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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'œil 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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