Contexte
Propriétés cristal liquide des argiles gonflantes

Les argiles sont des minéraux très communs à la surface du globe terrestre où elles jouent un rôle capital dans l'environnement. En effet, ce sont des minéraux de petite taille présentant une surface spécifique importante et donc une réactivité élevée. Au plan minéralogique, les argiles appartiennent à la famille des phyllosilicates ou silicates en feuillets. Elles sont donc formées par l'association de couches d'octaèdres et de tétraèdres. Au sein de cette famille, on distingue un groupe particulier, celui des smectites ou argiles gonflantes. Ces matériaux sont utilisés dans de très nombreuses applications industrielles s'étendant de la cosmétique à la catalyse en passant par le génie civil (Harvey et Lagaly ). À ce titre, on peut notamment citer leur utilisation :

• comme liant dans la pelletisation de différents solides fins (minerai de fer notamment) et dans la préparation d'aliments pour animaux ;

• dans l'industrie pétrolière où elles rentrent dans la composition des boues de forage en raison de leurs propriétés rhéologiques (Maitland ) ;

• en génie civil, notamment dans la construction de parois moulées (Vantelon ) ;

• comme agent épaississant dans les peintures (Jones ) ;

• comme agent adsorbant dans l'industrie des boissons (Sarmento et al. ) et, après activation acide, dans la décoloration des huiles (Falaras et al. ) ;

• dans les barrières ouvragées pour le stockage des déchets (Czurda ) et notamment des déchets nucléaires (Pusch ).

La majorité des propriétés d'usage ainsi que la réactivité naturelle de ces matériaux résultent de leur structure (figure 1) et de leur nature colloïdale (particules de taille inférieure au micromètre).

Trois couches atomiques forment la structure des feuillets : deux couches de tétraèdres encadrent une couche d'octaèdres. Les couches tétraédriques sont principalement formées d'atomes de silicium alors que celle octaédrique peut être à base de magnésium ou d'aluminium. La présence de substitutions isomorphiques d'atomes moins chargés dans le réseau (par exemple Al à la place de Si en couche tétraédrique ou Mg à la place de Al en couche octaédrique) génère une charge négative du feuillet. Celle-ci est compensée par des cations...