- Mica
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Mica en feuilles provenant d'Alstead, New Hampshire, États-Unis
Le mica est le nom d’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.
Sommaire
Étymologie
Le mot mica vient du latin micare signifiant briller, scintiller[1].
Types de mica
Il est caractérisé par sa structure feuilletée (phyllosilicates), son éclat métallique et sa grande résistance à la chaleur. Les propriétés des micas, leur transparence, leur hétérogénéité, leurs propriétés d'isolant thermique, font qu'on les retrouve dans de nombreuses utilisations.
Les micas sont classés en deux séries :
- les micas blancs dioctaédriques XY3+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− ;
- les micas noirs trioctaédriques XY2+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−.
Les deux types de mica 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 Muscovite KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2 2/m C2/m Paragonite NaAl2(Si3Al)O10(OH)2 m ou 2/m Cc ou C2/c Chernykhite (Ba,Na)(V,Al,Mg)2(Si,Al)4O10(OH)2 2/m C2/c Roscoelite K(V,Al,Mg)2AlSi3O10(OH)2 2/m C2/m Glauconite (K,Na)(Fe,Al,Mg)2(Si,Al)4O10(OH)2 2/m C2/m Celadonite K(Mg,Fe)(Fe,Al)[Si4O10](OH)2 2/m C2/m Ferroceladonite K2Fe2+Fe3+Si8O20(OH)4 2/m C2/m Ferroaluminoceladonite K2Fe2Al2Si8O20(OH)4 2/m C2/m Aluminoceladonite KAl(Mg,Fe)2Si4O10(OH)2 2/m Chromceladonite KCrMg(Si4O10)(OH)2 2 C2 Tobelite (NH4,K)Al2(Si3Al)O10(OH)2 2/m C2/m Nanpingite Cs(Al,Mg,Fe,Li)2(Si3Al)O10(OH,F)2 2/m C2/c Boromuscovite KAl2(Si3B)O10(OH,F)2 2/m C2/m Montdorite (K,Na)(Fe,Mn,Mg)2,5Si4O10](F,OH)2 2/m C2/c Chromphyllite (K,Ba)(Cr,Al)2[AlSi3O10](OH,F)2 2/m C2/c Shirokshinite KNaMg2Si4O10F2 2/m C2/m Utilisations du mica
Le mica est utilisé sous forme de diélectrique (isolant) dans les condensateurs haute tension et haute fréquence.
Utilisation sous forme de papier mica
Le mica est utilisé pour ses propriétés d'isolant électrique et de résistance à la chaleur.
Industriellement, le mica est mis en pulpe 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 :
- soit découpées en feuilles, plusieurs feuilles pouvant ensuite être empilées et pressées pour donner des plaques de différentes épaisseurs, plus ou moins flexibles ;
- soit 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 ;
- 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).
Utilisation sous forme de paillettes ou de 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. 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).
Le mica à 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 remarque en effet que les groupements phosphates de l’ARN sont espacés d’un demi-nanomètre, comme la distance séparant les 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[2].
Notes et références
- René Just Haüy, Traité de minéralogie, vol. 3, 1806, p. 120
- (en) Helen Hansma, « Possible origin of life between mica sheets », dans Journal of Theoretical Biology, vol. 266, 7 septembre 2010, p. 175-188
Articles connexes
- Biotite
- Muscovite
- Phlogopite
- Micacé
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