomènes opposés : - '''Gonflement''' : l’argile absorbe de l’eau, les particules se séparent, l’espace entre différentes couches de minéraux augmente, ce qui provoque une expansion volumique. - '''Retrait''' : à l’inverse, quand l’eau s’évapore ou est retirée, l’argile se contracte, l’espacement diminue, et le volume se réduit. Ces phénomènes sont particulièrement importants dans les zones bâties, car un sol qui gonfle ou se rétracte, peut générer des déformations, des fissures, voire des affaissements. Cette expérience vise à '''visualiser et comprendre''' ces effets de gonflement et de retrait des argiles. Attribution (CC-BY) Retrait-Gonflement_Argile_rga-1.PNG Pour en apprendre d'avantage sur les risques associés. https://www.georisques.gouv.fr/consulter-les-dossiers-thematiques/retrait-gonflement-des-argiles https://meteofrance.com/le-changement-climatique/quel-climat-futur/comment-le-changement-climatique-modifie-les https://geotechniquehse.com/retrait-gonflement-argiles-rga-guide-complet/ Quelles zones géographiques sont les plus impactées : https://www.adaptation-changement-climatique.gouv.fr/dossiers-thematiques/impacts/retrait-gonflement-des-argiles <div class="icon-instructions info-icon"> <div class="icon-instructions-icon"><i class="fa fa-info-circle"></i></div> <div class="icon-instructions-text">Fiche réalisée dans le cadre du projet FEDER acculturation climatique.</div> </div> - Comprendre la nature des sols argileux : leurs caractéristiques minéralogiques (feuillets microscopiques, phyllosilicates) et leur capacité à absorber ou libérer de l’eau. - Observer expérimentalement les phénomènes de '''gonflement''' (absorption d’eau > augmentation de volume) et de '''retrait''' (évaporation d’eau > diminution de volume) dans un échantillon d’argile. - Mettre en évidence les conséquences de ces variations volumétriques sur la stabilité des terrains : inclinaisons, déformations, fissures. - Relier ces comportements à l’échelle d’un terrain ou d’une construction : comprendre comment les mouvements différentiels d’un sol argileux peuvent endommager les fondations d’un bâtiment. - Sensibiliser aux facteurs aggravants (exemples : cycles humidité/sécheresse, changement climatique) et aux enjeux liés à la gestion des sols et à la construction dans des zones à sols argileux. <br/> La première partie consiste à montrer la prise de volume de certaines argiles lorsqu’elles absorbent de l’eau. Commencer par fabriquer un contenant pour l’argile. C'est possible avec du carton, qui va pouvoir se déformer avec la dilatation de l’argile, ou avec un emporte pièce, qui ne se déformera pas et alors l’argile débordera du moule. On peut faire une 2ème version à coté remplie de sable pour voir la différence à la fin de l’expérience. Placer votre contenant dans une assiette plutôt creuse, avec un sopalin au fond pour l’emporte pièce car ce dernier est en métal, il ne laissera pas l’eau passer dans l’argile. Pour le carton l’eau passera à travers par capillarité. <br/> Remplissez votre contenant de poudre d’argile bien tassée. Si elle n’est pas tassée, il y aura beaucoup d’air et la prise de volume de l’argile se fera dans ces vides d’air sans augmentation apparente de volume. Il faut cependant remarquer qu’en tassant, on augmente le temps que va mettre l’eau à passer dans l’argile. Lorsqu'une couche d'argile se situe à plusieurs mètres de profondeur dans le sol, l'eau peut passer à travers. La vitesse à laquelle l'eau traverse l'argile dans ce cas là est de l'ordre d'1 mm/h (soit 3000 fois plus lent que notre vitesse de marche normale). <br/><div class="icon-instructions info-icon"> <div class="icon-instructions-icon"><i class="fa fa-info-circle"></i></div> <div class="icon-instructions-text">Attention à l'argile utilisée. Pour plus de précisions, voire la partie "Mise en garde".