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1er avril 2011 : Conférence "Les plantes de la racine à la fleur, le rôle des argiles"

par Michel Rautureau (Grasse - Symposium International d’aromathérapie et de plantes médicinales)

Minéraux microcristallisés, les argiles ont des propriétés qui les rapprochent des modernes nanomatériaux et nombreuses d’entre elles restent encore à exploiter. Cette conférence présente les caractéristiques des différentes familles d’argiles afin de les relier à leurs applications.
Les argiles possèdent des propriétés qui ont permis de leur associer, entre autres, des huiles essentielles permettant ainsi de les employer dans un domaine pharmaceutique très utile dans le cadre des produits d’extraction naturels. Cette association se prolonge dans le domaine thérapeutique et clinique dans des domaines très variés allant de l’épidémiologie à des pathologies non communicatives.

Voir aussi la seconde partie de la conférence :
"Place de la plante dans un système de santé publique",
par Jean-Christophe Charrié.



Les plantes de la racine à la fleur, le rôle des argiles

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par Michel Rautureau, docteur d’Etat ès Sciences Physiques,
membre du GFA http://www.gfa.asso.fr



Introduction

Les végétaux ont depuis toujours cohabités auprès et avec le monde animal. Pour un grand nombre de végétaux le sol est leur support naturel. Il apporte aux plantes, pour leur croissance, l’essentiel de leurs besoins en éléments chimiques complétés par des échanges gazeux et liquides avec l’atmosphère. Certains de ces échanges conduisent à la formation de molécules intéressantes pour l’exploitation artisanale ou industrielle des principes actifs qu’elles comportent. Ainsi, par extraction à partir de certaines parties de la plante on recueille, entre autres, des molécules huileuses et odorifères mais aussi des molécules à usage alimentaires ou thérapeutique. Un domaine plus récent consiste à utiliser la plante pour le piégeage d’éléments chimiques ou de molécules, soit au niveau du sol soit dans l’atmosphère. Par exemple, on peut ainsi capter des éléments chimiques indésirables, des complexes ou des molécules toxiques telles que les pesticides introduites dans le sol ou encore, utiliser la plante comme piège pour le gaz carbonique par exemple. La plante dans son environnement assure donc des transferts dans les deux sens.
La dépendance de la plante au sol et à l’atmosphère conditionne son bon développement et a une incidence immédiate sur la qualité et les propriétés des produits qui en sont extraits.
Dans notre exposé, nous aborderons plus particulièrement le sol et sa composition minéralogique avec une attention particulière pour une famille minérale essentielle : celle des minéraux argileux. Les argiles que l’on cite abondamment pour leurs très nombreuses utilisations sont, dans le monde minéral, des composés très particuliers, très difficiles à étudier mais toutefois essentiels et omniprésents à la fois dans le milieu naturel mais aussi dans le monde industriel à tous les niveaux. Leurs propriétés sont, pour la plupart, de natures physicochimiques et permettent au minéral de transporter de nombreux composés qui y sont fixés temporairement avant d’être utilisés par la plante.
Historiquement ces notions ont été précisées par Hénin en 1960, elles ont été largement développées depuis.
Pour obtenir à la fin d’un processus de fabrication une huile essentielle, produit de haute qualité, rare et recherché, il convient de prendre en compte toute la chaîne environnementale allant de la naissance de la plante à l’extraction des principes actifs qu’elle a développés à la fin de sa croissance, dans le but d’utilisations bien spécifiques. L’argile a une position capitale au niveau du sol où elle est un intermédiaire essentiel pour les éléments nutritifs de la plante. L’argile est tout aussi importante dans les processus d’extraction, de transformation et de fixation des huiles essentielles et pour la chimie fine.
Traiter de l’argile implique le plus souvent la prise en compte deux types de connaissances qui sont complémentaires. En premier des connaissances acquises de très longue date, empiriques et transmises par la tradition orale et le savoir faire résultant de l’expérience. En second, viennent des connaissances modernes, dont les approches sont scientifiques et proches des structures industrielles et commerciales.
Les plantes, quand à elles, sont totalement associées aux activités humaines depuis la nuit des temps. Si la qualité des plantes dépend essentiellement de leur espèce, elle dépend également des conditions environnementales : climatiques et pédologiques ; c’est ce dernier point que nous aborderons.

