Phénomènes de gonflement/retrait dans des marnes, ou « schistes cartons », du Toarcien

Swelling/shrinkage phenomenon in Toarcian marls, or “cardboard shales”

¹ Université de Liège Sart Tilman B19, B-4000 Liège A.Monjoie@ulg.ac.be, France.
² Université de Liège, département ArGEnCo Sart Tilman B52/3, B-4000 Liège Christian.Schroeder@ulg.ac.be, France.

Résumé

Les phénomènes de gonflement / retrait observés sur les marnes du Toarcien, appelées « schistes cartons », induisent des désordres importants au niveau des fondations des ouvrages chargés différentiellement. Sans être directement en relation avec la sécheresse, ils sont cependant essentiellement dus aux cycles d’hydratation / dessiccation auxquelles ces roches particulières sont soumises au fil des saisons, variations hydriques pouvant être accentuées par la présence d’ouvrages chauffants (fours). L’article présente les résultats d’une étude réalisée sur les matériaux du sous-sol d’une usine présentant des gonflements permanents d’amplitude parfois décimétrique. Les essais de gonflement en laboratoire et la caractérisation minéralogique des matériaux par diffraction X permettent de mettre les mécanismes en évidence et d’expliquer ceux-ci par les variations minéralogiques (gypse-anhydrite) liées à la présence de pyrite et de calcite au sein de ces marnes.

Abstract

Tile swelling / shrinkage phenomenon observed on the Toarcian marl, also called “cardboard shale”, causes somewhat large damage to the foundations of differentially loaded buildings. If they are not directly linked to the drought, they are nevertheless due to the seasonal hydration / drying cycles supported by these specific materials. The moisture variations can be increased by the presence of some heating buildings (ovens). The paper presents the results of a study performed on the subsoil material of a plant subjected to some permanent decimetric swellings. The laboratory swelling tests and the mineralogical X-Ray diffraction analyses allow to point out the mechanisms and their relationships with the mineralogical modifications (gypsum-anhydrite) induced by the presence of calcite and pyrite in these marls.