Thèmes : Géologie, Histoire, Sciences
Conférence du mardi 25 novembre 2025
Par Monsieur Bernard de GIVRY, géologue, collectionneur de minéraux, membre d’associations géologiques et membre de l’association des Amis de la Collection de Minéraux de la Sorbonne A.MI.S.
INTRODUCTION
Le règne minéral comporte plus de 5 000 espèces différentes. On peut dire que les cristaux sont à la Terre ce que les étoiles sont au ciel.
La genèse ou Big Bang a contribué à la formation de noyaux atomiques qui sont classés et numérotés, c’est la classification périodique des éléments (tableau de Mendeleïev). Les minéraux sont composés d’un ou de plusieurs de ces éléments.
Chaque espèce minérale se forme et reste stable dans un domaine pression-température défini. En dehors de ce domaine de stabilité, les minéraux se décomposent et se recomposent en d’autres espèces minérales stables. Quant à la couleur elle est due principalement à la présence d’éléments du groupe des Terres Rares ou du groupe des Métaux de Transition.
I Définition et origine des minéraux.
On appelle minéral tout solide inorganique naturel de composition chimique strictement définie et fixe.
Les minéraux se rencontrent sous deux états physiques différents : l’état amorphe et l’état cristallin. Un minéral est à l’état amorphe lorsqu’il est constitué d’atomes, de groupes d’atomes, ou de molécules présentant une disposition spatiale désordonnée, à l’exemple de l’obsidienne, le verre volcanique. Au contraire, l’état cristallin se caractérise par un arrangement ordonné d’atomes, groupes d’atomes ou molécules constitutifs du minéral. Cet arrangement se répète indéfiniment et périodiquement dans les trois dimensions de l’espace, comme le sel (sel, ou halite, NaCl de la photo).
Les roches étant constituées d’une ou de plusieurs espèces minérales, les formes, les compositions et les couleurs varient beaucoup.
La minéralogie a été étudiée par les anciens mais le précurseur moderne est l’abbé Français René Just Haüy (1743-1822) qui a découvert la régularité des cristaux ; il a décrit de très nombreux minéraux ; il est le premier conservateur du musée de minéralogie de Paris. Un peu plus tard, Franz Xaver von Wulfen (1728-1805) est un prêtre jésuite autrichien qui étudie entre autres la minéralogie et explore les Alpes. Une espèce minérale porte son nom : la wulfénite.
La Wulfénite Pb(MoO4) décrite par Franz von Wulfen (1728-1805), prêtre, botaniste, zoologiste, minéralogiste et alpiniste.
L’origine des minéraux est le magma du manteau terrestre. La minéralisation se forme en bordure des cavités formées dans la roche au cours du refroidissement magmatique.
La minéralisation peut aussi se faire grâce à la circulation d’eaux chaudes. Enfin, certains minéraux se déposent à la surface du sol comme le gypse dans sa cristallisation en rose des sables, qui est le résultat d’une remontée d’eau salée par capillarité puis évaporation.
La température, la pression, les fluides et la concentration des éléments chimiques sont les éléments fondamentaux de la formation minérale.
II Les systèmes cristallins.
A partir de sept mailles élémentaires, on définit sept systèmes cristallins dont les noms sont les mêmes que ceux des sept mailles élémentaires : cubique, quadratique, orthorhombique, monoclinique et triclinique, rhomboédrique, ou hexagonale, suivant les longueurs des côtés et les angles des prismes. Chaque système cristallin se caractérise par sa symétrie inhérente à la géométrie de la maille élémentaire. Tous les minéraux cristallins appartiennent obligatoirement à l’un de ces sept systèmes.
Selon les conditions de formation, un minéral peut se trouver sous deux formes : un solide régulier, ce sont des cristaux dits automorphes (quartz, grenat) ; ou un solide irrégulier de forme quelconque dits xénomorphes. Ces derniers sont beaucoup plus communs que les cristaux automorphes. Les troncatures aux sommets et aux arêtes dues à l’absence de développement lors de la croissance du cristal donnent naissance à des formes infiniment variées.
Généralement, on trouve un échantillon, c’est-à-dire un morceau de minéral cassé. Le clivage est l’aptitude pour un cristal de se briser préférentiellement suivant une famille de plans parallèles. Ces familles de plans de moindre résistance dépendent de la manière dont les atomes sont distribués à l’intérieur du cristal et sont donc spécifiques au minéral.
Une macle est un édifice minéralogique complexe formé par l’association de deux ou plusieurs cristaux de même nature, selon des lois géométriques précises. Une macle peut se réaliser par accolement selon une face définie ou par interpénétration de cristaux (macle de fluorite du Pakistan sur la photo).
III La couleur.
Les sources de la lumière et la perception des couleurs : il existe deux sortent d’objets qui émettent de la lumière.
- Les objets naturels (soleil, étoiles) ou artificiels (système d’éclairage), ils sont dits source primaire.
