Quebec Science

BEAUTÉ MINÉRALE

Sous le microscope polarisant, les roches prennent des airs de collages ultraléché­s. Un géologue italien s’amuse à les faire découvrir au public.

- Par Mélissa Guillemett­e

Pour regarder une roche dans le blanc des yeux, il faut beaucoup de travail. À l’aide d’une scie circulaire, on commence par la tailler pour obtenir une petite plaque d’environ 3 cm sur 5 cm. On en polit un côté, qu’on colle sur une lamelle de verre. Puis, on ponce longuement l’autre côté pour parvenir à une épaisseur de 0,03 mm, ce qui rend transparen­ts la plupart des minéraux. Il suffit ensuite de poser cette « lame mince » sous l’oculaire d’un microscope optique et de jouer avec différents filtres et accessoire­s. Le résultat ébahit encore le géologue italien Bernardo Cesare, plus de 30 ans après sa première expérience, réalisée pendant ses études universita­ires. Si bien qu’il en fait des photos, que le public peut admirer dans des concours, des exposition­s et sur ses comptes Twitter et Facebook MicROCKSco­pica. « L’artiste, c’est la nature ; je ne suis qu’un photograph­e ! » dit-il, modeste. Au-delà de son intérêt esthétique, l’analyse des lames minces est une technique de base en géologie pour identifier les différents minéraux présents dans une roche. « Chaque minéral a des propriétés optiques particuliè­res, explique le professeur du Départemen­t de géoscience­s de l’Université de Padoue, en Italie. On regarde donc les couleurs et les textures. On observe aussi comment les différents minéraux sont agencés, ce qui nous donne une idée de celui qui s’est formé en premier. » Bien évidemment, les minéraux n’ont pas véritablem­ent de couleurs aussi vives que celles qui égaient ce reportage. Pourtant, ces images sont parfaiteme­nt fidèles à ce qu’on peut voir au microscope. La clé se trouve entre la source de lumière et l’oeil dans l’oculaire : les polariseur­s (qui filtrent la lumière selon sa direction) et le compensate­ur (une autre lame mince d’un minéral choisi pour ses propriétés). « Ce ne sont pas des filtres colorés », prévient le chercheur. En gros, chacun de ces éléments fait diverger la direction de la lumière, ce que les cristaux de l’échantillo­n font aussi en raison de leur géométrie, tel un prisme. Les couleurs sont donc la somme de ces influences. Ainsi, on peut facilement distinguer des cristaux de biotite dans la roche : un

changement de couleur s’opère quand on fait faire une rotation à l’échantillo­n sous un seul filtre polarisant. Puis, quand on croise deux filtres, ce minéral devient pratiqueme­nt opaque, donc noir, lorsque les fissures qui le traversent se trouvent placées à l’horizontal­e ou à la verticale. Un compensate­ur n’est pas nécessaire pour reconnaîtr­e la biotite, mais dans le cas de l’apatite et du feldspath, il facilite la tâche d’identifica­tion.

L’IMPORTANCE DU REGARD

Ces techniques sont centenaire­s. D’autres outils de pointe sont également utilisés, comme la microscopi­e électroniq­ue à balayage ou les techniques basées sur le rayonnemen­t synchrotro­n. À titre d’éditeur adjoint au JournalofM­etamorphic­Geology, le professeur Cesare est à même de constater que « c’est devenu tentant de sauter l’étape de la microscopi­e optique, de passer directemen­t aux outils plus sophistiqu­és. Mais on se trouve alors à bâtir nos réflexions sur des analyses fines sans avoir une bonne idée de la façon dont est faite notre roche. Sans cette vision plus large, on peut manquer des choses importante­s. » C’est justement en observant des grenats au microscope polarisant qu’il a découvert que ceux-ci n’ont pas tous une structure cristallin­e cubique. Pourtant, ils étaient jusqu’alors considérés comme le minéral cubique par excellence ! « Sous l’effet de deux polariseur­s, un minéral cubique apparaît toujours noir. Mais j’ai réalisé que certains grenats ne sont pas complèteme­nt noirs. On a poursuivi la recherche et réalisé que plusieurs grenats sont tétragonau­x », ce qui a fait l’objet d’une publicatio­n en 2019 dans la revue savante Scientific­Reports. Il tente maintenant de comprendre pourquoi la cristallis­ation de ce minéral peut prendre une forme différente. Ses photograph­ies décorent non seulement son salon, mais aussi des départemen­ts de géologie et des maisons privées partout dans le monde : le professeur commercial­ise ses oeuvres… celles de la nature, devrait-on dire !

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Des bandes de biotite dans du gneiss.
 ??  ?? OEil de tigre, une variété de quartz, provenant d’Afrique du Sud.
OEil de tigre, une variété de quartz, provenant d’Afrique du Sud.
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Cette image, l’une des préférées de Bernardo Cesare, met en vedette une roche manitobain­e envoyée par une collègue, Martha Growdon. Deux minéraux s’y croisent : en bleu, des cristaux de plagioclas­e et en doré, de pyroxène.
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Des fossiles de nummulites, des organismes unicellula­ires marins, figés dans du calcaire.
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Le professeur Cesare a rapporté de la granulite du Kerala, en Inde, pour l’étudier. Il s’intéresse aux mouvements du carbone dans la croûte terrestre profonde. Les bandes noires sont du graphite.
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Une étudiante de doctorat à l’Université d’Adélaïde en Australie, Renee Tamblyn, a fourni ce schiste bleu dans lequel on trouve un exemple de grenat dont la structure cristallin­e est tétragonal­e plutôt que cubique.

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