La diversité des roches
La minéralogie a débuté suite à son utilisation par l'Homme et a évolué en fonction du développement de ce dernier.
Tout débute il y a plusieurs millions d'années, lorsqe l'homme utilisait les minéraux pour leur praticité, avant de les comprendre et de les étudier (silex de
flèches, ocre rouge pour la peinture...).
La première industrie minéralogique à été la production de poteries. Puis, les minéraux précieux tels que le diamant, le rubis ou le saphir, ont été recherchés pour leur beauté et leur valeur économique. Le sel, qui nous paraît anodin aujourd'hui, a longtemps joué un rôle dans le commerce et a provoqué de nombreux conflits pendant l'antiquité.
L'or, l'argent et le plomb ont eu une importance capitale pendant l'époque romaine. Le plomb était utilisé lors de la fabrication des conduits qui amenaient l'eau jusqu'en ville. L'or servait de monnaie et pour la fabrication de bijoux. Au XIV siècle, le fer prend le relais et devient le mineral le plus utilisé dans l'industrie et il l'est toujours.
Aujourd'hui, tous les domaines de l'activité humaine sont composés de mineraux. On assiste à leur utilisation dans la vie quotidienne.
Toute matière solide qui n'est pas de matière animale ou végétale est minérable. Si l'on regarde autour de nous, on s'aperçoit que nous sommes entourés de minéraux :
-feldspaths : céramiques et émaux (sanitaires, vaisselle)
-kaolinite : céramiques et émaux (sanitaires, vaisselle), papier
-autres argiles : vaisselle, tuiles, carrelages, faïence, briques
-quartz : vitres et verres, céramiques de table, plats à four
-calcite : peintures, papiers, plastiques, cachets pharmaceutiques
La minéralogie classique s'est développée et diversifiée au point de donner naissance à de nouvelles sciences comme par exemple la minéralogie cosmique et planétaire, la biominéralogie, l'écominéralogie, la minéralurgie, etc...
La technominéralogie distingue les minéraux qui comprennent des éléments chimiques utiles et ceux qui sont utiles par eux-mêmes. Les premiers sont les minerais, les seconds les cristaux avec des propriétés optiques, magnétiques, électriques, etc...
Le Diamant
Le diamant est une forme du carbone dans les conditions de température et de pression normales. Il brûle dès 500 °C dans un courant d'air, mais s'il est maintenu à 100 °C sous atmosphère neutre, il se transforme en graphite.Dans son état naturel, le diamant possède une structure dérivée de la structure cubique à faces centrées (cfc), appelée structure type diamant (huit atomes par maille contre 4 pour une structure cfc classique). Le diamant est le matériau le plus dur sur l'échelle de Mohs.
Historiquement le premier diamant aurait été trouvé en Inde il y a 3000 ans. Il symbolise le "fruit des étoiles" ou les "larmes de Dieu". Il peut être trouvé dans la roche.
Il est à l'origine un élément de parure comme d'autres gemmes tels que le rubis ou l'émeraude. On ne taille le diamant qu'à partir du XIVe siecle par crainte qu'il perde ses pouvoirs. Il est aussi utilisé comme amulette ou talisman (pouvoirs magiques) et utilisé pour sa dureté dans la taille d'outils ou la perforation de gemmes.
En 1772, Antoine Lavoisier utilise une lentille pour focaliser les rayons solaires sur un diamant dans une atmosphère riche en oxygène. Le produit de la combustion est du dioxyde de carbone, Lavoisier montra la nature carbonée du diamant. En 1797, Smithson Tennant répète l'expérience sur le charbon : la combustion du diamant produisant le même volume de dioxyde de carbone qu'une masse équivalente de charbon, il montre que le diamant est du carbone pur.
Depuis que l'on sait que le diamant n'est qu'une forme particulière du carbone, les physiciens et chimistes ont essayé de le synthétiser. La première synthèse artificielle du diamant eut lieu en 1953, à Stockholm par Baltzar von Platen et Anders Kämpe.
En soumettant le carbone à une forte pression et à une haute température pendant plusieurs heures, il est possible de réaliser un diamant de synthèse (voir shéma ci-dessous). Au départ, en raison de leur petite taille, ces derniers n'étaient utilisés que dans l'industrie
Le diamant est en grande partie utilisé pour sa dureté et sa précision.
