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TPE en panique ( cristallogénèse)


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Bonjour !!!

Je me suis unscrit sur ce forum car avec mon groupe de TPe on patine dans la semoule ....

On a décidé de travailler la cristallogénese, donc une partie Physique/Chimie, et une SVT (géologie).

On a déja notre partie chimie, donc voila : on bloque sur la partie SVT.

Et je voulais savoir, si quelque uns d'entrre vous avait déja fait ce TPE, et si oui, qu'est ce que l'on peut mettre dans une partie géologie ???

Merci d'avance :P

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  • 4 weeks later...

Bon, il y a toujours moyen de faire l'expérience classique en faisant cristalliser une solution saturée de sulfate de cuivre dans différentes conditions (refroidissement lent ou rapide). Par contre je n'ai pas la recette sous la main. Attention ce n'est pas un modèle valable pour les roches magmatiques seulement pour les filons hydrothermaux où il y a une solution acqueuse. Perso, j'aime bien qu'on discute la validité d'un modèle. Vous avez aussi à ce niveau la nécessité du germe.

Pour la modélisation des roches magmatiques, le grand classique est la cristallisation de la vanilline qui, elle est fondue donc passe du liquide au solide. Mais là votre lycée risque d'avoir le matèriel.

Pouvez vous donner quelques précisions sur vos problématiques et sur ce que vous avez mis dans la partie chimie ?

Cordialement, Serge

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Pour la partie svt vous pouvez parlé de gisement et conditions de cristallisations. Comme sa vous sortez un peut du cadre striste de la cristallo pour parler un peut de tectonique. Sinon vous pouvez aussi parlé minéralogie, et expliquer que par substitution de certains éléments ce forme des petites " saloperies " comme les émeraudes , saphires , et autres pierres precieuses. Pour plus d'info vous pouvez me posez des question par message privé via le forum.

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Merci a vous deux !!!!

trenen23 : Pb : pourquoi une telle diveristé de cristaux dans la nature?

Plan (pour faire plus simple lol)

1)Le cristal a l'oeil nu

-comparaison basalte / gabbro

-description et comparaisons de cristaux (couleurs formes ....)

2)Le cristal au microscope

-Les lames minces de basaltes et gabbro au microscope

-La lumière polarisée : une réacion spécifique a chaque type de cristal

3)Le cristal au niveau moléculaire

-Mailles et lisaison electrostatiques a l'origine des différentes formes.

-Mailles spécifiques de l'espece chimique.

En esperant avoir répondu a ta question :siffler:

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ecoute si vraiment tu galere, on peut se parler en privé pour travailler sur certain points de ton exposé. Dans mon profil tu trouvera mes coodonnées. Je suis un ancien etudiant de géologie et j'ai pas mal bossé en cristallo. Si je peu aider en quoi que ce soit j'en serai ravi mais il faut plus de detail et de ton coté des questions bien precises. Que l'on se mette daccord je ne te propose pas de te faire ton TPE!! mdr

n'hésite psurtout pas. Nico

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j'ai sous le coude le texte d'une conférence que je présente sur naissance et croissance des cristaux, le voici, tu y trouveras sans doute des éléments intéressants. Malheureusement je ne peux pas joindre les photos mais si tu as besoin de certaines illustrations, j'ai une belle banque de doc dans laquelle on peut puiser. Bon courage.

L’ENIGME DES CRISTAUX GÉANTS

Une conférence présentée par André Holbecq

Tout est parti d’une affirmation fausse à propos de la vie. J’ai entendu dire que certaines fonctions pouvaient suffire à définir un être vivant, et parmi celles là, la « croissance.» Elle serait typique du vivant. J’ai eu beaucoup de mal à convaincre les profanes en minéralogie que même les cristaux croissent, et pourtant ils ne sont pas vivants. Je vais donc m’efforcer de vous démontrer de multiples façons que les cristaux croissent.

