CROISSANCE DES CRISTAUX

La croissance des cristaux est facile à observer avec un microscope de grossissement de l’ordre de 150. Le phénomène est beaucoup plus spectaculaire si on utilise des substances qui cristallisent dans des systèmes autres que le système cubique. En effet, les cristaux sont alors biréfringents et donnent naissance entre polariseurs croisés à des couleurs d’interférences très semblables à celle des bulles de savon. A l’évolution des formes viennent s’ajouter les changements de couleurs dus à la variation d’épaisseur.
La substance que nous avons retenue est le sodium thiosulfate pentahydraté de formule : Na₂S₂O₃, 5H₂O appelé couramment Hyposulfite de Soude et que l’on trouve chez les fabricants d’appareils pour l’enseignement (JEULIN par exemple).

Le processus opératoire est alors le suivant :
Sur la pointe d’un couteau on prélève une petite quantité d’hyposulfite que l’on fait dissoudre dans un volume d’eau (déminéralisée de préférence) de l’ordre du dé à coudre. S’il le faut, on rajoutera de très petites quantités d’hyposulfite jusqu’à ce que la dissolution de l’apport ne se produise plus.
On a alors une solution saturée dont il suffit de déposer, au moyen d’une seringue, un volume de quelques gouttes sur la plaquette du microscope et d’attendre patiemment.
Pour l’observation individuelle, les lampes d’éclairage de microscope (6 V 5 A) sont suffisantes. On élimine le condenseur et on utilise la partie concave du miroir d’éclairage, on place la lampe de façon à former l’image du filament à proximité de la préparation. La concentration de la partie infrarouge de la lumière est suffisante (dans une pièce à 23°) pour permettre l’évaporation et, partant, la cristallisation de la solution.
En cas d’observation par quelques personnes (projection sur un dépoli ou une feuille de papier calque), il faut remplacer l’oculaire par une lentille convergente de courte focale et utiliser une « lampe à iode » (12 V 10 A).
Deux feuilles de polariseurs complètent le dispositif. L’une est placée très en avant de la préparation (au niveau du condenseur) pour éviter la détérioration par la chaleur, l’autre directement sur l’oculaire. On croise les polariseurs pour observer sur fond noir.

Les formes cristallines sont d’autant plus belles que la vitesse d’évaporation est plus lente, ce qui est assez contradictoire avec l’ambition de filmer en temps réel. C’est pourquoi nous vous proposons quelques photographies en plus de courtes séquences filmées.

Quelques photos

La cristallisation commence par les bords de la goutte (région où l’épaisseur est la plus faible). On voit alors se former un anneau blanchâtre, un peu comme un atoll. C’est cette frontière qu’il convient d’explorer du côté intérieur du lagon.
Il faut penser à faire pivoter la platine au cours de l’observation. En effet les couleurs d’interférences sont d’autant plus pures que l’orientation des axes du cristal en formation est voisine de la bissectrice de l’angle formé par le polariseur et l’analyseur.
Le reste est une question de chance !

Note 1 : Malgré la qualité des batteries de photodiodes des appareils numériques, celles-ci ne peuvent restituer, ni la splendeur des couleurs ni leur lente évolution.

Note 2 : Pour accélérer le début de cristallisation, on peut chauffer légèrement la plaquette avec la flamme d’un briquet (essuyer les traces de suie qui absorbent de la lumière). Une façon beaucoup plus propre d’opérer consiste à disposer d’une « lampe à iode » (12 v 10 A) que l’on glisse pendant quelques secondes sous la préparation.

Séquences filmées : Cliquez sur la vignette pour observer la croissance des cristaux