Cristallographie : deux articles scientifiques du BRGM distingués

20.10.2014
Alors que les Nations Unies ont décidé de proclamer 2014 année de la cristallographie, deux études conduites par le BRGM ont été distinguées dans la revue de rang A Acta Crystallographica B.

2014 est l’année internationale de la cristallographie. Cette science, qui s’intéresse à la structure atomique de la matière, permet d’expliquer les propriétés des substances étudiées et d’élaborer de nouveaux matériaux, pour des applications très variées.

Deux études conduites par le BRGM dans le domaine de la cristallographie ont été récemment distinguées dans la revue scientifique de rang A Acta Crystallographica B.

Une revue scientifique internationale reconnue

Fondée en 1948, Acta Crystallographica B est dédiée à l'étude de la minéralogie et de la cristallographie des solides, au sens le plus large. Elle fait partie des meilleures revues scientifiques de son domaine, d'après Thomson Reuters. Elle est éditée par l'International Union for Crystallography (IUCr), organisation non gouvernementale qui fait partie de l'International Council of Science et qui compte environ 40 pays membres.

L’un des articles produits par le BRGM a été sélectionné pour faire la couverture du numéro correspondant (Grangeon et al., 2014). L’autre (Grangeon et al., 2013) a été mis en valeur sur le site internet de l’IUCr et dans la newsletter trimestrielle de l'IUCr, distribuée à environ 600 librairies sous forme papier et à 12 000 personnes physiques, dans 102 pays, sous forme électronique.

Des nanoparticules aux propriétés exceptionnelles

Les deux études se focalisent sur la structure de nanoparticules lamellaires désordonnées. Derrière cette appellation se cachent des minéraux et phases synthétiques utilisés dans des domaines aussi divers que le médical, la cosmétique ou encore la construction.

Ces matériaux présentent des propriétés exceptionnelles, qui expliquent que ces phases contrôlent ou influencent le cycle géochimique de nombreux éléments, dans des milieux variés (sols, sédiments,…). Certains (comme les oxydes de manganèse) sont par exemple capables d’absorber des éléments traces comme l’arsenic ou l’uranium, ou encore de contrôler la mobilité de métaux comme le nickel.

Cliché de microscopie électronique montrant une nanoparticule d’oxyde de manganèse (au centre). Un zoom sur cette particule (en bas à gauche) met en évidence sa structure en feuillets d'atomes empilés et séparés par un espace interfoliaire.

Cliché de microscopie électronique montrant une nanoparticule d’oxyde de manganèse (au centre). Un zoom sur cette particule (en bas à gauche) met en évidence sa structure en feuillets d'atomes empilés et séparés par un espace interfoliaire.

Des applications dans le domaine de l’environnement

Conduites au sein de la direction Eau, Environnement et Ecotechnologies du BRGM (unité Stockages et valorisation des milieux géologiques profonds), les recherches récemment distinguées permettent de mieux appréhender le comportement des métaux et métalloïdes dans l’environnement et laissent entrevoir des applications dans des domaines comme le stockage des déchets ou la dépollution.

Pour déterminer la structure atomique de ces nanoparticules d'intérêt environnemental, le BRGM met en œuvre des méthodes physiques de caractérisation qui allient notamment :

  • les méthodes spectroscopiques sur grands instruments (synchrotron),
  • la microscopie électronique en transmission,
  • et un formalisme spécifique d'analyse des diffractogrammes aux rayons X.

RÉFÉRENCES

  • Sylvain Grangeon, Bruno Lanson et Martine Lanson (2014). Solid-state transformation of nanocrystalline phyllomanganate into tectomanganate: influence of initial layer and interlayer structure. Acta Cystallographica B70(5), 838-848.
  • Sylvain Grangeon, Francis Claret, Yannick Linard et Christophe Chiaberge (2013). X-ray diffraction: a powerful tool to probe and understand the structure of nanocrystalline calcium silicate hydrates. Acta Crystallographica B69(5), 465-473.
  • Jebril Hadi, Sylvain Grangeon, Fabienne Warmont, Alain Seron et Jean-Marc Greneche (2014). A novel and easy clock-like synthesis of nanocrystalline iron-cobalt bearing layered double hyroxides. Journal of Colloid and Interface Science 434, 130-140.