Grands
Cristaux sur Porcelaine
- PETIT
CRISTAL DEVIENDRA GRAND
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Observer les
cristallisations...
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- Photo
n°1 - sphérolite d'environ
1.6 x 2.3 mm
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Cette
photo a été prise avec un
microscope USB sur la surface d'une
pièce émaillée avec
l'éclairage à leds
intégré à ce petit
appareil.
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- Observer
la naissance d'une cristallisation avec un
fort grossissement est
révélateur :
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- Cette
image agrandie environ 100 fois permet
d'observer une cristallisation naissante
dont la faible envergure (environ 1.6 x
2.3 mm) n'offre que peu de détails
à l'oeil nu. Elle a
été prise à l'aide
d'un microscope USB, petit gadget
électronique bon marché
vendu sur internet, mais qui permet
néanmoins d'intéressantes
investigations.
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- Cet
ensemble cristallin a été
sélectionné au sein d'une
glaçure visqueuse (Bleu de Fer en
oxydation) dont les cristallisations les
plus développées atteignent
environ 2 cm en diamètre. Sa taille
permet de déterminer le temps mis
pour atteindre ce stade de formation. Pour
cette glaçure cela correspond
à un peu moins d'une 1 heure en
palier de croissance.
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- On
distingue ici les départs des
différents faisceaux d'aiguilles
cristallines nommés
sphérolites(*) en forme
d'éventails (ou francisques) qui
radient à partir d'un amas central
légèrement en relief dans la
glaçure. Cet amas diffus constitue
le nucléus de l'ensemble, c'est le
point de départ des faisceaux
à croissance bi-dimensionnelle de
cette cristallisation de silicate de zinc
(Zn2.SiO4). Ils se déploient, se
superposent, se transpercent,
s'entremêlent, se repoussent et
nagent à la surface de la
glaçure, ressemblant à un
plumage d'oiseau.
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- En
considérant bien cette
construction, il est difficile de la
nommer "cristal", mais plutôt
"cristallisation" car il s'agit d'un
ensemble de ramifications cristallines
complexes et non d'un
élément unique. La partie
commune des ces faisceaux rayonnants
étant le noyau (nucléus).
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- A
un stade plus avancé de croissance
ce type de cristallisation produit des
motifs ronds ou en forme de fleur
(Pensée). Les faisceaux
supérieurs totalement
déployés s'enroulent et
masquent entièrement ceux du
dessous qui passent inaperçus au
final. La morphologie initiale des
cristallisations disparait donc au fur et
à mesure de leur croissance. Ces
cristallisations quasiment sans
épaisseur occupent essentiellement
la surface de la glaçure, ce qui
signifie que leur croissance radiale est
favorisée par la surface de la
glaçure (faible énergie de
surface).
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- (*)
: Un sphérolite est un
agrégat de cristaux en aiguilles
à structure rayonnante, rappelant
la forme de fleur, de papillon ou
d'éventail.
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- Vase
à glaçure "bleu de fer"
utilisé pour les
photographies
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- Croissance
sphérolitique :
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- Chaque
filament d'un faisceau est
constitué d'une aiguille
cristalline de willémite
(Zn2.SiO4). Ces aiguilles ont une section
de l'ordre de quelques microns. L'ensemble
de ces aiguilles constitue un faisceau
cristallin à structure rayonnante
appelé sphérolite. Une
cristallisation en sphérolite est
un assemblage de faisceaux qui prennent la
forme de fleur, de papillon, de
francisque, d'éventail
Les
ramifications rayonnantes peuvent former
plusieurs niveaux qui vont cacher
progressivement les niveaux
inférieurs en se déployant.
Les sphérolites ont des formes qui
varient selon leur vitesse de croissance
(viscosité de la glaçure,
température, richesse en
éléments cristallisants,
impuretés ou oxydes colorants).
Leur taille dépend du temps
laissé à cette croissance.
Elles s'organisent et croissent à
la surface de la glaçure fondue car
l'énergie y est plus faible.
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- Les
sphérolites cristallins ont un
contact important avec le milieu
nourricier de la glaçure. On dit
qu'ils croissent par accrétion
(**). Les aiguilles qui radient vont
chercher leurs éléments de
construction toujours plus en avant dans
la glaçure, comme les racines d'une
plante qui cherchent à puiser l'eau
et les sels minéraux de la
terre.
- Le
phénomène d'accrétion
s'accélère avec le
diamètre et la surface couverte par
les sphérolites car ils augmentent
leur contact avec le milieu nourricier de
la glaçure (Le rayon d'un
sphérolite est proportionnel au
temps, mais la surface du
déploiement est en
accélération
continue).
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- (**)
Accrétion : Désigne le
développement progressif d'une
forme ou d'une accumulation qui s'enrichit
par des apports nouveaux. Les
cristallisations croissent par
accrétion, elles puisent leurs
éléments dans la
glaçure en fusion.
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- Photo
n°2 - sphérolite d'environ
3.5 x 5.0 mm
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- Photo
n°3 - sphérolite d'environ
20 mm de
diamètre
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- Mode
de croissance des sphérolites
:
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- Les
photos 1, 2 et 3 ont été
prises sur la même pièce
à la même distance de
l'objectif du microscope et avec le
même grossissement, elles visent
toutes trois le noyau.
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Sur la photo 1 nous avons un plan sur un
sphérolite a ses débuts,
mesurant environ 1.6 x 2.3 mm et visible
dans sa totalité sur l'image. Nous
ne percevons qu'un concentré de
faisceau ou les aiguilles sont
difficilement distinguables.
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La photo 2 montre le centre d'un
sphérolite dans un état de
croissance un peu plus avancé
où les aiguilles se
détachent un peu plus nettement. Sa
taille est environ le double de celui de
la photo 1.
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La photo 3 montre le centre d'un
sphérolite dans un état
très avancé de croissance
(diamètre extérieur environ
20 mm). Les aiguilles sont nettement
visibles et ont une taille
appréciable (leur diamètre
moyen est estimé entre 5 à
10 microns).
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- Ces
trois photos montrent qu'un
sphérolite se développe en
continu de manière
tridimensionnelle au cours de sa
croissance. Les aiguilles cristallines
croissent et se développent tel un
jeune arbre qui grandit rapidement en
hauteur et dont le tronc croit aussi en
diamètre.
- Les
sphérolites cristallins de
silicates de zinc ont donc une croissance
tridimensionnelle bien qu'elle semble
essentiellement bidimensionnelle vue
à l'il nu. Le diamètre
des aiguilles croit aussi en même
temps que leur longueur mais dans des
proportions différentes.
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- Denis
Caraty / Novembre 2011
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