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André AUTHIER : Ancien Élève de l’École Normale Supérieure - Professeur à l’Université Pierre-et-Marie-Curie (Paris VI)
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La cristallographie est la branche de la science qui concerne la description et la compréhension de la structure et des propriétés de la matière condensée en fonction de la distribution spatiale des atomes et des forces interatomiques dans un assemblage étendu.
Helen Megaw (1965).
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1. Milieu cristallin
1.1 Généralités
Les propriétés d’un matériau sont conditionnées par sa structure, c’est‐à‐dire par la manière dont les atomes, les ions, les molécules sont arrangés en son sein. À l’échelle macroscopique, les propriétés d’un composé chimique homogène solide sont identiques à elles‐mêmes en tout point. À l’échelle microscopique, sa structure est caractérisée par la répétition tridimensionnelle d’un motif toujours identique constitué d’atomes, d’ions ou de molécules. Si cette répétition est triplement périodique, on dira que le milieu est cristallin, au sens classique du terme, c’est la situation la plus courante. Le milieu peut également être ordonné, doué de symétrie de rotation, mais non de symétrie de translation, c’est une situation que l’on rencontre dans les quasi-cristaux dont certains alliages métalliques découverts en 1981 sont les représentants les plus caractéristiques.
L’importance de la connaissance du milieu cristallin et de sa structure vient du fait que la quasi-totalité de la matière solide qui nous entoure est à l’état cristallisé. Cette matière peut se présenter sous forme d’agrégats de petits cristaux : les roches, les matériaux de construction comme les briques ou le béton, les plastiques, les métaux, les os de notre corps. Elle peut être très bien cristallisée : c’est le cas par exemple de cristaux très courants comme le sucre ou le sel, très rares comme les gemmes ou à applications industrielles sophistiquées comme le quartz des résonateurs ou les semi-conducteurs des composants microélectroniques. Elle peut être très mal organisée comme les argiles, les fibres de bois, etc. Elle peut ne présenter d’ordre que dans une direction comme les cristaux liquides utilisés pour les affichages numériques. Seuls les verres et, d’une manière générale, les matériaux amorphes ont une structure totalement désorganisée.
Certaines des propriétés de la matière dépendent de la nature même du matériau, de sa composition, des liaisons chimiques qui assurent sa cohésion, de son arrangement structural ; ce sont les propriétés intrinsèques :
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les constantes élastiques qui traduisent les constantes de forces entre atomes voisins ;
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la...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - CURIEN (H.) - Les groupes en cristallographie. - Dans Théorie des groupes en physique classique et quantique (T. Kahan), vol. 2, p. 49-144, Dunod (1971).
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(3) - ENGEL (P.) - Geometric Crystallography. - D. Reidel, Dordrecht (Pays-Bas) (1987).
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(4) - FRIEDEL (G.) - Leçons de cristallographie. - Berger-Levrault (1926).
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(6) - GUINIER (A.) - Théorie et technique de la radiocristallographie. - Dunod (1956).
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(7) - HOCART (R.) - Les...
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