Bentonite - Définition

Introduction

Bentonite

La bentonite est une argile colloïdale dont le nom vient de Fort Benton dans le Wyoming aux États-Unis. Connue aussi sous le terme de terre à foulon, elle peut être considérée comme une smectite, étant essentiellement constituée de montmorillonite (Na,Ca)_0.33(Al,Mg)₂Si₄O₁₀(OH)₂·(H₂O)_n.(80%) et d'argile ce qui explique sa capacité de rétention d'eau. On trouve également d'autres minéraux comme le quartz, le mica, le feldspath, la pyrite ou la calcite. Les gisements de bentonites sont d'origines volcanique et hydrothermale.

Elle possède diverses propriétés. Notamment, elle absorbe les protéines, réduit l’activité des enzymes. Les boues bentonitiques (recélant une fraction de bentonite) sont utilisées dans les travaux de terrassement, de parois moulées, du fait de leur capacité à laisser la place rapidement et facilement aux bétons coulés à leur place. Elles peuvent être ajoutées au compost.

Différentes variétés

Il existe deux types de bentonites :

• la bentonite à base de sodium qui augmente de volume lorsqu'elle est humide et qui peut absorber plusieurs fois sa masse en eau. Cette propriété est mise en valeur dans les mastics pour l'enfouissement de matières polluantes dans le sol. Elle est utilisée dans les puits de forage de pétrole et la recherche géothermique.

• la bentonite à base de calcium (pascalite), qui ne possède pas ces propriétés de gonflement, a des applications parapharmaceutiques dont les résultats restent à prouver, notamment dans le domaine du système digestif. Des tribus indigènes d'Amérique du Sud, d'Afrique et d'Australie ont longtemps employé l'argile de bentonite pour cet usage.

En raison de ses fonctionnalités rhéologiques, la bentonite a un comportement thixotrope. Des petites quantités de betonite en solution aqueuse forment un mélange visqueux, dont la viscosité baisse lorsque l'effort mécanique qui lui est appliqué augmente.

Propriétés

À concentration élevée, (60 g/l), les solutions de bentonite prennent la texture d'un gel.

Origine

Si aucun véritable gisement de bentonite n’a pu être mis en évidence dans le sous-sol français, des argiles bentonitiques (moins pures que les bentonites) sont exploitées dans l’Eure (Cahaignes) et dans l’Allier (Grézieux-le-Fromental) par la Société Française des Bentonites et Dérivés, et en Dordogne (Buisson-de-Cadouin) par la CECA.

Utilisations

Le débouché le plus important de la bentonite se situe dans les techniques du génie civil, particulièrement dans l'étanchéité des édifices, la construction de digues, la pose de canalisations, l'édification de tunnels, l'injection de sols, la réalisation de fondations spéciales (parois moulées, barrettes, pieux)... La bentonite est conditionnée pour cet usage en bâtons (ou granulés) et fournit une obturation hydrologique sûre. Les bâtons sont constitués de 99 % de bentonite et d'environ 1 % de fibres synthétiques de remplissage.

La bentonite est également utilisée dans les techniques de géothermie (pompes à chaleur) pour empêcher les tuyaux de geler. Elle sert de produit d'étanchéité dans les étangs artificiels. Elle peut être employée comme déshydratant et comme additif alimentaire (anti-agglomérant dans les colorants, au maximum 5 %). Son numéro E est le 558.

On l'utilise dans l'industrie alimentaire pour clarifier les vins, les bières, les jus de fruits et le beurre de cacao lors de leur fabrication.

Des essais ont été effectués pour utiliser la bentonite comme protection artificielle dans le stockage final des produits radioactifs.

Elle est également utilisée comme fluide de forage servant à la tenue des parois et à l'évacuation des matières forées et en obturateur d'urgence lorsqu'un forage traverse accidentellement le plancher d'un aquifère et que des pertes non désirées importantes ont alors lieu dans les terrains sous-jacents.

La bentonite peut être utilisée comme substance de collage en œnologie. Elle sert de traitement sur les vins blancs afin de prévenir la casse protéique. Utilisée en moût provenant de vendange altérée, elle facilite le débourbage.

Elle sert de liant dans la fabrication de moules en sable pour la fonderie (afin de coller les grains de sable entre eux).

D'autres utilisations reposent sur ses facultés d'absorption :

• raffinage du pétrole.
• moules de fonderie.
• additif dans la fabrication du papier.
• génie civil pour ses qualités thixotropes.
• additif pour détergents.
• traitement des eaux usées.
• laques et peintures.
• cosmétiques, traitement de l'acné.
• litières pour chats.
• huile pour transformateurs.
• lustres en céramique.
• produit de collage en œnologie pour l'élimination des protéines des vins blancs et rosés.
• pour éliminer les protéines produites par les levures dans la bière et limiter l'action des enzymes.
• composante des boues de forage
• amendement de sols trop secs (sablonneux) à raison de 500 g/m2 chaque année pendant 5 ans (le coût de l'argile bentonitique varie de 150 à 250 euros/tonne selon les quantités achetées). Lors d'amendement de terrains pauvres, on peut faire un mélange 500 g de bentonite + 1 kg de compost/m2.