Podcast n°1 – A la découverte de la croissance cristalline 

Ils sont au cœur de la recherche. Leurs travaux oscillent entre la physique fondamentale et l’optique. En nous accueillant dans leur laboratoire, ces chercheurs nous montrent certains des échantillons sur lesquels ils ont travaillé pour qu’ils puissent être photographiés. Phénomènes  étranges et intrigants à la beauté singulière, le podcast revient brièvement sur la physique qui se cache derrière l’image. 

Pour la première photographie de cette série « A la découverte de la croissance cristalline », je me suis rendu au laboratoire de Chimie ParisTech, en plein cœur du quartier Latin à Paris. Là, j’ai pu rencontrer Bruno Viana et toute une équipe de chimistes s’intéressant notamment à la croissance de cristaux utiles à la réalisation des sources laser dont j’ai pu tant de fois parlé dans les précédentes séries photographiques. Bien en amont de la réalisation de ces sources, leur travail se concentre sur la réalisation et la détermination des propriétés de ces cristaux – sorte de briques élémentaires permettant de réaliser des sources de lumière.

Pour illustrer ses explications, Bruno est allé chercher une étrange pièce cylindrique, longue de quelques centimètres, qu’il tenait délicatement dans sa main. Sa couleur, d’un rouge profond presque pourpre, captivait le regard. Lorsqu’il l’a exposée à une lumière ultraviolette, des nuances de rouge éclatantes se sont mises à émaner doucement du cristal, créant un jeu de lumière fascinant. La lumière ultraviolette semblait se fondre harmonieusement dans le rouge incandescent du cristal. À l’une des extrémités de ce cylindre, une pointe fine semblait jaillir, s’élargissant progressivement pour se fondre dans le reste de la structure. Je n’ai pas résisté à l’envie de capturer cette beauté étrange sous plusieurs angles, avant de sélectionner les clichés qui me plaisaient le plus.

Bruno m’expliqua qu’il s’agissait d’un cristal de la famille des corindons, dans lequel des ions de chrome avaient été insérés pour former ce qu’on appelle plus communément un rubis. Cette famille de cristaux est extrêmement solide : seul le diamant peut les rayer. Pour cette raison, elle est régulièrement utilisée comme abrasif dans l’industrie ou pour fabriquer des verres de montre très résistants.

Rentrant davantage dans les détails, Bruno me décrivit la structure du cristal comme un agencement ordonné d’ions d’aluminium et d’oxygène. À l’intérieur du cristal, précisa-t-il, ces ions occupent des positions extrêmement précises dans de petits volumes appelés mailles. Il poursuivit en expliquant que ces volumes élémentaires se répètent à l’infini pour former l’ensemble du cristal, à la manière des carreaux d’un carrelage.

L’idée pour construire un cristal,  me disait-il, est de reproduire cette maille élémentaire de manière continue. Pour cela, on place un petit cristal initial – une sorte de graine – au contact d’un mélange fondu contenant les ions nécessaires. Pendant la solidification progressive du mélange, la maille élémentaire du cristal initial est copiée et répliquée à l’infini, étendant ainsi le réseau cristallin sur un plus grand volume. Ce que tu vois ici,  ajouta-t-il en désignant le cylindre rougeoyant,  est le résultat de ce processus : un cristal de grande dimension, qui est un agrandissement fidèle du petit que nous avons introduit au départ.

Une réalisation Art in physics, sur la base des recherches de Bruno Viana, textes librement inspirés des prises de vues et des photographies d’Hippolyte Dupont.

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