Géochimie, minéralogie et sélection altérologique des argiles alluviales de la vallée du Nyong à Akonolinga (Cameroun) en vue de leur utilisation dans la production des briques cuites.

Philippe SAMBA ASSOMO <fnref n="1" />*, Sylvain KOUAYEP LAWOU <fnref n="1" />, Lucas BOUBA <fnref n="2" />, Veronique KAMGANG KABEYENE BEYALA. <fnref n="3" />

Résumé

Trois puits ont été ouverts dans la vallée du Nyong à travers lesquels les échantillons d'argiles alluviales ont été récoltés. Ces échantillons ont été soumis à l'analyse spectrométrique de rayons X et la méthode « altérologique normative » a été mise en œuvre en vue de leur sélection dans la production des briques cuites. Les résultats obtenus montrent que la silice (SiO₂) est l'élément le plus abondant suivie par l'alumine (Al₂O₃). Les autres éléments majeurs (TiO₂, FeO₃, K₂O, MnO, NiO, P₂O₅, CaO, Cr₂O₃) ont des concentrations insignifiantes. Les paramètres altérologiques révèlent que l'Indice de Lixiviation Potentielle (ILP) est important contrairement au Dégré Virtuel d'Altération de la Roche (DVAR) qui est faible. Le milieu est ouvert et faiblement induré car les valeurs de l'Indice de Confinement Potentiel (ICP) et de l'Indice d'Induration Potentielle (IIP) sont faibles. L'application du protocole de selection normative aux matériaux de la vallée du Nyong, les a proscrits pour la fabrication des briques cuites. Cependant, en prenant soin de fabriquer les briques cuites avec l'argile saine (100 wt%) ou avec des faibles ajouts de sable (5, 10, 15 wt%), les résultats obtenus sont bons.

Mots clés: Vallée du Nyong, argiles alluviales, altérologie, briques cuites

Received: 17/07/2022

Accepted: 18/08/2022

DOI: https://dx.doi.org/10.4314/jcas.v18i2.3

© The Authors. This work is published under the Creative Commons Attribution 4.0 International Licence.

<footnote n="1">¹Higher Teacher Training College of Bertoua, University of Bertoua, Po. Box. 652 Bertoua, Cameroon</footnote>

<footnote n="2">²Faculty of Science, University of Maroua, Po.Box.814, Cameroon</footnote>

<footnote n="3">³Faculty of Science, University of Dschang, Po.Box. 110 Dschang Cameroon</footnote>
## Abstract

In the Nyong valley, three wells were dug from which alluvial clay samples were collected. These samples were subjected to X-ray analysis and the “normative alterology” method was applied for their selection in the production of fired bricks. The results obtained show that silica (SiO2) is the most abundant element followed by alumina (Al2O3). The other major elements (TiO2, FeO3, K2O, MnO, NiO, P2O5, CaO, Cr2O3) have insignificant concentrations. The alterology parameters show that the Potential Leaching Index (PLI) is high in contrast to the Virtual Degree of Alteration of the Rock (VDA) which is low. The environment is opened and weakly indurated as the Potential Containment Index (PCI) and Potential Induration Index (PII) values are low. The application of the normative selection protocol to the Nyong Valley materials has prohibited them from being used for the manufacture of fired bricks. However, if care is taken to make the fired bricks with 100% pure clay or with small amounts of sand (5%, 10%, 15%), good results are obtained.

**Key words:** Valley of Nyong, alluvial clay, alterology, fired briques

## 1.0 INTRODUCTION

Les matériaux d'altération issus du démantèlement de l'environnement géologique de région d'Akonolinga (Centre Cameroun) forment un important dépôt alluvionnaire dans la vallée du Nyong. Ces matériaux d'alluvionnement sont très riches en argile (Leprun, 1979 ; Kamgang, 1987 ; Yongue, 1986) et se déposent dans la vallée du fleuve après un parcours plus ou moins important grâce aux eaux de ruissellement (Samba Assomo, 2008 ; Samba Assomo et al., 2015 ; Samba Assomo, 2017). Des nombreux auteurs (Nyeck, 1989 ; Bekoa, 1994 ; Yongue, 1995 ; Bitom, 1998 ; Ndjigui, 2008 ; Onana et al., 2009 ; Onana, 2010 ; Ndome Effoudou et al., 2009) se sont intéressés à l'étude des processus d'altération des roches mères et leurs produits d'altération en place, sur terrain ferme dans la région en particulier et dans la zone intertropicale en générale. Les différentes méthodes déployées notamment les bilans d'altération et l'évaluation quantitative et semi-quantitative des produits dérivés montrent une certaine lithodépendance entre la roche mère et les produits d'altération dérivés in situ (Bilong, 1998 ; Yongue, 1995 ; Bitom, 1998). Cependant, peu de recherches dans ce sens se sont intéressées au milieu alluvionnaire (Ngon Ngon, 2007 ; Ngon