Dans l'industrie on crée par exemple des enclumes à diamant pour leur forte pression, ou encore des bistouris pour des incisions très précises qui découpent la peau par un seul effleurement.
Les vitriers s'en servent pour couper les vitres, les chirurgiens pour des opérations délicates. On envisage des utilisations en électronique car c'est un semi-conducteur. On peut aussi s'en servir comme fenêtre pour l'infra-rouge.
Les applications requérant de grandes pièces sont évidemment gênées par le prix des diamants. Pour couper, on peut se satisfaire de très petits cristaux.
Mais le diamant est aussi très utile en chimie car il est resistant aux acides et aux bases, il peut donc être utilisé dans les milieux corrosifs. Les éléctrodes du diamant ne subissent aucunes réactions éléctrochimiques elles sont donc très efficaces.
Le diamant pourrait, dans le futur, être utilisé pour des rayonnements dans des installations de recherche scientifiques, dans la radiographie car il est composé de carbone tout comme notre organisme . En revanche, il ne peut pas servir dans les centrales nucléaires car il ne serait pas assez résistant.
L'Or
L'or est un minéral utilisé par l'homme depuis 6000 ans. Il est apprécié par les hommes dans toutes les civilisations et à toutes les époques. Il est principalement destiné aux temples, aux églises et aux cérémonies religieuses. Un élément chimique (Au) de numéro d'atome 79.Il est un métal précieux très recherché. On le trouve sous forme de pépites, des grains informes, arrondis et désordonnés mais il se peut être réduit en poudre ou paillettes par érosion mécanique. Depuis les origines, 166 kt d'or ont été extraites (correspond à un cube de 20m d'arete) Il ne reste aujourd'hui que 51 kt reparti dans les differentes mines découvertes .
Il peut fondre à partir de 1064 C° et s'évaporer dès qu'il atteind une température de 2960 C°. Sa masse est de 3.27 x 10^-22 g/atome ce qui correspond à 19.3 kg/L, sa masse est donc vingt fois supérieur à celle de l'eau. A l'état natif (il ne contient qu'un seul élément : l'or) on peut le trouver dans des filons (gisements en forme de veines), des inclusions de roches ultrabasiques ou encore des dépots alluvionaires (cf diamant). L'or est un élément chimique naturel, il ne peut donc pas être fabriqué (malgré plusieurs essais de scientifiques)
Ce métal est noble, est apprécié pour sa maléabilité et sa ductibilité. Il est à la fois dense et tendre et ne s'oxyde ni dans l'air ni dans l'eau. Sa valeur vient de la conservation de son éclat, en effet, l'or pur ne peut pas se ternir.( Pour sa formation cf la formation des agates.)
L'or n'est pas très utile dans les processus chimiques ou industriels mais il a des qualités physiques notamment utilisées dan la dentisterie ou la fabrication éléctronique.Dans les ordinateurs portables, par exemple, il y a environ 1 gramme d'or.
L'or est principalement utlisée de trois façons de nos jour :
-Pour les ornements personnels tels que les bijoux, cet élément chimique est représentatif de richesse.Dans les bijoux, l’or est mélangé avec d’autres métaux, comme le cuivre, le platine, l’argent, etc., pour le durcir et faire varier sa couleur. L’or est beaucoup trop souple et maléable pour être employé seul. Selon l’alliage effectué, on parle d’or blanc, gris, jaune, rouge ou encore bleu.
- Pour les reserves de valeur personelle notamment utilisé par les systèmes monaitaires.• Les premières pièces de monnaie en or datent de plus de 600 ans avant notre ère. Elles servaient de monnaie d’échange.
- Pour les reserves de valeur privée.
L'or est apprécié pour ses qualités psychologiques tel que sa couleur qui correspond à la richesse et la monnaie pour certaines personnes.
anecdote : Aujoud’hui, la plus importante pépite connue a été découverte dans une mine du Brésil. Elle pèse plus de 60 kg et peut être admirée au Musée de la Banque Centrale du Brésil.