Le sol, lieu d’accueil et support de la plante

Définir un sol suppose la maîtrise, ou au moins la connaissance, d’un très grand nombre de paramètres dont l’étude est affectée à des disciplines très variées. Les pédologues assurent un lien interdisciplinaire entre un monde minéral et un monde biologique intimement associés dans un sol, l’intérêt des agronomes est plus marqué par le végétal lui-même.
Essentiellement un sol est constitué par la couche superficielle d’environ un mètre d’épaisseur où sont simultanément présentes des matières minérales et organiques ainsi que des organismes vivants primaires ou supérieurs. Soumis aux contraintes météorologiques, géomorphologiques et à une forte activité biologique, un sol est en perpétuel remaniement.

Ces perturbations sans cesse renouvelées sont à l’origine de la recherche permanente d’un état d’équilibre auquel participent l’ensemble des composants. Dans la recherche de cet équilibre le monde organique vivant est très actif mais il est nécessaire qu’un mécanisme temporisateur soit également présent. Celui-ci est surtout fourni par les composés minéraux les plus divisés, donc de tailles très petites, parmi ceux-ci les argiles qui se montrent très actives.
Nous utilisons dans la suite de notre exposé, soit le singulier pour désigner indistinctement les minéraux argileux dans leur ensemble, soit le pluriel pour définir un choix plus précis dans la détermination d’une famille ou d’une espèce particulière.

Pour comprendre le rôle des argiles, dans un sol ou dans leurs applications, il faut d’abord connaître leurs propriétés fondamentales.

Propriétés les plus importantes des argiles

Une des toutes premières définitions des argiles les caractérisait suivant leur taille : des minéraux de tailles inférieures à deux micromètres, à laquelle était associée une propriété de "happer" à la langue. Ceci reste vrai mais n’est pas spécifique aux seules argiles car de nombreux autre minéraux peuvent avoir cette caractéristique dimensionnelle. Il a donc fallu entrer dans une description plus précise qui s’est révélée efficace dans la détermination structurale de ces minéraux dès lors que leur composition chimique a été connue : ce sont des silicates. L’étude de ces minéraux de très petites tailles a nécessité le perfectionnement de nombreux appareils d’abord les rayons X puis les microscopes électroniques ; sont venus ensuite les méthodes spectroscopiques et celles permettant l’approche physicochimique de ces matériaux lorsqu’ils sont associés à des molécules qu’ils retiennent par un phénomène de sorption réversible. Actuellement les scientifiques disposent d’une panoplie très complète de méthodes permettant une approche rationnelle des propriétés des argiles toutefois, ces méthodes complexes ne peuvent être utilisées que dans un ordre déterminé, il s’agit donc d’un domaine réservé à des scientifiques analystes très spécialisés.


La structure des argiles

Les argiles sont des silicates de très petites dimensions (en général moins de 2 micromètres). Ils sont constitués de feuillets. Pour cette raison on les nomme d’une façon plus précise "phyllosilicates"(1) mais ils restent invisibles à l’œil nu. Les différentes argiles se distinguent par leurs compositions chimiques et par la distance séparant les feuillets généralement voisins de 0,7 nanomètre (famille de la kaolinite) et de 1 nanomètre (famille des smectites) avec quelques variantes. L’origine des argiles est aujourd’hui bien connue grâce aux travaux des minéralogistes (Caillère 1963, 1982) et des géologues (Millot 1964). Essentiellement, les argiles résultent de la dégradation des roches par l’eau. Leur structure cristalline qui assimile leur composition chimique contient des défauts qui résultent de leur genèse dans un milieu plus ou moins fortement perturbé. Ces défauts sont à l’origine de leurs très nombreuses propriétés physiques et physicochimiques ; celles-ci ont conduit à une multitude d’applications dans les domaines les plus variés.

Nous allons décrire ces structures et préciser la position et la nature des défauts qui sont à l’origine des propriétés afin d’introduire progressivement leur action sur les plantes et, in fine, sur la nature des produits que l’on en extrait.

Composition chimique

Ce sont des silicates contenant essentiellement de l’aluminium, du magnésium, du fer et parfois d’autres éléments en moindres quantités. Leur analyse chimique a été longue à comprendre car les minéraux argileux sont porteurs de nombreux défauts qui sont compensés par des ions venus de l’extérieur du minéral et qui se positionnent soit entre les feuillets soit sur les surfaces externes des particules. L’analyse, bien sûr, donne en premier résultat l’ensemble des deux. Il faut donc mener de pair diverses analyses et ce n’est qu’avec la pratique que l’on est en mesure d’établir une formule chimique pertinente. Celle-ci peut prendre diverses formes suivant l’objectif que s’est fixé l’utilisateur final. N’oublions pas que la plante qui pousse sur un sol y cherche des éléments nutritifs, elle capte d’abord ceux qui sont les plus mobiles : la plupart des ions compensateurs que nous venons de citer en font partie.