Ngon et al., 2009 ; Fadil-Djanabou et al., 2017). La stabilisation des briques à base d'argiles a souvent été faite par cuisson à différents paliers de températures croissants (Ngon Ngon et al., 2009 ; Fadil-Djanabou et al., 2015 ; Mefire Nkalih et al., 2018) ou par mélange avec la latérite avant cuisson (Ekoumou, 2004 ; Njoya, 2007 ; Kouayep Lawou et al., 2012 ; Nyassa Ohandja et al., 2020). Dans tous ces travaux, l'initiative de procéder à la cuisson par ajout de faibles pourcentages de sable (5wt%, 10wt%, 15wt%) n'avait pas été envisagé nulle part encore moins une sélection préalable des matériaux argileux nécessaires à la fabrication des briques cuites. Le présent travail a pour objectif de montrer l'importance de la méthode altérologique normative (Ekodeck et Kamgang, 2003a ; Ekodeck et Kamgang, 2011 ; Ekodeck et Kamgang, 2012) dans la sélection préalable des matériaux argileux pour la fabrication des briques cuites. En même temps, l'étude cherche à identifier la meilleure formulation (argile +sable) qui produit les briques cuites de bonne qualité mécanique.

## 2.0 LOCALISATION GEOGRAPHIQUE DE LA ZONE D'ETUDE

Les travaux sont effectués dans la vallée du fleuve Nyong à Akonolinga (Fig.1). Le cours d'eau prend
naissance dans les monts Guimberis à l'Est Cameroun et s'écoule suivant un itinéraire sinueux orienté ENE-WSW avant de se jeter dans l'océan atlantique. Il couvre une surface de 27800 km² et son lit est encaissé dans une vallée marécageuse sous forêt à 651m d'altitude (Ndam, 1997 ; Bineli, 2009 ; Samba Assomo et al., 2015 ; Samba

Assomo, 2017). Cette vallée s'élargit considérablement à Akonolinga, site des travaux, et forme une importante terrasse alluviale développée sur dépôt alluvionnaire. La zone d'étude s'étend en coordonnées géographiques du 3°27'au 4°45'de latitude Nord et du11°36'au 12°43' de longitude Est.

<figure><img src="image_1.png" /><figcaption>Figure 1. Localisation de la zone d'étude</figcaption></figure>

**3.0 MATERIELS ET METHODES D'ETUDE**

Trois puits notés P1, P2 et P3 creusés à l'intérieur de la vallée du Nyong (Fig.2) ont permis de récolter des échantillons d'argile. Le sable ayant servi d'adjuvant aux différentes formulations a été prélevé dans le lit du fleuve Nyong. Le prélèvement des échantillons et l'ouverture des puits sont assurés par des doubles sacs plastiques et des outils de travail manuel (pics, pioches, pelles, machettes).
<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Figure 2 : Carte d'échantillonnage</figcaption></figure>

La méthode altérologique normative a permis
de reconstituer minéraux virtuels grâce au
protocole manuel décrit par Ekodek et
Kamgang (2002, 2011) à partir de l'analyse
chimique des éléments majeurs contenus dans
les échantillons. Les paramètres altérologiques

à calculer sont la prévalence potentielle de fer et
d'alumine(PPFAL), l'indice de confinement
potentiel(ICP), le degré virtuel d'altération de la
roche(DVAR), l'indice d'induration potentiel(IIP),
l'indice d'alumine libre(IAL) l'indice de fer libre
(IFL). Les formules sont ci-après présentées :
$$ (1) \quad \text{PPFAL} = \frac{\text{Gibbsite} + \text{boe hmite} + \text{corindon}}{\text{Goet hite} + \text{hématite}} $$

$$ (2) \quad \text{ICP} = \frac{(\text{Silicates d'altération} - \text{kandites}) \times 100}{\text{Gibbsite} + \text{boe hmite} + \text{corindon} + \text{silicates d'altération}} $$

$$ (3) \quad \text{DVAR} = \frac{(\text{Gibb} + \text{boe h} + \text{Si.am}) \times 100 + (\text{kand}) \times 75 + (\text{sil.al}^\circ \text{cal.alc}) \times 50 + (\text{sil.al}^\circ \text{FeMg}) \times 25}{\text{Gibbsite} + \text{boe hmite} + \text{corindon} + \text{silicates} + \text{quartz} + \text{silice amorop he}} $$

$$ (4) \quad \text{IIP} = \frac{(\text{Oxydes} + \text{hydroxydes de Fe3+,Al3+,Mg2+})}{\text{Tous les minéraux}} $$

$$ (5) \quad \text{ICP} = \frac{(\text{Silicates d'altération} - \text{Kandites}) \times 100}{\text{Gibbsite} + \text{boe hmite} + \text{Corindon} + \text{Silicates d'altération}} $$

$$ (6) \quad \text{IAL} = \frac{(\text{Gibbsite} + \text{Boe hmite} + \text{Corindon})}{\text{Gibbsite} + \text{boe hmite} + \text{corindon} + \text{goet hite} + \text{hématite} + \text{co}} $$

$$ (7) \quad \text{IFL} = \frac{(\text{Goet hite} + \text{hématite})}{\text{Gibbsite} + \text{boe hmite} + \text{corindon} + \text{goet hite} + \text{hématite} + \text{co}} $$