</div> </div> <br/> Dans un premier temps, nous allons observer ce qu'il se passe lorsqu'un sol argileux est impacté par une forte période de pluie. Après avoir placé la construction à un endroit où elle pourra rester plusieurs heures ou jours, verser de l'eau dans le fond du récipient. Sur une des constructions, il est intéressant de placer une plaque avec des poids et des petites maisons d'un côté (ainsi qu'un niveau à bulle qui permet de savoir si le sol est horizontal, c'est-à-dire qu'il n'est pas penché dans un sens ou dans l'autre). Lors de l'installation, la bulle est bien centrée, mais aillant placé toutes les maisons d'un côté, nous pouvons nous demander ce qu'il se passera lors du gonflement du "sol". Placer un niveau à bulle sur un ou plusieurs des moules permet d'observer l'évolution du niveau du sol tout au long de l'expérience. <br/> Au bout de quelques heures ou jours, selon l’épaisseur d’argile et sa nature, on peut observer des changements. Ici, le carton est bombé et a rompu à un de ses coins à cause de la dilatation de l’argile. Sur la version avec emporte-pièce, le niveau à bulle indique que le sol s’est incliné et les maisons qui étaient dessus aussi. Dans la réalité, si une maison est construite sur une couche d'argile qui gonfle, et que le sol s'est incliné, cela peut être catastrophique. On obtient plus souvent une fissuration désastreuse des murs qu'une tour de Pise. Après avoir mis avant le gonflement des sols argileux en présence d'eau et de son effet potentiel sur les habitations, il est possible de se questionner sur ce qu'il se passe quand, au contraire, un sol argileux est fortement asséché. En effet, selon Météo-France, les périodes d'extrêmes précipitations se multiplient et les périodes de sécheresses sont de plus en plus longues. Dans le cas de période de sécheresse, le sol se vide de son eau, l'argile se rétracte et se fissure, on parle alors de retrait. Pour observer ce phénomène de retrait, il suffit de laisser une de nos constructions sans eau pendant plusieurs jours. On peut aussi créer une pâte d'argile verte (eau+ argile) et en étaler une fine couche sur une plaque de plastique ou métallique. Après quelques jours, on observe que l'argile séchée se fissure de part et d'autre. De plus, sur notre construction dans l'emporte-pièce, on observe une diminution de la hauteur du sol. Lorsque des bâtiments sont construits sur des '''sols argileux''', les '''variations d’humidité''' provoquent des '''mouvements de retrait et de gonflement''' du terrain. Ces '''déformations différentielles''' entraînent des '''contraintes sur les fondations''', qui peuvent à terme '''fragiliser la structure''' du bâtiment. L’image issue du '''BRGM''' (Bureau de Recherches Géologiques et Minières) illustre ce phénomène par une '''fissure murale typique''', témoin des '''efforts mécaniques accumulés''' et, dans certains cas, '''précurseur d’un risque d’instabilité'''. <br/> Construction Remplissage Mise en place - Etape 1 : Gonflement Observations Mise en place de - Etape 2 : Retrait Conséquences sur les maisons et bâtiments humains Argile retrait gonflement fissure sécheresse pluie 2026-02-27T09:39:47Z 2461098.9026273 Retrait-Gonflement Argile 0 0 0 0 0 plainlist 1 [[:Item:Mortier et pilon]] Retrait-Gonflement Argile# QUERYcde13964c057c75de01ab3f122f97447 0 0 plainlist 1 [[:Item:Argile en poudre]] Retrait-Gonflement Argile# QUERYf30bb279789990f535694c4670350730 0 0 plainlist 1 [[:Item:Eau]] Retrait-Gonflement Argile# QUERY67c3ab4b518eb099b5f21f0347b7d8df 0 0 plainlist 1 [[:Item:Barquette]] Retrait-Gonflement Argile# QUERY8efa15c8e5722297edc9250bfb4577c0 0 0 plainlist 1 [[:Item:Carton]] Retrait-Gonflement Argile# QUERY83e010979cf65ffab952e1675c03b247 0 0 plainlist 1 [[:Item:Emporte-pièce]] Retrait-Gonflement Argile# QUERYbeab8a31057481d9b28a986e75e4605c 0 0 plainlist 1 [[:Item:Saladier]] Retrait-Gonflement Argile# QUERY30f6289ee9d9d95aa575a2c6f90ed1a6