Caractérisation des argiles utilisées dans le secteur de la terre cuite de la région de Marrakech en vue d'améliorer la qualité des produits

Cette étude a pour objet de caractériser les matières premières argileuses qui sont en cours d’exploitation et d’utilisation dans le secteur de terre cuite (poterie et matériaux de construction) de la région de Marrakech. Elle vise l’amélioration de la qualité des produits dans 12 sites recensés dans un rayon de 10 à 80 km autour de la ville de Marrakech, où sont actives plus de 850 potiers répartis sur environ 550 ateliers. Cette caractérisation a aussi pour objet l’établissement d’une base de données sur les propriétés des matières premières de Marrakech et sur les caractéristiques des produits. Cela aidera lors du choix des matériaux les plus adéquats, qui génèrent le moins de défauts, lors de la restauration des sites historiques de la ville et lors de la liaison des céramiques archéologiques avec leur source possible de matériau argileux
Au total 34 échantillons de matières premières argileuses ont été collectés sur les différents sites étudiés. 26 pâtes céramiques ont été formées à partir de ces matières premières. Les pâtes céramiques ont été caractérisées pour leurs compositions granulométriques (tamisage semi-humide et granulo-laser), chimiques (XRF), minéralogiques (XRD), plasticités (Limites d’Atterberg), teneurs en carbonates (calcimétrie de Bernard), comportement au séchage (courbe de Bigot) et perte au feu. Les produits cuits ont été caractérisés par le retrait à la cuisson, la porosité à l’eau, les résistances mécaniques à la flexion et à la compression et par le MEB couplé à l’EDX.
Les pâtes céramiques étudiées montrent une large variation granulométrique : argile (18-66%), limon (12-53%) et sable (5-65%). Du point de vue minéralogique, elles sont composées essentiellement de minéraux argileux (25-60%), de quartz (20-55%), de feldspaths (5-35%), de carbonates (≤15%), de diopside (5-10%) et d’hématite (1-3%). Les minéraux argileux sont formés par l’illite (10-40%), la kaolinite (5-15%), les interstratifiés (≤10%), une association de talc et de pyrophyllite (≤10%), la vermiculite (≤5%) et la chlorite (≤5%). La composition chimique montre que les pâtes sont composées majoritairement de SiO2 (48-74%), Al2O3 (12-20%), Fe2O3 (3-8%), CaO (0,4 à 8%), K2O (2-5%), MgO (0,5-3,5%), Na2O (0,1-2%), TiO2 (0,8-1,2%), P2O5 (≤ 0,4%) et MnO (≤ 0,3%). La plasticité varie d’une pâte à l’autre avec des indices de plasticité compris entre 15 à 32. Le retrait au séchage est compris entre 4 et 10%. Pour une cuisson à 1050°C, le retrait à la cuisson des différentes pâtes est compris entre 0,5 et 5%. Les transformations minérales à la cuisson sont très diversifiées d’un échantillon et d’un site à l’autre.
La comparaison des résultats obtenus montre que la granulométrie, la minéralogie et le degré de diagenèse sont les principaux facteurs qui contrôlent la plasticité. Nous avons mis en évidence une relation entre les propriétés des pâtes (la granulométrie, la minéralogie et la plasticité) et le type de produit confectionné.
Nous avons proposé des solutions pour chacun des nombreux défauts observés (mauvaise qualité de matière première, éclatement de grains de chaux, efflorescence de chaux, procédure de séchage inadéquate, fissurations, boursouflures et cloques, cœurs noirs, tressaillage et fours de mauvaise qualité). Par ailleurs, cette étude a valorisé les matières premières argileuses de la région de Marrakech pour être utilisées dans le domaine de production des matériaux de construction.