TPE en classe de première

[Nino]

Salut,

J'ai choisit comme sujet pour mon TPE de première (Travaux Pratiques Encadrés) l'"historique des recherches scientifiques dans le domaine de la minéralogie".

Je n'ai pas encore définis de plan précis, mais je pense parler des modes de formations des minéraux (processus géologiques et chimiques), de leur structure (avec des notions de cristalo) et des méthodes d'identifications (des petits test chimiques simples des amateurs au MEB, diffraction des rayons X, spectre EDS et d'autres encore)

Avec peu être une partie sur l'utilisation de certains minerais (???)

Je n'ai pas encore fait de recherches, mais si vous avez des liens web, des bouquins, des animations, ou tout autres conseils à me conseiller, ils seront les bienvenues !!!

Merci pour votre aide,

Nino

[le sablais]

C'est pas un peu vaste comme sujet ?

le sablais

[Nino]

Ben.... J'avais bien d'autres idées, mais ça ne collait pas avec les thèmes qu'on nous propose ("Sciences et savants d'hier et aujourd'hui" et 'L'homme et la nature")

Mais si vous avez autre chose à me proposer, n'hésitez pas !!

[trenen23]

Attends, je gratouille. Dans l'homme et la nature tu peix peut être traiter les DRIRISATIONS !, mais ça va être difficile sans parti pris.

Amitiés, Serge

[Nino]

Bonjour,

Je suis en retard pour mon TPE..... Je n'ai établi que le plan avec les principales idées.

Voilà où j'en suis pour le moment:

Titre : Evolution des recherches en minéralogie

Chapitres :

-Intro- Qu’est ce qu’un minéral :définition et principaux types de formation

-1-Historique des travaux sur la minéralogie : Les grands minéralo comme Lacroix, Haüy ou Gonnard avec des notions de cristalo (troncatures, indices de Miller, stucture et symétrie des cristaux (les 7 systèmes)

-2- "Aujourd'hui" : J'y parlerai surtout des méthodes actuelles d’identification (spectres EDS, diffraction des rayons X, tests chimiques simples ....) mais aussi du travail des micromonteurs

-3-Conclusion : Le contenu n'a pas encore été défini.

-4 –Partie pratique : Faire pousser des cristaux dans différents systèmes cristallins pour illustrer la 1° partie

Votre avis ?? Pour ma pare, j'ai l'impression que c'est trop long.....

Merci pour vos conseils

Nino

[Nino]

Bon, finalement, mon sujet est trop vaste.

Je ne parlerai que de la cristalo et des processus de cristalisation.

Avec quand même un poil de géol en intro, et je ferai une conclusion sur les utilisations des cristaux (montres à quartz, synthétisation pour la taille, etc ......)

[trenen23]

Salut Nino

Ton premier truc me plaisait bien. D'abord es-tu tout seul pour le TPE, si non vous pouvez vous partager le boulot (surtout si tes collègues sont aussi passionnés que toi.

Je verrai bien un premier chapitre sur les minéraux, aspect chimique (formule) et cristallographique mais succinct juste pour replacer le truc avec une base du style, un minéral est caractérisé par sa composition chimique et sa forme cristalline

Après je ferais un parcours en prenant des grands jalons et en posant le problème de leur technique d'étude, au feeling les études par base de mesure des angles (Haüy, Lacroix...) l'apparition des diagrammes X (pas de noms en tête) et les techniques modernes. Je pense qu'il faut ajouter les études des propriétés optiques par transmission et par réflexion (n'y passe pas de temps c'est marginal pour l'étude des minerais)

Tu n'es pas obligé de tout développer, j'aime bien un petit catalogue (qui montre qu'on a bien dépotté le sujet) et des choix de jalons majeurs (attention proposer ce genre de démarche aux encadrants, moi j'aime mais peut être pas tout le monde!)

Il serait sympa si tu as de la doc de faire un petit truc sur le statut des minéraux dans les auteurs antiques (Pline) et au moyen age (tu retmoberas sur Agricola) (pas courant et ça replace dans l'évolution des idées avant le siècle des lumières

Voili voilou mes réflexions

Au niveau manip, peut être une mesure d'angles au goniomètre (sur une baryte miel un peu grosse par exemple et une notation indicielle des faces présentes). Voir avec les clermontois (Remi Bornet, Etienne Médard ....) s'il ne serait pas possible de faire une DRX avec photo et détermination ou petit film. Je crois qu'il y a un gemmologue indépendant sur Brioude (s'il a un de peu disponibilité, il peut être de bon conseil). Peut être une manip avec un logiciel d'indexation de face (j'y connais couic, mais je pense que François Périnet peut être de bon conseil, et il y a de bonnes chances que Pascal sache aussi manipuler ces trucs)

Serge

PS: j'espère que les forumeurs cités ne m'en voudront pas trop et je prie tout ceux qui auront été oubliés de me pardonner

[Nino]

Salut,

Merci pour ton avis Serge.