DEFINITION

Avant tout il faudrait peut-être rappeler ce qu’est un cristal. Etymologiquement « cristal » vient du grec et cela signifie « glace » et cette confusion trouve sans doute son origine dans les sites à « cristal de roche » (ou quartz) que l’on trouve dans des « fours », emprisonnés dans la glace. On a pu croire il y a très longtemps que le cristal de roche était une glace tellement refroidie qu’elle ne pourrait plus fondre. Les cristalliers font fondre celle-ci pour récupérer les cristaux de quartz que le gel a désolidarisés de la roche mère. Nul besoin de dynamite ou de moyens percutants extraordinaires, et donc pas de défiguration de la montagne.

On bourre même du journal entre les cristaux des épontes supérieures et inférieures, pour que les cristaux du dessus ne s’abîment pas quand ils s’effondreront, suite à la fusion de la glace qui les maintenait en place. Alors tout le monde comprend que l’usage de la dynamite est tout à fait inapproprié ; on en voit trop bien le résultat en exploitation minière : tout est pulvérisé et les cristaux sont « bigornés » ! L’extraction est infiniment délicate, les outils sont en bois ou en plastique. A ce propos il est arrivé que des cristalliers amènent un juge sur place par hélicoptère pour qu’il constate que le site n’était en rien dégradé. Et pour cause puisqu’il ne put reconnaître l’endroit où une extraction de cristaux avait été faite. Ceci permit un non lieu pour les cristalliers accusés à tort de défigurer la montagne.

Attention ! Il existe du « cristal » en « cristal » (de Baccara , d’Arcq ou de Bohème) mais qui n’est pas un cristal ! Le verre au plomb dit en « cristal » n’est pas cristallisé, comme le cristal de roche ou quartz. Un verre en cristal n’est donc pas taillé dans un cristal mais dans une matière amorphe!

Les cristaux ont des propriétés physiques propres : dureté, point de fusion, ou conduction électrique par exemple.

Un cristal est une matière dont les atomes sont particulièrement bien rangés: c’est un réseau avec une maille cristalline précise que l’on peut mettre en évidence par diffraction de rayons X. Le clivage de la calcite correspond à sa structure cristalline atomique. Les atomes sont très liés par des forces qui assurent la cohésion de l’édifice. Les liaisons inter atomiques (très courtes) sont d’autant plus fortes que la température est élevée lors de la formation ( 900° à 1300°C pour le diamant) et cela a des conséquences sur les propriétés physiques du cristal. Les minéraux les plus durs possèdent des liaisons covalentes ex: le diamant qui est non pas 10 fois mais 140 000 fois plus dur (selon l’échelle de Rosival) que le talc ( qui lui fait :1/10 pour l’échelle de Mohs, alors que le diamant est à 10/10).

La fusion, sur l’échelle de Kobell est elle aussi fonction de la t° élevée.

L’isolation électrique va de paire avec des liaisons ioniques ou covalentes, alors que les liaisons métalliques donnent de bons conducteurs électriques.

PETIT CRISTAL DEVIENDRA GRAND

Croître implique que l’on puisse passer d’une petite taille à une grande taille, voire de l’échelle microscopique au gigantisme; avec le quartz tout ceci est possible. En effet sur une petite portion d’un grain de sable on peut observer des « fleurs de silice » qui croissent en dendrites, mais pour le voir il faut un microscope électronique à balayage. Voilà pour l’infiniment petit. Mais pour le gigantesque rappelez-vous les cristaux géants du Muséum de Paris, et souvenez-vous du cristal de quartz de St Paul la Roche en Dordogne de 4 mètres et 25 tonnes, que personne n’a su, ou n’a voulu sauver de la destruction, et tout cela pour en faire de l’émail à porcelaine ! Témoin aussi cet énorme cristal de quartz de l’Oural de plusieurs dizaines de tonnes. Parmi les grains de sable on peut aussi trouver de tout petits cristaux de quartz non usés comme celui de 420 µm (=420 millièmes de millimètre). Certains montrent des « fenêtres » témoins de lacunes de cristallisation au centre des faces (phénomène qui peut être aussi observé macroscopiquement sur les quartz fenêtrés).