L'utilisation de ces paramètres dans les domaines d'interprétation et d'application requiert leur pondération avec le Rapport Altérologique (Ra) où %T représente le pourcentage analytique total et % Tr, le pourcentage analytique résiduel.

$$ (8) \quad Ra = \frac{\%T - \%Tr}{\%T} \times 100 $$

Quant à la sélection des matériaux pour la fabrication des briques cuites, elle est rendue possible en utilisant le tableau de présélection défini pour cela (Ekodeck et Kamgang, 2011). Ce tableau (Tab.1) tient spécifiquement compte des critères minéralogiques (A) et paramétriques (B) (Ekodeck et Kamgang, 2011). Dans ce tableau (Tab. 1) la partie A) présente les différentes étapes de sélection en utilisant rigoureusement les pourcentages des minéraux reconstitués et la partie B) présente les différentes étapes de sélection en utilisant les pourcentages des paramètres altérologiques calculés. Pour que

les matériaux soient sélectionnés, il faut obligatoirement que les matériaux soient retenus par les deux phases de la sélection (Ekodeck et Kamgang, 2011).

Les laboratoires de la Mission de la Promotion des Matériaux Locaux (MIPROMALO) du Cameroun de Yaoundé, ont été mis à contribution pour la fabrication des briques cuites ; la détermination de leurs propriétés physico-chimiques et mécaniques ainsi que l'identification du cortège minéralogique par DRX. Les éprouvettes sont composées à partir des formulations d'argile saine (ANY100) ou avec des faibles pourcentages massiques de sable à 5wt%(ANY95-5) ; à 10wt%(ANY90-10) et à 15wt%(ANY85-15).
<caption>Tableau 1 : Protocoles de sélection minéralogique(A) et paramétrique(B) des matériaux pour tuiles, briques, céramique fine et réfractaire (Ekodeck et Kamgang, 2011)</caption>

A) Première phase de sélection des matériaux en utilisant les critères minéralogiques (Ekodeck et Kamgang, 2011)

<table><thead><tr><th colspan="2">CRITERES</th><th>MATERIAU</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="2">oxyhydrox de Fe ≥ 12,5%</td><td>à proscrire</td></tr><tr><td rowspan="6">oxyhydrox de Fe &lt; 12,5%</td><td>Quartz ≥ 52,%</td><td>à proscrire</td></tr><tr><td>52, % &gt; Quartz ≥ 15%</td><td>Sil anh.Ca-alc et FeMg ≥15%<br>Sil anh.Ca-alc et FeMg &lt; 15%<br>Hydrosil.Sil.Ca-alc et FeMg ≥10%<br>Hydrosil.Sil.Ca-alc et FeMg &lt; 10%<br>Kand et hydro.Al ≤37,5%<br>Kand et hydro.Al ≥37,5%</td><td>à proscrire<br>à proscrire<br>à proscrire<br>à proscrire<br>bon pour tuiles et briques</td></tr><tr><td>Quartz &lt; 15%</td><td>Sil anh.Ca-alc et FeMg ≥10%<br>Sil anh.Ca-alc et FeMg &lt; 10%<br>Hydrosil.Sil.Ca-alc et FeMg ≥5%<br>Hydrosil.Sil.Ca-alc et FeMg &lt; 5%<br>Kand et hydro.Al ≤ 37,5%<br>37,5% &lt; Kand et hydro.Al ≤ 60%<br>60% &lt; Kand et hydro.Al ≤ 85%<br>85% &lt; Kand et hydro.Al</td><td>à proscrire<br>à proscrire<br>à proscrire<br>bon pour tuiles et briques<br>bon pour céramique fine<br>bon pour réfractaire</td></tr></tbody></table>

NB : Sil anh.Ca-alc et FeMg : silicates anhydres calco-alcalins et ferromagnésiens ; Hydrosil.Sil.Ca-alc et FeMg : hydrosilicates calco-alcalins et ferromagnésiens ; Kand et hydro.Al : kandites (kaolinite, halloysite) et hydrates d'alumine
B) Deuxième phase de sélection des matériaux en utilisant les critères paramétriques (Ekodeck et Kamgang, 2011)

<table><thead><tr><th>CRITERES</th><th></th><th></th><th></th><th>MATERIAUX</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">IFL ≥ 15%</td><td rowspan="2">IRCP ≥ 50%</td><td></td><td></td><td>à proscrire</td></tr><tr><td></td><td></td><td>à proscrire</td></tr><tr><td rowspan="10">IFL < 15%</td><td rowspan="5">IRCP < 50%</td><td rowspan="2">IRLP ≤ 50%</td><td>DVRAR ≤ 37,5%</td><td>bon pour tuiles et briques</td></tr><tr><td>DVRAR > 37,5%</td><td>bon pour tuiles et briques</td></tr><tr><td rowspan="3">70% < IRLP ≤ 85%</td><td>DVRAR ≤ 37,5%</td><td>bon pour tuiles et briques</td></tr><tr><td>37,5% < DVRAR ≤ 62,5%</td><td>bon pour céramique fine</td></tr><tr><td>DVRAR > 62,5%</td><td>bon pour céramique fine</td></tr><tr><td rowspan="4">IRLP > 85%</td><td>DVRAR ≤ 37,5%</td><td>bon pour tuiles et briques</td></tr><tr><td>37,5% < DVRAR ≤ 60%</td><td>bon pour céramique fine</td></tr><tr><td>60% < DVRAR ≤ 85%</td><td>bon pour céramique fine</td></tr><tr><td>DVRAR > 85%</td><td>bon pour réfractaire</td></tr></tbody></table>

