En minéralogie, pour définir sur Terre une argile, on parle de silicate hydraté se présentant sous la forme de feuillets et parfois de fibres. Puis l'on cite comme exemples la kaolinite (un silicate d'aluminium qui est le constituant principal du kaolin, une roche argileuse blanche et friable entrant dans la composition de la porcelaine dure), la montmorillonite (un silicate hydraté d'aluminium contenant de la magnésie utilisé notamment en pharmacie), la chlorite (un aluminosilicate de fer et de magnésium hydraté de couleur verte et d'origine métamorphique)…

En géologie, l'argile est une roche sédimentaire meuble et imperméable, grasse au toucher et qui est constituée principalement des minéraux sus cités.

En physico-chimie, les argiles sont des structures semi-cristallines de silicate d'aluminium formant des couches fines tenues par des liaisons hydrogènes ou ioniques. Elles se dissolvent dans l'eau et se reforment après évaporation. Leur forme dépend de la composition des matériaux originaux et peuvent entre autre former des tubes creux ce qui à orienté certains scientifiques à proposer que certaines structures d'argiles avaient joué un rôle dans le façonnement des premiers organismes vivants…

Il est vrai que les ions métalliques présents à la surface des argiles peuvent catalyser différentes réactions chimiques et qu'elles permettent la concentration de certains composés organiques. Mais, les argiles ne peuvent pas entrer dans un cycle auto-catalytique (un processus auto-catalytique est un processus au cours duquel les produits de la réaction favorisent la réaction et donc leur propre formation) propre aux systèmes vivants. Aujourd'hui, on pense donc que la contribution des argiles à l'origine de la Vie a été très limitée mais que les argiles représentent toutefois des matériaux fondamentaux à étudier…

Explications sur leurs formations

Une argile est le résultat de la métamorphose d'une roche. Soit la roche est altérée par la météorisation avec le temps (sous l'influence des variations de température, d'hygrométrie, de la gravité…), pour former des argiles de transformation, soit des roches déjà argileuses subissent une nouvelle érosion et sont emportées par des organismes (rivières, fleuves, glaciers…) pour former des couches de sédimentation et il s'agit alors d'argiles sédimentaires.

Les argiles de transformation conservent une grande part de Silice qui peut se révéler abrasive. Elles sont alors lavées et traitées, c'est par exemple le cas du kaolin. Les argiles de sédimentation sont plus pures, puisque les composants les plus lourds n'ont pu suivre les plus légers entraînés par les eaux.

Toutes les argiles sont composées de minéraux argileux responsables de leur plasticité : les silicates et d'autres minéraux responsables de leur couleur : les oxydes de fer, de magnésium…

Explications sur leurs propriétés

Les roches argileuses ont des propriétés physiques particulières : elles sont fragiles (se cassent et se rayent facilement), colorées (leurs couleurs varient selon les minéraux dont elles sont constituées), transformables (on peut les cuire pour obtenir des céramiques) et elles sont miscibles dans l'eau (ne se dissolvent pas mais gonflent pour former une pâte).

On peut classer les argiles non pas selon leur type chimique mais en fonction de leur structure interne. Certaines voient leurs minéraux s'organiser en feuillets, d'autres en fibres. Les attapulgites et les sépiolites ont une structure fibreuse, tout comme le ghassoul. Les kandites (kaolinite, halloysite, antigorite), les smectites (montmorillonite), les vermiculites, les illites, la prophyllite et la gluconite ont une structure en feuillets à deux ou trois couches.

Par ailleurs, les argiles ont des propriétés absorbantes et adsorbantes.

L'absorption est la faculté de pomper les liquides, ce qui permet à certaines argiles d'être désodorisantes, purifiantes ou décolorantes (en particulier les argiles à structure fibreuse qui peuvent absorber jusqu'à 40% de leur poids en liquide). L'adsorption désigne la faculté d'échanger des particules (c'est le cas lorsque les ions de l'argile ne sont pas saturés), par exemple des minéraux contre des toxines. C'est la particularité des argiles à structure en feuillets.

Du fait de leurs propriétés, les argiles terrestres sont très utilisées en cosmétique et en pharmacie.

Et pour ce qui est de leur intérêt et éventuelle présence sur Mars, nous en reparlerons ultérieurement…

(c) Texte : J. Beauchamp, G. Dawidowicz/APM
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