Mica

Les micas sont une famille de minéraux, du groupe des silicates sous-groupe des phyllosilicates formé principalement de silicate d'aluminium et de potassium. Avec le quartz et le feldspath, il est l'un des constituants du granite.

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Mica
Catégorie IX : silicates[1]

Mica en feuilles provenant d'Alstead, New Hampshire, États-Unis.
Général
Classe de Strunz
9.EC.
Formule chimique AC2-3T4O10X2
Identification
Couleur variable selon leur composition
Système cristallin monoclinique
Clivage basal en feuillet
Cassure irrégulière (en petites lamelles, paillettes)
Échelle de Mohs 2 - 4 (2 sur les feuillets)
Éclat métallique
Propriétés optiques
Biréfringence oui
Propriétés chimiques
Densité 2,7 à 3
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité oui
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Étymologie

Le mot mica vient du latin micare signifiant briller, scintiller[2]. Une autre étymologie propose « miette » parce que ce minéral est friable[3]. Son usage comme substitut à la poudre d'or l'a fait appeler « or de chat[4] ».

Observation

Le mica est un minéral en feuillets faciles à séparer les uns des autres. S'il est assez grand, la pointe d'un couteau ou d'une aiguille se glisse dans le plan de clivage du minéral et permet de dissocier ces feuillets à la surface brillante. Les cristaux sont vus soit perpendiculairement au plan de clivage, apparaissant comme de grandes paillettes brillantes translucides aux contours hexagonaux, soit parallèlement à ce plan, apparaissant comme des empilements de feuillets[5].

Types

Il est caractérisé par sa structure feuilletée (phyllosilicates) donnant le plus souvent forme à des paillettes, son éclat métallique et sa grande résistance à la chaleur.

Les micas sont classés en deux séries :

  • les micas blancs dioctaédriques X+Y3+2[AlSi3O10(OH,F)2]7− sont des silicates riches en aluminium et en potassium. Le mica blanc le plus fréquent est la muscovite K+Al3+2[AlSi3O10(OH,F)2]7− (minéral incolore, brun à reflets doré lorsqu'il est altéré) ;
  • les micas noirs trioctaédriques X+Y2+3[Al1+xSi3-xO10(OH)2]7− sont des silicates contenant surtout du magnésium avec du potassium et du fer. De couleur brun à noir, les micas noirs font partie des principaux composants des granites, des gneiss et des micaschistes. Leur altération les transforme en chlorites. Le mica noir le plus fréquent est la biotite K+(Mg,Fe,Ti)2+3[Al1+xSi3-xO10(OH)2]7− (minéral noir, brun à reflets bronzés).

Les deux types se trouvent dans les roches éruptives et métamorphiques. Ils sont détritiques lorsqu'on les trouve dans les roches sédimentaires.

Cristallochimie

Les micas forment un groupe de minéraux isostructuraux, le groupe du mica, comprenant le sous-groupe de la muscovite.

Sous-groupe de la muscovite (71.02.02a, classification de Dana)
Minéral Formule Groupe ponctuel Groupe d'espace
MuscoviteKAl2(Si3Al)O10(OH,F)22/mC2/m
ParagoniteNaAl2(Si3Al)O10(OH)2m ou 2/mCc ou C2/c
Chernykhite(Ba,Na)(V,Al,Mg)2(Si,Al)4O10(OH)22/mC2/c
RoscoéliteK(V,Al,Mg)2AlSi3O10(OH)22/mC2/m
Glauconite(K,Na)(Fe,Al,Mg)2(Si,Al)4O10(OH)22/mC2/m
CéladoniteK(Mg,Fe)(Fe,Al)[Si4O10](OH)22/mC2/m
FerrocéladoniteK2Fe2+Fe3+Si8O20(OH)42/mC2/m
FerroaluminocéladoniteK2Fe2Al2Si8O20(OH)42/mC2/m
AluminocéladoniteKAl(Mg,Fe)2Si4O10(OH)22/m
ChromcéladoniteKCrMg(Si4O10)(OH)22C2
Tobélite(NH4,K)Al2(Si3Al)O10(OH)22/mC2/m
NanpingiteCs(Al,Mg,Fe,Li)2(Si3Al)O10(OH,F)22/mC2/c
BoromuscoviteKAl2(Si3B)O10(OH,F)22/mC2/m
Montdorite(K,Na)(Fe,Mn,Mg)2,5Si4O10](F,OH)22/mC2/c
Chromphyllite(K,Ba)(Cr,Al)2[AlSi3O10](OH,F)22/mC2/c
ShirokshiniteKNaMg2Si4O10F22/mC2/m

Utilisations

Les propriétés des micas, leur transparence, leur hétérogénéité, leurs propriétés thermiques et leur bonne isolation électrique, font qu'on les trouve dans de nombreuses utilisations.

Papier mica

Le mica est utilisé pour ses propriétés d'isolant électrique et de résistance à la chaleur.