NB: IFL : Importance du fer libre ; IRCP : Indice relatif de confinement potentielle ; IRLP : Indice relatif de lixiviation potentielle ; DRVAR : Degré virtuel relatif d'altération de la roche.

## 4.0 PRESENTATION ET DISCUSSION DES RESULTATS

### 4.1- Minéralogie et Géochimie

Les résultats de l'analyse chimique sont présentés sous forme pourcentages d'oxydes des principaux éléments majeurs (Tab.2). Ces résultats montrent que la silice($SiO_2$) est fortement concentrée (43% et 74%). L'alumine($Al_2O_3$), le fer($Fe_2O_3$) et le titane($TiO_2$) occupent la séconde place avec les proportions respectives de 5% à 15%; 0.7% à 6%; 0.6% à 2%. La somme des alcalins et alcalino-terreux ($K_2O + CaO + MgO$) est faible, elle environne 0.4%. Le rapport $SiO_2/ Al_2O_3$ est très élevé dans tous les échantillons et varie entre 4 et 7 demontrant la prévalence de la silice par rapport à l'alumine. La diffraction aux rayons X (DRX) a permis l'analyse minéralogique. L'indexation des différentes raies de diffraction

révèle que la phase cristalline est essentiellement constituée de trois minéraux : le quartz, la kaolinite et la maghemite (Fig. 3a, 3b, 3c). Le quartz (Q) est un minéral résiduel très resistant à l'altération, la Kaolinite (K) est un minéral argileux de type 1/1 qui se forme dans les conditions de drainage moyen et la maghémité (M) est une forme variable de fer qui peut s'individualiser sous la forme de l'hématite ou de la goethite. La phase amorphe serait source d'autres minéraux qu'il faudrait réconstituer par la méthode altérologique normative à partir de l'analyse chimique globale des échantillons. Les majorité des résultats obtenus aux plans géochimique et minéralogique par des nombreux auteurs convergent avec les résultats de cette étude (Kouyep Lawou et al., 2006; Nyassa Ohandja et al., 2020). Adewole (2015) a obtenu les mêmes résultats en examinant
la minéralogie et la géochimie des dépôts argileux d'Idi-Ayunre et Akure au Sud du Nigeria. Lorsque les prélevements des échantillons sont faits dans un profil bien développé, le cortège minéralogique obtenu dévient plus important (Kamgang et al., 2012). Les resultats obtenus dans cette étude confirment que la kaolinite est le minéral le plus important dans les cortèges minéralogiques des argiles utilisées dans la fabrication des briques cuites (Bukalo et al., 2018; Mefire Nkalih et al., 2018). En Inde, Kumar Mishara et al. (2021) révelent les mêmes cortèges minéralogiques dans la composition des

briques cuites ayant servi à la construction d'un monument historique. Les tendances géochimiques de cette étude convergent avec les travaux des auteurs ayant prélévé au Sud du Cameroun (Kouyep Lawou et al., 2012; Kamgang et al., 2012; Mefire Nkalih et al., 2018) montrant une prévalence de la silice ($SiO_2$) et d'alumine ($Al_2O_3$). Par contre, les travaux de Khathutshelo Netshiongolwe (2017) ont plutôt révélé des teneurs élevées en CaO dans un dépôt argileux à Vhavenda province en vue de la production des briques cuites.

