Clivage - Définition et Explications

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Observation des clivages

Lorsque les cristaux sont bien formés, les clivages peuvent parfois être observés l'œil nu ou à la loupe, sur le terrain, avec un simple marteau de géologue ou un couteau (figure 2). Cependant de très nombreux minéraux cristallisent sans développer de faces observables, par exemple : fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.), cristallites, agrégats xénomorphes, etc. On a alors recours au microscope optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.), le plus souvent en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde...) polarisée.

Au microscope, on ne peut observer que des lames minces. Les clivages observables pour un minéral donné dépendent de l’orientation des sections de coupe. Lorsque deux directions de clivage (Le clivage est l'aptitude de certains minéraux à se fracturer selon des surfaces planes dans des directions privilégiées lorsqu'ils sont soumis à un effort...) sont visibles, on peut mesurer l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) formé. En recoupant les observations sur différentes sections, on obtient une bonne indication (Une indication (du latin indicare : indiquer) est un conseil ou une recommandation, écrit ou oral.) de la symétrie et de la structure du minéral (figure 3).

Lorsque le clivage est parfait, il peut être difficile de différencier une face cristalline et une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière...) de fracture (En traumatologie, le terme de fracture désigne par définition une solution de continuité osseuse ("rupture" des os).) plane (La plane est un outil pour le travail du bois. Elle est composée d'une lame semblable à celle d'un couteau, munie de deux poignées, à chaque extrémité de la lame. Elle...) correspondant à un plan de clivage. Toutes deux reflètent la même géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le XVIIIe siècle, les figures...) et la même structure interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable selon le "Diplôme...). Les faces cristallines sont généralement plus ternes. Les surfaces de clivages peuvent apparaitre légèrement nacrées en raison de la pénétration d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec...) dans les plans de clivage sous-jacents.

Il n'est pas toujours utile de cliver totalement un cristal (Cristal est un terme usuel pour désigner un solide aux formes régulières, bien que cet usage diffère quelque peu de la définition scientifique de...) pour mettre les directions de clivage en évidence : un peut souvent deviner un « démarrage » de clivage à l'intérieur des cristaux.

Utilité

Minéralogie
Le clivage est une clé de détermination des minéraux. La connaissance des espèces minérales et de leur structure (cristallographie) sont des informations essentielles dans de nombreux domaines scientifiques plus ou moins associés à la géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et λογος (logos, « parole », « raison »), est la science...) tels que : pétrologie, volcanologie, pédologie, mais aussi paléontologie (La paléontologie est la science qui étudie les restes fossiles des êtres vivants du passé et les implications évolutives de ces études.), astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique...), planétologie (La planétologie est la science de l'étude des planètes. La discipline recouvre de nombreuses branches de la science ; son domaine d'étude s'étend des grains microscopiques jusqu'aux...), etc.
Joaillerie (La joaillerie est étymologiquement l'art de fabriquer des joyaux, et plus largement des objets de parure mettant en valeur principalement les pierres précieuses,...)
Le clivage est un élément important que les lapidaires prennent en compte pour la taille des gemmes. Les pierres avec un clivage facile peuvent se briser, ce qui les rend difficiles à tailler, les plans de clivage étant parfois très difficiles à distinguer. A l'opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes d'une...), les techniques de taille par percussion mettent à profit les clivages pour façonner une pierre selon sa forme cristalline naturelle. Le clivage a également été employé pour scinder de gros cristaux en pièces plus petites. Pour limiter les risque d'endommagement des pièces de valeur, on utilise aujourd'hui plus volontiers des scies perfectionnées ou le laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de...).
Micro-électronique (La micro-électronique est une spécialité du domaine de l'électronique.)
Les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) semi-conducteurs sont des monocristaux synthétiques généralement commercialisés sous la forme de wafers, disques fins sur lesquels sont gravés en série les circuits intégrés ou les microprocesseurs. La séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs domaines :) mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de...) des éléments gravés est facilitée par l'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la boussole) ;) fine des plans de clivage. Les semi-conducteurs élémentaires (Si, Ge, diamant) ont une structure diamant : une orientation adéquate du wafer permet d'obtenir par clivage des rectangles presque parfaits. La plupart des autres semi-conducteurs commerciaux (GaAs, InSb, SiGe, etc.) ont une structure blende, avec des plans de clivages similaires.

Qualité du clivage

Pour la déterminations des minéraux, il peut être important d'avoir une description qualitative des clivages :

  • La facilité à obtenir le clivage renseigne sur la compacité du minéral. Les clivages sont dits faciles, difficiles ou très difficiles (easy, hard, et difficult, en anglais) ;
  • La qualité des surfaces de clivage renseigne sur la structure cristalline du minéral. On distingue différents degrés, par exemple :
    • Excellent - le minéral se clive en fines lamelles : graphite, gypse, muscovite ;
    • Parfait - le minéral se clive en formes régulières délimitées par les plans de clivage : calcite, galène, halite ;
    • Bon - les plans de clivage ne sont pas parfaitement droits : feldspath, pyroxène ;
    • Imparfait - le clivage n'est pas net : soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.), apatite, cassitérite ;
    • Mauvais - pas de clivage, on parle alors de cassure : argile (L'argile (nom féminin) est une roche sédimentaire, composée pour une large part de minéraux spécifiques, silicates en général d'aluminium plus ou...), calcaire.
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