Abstract FR:

Le but principal de cette these est de mieux comprendre les interactions entre le cation compensateur et son substrat. En plus des methodes classiques telles que les analyses chimiques et la diffraction des rayons-x, on a utilise deux methodes spectrometriques susceptibles d'apporter des informations sur l'environnement proche des cations compensateurs: la spectrometrie infra rouge lointain (irl) et la resonance magnetique nucleaire du solide (rmn). Un des objectifs de ce travail est de montrer quel peut etre l'apport de la spectrometrie irl a la connaissance de l'etat de la localisation du k des phyllosilicates. Cela suppose au prealable l'identification des bandes d'absorption dues aux cations compensateurs et l'attribution des modes normaux de vibration dans lesquels intervient le cation, la grande sensibilite des modes iii et iv a la nature du cation compensateur (la frequence varie en fonction de racine carree de la charge du cation sur sa masse) et a la nature du feuillet (l'orientation des hydroxydes de structure, la teneur en fer de la couche octaedrique. . . ) montre que l'on peut a l'aide de la spectrometrie irl etudier l'aptitude des micas a la vermiculitisation. Les correlations etablies entre la frequence de vibration du k et la composition chimique et la structure du feuillet nous ont conduit a developper le concept d'une cavite fonctionnant comme une pince capable de bloquer le cation. La spectrometrie irl s'est averee tout a fait adaptee pour l'etude des etats deshydrates, par contre, pour des etats hydrates la rmn nous apporte des informations sur le niveau d'hydratation des cations (une ou deux couches d'hydratation). En outre, des tests biologiques et chimiques ont ete realises avec les micas pour comparer l'extractibilite du k aux resultats spectrometriques. La bonne concordance des resultats, obtenus par ces trois methodes (physique, chimique et biologique), nous a permis d'etudier des systemes plus complexes susceptibles de comporter deux etats differents du k (une montmorillonite-k soumise a des cycles d'humectation-dessiccation et une serie d'interstratifies smectite/illite). En conclusion, nous pouvons dire que les methodes spectrometriques (irl et rmn du solide) permettent d'etudier les etats du k de differents mineraux du sol (micas, illites, interstratifies, feldspaths. . . ) mais aussi les mecanismes de fixation et de liberation du k (vermiculitisation des micas, retrogradation du k d'une montmorillonite et illitisation d'interstratifies smectite/illite)