<table><caption>Tableau 2 : Résultats de l'analyse chimique des échantillons</caption><thead><tr><th>Puits</th><th>Échantillons</th><th>SiO<sub>2</sub></th><th>Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub></th><th>TiO<sub>2</sub></th><th>Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub></th><th>K<sub>2</sub>O</th><th>MgO</th><th>MnO</th><th>NiO</th><th>P<sub>2</sub>O<sub>5</sub></th><th>CaO</th><th>Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub></th><th>H<sub>2</sub>O</th><th>LOI</th><th>SUM</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">P1</td><td>A1NY50</td><td>43.03</td><td>5.74</td><td>0.65</td><td>0.78</td><td>0.20</td><td>0.11</td><td>0.10</td><td>0.10</td><td>0.30</td><td>0.13</td><td>0.12</td><td>35.00</td><td>13.74</td><td>100.00</td></tr><tr><td>A1NY100</td><td>74.70</td><td>11.10</td><td>2.00</td><td>0.80</td><td>0.30</td><td>0.20</td><td>ND</td><td>ND</td><td>0.10</td><td>0.15</td><td>0.10</td><td>4.00</td><td>6.55</td><td>100.00</td></tr><tr><td rowspan="2">P2</td><td>A2NY50</td><td>59.96</td><td>11.00</td><td>1.5</td><td>1.10</td><td>0.30</td><td>0.10</td><td>ND</td><td>0.10</td><td>0.15</td><td>0.11</td><td>0.70</td><td>17.00</td><td>7.98</td><td>100.00</td></tr><tr><td>A2NY100</td><td>71.40</td><td>15.00</td><td>2.20</td><td>2.00</td><td>0.50</td><td>0.20</td><td>ND</td><td>0.10</td><td>0.50</td><td>0.51</td><td>0.1</td><td>7.36</td><td>0.13</td><td>100.00</td></tr><tr><td rowspan="2">P3</td><td>A3NY50</td><td>65.15</td><td>13.80</td><td>3.00</td><td>2.00</td><td>0.50</td><td>0.20</td><td>0.05</td><td>0.05</td><td>0.08</td><td>0.05</td><td>0.05</td><td>10.00</td><td>5.00</td><td>99.93</td></tr><tr><td>A3NY100</td><td>64.68</td><td>15.20</td><td>2.50</td><td>7.00</td><td>0.50</td><td>0.20</td><td>ND</td><td>0.08</td><td>0.04</td><td>0.03</td><td>0.02</td><td>8.00</td><td>1.75</td><td>100.00</td></tr></tbody></table>

DL= 10⁻⁴(Limite de Détection); ND: Non Détecté; LOI: Perte au feu

## 4.2- Cortège minéralogique virtuels et paramètres altérologiques

Les résultats de l'analyse chimique ont permis de reconstituer le cortège minéralogique virtuel ainsi que la détermination des paramètres altérologiques (Tab.3). Les minéraux virtuels ou normatifs reconstitués dans tous les échantillons appartiennent aux groupes suivants : minéraux peu ou non altérables (mpa), les silicates supergènes calcoalcalins (ssca), les silicates supergènes ferromagnésiens (ssfm), les oxyhydroxydes (oxhy) et la silice (sil). Les paramètres altérologiques mettent en évidence une prévalence de l'alumine par rapport au fer (P.P.F.AL >1,6); une roche mère dont le degré d'altération, exprimé par le DVAR, est faible, sauf dans deux échantillons de surface (A1NY50 et A2NY50) où la valeur de DVAR est élevée. La valeur de I.L.P est élevée ce qui montre que le milieu est ouvert. Ceci s'accompagne des valeurs faibles des paramètres de confinement (I.C.P) et d'induration (I.I.P). Les valeurs de DVAR sont

moyennes exprimant que les alluvions proviennent des roches moyennement altérées. Les valeurs de ILP sont très élevées et presque identiques dans tous les échantillons (ILP ≥ 90%). Une tendance similaire s'établit entre les valeurs des indices IIP et ICP qui oscillent autour de 20% confirmant davantage le défaut d'induration et confinement. La combinaison des paramètres altérologiques permet de caractériser la vallée du Nyong comme un milieu d'alluvionnement ouvert, faiblement induré dont les géomatériaux sont issus des roches mères extrêmement lixiviées et moyennement altérées. Le cortège minéralogique virtuel reconstitué dans cette étude est proche de celui obtenu par Kamgang et al. (2012) à partir des argiles alluviales de la vallée du Nyong à Ayos et Eddou Minko et Trescases (1990) sur les argiles développées sur migmatites au Gabon. Cependant, il est différent de celui obtenu par Ndome Effooudou (2010) à partir des argiles sédimentaires de Douala (Cameroun).
<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Figure 3a : Indexation des minéraux dans P1 (A1NY20 et A1NY50)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Figure 3b : Indexation des minéraux dans P2 (A1NY20 et A1NY50)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Figure 3c : Indexation des minéraux dans P3 (A1NY20 et A1NY50)</figcaption></figure>
<table><caption>Tableau 3 : Cortège minéralogique et paramètres altérologiques</caption><thead><tr><th rowspan="2">Groupes des minéraux et Paramètres altérologiques</th><th rowspan="2">Puits</th><th colspan="2">P1</th><th colspan="2">P2</th><th colspan="2">P3</th></tr><tr><th>Echantillons</th><th>A1NY50</th><th>A1NY100</th><th>A2NY50</th><th>A2NY100</th><th>A3NY50</th><th>A3NY100</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">mpna</td><td>apatite</td><td>0,20</td><td>0,20</td><td>0,10</td><td>0,00</td><td>0,00</td><td>0,00</td></tr><tr><td>anatase</td><td>0,64</td><td>1,84</td><td>1,28</td><td>2,16</td><td>2,24</td><td>2,16</td></tr><tr><td rowspan="2">ssca</td><td>séricite</td><td>1,59</td><td>2,38</td><td>2,38</td><td>2,38</td><td>2,38</td><td>238</td></tr><tr><td>Scolécite</td><td>0,00</td><td>0,00</td><td>0,00</td><td>0,00</td><td>0,39</td><td>0,00</td></tr><tr><td>ssfm</td><td>antigorite</td><td>0,18</td><td>0,27</td><td>0,18</td><td>0,27</td><td>0,27</td><td>0,27</td></tr><tr><td>oxhyAl</td><td>gibbsite</td><td>7,80</td><td>15,60</td><td>15,44</td><td>22,15</td><td>19,18</td><td>21,68</td></tr><tr><td>oxhyFe</td><td>goethite</td><td>0,89</td><td>0,89</td><td>1,24</td><td>1,78</td><td>2,13</td><td>7,29</td></tr><tr><td rowspan="2">Sil</td><td>Sil amorphe</td><td>67,55</td><td>13,73</td><td>54,31</td><td>3,64</td><td>24,52</td><td>6,33</td></tr><tr><td>quartz</td><td>0,00</td><td>64,80</td><td>24,82</td><td>67,92</td><td>48,45</td><td>59,46</td></tr><tr><td>PPFAL</td><td></td><td>7,76</td><td>17,52</td><td>12,45</td><td>12,44</td><td>9,00</td><td>2,97</td></tr><tr><td>IRLP</td><td></td><td>71,32</td><td>92,36</td><td>91,70</td><td>94,38</td><td>92,85</td><td>94,27</td></tr><tr><td>DVRAR</td><td></td><td>78,04</td><td>31,60</td><td>72,34</td><td>28,06</td><td>47,43</td><td>32,47</td></tr><tr><td>IRIP</td><td></td><td>8,70</td><td>16,53</td><td>16,55</td><td>23,85</td><td>21,40</td><td>29,09</td></tr><tr><td>IRCP</td><td></td><td>14,71</td><td>14,52</td><td>14,07</td><td>10,68</td><td>13,68</td><td>10,89</td></tr><tr><td>IAL</td><td></td><td>7,66</td><td>14,95</td><td>53,74</td><td>20,68</td><td>18,17</td><td>20,25</td></tr><tr><td>IFL</td><td></td><td>0,87</td><td>0,85</td><td>4,31</td><td>1,6</td><td>2,01</td><td>6,81</td></tr></tbody></table>

