IMPORTANCE DU CARACTERE CRISTALLOGRAPHIQUE

(ions faciles du chalumeau ne suffisent pas à l'éclairer, c'esl à lui seul qu'il

appartient de prononcer sur la forme des édiûces al iques, ou tout au moins

sur leur degré de symétrie. En effet, cette symétrie s'accuse, de la façon la plus nette, dan» 1rs variétés qu'on appelle cristallisées el dont le caractère le plus saillant est d'offrir des formes extérieures qui sont susceptibles d'une définition géométrique.

Mn réalité, il n'y a pour la matière min îrale que deux modes d existence : le mode amorphe, où il n'exist • pas, à proprement parler, d'architecture mol< culaire, comme si toutes les particules avaient été jetées pêle-mêle, et le mode cristallin, où l'arrangement des particules est régulier au lieu d'être confus. Cet arrangement régulier se produit, comme l'enseigne l'expérience, toutes les fois qu'un minéral prend l'état solide dans des conditions de tranquillité qui annulent l'influence des perturbations extérieures. Dans ce cas. le- particules, demeurées libres de n'obéir qu'à leurs actions réciproques, se disposent d'une façon régulière et symétrique. Comme conséquence, au lieu d épouser, ainsi que font les corps amorphes, la forme du récipient qui les contient, les corps cristallises se révèlent de faces planes aux contours géométriques; mais surtout les propriétés physiques s'ordonnent à l'intérieur de ces corps, et cette ordonnance se traduit par des phénomènes spéciaux, dont les plus remarquables sont ceux que les appareils optiques mettent en évidence. D'ailleurs, les admirables travaux de Bravais ont démontré que l'étal cristallin n admet d autre raison physique que la forme même des assemblages moléculaires, de telle façon que cet état nous apporte une précieuse confirmation en faveur de la réalité des polyèdres formés parla réunion des atomes.

Tandis qu'un mémo minéral comporte, en théorie, une infinité de variétés amorphes, il ne peut offrir qu'une seule variété cristalline homogène, dont la vraie nature est facile à définir, malgré la diversité de formes extérieures sous laquelle elle est souvent dissimulée. C'est donc aux variétés cristallisées que la définition chimique des espèces doit être appliquée (i), el puisque cette définition a été laissée à la Chimie, on peut dire que la Cristallographie est la partie essentielle el principale de la tache du minéralogiste. Aussi commencerons-nous par l'exposé des principes de cette science, non moins satisfaisante parla précision de ses méthodes que par les lumières qu'elle nous fournil sur la constitution intime des corps.

IMPORTANCE DU CARACTERE C UIST ALLOGR AP11IQL E

11 a pourtant fallu de longs siècles, pour qu'on arrivai à reconnaître l'importance prépondérante de la forme cristalline dans la détermination des minéraux. Cela tient à ce qu'un même corps peut cristalliser suivant divers solid s,

(i) Une exception doit être faite pour certains corps dits colloïdes, qui <-• montrant absolument réfractaires à l'état cristallin.

1" INTRODUCTION

dont 1rs Formes extérieures n'ont, à première vue, aucun rapport sensible. Ainsi la calcite donne lieu à de- rhomboèdres d'angles très différents, à des prisna - gonaus et à des pyramides aiguës, dites scalénoèdres. De même,

dan- le quartz hyalin, trois des Faces du pointemenl sextuple peuvent prédominer au peint d'atrophier complètement les trois autres et, d'autres fois, une seule des sis Faces culminantes esl bien développée, de telle sorte que le cristal semble termin par un biseau. La dimension relative des laces et. par suite, t extérieur des cristaux, peuvent varier à l'infini et, en apparence, delà manière la pins capricieuse.

< >n ne doit donc pas s'étonner si, au milieu du dix-huitième siècle, la valeur du caractère cristallographique était encore assez méconnue pour cpie Bufibn lui-même pût écrire le- lignes suivantes : « En général, la forme de cristallisation n'est pas un caractère constant, mais plus équivoque et plus variable qu'aucun autre des caractères par lesquels on doit distinguer les minéraux (i). » Il parait cependant que la liaison qui rattache les unes aux autres les formes cristallines d'une même espèce minérale avait été entrevue, un siècle auparavant, par le Danois Sténon (2), cet homme de génie qui eut aussi le mérite de Formuler les premières notions exactes sur le mode de formation des dépôts - | tes In effet, dans sa thèse de 1669, intitulée : De solide- intra solidum naturaliter contento disserta Uonis prodromus, on lit cette phrase remarquable, accompagnant l'explication des figures annexées a l'ouvrage : In piano axis laterum et nu me ru m et longitudinem varie mutari, non mutatis angulis.