Texture des argiles

Les particules sont si petites que l’œil ne peut les distinguer. Ce sont les microscopes électroniques qui permettent de les observer. On constate grâce à eux qu’elles sont constituées par des empilements de feuillets organisés les uns par rapport aux autres sous forme de particules. Une série de trois techniques permet d’accéder à l’organisation des éléments chimiques du minéral dont dépendent toutes les propriétés et d’identifier la nature de l’argile.


Figure 1 : kaolinite (minéral argileux) vue en microscopie électronique à balayage.
Image Nicole Liewig, IPHC, CNRS, Strasbourg

La figure 1 montre une kaolinite observée en microscopie électronique à balayage, cette technique d’observation rend compte des reliefs
Cette image permet des commentaires utiles à la compréhension des propriétés macroscopique des argiles (porosité, imperméabilité, gonflement…).Nous observons nettement les empilements de feuillets et les porosités qu’ils laissent entre eux. Toutefois, il faut augmenter encore beaucoup le grandissement pour accéder à la visualisation des feuillets individuels, c’est ce que permet le microscope électronique à transmission en observant parallèlement à leurs plans les feuillets formant les particules. Ces observations conduisent à la figure 2 où les feuillets de ce phyllosilicate sont visibles, ils sont dans ce cas distants de 0.71 nanomètres (soit 7,1 Angströms).


Figure 2 : kaolinite (minéral argileux) vue en microscopie électronique à transmission, en haute résolution, dans une direction parallèle aux plans des feuillets, distants de 0.71 nm.

Si cette observation est en elle-même une preuve de la nature cristallisée des microparticules d’argile et, ici, de la kaolinite en particulier, il faut rappeler l’importance primordiale et historique de la diffraction des rayons X, technique qui a été antérieure aux microscopes électroniques. La figure 3 présente le diagramme de diffraction des rayons X qui prouve ce caractère cristallin.


Figure 3 : diagramme de diffraction des rayons X par la kaolinite, preuve de la cristallinité de cette argile.

Les cristallographes, à partir de ces données sont en mesure d’établir un modèle de la disposition des atomes (en réalité des ions puisque nous sommes en présence d’un minéral).

Nous donnons sur la figure 4 ce schéma. C’est le premier modèle important : celui de la famille de la kaolinite. Il est formé par l’association de tétraèdres formés autour d’ions silicium et d’octaèdres formés autour d’ions aluminium. La kaolinite est donc un phyllosilicate TeOc (une couche d’octaèdres et une couche de tétraèdres). Ce modèle indique qu’une des faces de chacun des feuillets est constituée par des ions hydroxyles OH-.


Figure 4 : modèle de la position des ions de la kaolinite.

Il existe un autre grand groupe : celui des smectites dont nous donnons ci-dessous le modèle. Nous constatons que cette seconde famille d’argile est constituée par trois couches, on la nommera de façon générique TeOcTe (une couche d’octaèdres entre deux couches de tétraèdres). On remarque d’emblée que les deux faces des feuillets sont comparables et formées par des ions oxygène O2-.


Figure 5 : modèle de la position des ions des smectites.

Les défauts de charges électriques provenant de substitutions hétérovalentes se situent aux centres des cavités octaédriques ou tétraédriques. Le déséquilibre de charge électrique est généralement compensé par la venue d’ions dans l’espace interfoliaire, parmi ceux-ci les plus courants sont le calcium, le potassium et le sodium mais de nombreux autres ions sont possibles ainsi que des molécules et des complexes. Ces ions, s’entourent très souvent de molécules d’eau, on dit qu’ils sont hydratés. Ainsi, ce sont de nombreuses possibilités qui sont offertes à la plante pour satisfaire ses besoins nutritifs en éléments minéraux et en eau.
En fonction de leur composition et de la nature des défauts qu’ils présentent, une approche systématique a permis de classer les minéraux argileux (Caillère, 1982) en leur associant de grands groupes de propriétés. Le paramètre essentiel de cette classification est la distance entre les feuillets (nommée distance interfoliaire) qui est sensible à la présence d’ions, d’eau ou de molécules entre ces feuillet. Sa mesure permet de connaître l’état du minéral. Des techniques complémentaires telles qui la spectroscopie des rayons infra rouges donne un accès à la nature de ces produits insérés et au type de liaison qu’ils développent avec les feuillets du minéral.