Industriellement, le mica est mis en suspension dans de l'eau, puis transformé en papier mica (à l'aide de machines identiques aux machines à papier classique). Les bobines de papier mica sont ensuite déroulées en continu, imprégnées de résines (organiques ou silicones), et si nécessaire contrecollées sur un support qui peut être un tissu en fibre de verre ou une feuille de polymère, puis réenroulées.

Ces bobines de papier imprégné et contrecollé sont alors découpées en feuilles, plusieurs feuilles pouvant ensuite être empilées et pressées pour donner des plaques de différentes épaisseurs, plus ou moins flexibles ; ou découpées dans le sens de la longueur pour produire des rubans.

Les principales applications sont les suivantes :

  • rubans pour isolation des barres de cuivre dans les moteurs et alternateurs à haute tension ;
  • sous forme de diélectrique (isolant) dans les condensateurs haute tension et haute fréquence ;
  • feuille isolante électriquement (souvent enduite de pâte thermique) entre un composant électronique (comme un transistor de puissance) et un radiateur (cette utilisation est délaissée en raison de sa fragilité et de sa conductivité thermique moyenne[6]) ;
  • rubans pour protection anti-feu des câbles électriques dans les installations où les exigences de sécurité sont importantes (tunnels, bateaux, aéroports, hôpitaux, métro, etc.) : la protection mica permet en effet aux installations de fonctionner plus longtemps en cas d'incendie ;
  • plaques de chauffage pour applications industrielles ou appareillage électroménager (grille-pain, sèche-cheveux, four à micro-ondes, etc.) ;
  • applications industrielles diverses (fours à induction, joints, pièces isolantes), joints automobiles.

Le mica a remplacé l'amiante dans un certain nombre d'applications à haute température ou de protection contre l'incendie, car il ne présente pas du tout de risques analogues (matériau inerte, non toxique, se présentant sous forme de paillettes et non de fibres).

Les poêles domestiques de la première moitié du vingtième siècle (Godin, Salamandre) utilisaient des baies constituées de feuilles de mica transparentes pour permettre de surveiller, d'observer à travers un œilleton et d'apprécier la combustion du bois, du charbon ou de l'anthracite lorsqu'ils étaient en fonctionnement.

Paillettes ou poudre

Le mica est utilisé pour ses propriétés de résistance au feu, son inertie chimique, son pouvoir couvrant, sa capacité d'isolation acoustique. Sous cette forme il est utilisé comme charge dans des peintures, des enduits, des matières plastiques (pour sa résistance à la traction et à la flexion).

Il est utilisé pour la restauration du patrimoine doré, matériau de substitution à la feuille métallique, il peut être additionné d’un liant et utilisé pour son aspect scintillant. Il est aussi incorporé à d'autres matériaux comme isolant acoustique (voitures automobiles) ou anti-feu (portes coupe-feu).

On l'utilise également pour son aspect esthétique et décoratif (cosmétiques).

Hypothèse sur l'origine de la vie

Helen Hansma, de l’Université de Santa Barbara en Californie, propose l'hypothèse que l’apparition des premières cellules vivantes a eu lieu dans un film d’eau entre des feuillets de mica (« life between the sheets hypothesis »).

L'universitaire a remarqué que les groupements phosphates de l’ARN sont espacés d’un demi-nanomètre, soit la distance des charges négatives sur le mica, et que ses feuillets ont une concentration en potassium similaire aux cellules.

Le cycle jour-nuit, en provoquant la dilatation et la contraction thermique des feuillets de mica dans ou au bord des paléo-océans, aurait fourni l’énergie nécessaire pour briser et reconstituer des molécules organiques (ARN et membranes cellulaires) à la surface des feuillets. Cependant, l'observation de la surface de certains de ces feuillets par un microscope à force atomique montre qu'ils ne sont couverts que de molécules organiques simples. Des expérimentations sont conduites sur des feuillets de mica plongés dans un liquide reconstituant les conditions des océans primitifs afin de former des molécules plus complexes[7].

Commerce

En 2014, la France est exportatrice nette de mica, d'après les douanes françaises. Le prix moyen à la tonne à l'export était de 430 €[8].

Notes et références
  1. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  2. René Just Haüy, Traité de minéralogie, vol. 3, , p. 120
  3. Voir mica sur le Wiktionnaire.
  4. Louis-Sébastien Lenormand. Manuel du chandelier, du cirier et du fabricant de cire à cacheter.Libr. Roret, 1836.
  5. Alain Foucault, Le guide du géologue amateur, Dunod, (lire en ligne), p. 58.
  6. Isolants au mica Propriétés thermiques et électriques du mica
  7. (en) Helen Hansma, « Possible origin of life between mica sheets », Journal of Theoretical Biology, vol. 266,‎ , p. 175-188
  8. « Indicateur des échanges import/export », sur Direction générale des douanes. Indiquer NC8=25252000 (consulté le )

Bibliographie

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes
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