Grosso modo, c'était notre idée de départ. Mais les profs trouvent ça un peu vaste, et c'est vrai que tout bien réfléchi, on n'aurait pas assez de temps pour bien approfondir l'ensemble des idées.... En plus on est que 2, donc pas mal de boulot, même en partageant.

C'est pour ça qu'on a préféré restreindre le sujet à la partie cristalo.

On a pas encore bien réfléchi au plan, mais je pense à une intro avec qq définitions et notions de minéralo et géol de base histoire de situer le sujet comme tu dis.

On entrerai dans le vif du sujet en expliquant comment se fait la cristallisation, l'influence de la température, de la pression..... et donner quelques exemples typiques dans la nature(filons hydrothermaux, fumerolles dans le volcanisme, etc)

Ensuite parler de la cristalo à l'échelle microscopique (systèmes cristallins, maille, axes, etc .... ) puis de son effet à l'échelle macroscopique : les troncatures, macles, épitaxie, polysynthétisme, clivage, propriétés optiques, etc..... Je pourrai m'appuyer sur des photos d'échantillons de ma collection (histoire d'en mettre plein la vue au jury...), notamment les fluo du Boulou que j'ai postées récemment, et des modélisations avec le logiciel Faces. La mesure des angles est aussi une très bonne idée !! Cette partie est à mon sens la plus intéressante, surtout si on s'appuie justement sur des choses concrètes. Une DRX est aussi possible je pense: j'ai envoyé des échantillons à analyser à Vincent Bourgoin et je pourrai peu être utiliser les résultats.

Enfin, pour que ça reste dans le thème général (l'homme et la nature), je pense faire comme dis plus haut une partie sur l'utilisation des cristaux.

Niveau manip, les profs pensent que c'est une bonne idée de faire pousser nous même des cristaux et expliquer le protocole. Je pensais fabriquer des cristaux dans différents systèmes (on a déjà commencé par CuSO4 qui est triclinique et facile à faire) Mais on pourrait aussi faire des mesures d'angles pour justement prouver les différences.

Il y a effectivement un gemmologue sur Brioude, et il est aussi prof de maths au lycée !! Je n'ai pas pensé à lui pour avoir des tuyaux, mais c'est une bonne idée.

J'ai aussi demandé un coup de pouce à Pascal et Cicipetta pour des photos.

Merci Serge, c'est bien d'avoir l'avis et les conseils d'un pro !!

Nino

[Invité Rémi BORNET]

Perso, je ferai sauter la partie technique analytique. Car tu ne maitrises pas la physique qu'il y a derrière (et c'est normal lol), ce sont des choses qui sont faites de manière approfondie en 1ère année de Master (et encore loin d'être le cas dans tous les masters apparement... ) et parsque ça va sortir du sujet. La cristallo de base est déjà un TPE en soit (j'avais fait là dessus, sous format DVD à l'époque), alors si tu rajoutes le l'histoire de la cristallo c'est plus que complet, d'autant que tu peux montrer des clichés de diffraction et parlé de comment on a mis en évidence la périodicité des arrangements atomiques sans rentrer dans les détails. Si on commence à te poser des questions sur les angles 2 Thêta et la raie Cu K alpha tu risques d'être embêté...Il ne faut pas oublier que les connaissances en mineralo avancent avec les techniques analytiques et pas le contraire.

Autrement une idée de plan structuré qui devrait te permettre de mettre au clair tes idées (ça m'énerve parce que je l'avais écris à quelqu'un d'autre en mieux et je n'arrive pas à remettre la main dessus...) :

Cristal parfait : Définition

éléments de symétries : axes(jamais d'ordre 5 = spécificité minéral),centres, plan

embrayer sur les 7 systèmes cristallins simples (je ne parlerai pas trop des effets optiques, il y a déjà suffisament à faire)

Cristal réel (et donc naturel): définition

Défauts cristallins (dislocations vis, coins, macles)

Mode de croissance : différents contextes

zonations

troncatures

inclusions

flux

une fois la partie cristallo pure réalisée tu peux attaquer le monde minéralogique à mon sens. Mais déjà définir bien proprement ce qu'est un cristal.