CRISTALLISER A TOUTE VITESSE :

Normalement il faut du temps pour cristalliser mais sur les volcans le soufre condense: il passe de l’état gazeux à l’état solide sans passer par l’état liquide. C’est particulièrement le cas pour les cristaux de soufreβ monoclinique qui cristallise à une température supérieure à 95°C alors que le Sα orthorhombique , lui, cristallise plus lentement à une température inférieure à 95°C. On peut récupérer ce soufre β sur Vulcano, ou à la Solfatara de Pozzuoli. Vous n’en verrez pas d’échantillons en collection car il est intransportable et s’émiette très facilement.

LES DEFAUTS OU ARRETS DE CROISSANCE

La croissance des cristaux est tributaire des apports, il faut « nourrir » le cristal continuellement sinon il cesse de croître et attend l’arrivée d’un liquide « nourricier.»

Les quartz sceptre ou antisceptre, les quartz fenêtrés, ainsi que les quartz fantômes sont la preuve matérielle de ces croissances plus ou moins fortes ou interrompues, en fonction du chimisme du bain. La croissance des faces et celle des arrêtes limitant ces faces se fait à des vitesses différentes, ainsi les faces à grande vitesse de croissance disparaissent au profit des faces à lente vitesse de croissance. Observable notamment sur des tranches de tourmaline.

Les fantômes sont dus à des arrêts et des reprises successifs de croissance avec entre temps parfois un saupoudrage d’un autre minéral soulignant les contours du cristal précédent; le plus bel exemple est le quintuple fantôme du Muséum d’Histoire Naturelle de Londres où la chlorite (un mica vert) souligne les 5 têtes de cristaux de quartz qui ont cessé de croître 5 fois et on repris leur croissance 6 fois de suite.

COMBIEN DE TEMPS FAUT IL POUR QU’UN CRISTAL CROISSE ?

C’est très variable selon les minéraux et les modes de cristallisation mais pour les quartz alpins âgés de 18 à 20 millions d’années la précipitation du quartz s’est faite pendant 4 à 5 millions d’années. Pour les cristaux de taénite et de kamacite (figures de Widmanstätten) en fer-nickel, des météorites métalliques, il a fallu attendre très longtemps à raison d’une très lente chute de température de moins un degré celsius par million d’année, pour passer d’une température supérieure à 1000 °C au zéro absolu (- 273°C) ! Mais les évaporites (sel, gypse) se forment bien plus rapidement.

DANS QUELLES CONDITIONS PEUT IL Y AVOIR CRISTALLISATION ?

Chez les quartz alpins c’est une infinie lenteur et une chute de pression qui induisent une cristallisation.

La forme des cristaux ou « habitus » dépend de la température: dans le cas de la fluorite le cube par exemple se forme à une température moindre que celle donnant l’octaèdre. Pour la calcite, on passe du rhomboèdre au scalénoèdre, au prisme et à la « tablette » hexagonale en augmentant la température. Quand la température augmente on passe du quartz α au quartz β.

Par condensation à partir d’un gaz (soufreβ)

Par solidification à partir d’un magma (mica, quartz, feldspath, olivine, augite…)

Par dépôt avec évaporation (sel, gypse, aragonite, calcite)

Par chimisme (nodules de pyrite sédimentaire, mélantérite à partir de pyrite…)

Par altération: argilites

Par réagencement des constituants élémentaires en milieu solide (grenats, staurotide…) cas du métamorphisme de contact

AUTRES PREUVES DE CROISSANCE : LES INCLUSIONS:

Les quartz « peigne » et les quartz « à âme»

Le quartz peigne est un peu « bancal », sa torsion est due à deux choses: la macle du Dauphiné et , aux dernières nouvelles, une croissance accélérée pyroélectriquement à partir d’un refroidissement lent et d’une solution légèrement sursaturée en silice, à moins qu’il ne s’agisse, peut-être, d’un déplacement des épontes ?