**NB** : mpa : minéraux peu altérables, ssca : silicates secondaires calco-alcalins ; ssfm : silicates secondaires ferromagnésiens ; oxhy Al : oxhyhydroxydes d'Alumine ; oxhy Fe : oxhyhydroxydes de Fer, sil : silice ; PPFAL : prévalence potentielle de fer libbre ; IRLP : indice relative de lixiviation potentielle ; DVRAR : dégré virtuel relative d'altération de la roche ; IRIP : indice relatif d'induration potentielle ; IRCP : indice relative de confinement potential ; IAL : induration due au Fer libre ; IAL : induration due à L'Alumine libre.

### 4.3 Résultat de la sélection altérologique des matériaux

Les résultats de sélection, en appliquant les protocoles minéralogique et paramétrique (Tab.4a et 4b), montrent que les matériaux alluvionnaires de la vallée du Nyong ne sont pas indiqués pour la production des briques. Les causes de proscription minéralogique sont soit les teneurs faibles de la somme kandites + hydrates d'alumine,

soit les taux élevés de quartz. La disqualification paramétrique résulte des teneurs faibles de DVRAR de curtains échantillons. La divergence des résultats entre les sélections minéralogique et paramétrique entraine directement la disqualification du matériau. La selection des matériaux pour plusieurs usages est difficilement favorable à l'état naturel compte tenu du désordre minéral (Samba Assomo, 2017). Comme dans cette étude, des travaux anciens indiquent que plusieurs auteurs ont proscrit les matériaux par la méthode altérologique normative pour plusieurs usages (Kamgang et Ekodeck, 1991; Yongue, 1986 ; Eddou Minko et Trescases, 1990). Pour remédier à cette préoccupation du rejet des matériaux par la méthode normative, il est souhaitable que des matériaux sélectionnés, comme matière première, pour la production des briques fassent l'objet des traitements préalables (Samba Assomo, 2017).
<table><caption>Tableau 4a : Résultats de la sélection minéralogique</caption><thead><tr><th>CRITERES</th><th></th><th></th><th>MATERIAU</th></tr></thead><tbody><tr><td>oxyhydrox de Fe ≥ 12,5%</td><td></td><td></td><td>à proscire</td></tr><tr><td rowspan="7">oxyhydrox de Fe &lt; 12,5%</td><td>Quartz ≥ 52%</td><td></td><td>à proscire</td></tr><tr><td rowspan="4">52%, &gt; Quartz ≥ 15%</td><td>Sil anh.Ca-alc et FeMg ≥ 15%</td><td></td><td>à proscire</td></tr><tr><td>Sil anh.Ca-alc et FeMg &lt; 15%</td><td>Hydrosil.Sil.Ca-alc et FeMg ≥ 10%</td><td></td><td>à proscire</td></tr><tr><td rowspan="2">Hydrosil.Sil.Ca-alc et FeMg &lt; 10%</td><td>Kand et hydro.Al ≤ 37,5%</td><td>à proscire</td></tr><tr><td>Kand et hydro.Al ≥ 37,5%</td><td>bon pour tuiles et briques</td></tr><tr><td rowspan="5">Quartz &lt; 15%</td><td>Sil anh.Ca-alc et FeMg ≥ 10%</td><td></td><td>à proscire</td></tr><tr><td rowspan="4">Sil anh.Ca-alc et FeMg &lt; 10%</td><td>Hydrosil.Sil.Ca-alc et FeMg ≥ 5%</td><td></td><td>à proscire</td></tr><tr><td rowspan="3">Hydrosil.Sil.Ca-alc et FeMg &lt; 5%</td><td>Kand et hydro.Al ≤ 37,5%</td><td>à proscire</td></tr><tr><td>37,5% &lt; Kand et hydro.Al ≤ 60%</td><td>bon pour tuiles et briques</td></tr><tr><td>60% &lt; Kand et hydro.Al ≤ 85%</td><td>Bon pour céramique fine</td></tr><tr><td></td><td></td><td>85% &lt; Kand et hydro.Al</td><td>bon pour réfractaire</td></tr></tbody></table>

