Min

1
Minéralogie et Cristallographie
B. Grobéty
2
Minéralogie et Cristallographie
Minéralogie étude des solides cristallins formés
naturellement minéraux Cristallographie étude
des solides cristallins Les deux sont liés à -
géométrie macroscopique (morphologie) des
cristaux - formation
microscopique des cristaux
- propriétés chimiques des cristaux -
propriétés physiques des cristaux
Représentation polyhérale de la structure du
grenat
Spectre dabsorption optique dun grenat
grossulaire
Gemme de grenat grossulaire
3
Références
Le cours sera principalement donné avec des
présentations PowerPoint, disponibles sur Moodle.
Livres A. Putnis An Introduction to Mineral
Sciences Cambridge University Press, 1992 ISBN
0-521-42947-1 C. Klein Mineral Science John
Wiley and Sons Ltd, 2002 ISBN 0-471-25177-1 Adr
esse Moodle http//moodle.unifr.ch
4
Organisation du cours
Enseignant Bernard Grobéty Bureau No.
3.304 Tel. 8936 e-mail bernard.grobety_at_unifr.ch
Heure et lieu Cours Lundi 1515 - 1700
Auditoire 2ème étage
5
En quoi est-ce que la Minéralogie/Cristallographie
sont importantes?
- Terre, planètes intérieures 60 - 70 Vol
solide, constituées de minéraux - Les processus
affectant la surface et lintérieur de la Terre
dépendent des propriétés des solides les
constituants. - 70 - 80 éléments utilisés par
les humains sont extraits des minéraux. - Les
propriétés des minéraux (et de tous les autres
matériaux) dépendent entre autres de
développement microscopique (structures du
cristal) des phases constituantes. -
Dimportantes technologies utilisées par la
société moderne sont basées sur des propriétés
spécifiques des solides - Technologies de
linformation propriétés optiques du ruby,
propriétés piézoélectriques du quartz
(téléphonie, machines électroniques). -
Ordinateurs propriétés électriques du silice et
dioxide de silice (quartz) (processeurs),
Propriétés magnétiques des ferrites (mémoire) -
Production dénergie propriétés radioactives de
loxide duranium - Biologie structure et
fonction des molécules biologiques
(protéines,enzymes, etc.) sont obtenues à
partir de versions solidifiées de ces molécules.
6
Programme de la première partie (WS)
1. Introduction 2. Symétrie - Symétrie dans
la vie de tous les jours et lart - Opérations
de symétrie - Groupes ponctuels 3.
Morphologie cristalline - Morphologie,
habitus - Axes cristallins - Indices de
Miller - Formes - Zones 4. Projection
stéréographique 5. Groupes ponctuels -
Groupes ponctuels monocliniques - Groupes
ponctuels tétragonaux - Groupes ponctuels
cubiques

• Liaisons ioniques
• - Modèles atomiques
• - Ionisation
• - liaisons ioniques
• Modèle de Pauling
• - Coordination
• - Lois de Pauling
• - Halite, fluorite et structures en
  perovskite
• 8. Arrangements périodiques
• - Translations, cellule élémentaire
• - Miroirs glissants
• - Groupes planaires
• 9. Groupes spatiaux
• - Miroirs glissants
• - Axes de rotation

10. Thermodynamique des minéraux - Enthalpie -
Entropie - Energie libre de Gibbs 11. Défauts
ponctuels et diffusion - Défauts ponctuels -
Diffusion - Solutions solides
7
Programme de la deuxième partie (SS)
12. Méthodes analytiques - Techniques de
diffraction - Méthodes spectroscopiques -
Microsopie des électrons 13. Couleur des
minéraux - Couleur - Crystal field
splitting - Couleur du ruby - Transfert
délectron 14. Radioactivité -
Désintégration alpha - Fission spontanée -
Métamictisation - Traces de fission - Loi de
désintégration 15. Défauts linéaires et
planaires - Dislocation coin et vis - Défauts
linéaires et déformation - Macles - Défauts
dempilement - Limites antiphases
16. Polytypisme et polysomatisme - Structures
en phyllosilicate - Structures en
inosilicate - Polytypes de mica -
Biopyriboles 17. Réactions des minéraux -
Transitions de phases displacives - Transitions
de phases reconstructives - Transitions ordre -
désordre - Exsolution - Réactions
hétérogènes
8
Lame mince le marbre est constitué de cristaux
de calcite
Roche Métamorphique monominérale
Les minéraux sont les composants élémentaires
des roches
Roche Ignée polyminérale
9
Minéralogie/Cristallographie domaines liés
Des notions de minéralogie/cristallographie sont
nécessaires en Pétrographie Pétrologie Pétrolo
gie expérimentale Sédimentpétrographie Géologie
Sédimentologie Stratigraphie Paléontologie Chim
ie des solides, spectroscopie Cristallographie
des protéines Science des matériaux
Métallurgie, Céramique Domaines particuliers en
minéralogie Minéralogie des minerais Biominéralo
gie Systématique des minéraux Physique des
minéraux minéralogie optique Spectroscopie des
minéraux Physique (des minéraux) à hautes
pression et température Minéralogie technique
(appliquée) Matériaux de réfraction
10
Principes du comportement des minéraux
Minéral stable content! Composition
chimique (quels éléments sont présents) Structure
du cristal (comment ils sont arrangés)
Propriétés physiques et chimiques comportement
mécanique, optique, électrique, etc.
Transformation de phase! (changement dans la
structure et/ou dans la manière dont les éléments
sont distribués dans la structure)