Les « âmes » du quartz sont des micro inclusions solides ou fluides piégées lors de la croissance cristalline; on peut d’ailleurs observer aussi cela dans les cristaux de gypse de Leforest, sous forme de sablier (fluorescent au UV GLO). Chez le quartz ceci se forme lors de la croissance du cristal lorsqu’une fissure s’ouvre lors d’un cisaillement en régime local distensif.

Les faces cristallines des diamants montrent aussi des couches de croissance successives, ou des dissolutions partielles suivies de recristallisations ultérieures en forme de petits triangles. Les quartz montrent souvent des stries de croissance, et les pyrites espagnoles de Navajun montrent souvent des figures de croissance en minces gradins étagés témoignant d’une dynamique de croissance due à des écarts d’équilibre.

On sait même faire « pousser » des diamants aujourd’hui en recréant la forge des entrailles de la terre. La structure très rigide lui confère sa dureté exceptionnelle ; il a le réseau le plus dense du règne minéral. Il est 140 000 fois plus dur que le talc et non pas 10 fois !

CROISSANCE LIBRE OU CONTRAINTE

Un cristal « flotté » a pu cristalliser dans un liquide nourricier, sans point d’attache, il a donc cristallisé dans toutes les directions possibles de l’espace. On dit que ce cristal est « automorphe ».

Dans une géode, les cristaux poussent vers l’intérieur mais pas vers l’extérieur: la gangue de la géode interdit cela.

Parfois des cristaux poussent l’un sur ou dans l’autre en formant des macles comme la croisette de Bretagne ou staurolite (ex staurotide)

Parfois des cristaux de nature différente comme le rutile et l’hématite, croissent suivant des directions constantes et précises, l’un contre l’autre, sans se gêner. Mais il faut que leurs structures présentent des analogies, au moins dans certaines directions et qu’ils soient électriquement compatibles. Ce sont les épitaxies.

Dans un magma liquide certains cristaux se forment d’abord ; par exemple dans le granite ce sont d’abord les micas puis les feldspaths qui ont donc des formes propres, mais le quartz oriente sa croissance selon la loi de sélection géométrique de Gross & Möller. Comme l’espace disponible est limité le quartz ne peut pas exprimer ses propres faces , on dit qu’il est « xénomorphe. » Un minéral apparaissant puis disparaissant (ex la calcite) peut gêner la croissance de cristaux ainsi explique –t-on la formation des sceptres de quartz.

DES PROBLEMES DE CROISSANCE QUI LAISSENT DES TRACES

Quand des cristaux croissent simultanément et s’interpénètrent ils forment des macles comme celles fréquentes de la fluorite, de la calcite (macle en aile de papillon) ou du quartz (macle du Japon)

Quand les arêtes poussent plus vite que les faces, comme on peut le voir dans les galènes, par exemple, des gradins apparaissent et l’on parle de galène « squelettique ».

La section d’un cristal de tourmaline montre souvent des zones colorées différemment: on débute au centre avec une symétrie d’ordre 3 donc en triangle, puis on termine par une charpente hexagonale.

Une face cristalline n’est jamais parfaitement plane car il existe une spirale de croissance hélicoïdale à l’échelle atomique, donc, en principe, invisible à l’œil nu, sauf sur certaines pyrites du Boulonnais primaire où cela est macroscopique.

Sur les faces des fluorites on peut observer des figures de croissance plus ou moins marquées et bien visibles en contre jour.

Certains cristaux gênent ceux qui poussent dessus ainsi peut-on expliquer les quartz encapuchonnés ou le « Babel quartz » qui s’est développé sur une fluorite laquelle a été dissoute mais a laissé son empreinte en négatif sur le quartz qui l’a moulée.