Ainsi Sténon avait deviné le principe de l'invariabilité des angles, base de

toute la Cristallographie. Toutefois cette intuition, fondée sur l'examen de trois

- minérales seulement, le quartz, l'oligiste et la pyrite, était destinée à

le, parce qu'elle n'était pas justifiée par un grand nombre de

mesures précises. Pour la même cause, la science ne devait pas encore profiter

d une observation faite en 1688 par Guglielmini (3), sur la possibilité de faire

mes d'un sel cristallisé de l'une d'elles, choisie parmi les plus

simples. En 1758, Cronstedf établissait un système chimique pour les miné -

- considérait les caractères cristallins connue « n'étant soumis à aucune

Enfin le Français Carangeol avant inventé le goniomètre par application,

un autre Français, Rome de l'Isle, en tira si bon parti que, dès 178'*, il était

en mesun de poser le principe suivant : •< Les faces d'un cristal peuvent varier

leur figure <-t dans leurs dimensions relatives, mais l'inclinaison de ces

mte et invariable dan- chaque espèce (4). » En même

m 1 <!■■ Minéralogie, 1867, I. p.

16, Sténon til de nombreux voyagea el vécut quelque temps ;'■ Florence, où il . étal ecclésiastique en 1667. Il mourut viag\ ans après, ayant été

>ale el investi parle pape des fonctions de vicaire apostolique ipe.

sur la structure des cristaux, p. •"..

IMPORTANCE DU CARACTERE CRISTALLOGRAPHIQUE lt

temps, Rome de l'Isle montrait que les diverses formes cristallines d'un même minéral n'étaient que des dérivations, faciles à déduire d'une forme simple fondamentale, qui suffisait, dans la plupart des cas, pour caractériser L'espèce.

L'abbé llaiiv, dont les premiers travaux remontent à la même date que la publication du livre de Rome de l'Isle, poussa plus loin encore l'esprit de généralisation. Avec la loi des troncatures rationnelles, qui contient en germe tout le secret de la structure cristalline, il découvrit la foi desymétrie, qui règle la dérivation des formes secondaires, et sut formuler, avec la dernière netteté, la distinction des six systèmes cristallins. Désormais la Cristallographie prenait avec éclat son rang parmi les sciences exactes, et Haùy méritait d'en être appelé le fondateur. Il ne restait plus qu'à développer son œuvre et à établir, dans tous ses détails, la classification des formes dérivées, tâche à laquelle devaient s'adonner avec succès Miller et les cristallographes allemands.

Cependant, malgré les ingénieuses conceptions d'Haiiy sur la dérivation des faces par décroissement des rangées de particules intégrantes, toute donnée précise manquait encore sur la structure intime des milieux cristallins. L'hypothèse atomique, en s'affermissant de plus en plus dans le domaine de la Chimie, vint en aide aux spéculations des cristallographes. Bientôt l'étude optique des cristaux leur ouvrit de nouvelles et fécondes perspectives. C'est alors que Delafosse qui, dans sa jeunesse, avait eu l'honneur d'être associé' aux travaux d'Haiiy, fut conduit, par l'étude de la distribution des propriétés physiques dans les cristaux, à l'idée des réseaux moléculaires. Cette conception, brillamment développée en 1849 Par Bravais, élargie depuis par le même auteur 1 , produisit bientôt des résultats si féconds, qu'il devint possible de la donner pour base à l'enseignement de la Cristallographie, en faisant de celte dernière une science rationnel'e, au même titre que la Mécanique. Pendant quelque temps, néanmoins, cet avantage parut n'être apprécié que des seuls mathématiciens. Mais le cour- de Mallard à l'Ecole des mines de Paris et, eu 1879, le Traité de Cristallographie du même savant, démontrèrent que I œuvre de Bravais pouvait être rendue accessible à tous ceux que ne déconcerte pas l'emploi de la géométrie et de l'algèbre les plus élémentaires. Mallard ne se contenta pas de cette démonstration. 11 eut l'art de rattacher à la théorie même de Bravais les anomalies que les phénomènes optiques avaient permis d'enregistrer et, en même temps qu'il donnait, de tous les phénomènes de maclc, une explication aussi simple qu'ingénieuse, il ajoutait, à la notion de l'isomorphisme chimique, celle de l'isomorphisme des réseaux cristallins. Enfin M. Wallerant, élargissant encore les idées de Mallard, <i su fonder, sur l'idée de sym strielimite, une synthèse aussi satisfaisante par sa simplicité que par le lien rationnel qu'elle établit entre tous les phénomènes.

Grâce à tous ces travaux, la Cristallographie n'est plus seulement une science

(1) Eludes aistallographiques, îS'ej. i85i, publiées de nouveau en i

lo INTRODUCTION

en possession de la précision géométrique. Ces! un magnifique corps de docs, le plus satisfaisant que les sciences physiques aient encore édifié, où la simple notion des polyèdres particulaires, combinée avec celle de la distribution régulière des propriétés physiques, permet d'expliquer el de prévoir a priori - propriétés de la matière cristallisée. On ue s'étonnera donc pas que lui donnions dan- ce Cours la place d'honneur et que, reléguant à la lin mil- relatifs aux caractères des principales espèces minérales, nous consacrions nos principaux efforts à l'exposé d'une théorie qui est, à nos yeux, l'un tic- plu- solides litre- île gloire de la science française.