Propriétés particulières aux argiles

Nous revenons sur le caractère microcristallin des minéraux argileux et sur leur nature phylliteuse. Ces deux caractères leur confèrent la plupart de leurs originales propriétés.
La structure lamellaire des argiles développe une surface spécifique très importante qui peut aller jusqu’à plus de 800 m²/gramme pour une smectite (minéral TeOcTe) de type montmorillonite. On comprend alors l’importance de la présence des défauts liés aux charges de ces substitutions. Ils génèrent sur chaque face des feuillets un réseau d’anomalies du champ électrique qui permet la fixation, plus ou moins forte, d’ions compensateurs. Ces ions compensateurs sont à l’origine de la capacité d’échange ionique (anionique ou cationique) du minéral concerné et donc de ses propriétés d’échanges avec le milieu extérieur. La capacité d’échange (notée CEC dans le cas d’une capacité d’échange de cations) se mesure traditionnellement pour des raisons pratiques sur une quantité de 100 grammes d’argile, elle s’exprime en Cmol/kg. Pour réaliser sa mesure, on chauffe préalablement l’argile à 100°C (ou 125°C s’il s’agit d’une argile compensée avec des ions calcium). La mesure proprement dite s’effectue par une série d’échanges avec une solution contenant un ion bien connu, renouvelée plusieurs fois et dosée à chaque renouvellement de solution. Ces opérations relativement longues doivent être réalisées par un laboratoire spécialisé. Le résultat permet de prévoir les différents comportements des sols contenant de l’argile lorsqu’on désire réaliser un amendement spécifique.

La répartition des charges sur les surfaces des feuillets met en jeu des distances entre les sites de l’ordre de 1 nanomètre dans le plan des feuillets, elles forment un réticule qui respecte les caractéristiques de symétrie plane des feuillets. De ce point de vue on peut ainsi comparer la surface réactionnelle des argiles à celles des nanomatériaux, actuellement très étudiés par les spécialistes de la matière divisée (rappelons que les particules des minéraux argileux ont des dimensions de l’ordre du micromètre).

La fixation des ions par une particule d’argile met en jeu un phénomène de sorption, il s’agit d’une adsorption sur les faces extérieures des particules et d’une absorption dans les espaces interfoliaires. Les particules (tactoïdes), formées de plusieurs feuillets empilés, présentent deux types de surfaces très différentes au regard de leur accessibilité. Un premier type est interne à la particule et constitué par les faces des feuillets qui se trouvent en vis-à-vis, ces surfaces internes ne voient pas directement le milieu extérieur. Les ions compensateurs qui s’y trouvent sont en quelque sorte « piégés » et leur extraction nécessite un mécanisme d’ouverture de l’espace interfoliaire. En revanche, il reste toujours deux faces qui sont en contact direct avec le milieu extérieur à la particule, elles forment sa limite extérieure. Nous devons y ajouter la surface des bords de feuillets qui prends d’autant plus d’importance que le minéral est davantage divisé. Ces deux derniers types de surface, directement accessible depuis le milieu extérieur, joue un rôle primordial dans le comportement du minéral. Ces surfaces sont un lieu d’échange immédiat. Par ailleurs les bords de feuillets peuvent aussi être une zone d’attaque du minéral par un fluide ionique qui peut ainsi le « dissoudre » par un mécanisme d’hydrolyse. Dans ce cas, les ions propres au minéral (essentiellement aluminium, magnésium, fer voire même du silicium ou de la silice) sont libérés dans le milieu ambiant où ils peuvent jouer un rôle considérable.