PLUS FORT QUE LA CROISSANCE : LA DECROISSANCE CRISTALLINE

Haüy l’a démontré : il existe des figures de décroissance sur les diamants, le quartz, et sur les fluorites notamment sur celles provenant de Chine: les faces de l’octaèdre sont couvertes de gradins cubiques (en forme de pyramides aztèques); ou bien les « crocs » sortes de faux scalénoèdres, plus précisément des dipyramides trigonales obtenues par dissolution des centres des faces [001] d’un hexaèdre, ou bien restes de sommets de cubes ayant perdu ses faces dissoutes à partir de leur centre(fluorites d’Elmwood). L’appauvrissement de la solution mère en est la cause.

LES INCLUSIONS SOLIDES LIQUIDES OU GAZEUSES

En croissant les cristaux intègrent des inclusions(des cristaux visibles comme ces tourmalines dans un quartz géant du MHN de Paris) ou comme du gaz méthane (180 micromètres) invisibles à l’œil nu, mais aussi

Le « jardin de l’émeraude » : ce sont des inclusions qui prouvent l’authenticité de la pierre naturelle, sans elles on pourrait avoir affaire à une émeraude trop pure donc synthétique.

Les cristaux de rutile ou « cheveux de Vénus », avec leur symétrie d’ordre 6, sont à l’origine du phénomène dit « astérisme » qui provoque l’apparition d’une étoile à 6 branches qui lévite au dessus de la surface d’un quartz rose taillé en cabochon.

Rappelons aussi les inclusions noires bien ordonnées en croix de carbone dans l’andalousite devenant alors de la chiastolite.

L’étude des inclusions a de multiples applications, ainsi celle dans les microcristaux de quartz à Malpasset. Cela aurait permis de comprendre la fragilisation de la roche sur laquelle s’appuyait le barrage et de prévoir la rupture de celui-ci.

Attention ! Ces inclusions gazeuses sous pression peuvent faire éclater violemment un cristal de quartz par choc thermique ; un ami, qui manipulait un quartz, a eu la main ouverte d’une belle estafilade provoquée par l’éclatement du cristal de quartz. J’ai moi-même retrouvé, en vitrine, un cristal de quartz brisé avec les éclats sous et autour du cristal, alors que rien n’avait bougé dans cette vitrine.

Les inclusions solides donnent de nouveaux noms aux « pierres d’ornement » (on ne doit plus dire : « semi précieuses »): aventurine, œil de chat, œil de tigre, œil de faucon...

Les zonations colorées dans les tourmalines , les rubis, les améthystes ou feldspaths sont encore autant de preuves de croissance des cristaux, trahissant les apports variables de matière durant la croissance.

Les libelles (inclusions fluides) peuvent être fixes ou se déplacer dans un réseau creux. Elles peuvent s’animer d’un mouvement rapide et désordonné qui croît avec l’élévation de température dû à la chaleur d’une lampe proche. Elles sont le témoin relique du liquide nourricier qui assura la croissance des cristaux.

LES HABITUS CRISTALLINS

Les différentes faces des cristaux ne croissent pas toutes à la même vitesse; tout cela dépend de la pression, de la température, du chimisme, des impuretés, de l’irrégularité des apports, etc… Ainsi le quartz peut se présenter sous 535 formes différentes.

Les « quartz diamant » ont un habitus pseudocubique dû à une basse température de formation (inférieure à 230° et même à 200°C). L’habitus du Dauphinois très allongé et terminé en biseau serait dû à la « présence d’impuretés (Li,Al,H) » qui freineraient la croissance du prisme, hypothèse qui semblerait en contradiction avec la pureté et la limpidité. L’habitus « Muzo » caractérise une croissance rapide.