- Les objets qui reçoivent de la lumière primaire et en renvoient une partie : ils sont source secondaire. Ainsi, un objet de couleur verte absorbe toutes les couleurs de la lumière blanche sauf le vert qu’il réfléchit.
La couleur des minéraux vient de l’interaction de la lumière (photons) avec les électrons des atomes. Certaines longueurs d’onde de la lumière sont absorbées par les ions des métaux du groupe des Terres Rares et des Eléments de Transition, présents dans la structure atomique des cristaux. Ce que nous voyons correspond aux longueurs d’onde non absorbées, c’est-à dire celles qui sont réémises par le cristal.
On distingue trois groupes de minéraux :
– les minéraux idiochromatiques, dont la couleur est directement liée à la composition chimique (azurite ion Cu 3+/ malachite ion Cu2+ sur la photo),
– les minéraux allochromatiques dont la couleur provient d’impuretés
– les minéraux pseudo-chromatiques dont l’aspect provient de phénomènes d’interférence.
La couleur dépend à la fois du spectre d’absorption du corps en question, c’est-à-dire des fréquences qu’il absorbe et de la courbe de sensibilité de notre œil qui ne perçoit que les longueurs d’onde comprises entre 400 et 800 nanomètres.
La couleur peut être due aussi à des phénomènes optiques : astérisme, labradorescence, adularescence ou iridescence.
IV Les minéraux alpins.
De nombreux alpinistes cristalliers cherchent des cristaux afin de les exposer ou les vendre. En 1986 a été découverte une cavité d’axinite. Les quartz alpins ont été formés par dépôt de silice à partir d’un fluide hydrothermal : eau chaude salée circulant dans le massif rocheux quand celui-ci était enfoui à plusieurs kilomètres de profondeur. Les cristaux sont de plus en plus colorés lorsqu’on s’élève dans le massif. Les cristaux alpins sont de fait d’une grande diversité de formes et de couleurs.
V Les musées des minéraux.
La beauté de certains cristaux est telle que de nombreuses pièces sont exposées dans des musées. Une des plus belles collections est celle de Paris-Sorbonne à Jussieu qui comporte 24 vitrines panoramiques dans lesquelles sont présentées 1500 pièces dont des météorites martiennes, des cristaux géants et des minéraux remarquables. Les cristalliers trouvent parfois des cristaux dans des mines toujours en activité même si dans la majorité des cas les recherches s’effectuent dans des mines désaffectées. Dans tous les cas, les minéraux sont nettoyés dans des laboratoires spécialisés avant d’être exposés.
On peut admirer de nombreux cristaux également au musée des minéraux des Alpes à Grenoble, à la galerie de minéralogie du Muséum National d’histoire naturelle à Paris ou à la collection de l’École des Mines de Paris.
CONCLUSION
Les minéraux sont des créations naturelles qui fascinent. Selon l’histoire géologique de la Terre au fil des millions d’années, certaines régions du globe sont particulièrement riches en minéraux comme c’est le cas du Pakistan actuel. Certains minéraux ne se trouvent en quantité notable que dans certaines régions comme le diamant en Afrique du Sud ou le lapis-lazuli en Asie centrale.
Quelques photos pour la beauté des minéraux :
Torbernite Margabal, Aveyron
Calcite de Fontainebleau
Rhodocrosite Afrique du SudErythrite Arséniate hydraté de Cobalt
(MnCO3) (Co3(AsO4)2 8H2O)
Aigue marine,Pakistan
Calcite Heulandite Stilbite Chlorite et Calcédoine, Inde
Pyrite, cubes imbriqués Pakistan
Cumengéite sur cube de Boleite Minéraux secondaires des gisements de cuivre
Et celle dont certains affirment qu’elle est 1000 fois plus rare que le diamant : la Tanzanite.
Bibliographie
- Carnet de cristallier, Christophe PERAY, Éditions du cristal, Paris 2022
- Minéraux remarquables, Collection UPMC-La Sorbonne, JC. Boulliard
- Minéraux, Le Guide des collectionneurs, Julien Lebocey, Les Editions du Piat
- Fluorite, Christophe Lucas, Les Editions du Piat
- Galerie de Minéralogie, Muséum d’Histoire Naturelle, Paris
- Rubellite, Tourmaline rouge
- Géologie des Ressources minérales, Québec
- Le Règne Minéral, magazine bimensuel, Les Editions du Piat
- The Quartz Experience, Daniele Respino, Coll. Paolo Martinotti, 2025
- Chroniques de cristalliers, Sébastien Khayati, Les Editions du Piat
- Le Corail rouge, AFG, 2023
- Pegmatites and their Gem Minerals, The Canadian Mineralogist SP n°15
- Gemmes, Association Française de Gemmologie, AFG
- Garnet, Great balls of Fire
- Dans l’intimité des gemmes, Martine Philippe, Editions du Piat, AFG, 2022
- Le Minéral dans notre quotidien, Eric Marcoux, SFG de France
- « Et l’homme créa la pierre », Les synthèses de cristaux, Jean-Claude Boulliard, UPMC Paris
- Mineral Cleaning, Rudolf Duthaler
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