En tous cas c'est à toi d'orienter ton sujet, tu ne peux pas parler de tout, c'est toujours comme ça, les gens qui soutiennent des thèse on leur demande de parler de 2-3 années de travail en 30 minutes...

Pour les expériences de croissance, facile à réaliser : alun de potassium (réalisable en 2h), dichromate de potassium, sulfate de cuivre, argent natif avec nitrate d'argent. On avait réalisé une photo toutes les 15 secondes pendant 2h pour faire une film, c'était très sympa et high tech à l'époque lol!

[Nino]

Salut,

Merci Rémi pour tes conseils !

Donc d'après toi, ne pas parler des analyses.

Si on commence à te poser des questions sur les angles 2 Thêta et la raie Cu K alpha tu risques d'être embêté...

...... Ça me parait judicieux.....

Et aussi bien insisté sur la partie cristalo pour ne pas avoir de mal à comprendre la partie mineralo.

Pour la manip, on voudrait avoir des cristaux à montrer au jury pour pouvoir faire des expériences dessus (mesure d'angle, ou autre chose)

Il faut donc des cristaux d'au moins 3-4 cm. Possible avec ce que tu me propose (sulfate de Cu et alin de potassium, je sais que oui, mais argent natif ??)

Merci,

A+

[Invité Rémi BORNET]

Pour faire des gros cristaux tu laisses tremper un fil dans une solution saturée et chaude (~50°C), pour l'alun de potassium en 2h d'attente tu as un cristal de 1 cm en gros. Si tu prends le fil et le cristal que tu les remets dans une autre solution saturée, le cristal va continuer sa croissance, et tu peux arriver à faire pousser des grosses choses. Par contre bien utiliseré de l'eau distillée et couvrir pour pas qu'il y ait des particules de poussières qui tombent dans la solution., Toutes petites poussières, imperfection de la verrerie vont être le siège de croissance de cristaux.

Pour l'alun de potassium ça va très vite, pour le sulfate de cuivre c'est long, pour l'argent natif c'est plus des fils d'argent que ça fait, et pour saturer la solution il faut moult nitrate d'argent (qui est relativement cher). Nous on s'était fait engueuler par le préparateur, bien qu'ayant l'aval de notre prof de physique...

Tu peux prendre des cristaux réels pour les mesures d'angles, il est facile d'ilustrer la loi de conservation des angles avec différentes morphologies de cristaux de quartz.

@+

[Nino]

:coucou!:

Bon, j'ai un peu de retard dans l'élaboration de mon TPE......

Voilà l'idée qui a été retenue et sur laquelle je travaille d'arrache pied (il ne me reste plus beaucoup de temps......):

"Cristallographie et croissance cristalline."

Pour que ça reste dans le thème de l'homme et la nature, on a choisi cette problématique:

Comment sont utilisés les cristaux dans les technologies actuelles ?

Je vais donc d'abord faire une partie sur la cristallo (structure des cristaux, particularités comme les macles, etc et propriétés optiques), une partie sur la croissance des cristaux, une partie sur les phénomènes géologiques qui engendrent leur formation (assez conséquent pour mélanger physique/chimie et SVT de manière à peu près équilibrée) et enfin une partie sur l'utilisation et la synthétisation des cristaux (surtout leurs propriétés optiques je pense).

Qu'en pensez vous ?

C'est très axé sur la chimie et la physique, et à part la partie géol, je ne voit pas comment je pourrai intégrer de la SVT....

Si vous avez des suggestions, n'hésitez pas !!

Merci

Nino

[Nino]

:coucou!:

Je recherche de la documentation sur la croissance cristalline pour mon TPE. Site web, bouquins, etc....

Je ne trouve pas grand chose sur internet.....

Merci de votre aide !!

[Kayou]

Tu n'es pas seul, il y a Google !

http://membres.multimania.fr/cristallisationben/photoalbum.html

http://membres.multimania.fr/adelbg/

http://www.xavierducros.org/Croissance-des-cristaux-DLA.html

http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/geologie/d/la-croissance-des-mineraux_650/c3/221/p2/

etc