La preuve matérielle de cette croissance préférentielle selon la vitesse de croissance de certaines faces est visible dans ce quartz fantôme hématoïde biterminé dans un quartz biterminé transparent de Lantigné(Rhône). Un cristal de quartz ne croît pas à la même vitesse dans toutes les directions ; cette vitesse est plus élevée selon un axe. Parfois il y a même des interruptions de croissance provoquées par des passages de calcite par exemple sur ces échantillons de Dal’negorsk.

ON PEUT FAIRE CROITRE DES CRISTAUX DE SYNTHESE

L’ alun de chrome, le sulfate de cuivre, l’acétate de cuivre, le sulfate de nickel, la vanilline, le DPA (dihydrophosphate d’ammonium : NH4H2PO4), etc…

On peut s’amuser à faire pousser des cristaux de vanilline.

On obtient des disques fibroradiés ressemblant à la wavellite.

Il existe des adresses où trouver les matériaux pour fabriquer des cristaux…

Dans le livre « quel est ce minéral ? » la formation et la croissance de cristaux permet d’identifier les composants de minéraux à identifier.

Les évaporites cristallisent relativement rapidement. Mais plus la croissance dure longtemps et l’évaporation est lente plus les cristaux sont gros et parfaits. Ici il n’est pas du tout question de refroidissement rapide ou lent et cela montre bien qu’il ne faut pas croire qu’un refroidissement lent puisse être l’unique cause d’une cristallisation ! Je dis cela en mémoire de cette expérience, dans le chapitre volcanisme magmatisme et formation des cristaux, proposée dans les livres de 4ème : la cristallisation du soufre qui donne des cristaux quand il refroidit lentement mais pas quand il refroidit rapidement.

Les évaporites comme le sel ou le gypse, dans la nature, se forment à température constante au lac Assal par exemple!

ON PEUT SE TROMPER MAIS…

… LA CRISTALLISATION N’EST PAS FORCEMENT DUE A UN LENT REFROIDISSEMENT!

Inversement même à ce refroidissement prétendu générateur de cristaux, une élévation de température peut engendrer des cristaux et les faire croître dans les conditions dites de surfusion qui ont lieu dans les magmas volcaniques! Ces corps en surfusion sont une dévitrification des verres. C’est le cas de la structure « spinifex » de la tourmaline dans la komatite de Barberton: de grandes baguettes d’olivine se forment instantanément à partir d’un magma porté à très haute température.

On retrouve la surfusion aussi avec la glace et l’eau qui reste liquide malgré une température inférieure à 0°c mais grâce à la présence d’impuretés: les cristaux se forment en baguettes allongées ou en formes planes selon la vitesse de croissance des faces.(important pour la prévision des avalanches.)

Dans le cas du métamorphisme de contact, une élévation de température associée à une élévation de pression et à un facteur temps coopère à la formation des cristaux (d’abord apparaissent séricite et muscovite, à t=300°C et P= 3,5 kbars, à 10 – 15 km de profondeur ; puis apparaissent grenats et biotite à t>400°C et P>4,5Kbars à 15-20km de profondeur.) Pour une pression donnée, on voit sur le graphique que, les schistes verts, les amphibolites, les granulites se succèdent entre 200°C à 400°C, et 600°C à 1000°C.

La pression joue aussi un très grand rôle: de très fortes pressions égales ou supérieures à 35 000 atmosphères transformeront le quartz en coesite ou en stishovite (impacts météoritiques.) (Pressions 20 à 80 et 80 à 140 kbars)

A très haute température (900à1500°C et de 1500 à 1700°C) le quartz devient tridymite puis cristobalite (verre d’impact météoritique) Notez la « ridicule » pression entre 0 et 5 kbars ! On trouve aussi la tridymite artificielle (à pression atmosphérique) dans le verre au plomb de Baccarat résultant d’une trop forte chaleur due à une bombe incendiaire (guerre 14/18).

ENCORE PLUS FOU

Sous l’action de bactéries les cristaux d’or ou d’argent natif, ou de cuivre ou d’ oxydes de manganèse peuvent donner des dendrites en forme de pseudo fossiles d’ allure végétale.