**NB1:** Sil anh.Ca-alc et FeMg : silicates anhydres calco-alcalins et ferromagnésiens ; Hydrosil.Sil.Ca-alc et FeMg : hydrosilicates calco-alcalins et ferromagnésiens ; Kand et hydro.Al : kandites (kaolinite, halloysite) et hydrates d'alumine

**NB2 :** les causes de la proscription sont en couleur de thème jaune.

<table><caption>Tableau 4b : Résultats de la sélection minéralogique</caption><thead><tr><th>CRITERES</th><th></th><th></th><th>MATERIAUX</th></tr></thead><tbody><tr><td>IFL ≥ 15%</td><td></td><td></td><td>à proscire</td></tr><tr><td rowspan="10">IFL &lt; 15%</td><td>IRCP ≥ 50%</td><td></td><td>à proscire</td></tr><tr><td rowspan="8">IRCP &lt; 50%</td><td>IRLP ≤ 50%</td><td></td><td>à proscire</td></tr><tr><td rowspan="2">50% &lt; IRLP ≤ 70%</td><td>DVRAR ≤ 37,5%</td><td>à proscire</td></tr><tr><td>DVRAR &gt; 37,5%</td><td>bon pour tuiles et briques</td></tr><tr><td rowspan="4">70% &lt; IRLP ≤ 85%</td><td>DVRAR ≤ 37,5%</td><td>à proscire</td></tr><tr><td>37,5% &lt; DVRAR ≤ 62,5%</td><td>bon pour tuiles et briques</td></tr><tr><td>DVRAR &gt; 62,5%</td><td>bon pour céramique fine</td></tr><tr><td>DVRAR ≤ 37,5%</td><td>bon pour céramique fine</td></tr><tr><td rowspan="4">IRLP &gt; 85%</td><td>37,5% &lt; DVRAR ≤ 60%</td><td>bon pour tuiles et briques</td></tr><tr><td>60% &lt; DVRAR ≤ 85%</td><td>bon pour céramique fine</td></tr><tr><td>DVRAR &gt; 85%</td><td>bon pour réfractaire</td></tr></tbody></table>

**NB1 :** IFL : Importance du fer ferrique libre ; IRCP : Indice relatif de confinement potentielle ; IRLP : Indice relatif de lixiviation potentielle ; DVRAR : Degré virtuel relatif d'altération de la roche.
**NB2** : les causes de la proscription sont en couleur de thème jaune

## 4.3 Paramètres physico-mécaniques des briques cuites

Les paramètres physico-mécaniques, à l'exception de la granulométrie du sable utilisé dans les formulations, sur lesquels l'intérêt de cette étude a porté, lorsque les différentes éprouvettes étaient soumises à des paliers de températures croissants (900°C, 1000°C, 1100°C), sont la couleur, la cohésion, la résonnance, l'absorption de l'eau des éprouvettes, le retrait linéaire, la perte au feu, l'évolution de la masse volumique et la résistance à la flexion.

Les résultats des paramètres physiques montrent que la couleur varie de 7.5 YR7/4 : rose à 2.5Y7/

2 gris clair. La cohésion obtenue est bonne, la résonnance est métallique. Le sable prélevé sur le lit du Nyong ayant servi aux différents mélanges des éprouvettes a fait l'objet de l'analyse granulométrique par tamisage. La courbe granulométrique (Fig. 4) révèle que le sable utilisé a une granulométrie moyenne (86,81%).

