ce manuscrit d’habilitation à diriger des recherches décrit de quelle manière les outils et connaissances en physico-chimie des matériaux sont utiles aux praticiens du génie civil. Les géomatériaux naturels, de par leur complexité et leurs hétérogénéités (en particulier les matériaux argileux) ont été abordés à la manière d’un « naturaliste de laboratoire». Il s’agit d’observer le comportement à plusieurs échelles de ces matériaux grâce à un panel d’essais allant du plus simple (avec des applications sur chantier) au plus complexe (réalisé en laboratoire en milieu contrôlé) tout en laissant volontairement de coté l’approche numérique (aspect modélisation). L’objectif est de mieux comprendre les propriétés macroscopiques (hydrauliques et mécaniques) de ces matériaux à partir de leur microstructure et de leur minéralogie, une fois placés dans un environnement donné. Les comportements observés et l’origine des processus en action, sont alors expliqués en utilisant des notions simples issues de plusieurs domaines et souvent tirées de la littérature.