Constitution chimique des argiles

Les argiles sont des matières naturelles, très abondantes, constituées d’aluminosilicates, dont la structure en feuillet est bien connue. Les mailles aluminosilitiques des argiles renferment d’autres éléments minéraux identifiables tels que des carbonates de calcium, de magnésium (dolomite) et de fer (sidérite) et des matières organiques, dont des acides humiques, des mucopolysaccharides et des composés basiques. Tous ces matériaux ne sont pas inoffensifs. Il existe des structures fibreuses comme les sépiolites et la chrysotile, du groupe des amiantes, à effet cancérigène en raison de leur action perforante au niveau des poumons.

La maille de l’argile est constituée d’un assemblage de quatre tétraèdres liés par des ponts oxygène. Dans la forme pyrophyllite, deux groupes hydroxyles restent libres. Dans la forme montmorillonite, quelques ions aluminium ont été remplacés par des ions magnésium ou ferreux. Cet échange provoque une déficience de charges positives, laquelle est compensée par la fixation d’un proton, d’un cation sodium ou calcium ou de toute autre espèce cationique. Ces incorporations interstitielles d’éléments donnent une mobilité ionique aux argiles montmorillonites. Ainsi, on parlera de boue douce, comme la bentonite, lorsque le cation échangé est le sodium, ou de boue plus dure calcique, à base d’ions calcium. La répétition de cet assemblage conduit à la production d’une structure régulière en feuillets, résultat d’un empilement d’octaèdres d’aluminium entre deux couches de tétraèdres de silicium. Cette organisation en feuillets constitue le grain dont la cohésion est surtout d’origine physique, c’est-à-dire qu’elle comporte des liaisons dipolaires et hydrogènes.


Propriétés des argiles

Quelles sont les propriétés physiques et rhéologiques des argiles et quel est leur intérêt du point de vue cosmétologique?

La propriété la plus remarquable des argiles est une fonction d’imbibition (ou d’imprégnation). Une argile placée en suspension dans l’eau gonfle et retient l’eau. Une première couche interstitielle d’eau se constitue, analogue à la couche d’hydratation dans les émulsions (couche de Stern). Les dipôles H2O sont orientés et l’argile devient électriquement chargée. Cette première couche entraîne l’apparition d’un film d’eau interfeuillet, l’eau zéolithique. Ces deux couches d’eau entraînent un gonflement de la maille de 0,3 à 0,4 nm pour la première et de plus d’un nm pour la seconde, faisant passer la taille de la maille de 0,9 nm à plus de 2 nm.

Dès lors, on entrevoit toutes les propriétés de jouvence que constitue ce matériau rétenteur d’eau, capable d’échanges ioniques avec son milieu et par ailleurs présentant des propriétés pseudo-plastiques remarquables. Ce qui est vrai pour les échanges d’ions cationiques, s’avère également potentiellement applicable aux anions associés et l’on pourra envisager l’échange d’ions agressifs (chlorures) par d’autres anions mieux tolérés, tels que phosphates et polyphosphates.

Pierre Le Perchec
Les molécules de la beauté, de l’hygiène et de la protection, CNRS Editions/Nathan


 

     © CNRS   -  Contacts   - Crédits