Il existe même des faux plus vrais que nature : les pseudomorphoses de calcédoine après fluorite, ou quartz après tourmaline.

CONCLUSION

Voilà donc les preuves multiples que les cristaux croissent mais ne vivent pas, quoi que…

On a trouvé récemment que certaines faces cristallines de calcite sélectionneraient les énantiomères et plus particulièrement ceux de type L à l’origine du vivant qui serait construit grâce à une seule forme d’acide aminé sur ces cristaux de calcite très abondants à la surface de la terre (science et avenir juin 2001).

Nous avons dans l’oreille interne des cristaux : les otolithes ou otoconies, en calcite, qui nous donnent l’équilibre. Une brusque accélération les font bouger provoquant un vertige. Et que dire encore des cristaux de whewellite collectionnés dans les reins sous forme de lithiases ou calculs célèbres pour les douleurs qu’ils engendrent lors des crises de coliques néphrétiques.

Et que penser encore des micro cristaux de calcite dans les yeux des trilobites et chez les ophiures ?

Ainsi la croissance n’est pas spécifique aux êtres vivants, les cristaux ne sont pas vivants bien qu’ils croissent, mais ils interfèrent dans le monde du vivant, témoins les quelques exemples ci-dessus.

Les cristaux sont partout, dans les dessins de Moebius, dans les sculptures comme la colonne de l’infini de Brancusi, ressemblant à un empilement de cristaux d’anatase ou à ces colonnes de basalte de la chaussée des géants, dans la littérature par exemple « Laura ou voyage dans le cristal » de George Sand, et dans la musique : balade obsidienne, géodes de glace, plans de clivage, Magma, reflets, améthyste, cristal : compositions qui furent élaborées par l’orchestre des percussions de Strasbourg pour l’exposition « les plus beaux minéraux du monde pour Strasbourg. »

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Guest Rémi BORNET

Bonsoir !

Perso mon TPE traité de ceci...

Et je ne pense pas que votre plan soit très adapté au sujet en fait lol :coucou!:

1)Le cristal a l'oeil nu

-comparaison basalte / gabbro

-description et comparaisons de cristaux (couleurs formes ....)

2)Le cristal au microscope

-Les lames minces de basaltes et gabbro au microscope

-La lumière polarisée : une réacion spécifique a chaque type de cristal

3)Le cristal au niveau moléculaire

-Mailles et lisaison electrostatiques a l'origine des différentes formes.

-Mailles spécifiques de l'espece chimique.

Nous avions traité le sujet comme ceci, sur support DVD à l'époque :grand sourire: :

Intro :

Qu'est-ce que la cristallogénèse ?

Qu'est-ce qu'un cristal ? Poser le fait que vous aller travailler sur des cristaux parfaits !!! Autrement c'est beaucoup plus compliqué !!! Définir ce qu'est un cristal parfait

1) De la forme des cristaux aux caractéristiques symétriques

Nous avions pris les 7 systèmes cristallins avec un cristal correspondant à chacun de ses réseaux, et nous avions mis en évidence les axes de symétries et leur ordre (l'ordre c'est le nombre de fois ou se répète le motif quand on fait tourner l'objet autour de son axe, par exemple une étoile de mer à 5 branche a un axe de symétrie d'ordre 5 passant pas sont centre). Ces symétries permettaient de mettre facilement en évidence tous les réseaux. Au passage vous remarqurez qu'il n'y a jamais d'axe d'ordre 5 dans les cristaux !!! Chercher pourquoi ! ;-)

Perso la partie le cristal au microscope je fais sauter... le résultats de l'observation de minéraux sous microscope polarisant est dû au réseaux cristallin, c'est un TPE à elle toute seule cette partie !

