Cristallographie

A l'origine, on chercha à différencier les minerais ayant en commun certains caractères physiques par leur forme. D'autres minéralogistes utilisèrent la couleur ; puis un essai de classification plus rationnelle fut tenté en 1669, par Sténon qui reconnut que, dans les cristaux d'une même substance, mais d'aspects différents par suite de l'inégalité du développement des faces, certains angles sont constants. Ce sont ceux qui sont formés entre les faces de même espèce. Toutefois, Stenon ne généralisa pas ses observations.

En 1783, par l'étude des cristaux artificiels, Romé de l'Isle énonce la loi de la constance des angles de la façon suivante : "L'inclinaison des faces entre elles est constante et invariable dans chaque espèce."

Il émet en même temps l'opinion que "les diverses formes cristallines d'un même minéral ne sont que des dérivations faciles à déduire d'une même forme appelée fondamentale."

Mais il existe encore à cette date entre les minéralogistes un profond désaccord sur le nombre et la nature des formes fondamentales. A cette époque, en effet, Buffon , la plus grande autorité scientifique du siècle affirmait encore que : "La forme de la cristallisation n'est pas un caractère constant mais plus équivoque et plus variable qu'aucun autre des caractères par lesquels on doit distinguer les minéraux."

C'est en 1784 que l'abbé Haüy , s'appuyant sur des expériences de clivage, crée la cristallographie. Les ouvrages publiés par ce savant sont : en 1784, l'Essai d'une théorie sur la structure des cristaux, en 1822, le Traité de cristallographie, et la même année, le traité de Minéralogie.

L'abbé Haüy avait remarqué minutieusement l'extrême constance des formes des individus d'une espèce végétale. Il se posa ensuite cette question toute philosophique : " Pourquoi la vie, si indépendante des conditions extérieures, produit-elle des formes fixes, tandis que les minéraux, dont la composition ne change jamais, ont des formes indéfiniment variables ? "

Dans son " Essai d'une théorie de la structure des cristaux ", Haüy répond à cette question et s'exprime ainsi : " L'aspect seul de ces polyèdres (les cristaux), sur lesquels il semble qu'une main exacte ait porté la règle et le compas, pour en fixer les dimensions, indique un objet susceptible d'être soumis aux méthodes rigoureuses des sciences mathématiques : Mais il fallait trouver dans l'objet même des données suffisantes pour exclure toute supposition arbitraire, et pour conduire à des solutions qui représentassent les vrais résultats du travail de la Nature.

"Une observation que je fis sur le spath calcaire en prisme à six pans, terminé par deux faces hexagones, me suggéra l'idée fondamentale de toute la théorie dont il s'agit. J'avais remarqué qu'un cristal de cette variété, qui s'était détaché par hasard d'un groupe, se trouvait cassé obliquement, de manière que la fracture présentait une coupe nette, et qui avait ce brillant auquel on reconnaît le poli de la Nature. J'essayai si je ne pourrais point faire, dans ce même prisme des coupes dirigées selon d'autres sens ; et, après différentes tentatives, je parvins à obtenir de chaque côté du prisme trois sections obliques :et, par de nouvelles coupes parallèles aux premières, je détachai un rhomboïde parfaitement semblable au spath d'Islande, et qui occupait le milieu du prisme. Frappé de cette observation, je pris d'autres spaths calcaires, tel que celui qui forme un rhomboïde très obtus, celui dont la surface est formée de douze plans pentagones ; et j'y trouvai le même noyau rhomboïdal que m'avait offert le prisme dont j'ai parlé plus haut.

Des épreuves semblables, faites sur des crystaux de plusieurs autres genres, assez tendres pour être divisés nettement me donnèrent des noyaux qui avaient d'autres formes, mais dont chacune était invariable dans le même genre de crystal. Je crus alors être fondé, d'après les tentatives faites sur des crystaux mentionnés, et, d'après des raisons d'analogie, pour les crystaux que leur dureté ne permettait pas de diviser, à établir ce principe général, que toute variété d'un même crystal renfermait comme noyau, un crystal qui avait la forme primitive et originaire de son genre. "

Ainsi fut créée la cristallographie ; ainsi fut-il possible d'affirmer que les minéraux présentaient une organisation immuable et ne provenaient pas d'une agglomération désordonnée de substance. L'architecture géométrique de l'individu minéral n'est guère moins caractéristique et harmonieuse que celle d'un individu vivant. Dans l'édification d'un cristal, régulièrement pour une même espèce minérale, les particules élémentaires se juxtaposent toujours identiquement, et la forme cristalline caractérise le minéral avec autant de rigueur que la forme anatomique désigne un animal ou une plante. La forme, dans tous les cas, fournit le signalement de l'individu et en permet la diagnose.

Cette comparaison et les relations entre les différents règnes a fait l'objet de l'admirable livre de Dastre " La Vie et la mort ", qui fait nettement apparaître la généralité des lois de la nature au point de vue morphogenèse.

Qu'il s'agisse d'animaux, de végétaux ou de minéraux, un individu groupera toujours ses éléments constitutifs dans un ordre déterminé pour une même espèce, réalisant la seule forme d'équilibre que puisse prendre sa substance. Dans le sel marin on assistera toujours à l'organisation des particules élémentaires sous la forme géométrique d'un cube, de même que, dans l'édification du corps humain, des myriades de cellules doivent toutes trouver leur place fixée à l'avance. Il est vrai que ces cellules diffèrent par leur structure et leur nature, tandis que toutes les portions d'un minéral sont identiques et construites de la même façon. De plus, lors qu'un organisme est le siège de transformations incessantes, dont l'évolution dirigée constitue ce que l'on appelle la vie, l'état d'un minéral demeure invariable aussi longtemps que le milieu ambiant ne subit pas de modification.

Les travaux de Haüy créèrent donc la cristallographie. Ce savant admit 6 genres de formes primitives ; mais aujourd'hui on en admet 7. Ce sont les systèmes cristallins. Le même savant énonça les lois fondamentales de la cristallographie.

En conclusion, nous dirons que la minéralogie est, avec la physique proprement dite, une des sciences physiques les mieux étudiées. Elle apporte des données tout à fait indispensables sur la structure et les propriétés de la matière solide. Elle ouvre de vastes horizons sur la constitution de la matière. Elle constitue une des bases de la chimie et de l'industrie chimique. Elle permet de comprendre bien des problèmes économiques qui apparaissent à notre époque si considérables et importants...

En nous donnant le moyen d'étudier la nature sous son aspect purement minéral, elle nous montre que les formes les plus simples de la matière présentent une organisation remarquable... L'organisation mieux connue des milieux cristallins permet d'accéder à des lois générales de grande importance scientifique et même philosophique, faisant obligatoirement partie de la culture générale d'un scientifique."

M. PICON

" Eléments de Minéralogie "

Cours professé à la faculté de pharmacie de Paris

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