Structure et croissance cristalline du chrysotile et des serpentines polygonales

Structure and crystal growth of chrysotile and polygonal serpentines

• Auteur / Autrice : Bertrand Devouard
• Direction : Alain Baronnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Minéralogie
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phyllosilicates

Croissance cristalline

Serpentine (minéralogie)

Résumé

Le chrysotile, mineral du groupe des serpentines, presente une structure remarquable constituee par l'enroulement cylindrique de feuillets silicates. Nous proposons dans ce travail un modele cristallographique des reseaux cylindriques. Cette modelisation permet de discuter la structure et la symetrie des fibres de chrysotile selon une approche nouvelle. Les serpentines polygonales sont alors decrites comme une modification du reseau purement cylindrique du chrysotile, par individualisation de murs radiaux de dislocations. Ce modele rend compte de la polygonisation en 15 ou 30 secteurs, observee dans les echantillons naturels, et predit que chrysotile et serpentines polygonales possedent un axe de symetrie d'ordre cinq. La transformee de fourier numerique des nuds du reseau cylindrique permet de simuler la geometrie des cliches de diffraction electronique de sections de fibres perpendiculaires a l'axe. Les observations en microscopie electronique a transmission de serpentines tubulaires, en mode haute resolution et en diffraction electronique en aire selectionnee, supportent dans une large mesure le modele propose. De plus, l'observation de chrysotile synthetise par voie hydrothermale, permet l'etude de structures presentant un enroulement conique des feuillets. Les differents termes de l'enthalpie libre de formation d'un reseau cylindrique peuvent etre evalues a partir des donnees experimentales disponibles dans la litterature, ou a l'aide de calculs energetiques relevant de la modelisation moleculaire. On montre que la croissance du chrysotile est gouvernee par l'energie elastique liee a la courbure des feuillets, qui s'oppose a l'energie de volume. Cette caracteristique unique permet d'envisager d'utiliser les serpentines comme un traceur de l'ecart a l'equilibre du milieu de croissance