Indépendamment de la fixation d’ions minéraux, les surfaces accessibles peuvent retenir des molécules de toutes sortes (donc des molécules organiques) qui, selon les cas, deviennent disponibles pour le milieu extérieur ou peuvent en provenir. Les liaisons entre le minéral et les molécules fixées peuvent être très complexes et leur étude relève de la compétence de laboratoires très spécialisés dont le "Groupe français des argiles"(2) assure la mise en réseau. Ce sont des mécanismes intimes aux différents atomes qui permettent ces liaisons en mettant en jeu les relations des électrons provenant du minéral et de la molécule fixée. L’explication de ces mécanismes met en œuvre la chimie quantique et l’adaptation des orbitales des atomes qui se côtoient aux diverses situations de contact entre la surface des feuillets de l’argile et les molécules organiques qui s’y fixent. Ainsi il faut considérer l’hybridation des orbitales des éléments mis en vis-à-vis à l’interface organo-minérale. Ces études, bien que très complexes, sont absolument nécessaires et permettront de nombreux développements et même d’éviter bien des erreurs.
Ainsi, les propriétés de sorption permettent de fixer sur (ou dans) les particules argileuses des ions ou molécules destinées à une action spécifique sur la plante, elle les assimilera progressivement et leur fixation qui est le plus souvent réversible permet un transfert progressif qui étale dans le temps l’action de ces éléments (actions retardées).

Ceci est le cas pour les amendements par des engrais mais aussi pour des molécules phytosanitaires. Certains industriels ont même développé le regroupement des deux par enrobage par exemple de graines qui accèdent lors de leur croissance initiale aux éléments nutritif de base et sont simultanément protégées des insectes et microorganismes prédateurs. Cela ne va pas sans d’importantes contreparties car les produits toxiques se trouvent ingérés par des oiseaux ou par des insectes pollinisateurs par exemple ce qui les met en grand danger dans le cadre de leur reproduction ou de leurs fonctions vitales.

La rétention réversible de l’eau par les minéraux argileux est une propriété fondamentale, elle assure une stabilité hydrique des sols et permet la culture. L’absence d’argile dans un sol le rend perméable et peu rentable pour l’agriculture. Cependant un excès d’argile est également préjudiciable. La lavande par exemple supporte mal un sol trop argileux.

L’importance de l’action mécanique de l’argile dans le sol se concrétise par ses propriétés de gonflement. En effet, l’absorption de l’eau, soit directement soit par hydratation d’un ion compensateur situé entre les feuillets entraîne une augmentation de la distance interfoliaire et par-là même un gonflement important. Ce phénomène se manifeste inversement lors de l’extraction de l’eau en période de sécheresse : la terre argileuse se fissure augmentant ainsi toujours plus le départ de l’eau à cause des nouvelles surfaces créées. Néanmoins, il reste toujours de l’eau entre les feuillets permettant ainsi à certaines plantes de survivre.

De récentes recherches historiques(3) que nous avons menées rapportent les propos d’un grand médecin arabe Ibn al-Baytâr, qui cite au XIIIe siècle, parmi des argiles à propriétés thérapeutiques, une « argile des vignes » liée à la culture du végétal et à son traitement.
Dès lors on ne peut négliger des recherches et applications modernes de protection des plantes autres que la vigne par l’utilisation de stimulateurs de défenses extraits des algues par exemple et qui peuvent être aisément associés à une argile. Ces méthodes ont pu être nommées « vaccin » compte tenu de leur effet protecteur et préventif.

Les capacités du sol

Nous venons de présenter l’essentiel des propriétés des argiles montrant leur rôle dans l’hébergement de diverses molécules. Il est évident que cette réserve nutritive, potentielle et dynamique, ne peut être exploitée lors d’une démarche de production agricole sans un mécanisme de renouvellement. Dans un langage agronomique, c’est toute la régénération et l’équilibre des sols qui sont en cause ainsi que la technique des amendements.
Le monde moderne met les sols en état de souffrance par une surexploitation. A cette situation d’ordre anthropique s’ajoute actuellement une évolution climatique objet de nombreuses interrogations. Les scientifiques de toutes spécialités se penchent sur les différents aspects du problème avec des résultats souvent positifs parfois coûteux et demandant aux différents acteurs un consensus difficile à obtenir pour les mettre en place. Les sanctions sont d’ordres naturels, malheureusement trop souvent irréversibles.
L’enjeu est déjà visible dans certaines régions européennes dont l’exploitation agricole de type industrielle, beaucoup trop intensive, a conduit de façon quasi-irréversible à une dégradation des sols naturels que les média caractérisent déjà de désertification. Ce résultat provient d’un lessivage intense du sol et d’amendements inadaptés qui en ont modifié la composition minéralogique ainsi que son équilibre de façon irréversible. Les exploitants, déconcertés, laissent ensuite le plus souvent les terres à l’abandon, elles n’ont alors plus la capacité de se régénérer spontanément. Il s’agit là d’un problème de société dont la maîtrise ne peut être que politique et scientifique puisque la raison n’a pas pu prévaloir.
Un domaine inquiétant de déséquilibre du sol en région de monoculture intensive et irriguée consiste dans la surconcentration d’éléments chimiques rares, non utilisés par les plantes. De graves troubles sanitaires peuvent en résulter pour les hommes et les animaux qui se nourrissent des végétaux alimentaires cultivés simultanément ou en alternance réduite dans ces zones, ces plantes concentrent des éléments chimiques rares et toxiques ou se trouvent en carence de certains autres éléments (Dissanayake, 1999).