L'absorption de l'eau baisse avec l'augmentation de la température de cuisson. Elle passe de 22.5% à 17.1% pour ANY100 ; de 21.6 à 17.7% pour ANY95-5 ; de 21.3 à 17.9 pour ANY90-10 et de 20.8 à 18% pour ANY85-15. L'absorption de l'eau semble également dépendre de la teneur en argile. Ainsi, pour l'éprouvette ANY100 composée essentiellement d'argile, elle est légèrement plus grande (Fig.5)

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 4 : analyse granulometrique du sable</figcaption></figure>

Le retrait linéaire (Fig.6) augmente avec l'élévation de la température de cuisson. Il augmente très rapidement lorsque l'éprouvette est dépourvue de sable(ANY100) alors que c'est le contraire lorsque la teneur en argile baisse (ANY85-15). Lorsqu'on passe de 900°C à 1100°C les retraits linéaires des éprouvettes varient de la manière suivante : de 1.7 à 5.2% (ANY100), de 1.6 à 3.8% (ANY95-5), de 1.5 à 3.2% (ANY90-10) et 1.2 à 2.7% (ANY85-15). L'examen de la perte au feu (Fig.7) indique que les éprouvettes perdent régulièrement de masse

en fonction de l'augmentation de la température de cuisson. D'une manière générale la variation de la perte est inférieure à 1% pour tous les échantillons. Elle est de 0.6% dans ANY100 ; 0.4% dans ANY95-5 ; 0.5% dans ANY90-10 et 0.9% dans ANY85-85, lorsqu'on passe de 900°C à 1100°C. Ces valeurs indiquent que les matériaux sont débarrassés des impuretés.

La masse volumique augmente légèrement avec la température de cuisson. Elle semble dépendre de la teneur en sable, raison pour laquelle elle est importante dans l'éprouvette ANY85-15 par
rapport aux autres. La valeur moyenne de la masse volumique est de 1.7g /cm³ (Fig.8).

Les résultats de la résistance à la flexion (Fig.9) montrent que ce paramètre augmente avec la température de cuisson. Le résultat obtenu dépend beaucoup plus de la formulation du mélange. Le meilleur résultat étant obtenu pour la formulation ANY95-5. L'argile pure donne également un résultat intéressant.

Les propriétés physiques et mécaniques des briques cuites de cette étude sont similaires de celles obtenues par des nombreux auteurs (Mefire Nkalih et al.,2015., Mefire Nkalih et al.,2018., Oikonomopoulod et al.,2015., Ngun et al., 2011., Monoharan et al.,2011., Souza et al., 2002., Xu et al., 2014). Les travaux d'Adewole (2015) ont montré que les argiles peuvent servir

pour les constructions industrielles. Les travaux de Kumar Mishara et al.(2021) montrent que la bonne qualité mécanique des briques cuites est obtenue à partir d'une température de cuisson de 900°C même à partir d'un four traditionnel. Ces résultats ont été obtenus en examinant les briques cuites ayant servi à la construction des monuments historiques. Cependant, lorsque les briques cuites sont fabriquées à partir des argiles latéritiques sans traitement, la qualité mécanique obtenue est mauvaise à cause des teneurs élevées en nodules de fer (Nyassa Ohandja et al.,2020). Dans ce cas, des traitements subséquents sont nécessaires (Samba Assomo, 2017). La médiocrité de la qualité mécanique des briques cuites a été évoquée par Oluwole Akintola (2020), il préconise l'usage des briques pour des constructions d'un étage.

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Figure 5 : Evolution moyenne de l'absorption de l'eau en fonction de la température</figcaption></figure>

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Figure 6 : Evolution moyenne du retrait linéaire en fonction de la température</figcaption></figure>
<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Figure 7 : Evolution moyenne de la perte de masse en fonction de la température</figcaption></figure>

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Figure 8 : Evolution moyenne de la masse volumique en fonction de la température</figcaption></figure>

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Figure 9 : Evolution de la résistance à la flexion des briques cuites</figcaption></figure>
## 3.0 CONCLUSION

La présente étude a été basée sur la minéralogie et la géochimie des argiles alluviales de la vallée du Nyong à Akonolinga avec application de la méthode « altérologique normative » dans la pré sélection des matériaux argileux nécessaires à la fabrication des briques cuites. Au terme de cette étude, les principales conclusions sont les suivantes :

* les argiles alluviales de la vallée du Nyong sont riches en deux éléments chimiques notamment la silice et l'alumine. Ces argiles sont contenues dans un mélange alluvionnaire riche en sable, quartz et dérivés de fer ;

* la méthode « altérologique normative » a proscrit les argiles alluviales de la vallée du Nyong à l'état naturel, dans la fabrication des briques cuites à cause des teneurs faibles en kandites et des pourcentages élevés en quartz ;

* la correction des causes de la proscription, en utilisant l'argile saine mélangée avec des faibles pourcentages massiques de sable, a permis de retenir le mélange fait à base de 95 % d'argile + 5 % de sable, comme formulation idéale pour la production des briques cuites de bonne qualité mécanique ;

* la méthode « altérologique normative » est apparue ainsi comme un important outil d'aide à la décision qui renseigne avec précision l'utilisateur des matériaux sur les causes de sélection ou de rejet de ces derniers.

## REMERCIEMENTS

Les auteurs de ce travail remercient profondément les Professeurs Georges Emmanuel Ekodeck et Véronique Kamgang Kabeyene Beyala, qui ont mis sur pied la méthode « altérologique normative » ayant été largement utilisée dans cette étude notamment

pour la reconstitution des minéraux virtuels, la caractérisation du milieu et la sélection des matériaux nécessaires à la fabrication des briques cuites.

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