2) Partir d'un fait historique : la calcite cassée de Haüy pour définir ce qu'est une maille

Embrayer sur les différent type de liaison assurant la cohésion de la maille et donc des cristaux :

- liaisons ioniques

- covalente

- métallique

- intermoléculaire (de Van der Walls et hydrogène)

bombarder d'exemple concret, ne pas hesiter à faire des modèle moléculaire en maquettes pour illustrer !

3) La croissance des cristaux : les différents milieux

-Croissance dans un milieux aqueux (faire des expériences de saturation cristallisation, nous avions pris une photo toute les 15 secondes pendant 2h30 afin de réaliser un film où l'on voit un cristal d'alun de potassium pousser !!!) l'alun de K cristallise rapidement, et est disponible en pharmacie...

-Croissance en milieux solide, gazeux, dans un gel, chercher des exemples sans vraiment s'attarder !

4) De la croissance du cristal au minéral final

Partir du zonage de certain minéraux, fantômes... pouquoi variation de couleur qu'estce qui induit la couleur (comme le dit florent plus haut, ce sont les saloperies qui sont assimilé dans le réseau)

Dire que dans le milieu les parametre physico chimique induise une croissance + ou - rapide de telle ou telle face d'ou la présence de troncature sur les cristaux et donc d'où la diversité des formes cristalline pour une meme espèce... Faire des recherches la dessus... et définir tous ces termes ! Ne pas oublier que la nature du milieu varie au cours du temps et donc au cours de la cristallisation...

5) Application dans la vie de tous les jours... à quoi vont servire les cristaux, pourquoi en faire pousser en labo ? (voir piste de l'informatique avec le silicium, des lasers, etc...)

Conclusion :

L'homme a besoin de cristaux parfait pour faire telle ou telle chose, cependant dans la nature, le réseau d'un cristal n'est pas symétrique (lacunes, dislocations, etc...)

Vous touchez les aspect SVT avec les minéraux, Chimie et physique avec le reste ! :siffler:

La je pense que ça ferait un TPE bien complet ! :triste:

Bon courage !

@+

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Bon, j'essaie de partir de votre problématique (Comment expliquer la diversité des cristaux ?)

Si vous voulez utiliser cette problématique, j'essaierais bien les sous problématiques suivantes:

La diversité de formes des cristaux:

Les 7 systèmes cristallins, les mailles cristallines, les troncatures, les hémièdries

La diversité de taille

La relation entre taille et vitesse de cristallisation (là vous pouvez loger la petite expérience avec le sulfate de cuivre) et certaines des données de mes collègues de forum.

Les autres facteurs (teneur en fluide des pegmatites)

On pourrais rajouter les conditions de nucléation mais je ne sais pas trop où le loger, peut-être dans l'introduction.

Je ne sais pas chez vous, mais dans mon bahut, on aime bien avoir une petite expérience, ça varie la présentation. Pour des questions de temps, on peut seulement présenter les résultats ou montrer une petite vidéo.

On pourrait peut-être faire un petit quelque chose sur la différence entre cristallisation à partir d'un magma fondu et d'une solution acqueuse, mais je ne suis pas sur que cela soit justifié.

N'oubliez pas de demander l'avis de vos profs responsables !!!!

En éspérant que ces idées vous servent

Serge

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:siffler:

Si je devais faire un exposé sur la cristallogénèse :

je partirais de la diversité des cristaux que l'on trouve sur Terre.

Ensuite j'essaierais de les décrire à l'echelle macroscopique microscopique et atomique.

Ensuite on pourrait étudier les conditions physique et chimique nécessaire à leur formation.

Enfin j'intégrerais cette étude dans le domaine plus large de la pétrographie et la reconstitution des évènements géologiques à partir de l'étude des cristaux d'une roche.

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L'idée d'utiliser lez cristaux pour reconstituer l'histoire de la roche me parait sympa, mais nécessiterait de changer la problématique.

Attention, le respect de la problématique est un élèment important de l'évaluation des TPE, mais vous pouvez en changer si vous voulez.

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