L’argile et la fleur

Pour en revenir aux cultures des plantes aromatiques, celles-ci se développent harmonieusement dans des zones fortement ensoleillées. Elles sont en principe peu gourmandes en eau ce qui évite les arrosages trop intenses générateurs de lessivages du sol. Néanmoins il convient de rester prudent et respectueux de ce patrimoine pédologique qui ne peut être remplacé.

Depuis la haute antiquité, l’extraction des principes odorants à partir des plantes et particulièrement des fleurs a été développée. Deux méthodes se complètent : il faut extraire et fixer ; parfois ces deux objectifs se rejoignent dans la chaîne de fabrication.
Nous venons de présenter les propriétés des argiles résultant de leur structure cristalline et particulièrement les nombreuses possibilités de sorptions réversibles.
Nos travaux de recherches historiques nous prouvent que l’emploi d’argile associée à des éléments extraits de végétaux était déjà utilisé vers 4000 ans avant J.C., des textes écrits sur tablettes d’argile en témoignent. De nombreux objets tels que des flacons et des diffuseurs de parfums ont également été retrouvés. Par ailleurs, les médecins arabes utilisaient des huiles essentielles et des argiles pour soigner leurs patients, par la pratique ils ont constaté que l’argile fixe l’huile essentielle, cet ensemble - huile/argile - constituant un bon moyen d’une part pour diminuer la concentration de l’huile (qui est généralement dangereuse pour la santé à l’état pur) et d’autre part pour la maintenir en situation de diffusion extrêmement lente et enfin, pour la transporter. De nos jours cet usage est très courant en phytothérapie et en cosmétologie.

La fixation des molécules organiques sur les surfaces de l’argile doit être considérée suivant que l’argile est native, séchée sans cuisson ou cuite modérément :

  • Pour une argile naturelle, la macroporosité interparticulaire et la nanoporosité inter lamellaire jouent des rôles tout à fait distincts mais les phénomènes sont dans les deux cas de nature physicochimiques.
    La figure 1 montre la macroporosité dans le cas de la kaolinite. Cet espace de très petites dimensions développe une capillarité très importante qui permet de remplir cet espace vide et disponible par des liquides en fonction de leur viscosité. Dans le cas de la kaolinite les faces et les bords des particules en contact direct avec le fluide sont les seuls à créer un lien dans les cas les plus courants (la kaolinite n’est pas un minéral argileux spontanément gonflant en présence d’un fluide).
    Dans le cas des smectites (minéraux argileux à 3 couches TeOcTe), l’aptitude à l’insertion des molécules dans l’espace interfoliaire est fondamentale. Il y a alors, en plus du remplissage de la macroporosité, une absorption qui retient les molécules, elles seront relâchées ensuite si les conditions énergétiques locales le permettent. Les diffuseurs de parfums en sont un exemple, la vitesse de départ des molécules pouvant être extrêmement lente et répondre ainsi au but recherché. De plus, la réversibilité est un point essentiel : le diffuseur peut être « rechargé ».
    L’argile naturelle non chauffée a bien d’autres possibilités d’emploi en chimie où elle est souvent soit un fixateur soit un catalyseur.
  • Lorsque l’argile a été chauffée, elle peut perdre le caractère de réversibilité de fixation. Dans ce cas ce n’est que la macroporosité qui entre en jeu en fonction de ses caractéristiques habituelles. Seul un stockage peut intervenir, la désorption des produits introduit est alors de nature physique (par exemple chauffage ou pompage sous vide).
  • Pour de plus fortes températures, on arrive à des produits de type céramique (disons au-dessus de 500°C). Pour les moins bien élaborés, la porosité peut rester connectée, le produits restent alors poreux et permettent diffusion des fluides, on est encore dans le domaine des diffuseurs (une terre cuite rouge poreuse en est l’exemple). En revanche, une argile cuite au-dessus de 1000°C est en général suffisamment étanche et joue alors le rôle de flacon dont les propriétés ne sont qu’utilitaires ou décoratives. Dans ce cas, on ne peut plus parler d’argile mais il est convenable d’employer les termes de céramique ou de produit de haute température. Ce matériau conserve l’héritage structural de l’argile initiale et, en particulier, présente une porosité qui lui confère des propriétés d’absorption et de rétention de liquides et de gaz.

Il est ainsi nécessaire de considérer comme « argile » un matériau naturel non chauffé et dont les propriétés de réactivité physicochimiques sont intégralement conservées. Nous distinguerons bien la différence entre une argile simplement séchée (au soleil par exemple) et qui peut reprendre l’eau qu’elle a perdue de façon totalement réversible et, une argile qui a été portée à une température plus élevée qui a perdu une partie de ses propriétés de réversibilité de sorption. La différence réside dans le type de molécules d’eau initiales dont les liaisons structurales sont nécessaires à l’intégrité des propriétés caractérisant un minéral argileux telles que nous les avons décrites ci-dessus.

Conclusion

Les minéraux argileux présentent des propriétés qui interviennent tout au long de la croissance des plantes. Leur rôle dans les sols est essentiel pour la bonne stabilisation de leurs propriétés. Elles y assurent un rôle de répartition des éléments minéraux et de l’eau nécessaires à la croissance végétale. L’équilibre de la plupart des sols en dépend donc celui des plantes qui s’y développent.

Au-delà de la croissance de la plante, l’argile se retrouve au sein de techniques chimiques d’extraction des principes actifs. Leur rôle se justifie par leurs propriétés physicochimiques et par leurs propriétés catalytiques.
Au titre de matériaux transformables elles permettent de réaliser de nombreux produits manufacturés permettant d’exploiter les riches propriétés des huiles essentielles et des molécules odorifères (flacons, diffuseurs, fixateurs).
Si ces matériaux sont omniprésents dans le parcours vital de la plante, on les retrouve également dans la plupart des produits dérivés utilisés en cosmétologie grâce à leur origine naturelle mais aussi grâce à leur aptitude à former des gels et des pâtes.

La phytothérapie, application des plantes dans le domaine médical, utilise couramment les huiles essentielles adjointes à l’argile. Cet ensemble constitue un moyen thérapeutique naturel très efficace. Une présentation d’applications cliniques actuelles sera faite dans la seconde partie de cet exposé. L’essentiel des propriétés des argiles, lors de leur application thérapeutique, réside dans leurs petites dimensions et dans leurs propriétés de sorption et d’échange (dont les grandes lignes ont été précisées ci-dessus).


Notes
(1) Les argiles contiennent de l’eau ou des hydroxyles dans leur structure : il est important de souligner la présence de l’eau en les nommant "phyllosilicates hydratés".

(2) Groupe français des argiles (GFA) : http://www.gfa.asso.fr/

(3) Consulter L’ouvrage "Argile et santé" chapitre 1, référencé en bibliographie.


Bibliographie

- Caillère S, Hénin S, 1963. Minéralogie des argiles, 1re édition, Masson, Paris.
- Caillère S, Hénin S, Rautureau M, 1982. Minéralogie des argiles, 2e éd., 2 tomes, Masson, Paris.
- Carretero I, Pozo M., 2007, Mineralogía Aplicada, Thomson ed., Madrid.
- Dissanayake C.B, Chandrajith Rohana, 1999, Medical geochemistry of tropical environments, Earth Sciences reviews, 47, 219-258.
- Dissanayake C.B, Chandrajith Rohana, 2009, Introduction to medical geology, Lavoisier ed.
- Handbook of clay science, Collectif : Bergaya F., BKG Theng, G. Lagaly et al., 2006, Elsevier ed.
- Hénin S (1960). Le profil cultural, SEIA, Paris.
- Millot G (1964). Géologie des argiles, Masson, Paris.
- Rautureau M. et al., 2010, Argiles et santé, Lavoisier éd.

N.B. : les figures 2 à 5 sont issues des ouvrages "Les argiles" et "Argiles et santé" cités ci-dessus.


Voir aussi la seconde partie de la conférence :
Place de la plante dans un système de santé publique,
par Jean-Christophe Charrié