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L'ASTRONOMIE

REALISATION DE LAMES MINCES

La réalisation des lames minces est généralement assurée par des professionnels. L'acquisition du matériel nécessaire, notamment la rôdeuse est hors de prix pour des amateurs.

Cependant, avec du matériel très abordable et un peu de patience, il est possible d'en réaliser. Certes, elles n'auront une planéité parfaite et homogène de 30 microns mais elles permettront néanmoins une analyse sommaire des cristaux en LPNA et LPA.

Les outils indispensables :

1) une tronçonneuse à pierre avec disque diamanté (pas indispensable si la taille du "caillou" est réduite. Dans ce cas, la carrelette électrique suffit)

2) une carrelette électrique avec disque diamanté

(très important, les disques diamanté doivent être des disques de carreleur c'est à dire sans encoche. La découpe est plus propre et surtout ils sont beaucoup moins dangereux)

3) un lapidaire (ça peut être un touret à meuler et à affûter ou tout autres appareils électriques qui permet d'avoir un disque d'un diamètre minimal de 200mm, tournant à l'horizontal et pas trop vite (environ 1 à 4 tours par seconde)

3) des lames minces. J'utilise des 26x76 mais les 27x46 sont plus appropriées car plus épaisses

4) de la colle araldite ou baume du Canada

5) un palmer (micromètre digital)

 

 

Les différentes étapes :

étape 1) Sciage du talon/sucre à partir de la roche.

Pas de difficulté particulière. Bien serrer la pierre dans l'étau ou bien la tenir si utilisation de la carrelette.

Ne pas hésiter à bien humidifier la lame pour éviter l'usure et la poussière

le plus important est de bien maintenir la roche, bien serrer. Faire éventuellement une modification pour avoir les mâchoires le plus proche possible de la lame

Plusieurs coupes sont nécessaires

le but est d'arriver à un petit morceau rectangle

on peut aussi le réaliser à l'aide de la carrelette

Etape 2) Polissage du talon/sucre sur une seule face

Utilisation du lapidaire pour enlever les traces du sciage dans un premier temps (disque grain 100 - 400) puis polissage (disque grain 800 - 1200) et enfin oxyde d'alumine sur disque en feutre et plaque de verre pour arriver à une surface la plus lisse possible. Il faut exercer une pression constante, faire des petits mouvements circulaire et bien appuyer au centre du talon.

si vous n'avez pas de lapidaire, vous pouvez utiliser un disque fixé sur une perceuse mais ce n'est pas l'idéal car lorsque l'on réduit la vitesse de rotation à l'aide du variateur, on perd de la puissance et si l'on appuie fortement sur le talon, la perceuse d'arrête de tourner. De plus, la surface du disque en bois est loin d'être plane.

on peut aussi faire cela à la main avec un pierre à affûter ou sur une feuille d'abrasif. C'est long et personnellement, je n'arrivais pas à avoir une surface plane.  j'ai également vite abandonné cette méthode.

Etape 3) Collage du talon sur la lame en verre

j'utilise de la colle Araldite. Enduire le talon préalablement poli et nettoyé.

Appliquez la lame de verre sur la colle en appuyant bien et en faisant des petits mouvements pour chasser les éventuelles bulles d'air. Il faut que la partie collée de la lame de verre soit dépolie (grain 800 - 1200) pour une meilleure adhérence. J'utilise des lames 76 x 26 mm en 1050 microns. Elles sont trop fines et se cassent parfois lors du polissage. C'est préférable d'utiliser des formats 45 x 30 mm en 1200, 1500 ou 2000 microns. Elles sont plus solides

mettre une masse assez lourde sur les talons. Mettre un boulon au centre de façon à ce que la répartition du poids soit centrale et ainsi avoir une épaisseur homogène de la colle.

Sur le mode d'emploi de la colle Araldite, c'est mentionné que le collage complet et obtenu au bout de 2 heures mais je laisse la masse une nuit complète pour être certain du bon collage.

Les talons sont prêts à être travaillés

Etape 4) Arasement pour arriver à une épaisseur de 0.5 mm environ

utiliser la carrelette pour scier le talon en laissant 2 à 3 mm de roche coté lame

mettre des gants, pas pour la lame diamantée mais au cas ou la lame de verre se brise.

Ensuite, utilisez les cotés de la lame (ils sont aussi diamanté) pour arriver à une épaisseur entre 1 mm et 0.5 mm environ. Moins on laisse d'épaisseur et mieux c'est car ensuite, c'est beaucoup plus long au lapidaire pour réduire de l'épaisseur

A partir de 1 mm, il faut exercer une très faible pression contre la lame car ça mord très rapidement. La surface obtenue n'est pas parfaitement plane mais l'étape suivant au lapidaire va l'égaliser.

Il faut que la lame en verre soit toujours bien parallèle à la lame diamantée.

A 0.5mm, certains minéraux restent opaques

Mais d'autres tel que ce gneiss oeillé commence déjà à laisser passer la lumière

Etape 5) Finition au lapidaire pour arriver à 30 microns.

C'est de loin l'étape la plus délicate et la plus longue car il faut terminer avec des abrasifs très fin (1200) et de l'oxyde d'alumine qui mordent très peu la roche.

Polissage d'une éclogite.

Geste à ne pas faire : la roche doit toujours être entièrement sur l'abrasif afin d'obtenir une planéité la plus régulière possible.

il faut régulièrement faire des contrôles sur différents points de la lame à l'aide du micromètre. L'objectif est d'arriver à 1600 microns (1560 pour la lame 30 x 45, 10 pour la colle et 30 pour la roche). A noter que l'épaisseur de la lame peut varier d'une dizaine voire d'une vingtaine de micron et l'épaisseur de la colle de quelques microns également.

Le Micromètre doit être bien étalonné et les faces de mesurage nettoyées à chaque mesure (la moindre saleté fausse la mesure) 

Il faut également faire plusieurs mesures à différents endroits de la lame. Il peut y avoir des différences d'un bord à l'autre d'une dizaine de 10 microns. il faut donc déplacer légèrement la pression du doigt sur l'endroit le plus épais. Ne pas hésiter à refaire souvent de multiples mesures.

Auparavant, j'utilisais un palmer manuel mais ce n'est pas assez précis

Un fois à 1100 microns, polissage au feutre imbibé d'oxyde l'alumine. Il faut faire attention à ne pas se tromper de sens au polissage (ça m'est arrivé !) car c'est tellement fin qu'on a du mal au toucher à trouver la face collée.

Puis finition sur plaque de verre toujours avec le l'oxyde d'alumine

une fois à 1600 microns, j'utilise le microscope polarisant.

Je regarde la couleur du quartz en LPA (facile à identifier et très répandu dans les roches). Sur 360°, il doit avoir une couleur qui va du blanc - gris - noir.

Avec l'abaque Michel-Lévy, on voit que pour le quartz (birefringence = 0.009), si la couleur tire sur le jaune la lame est à 40 microns environ. A 50 microns, ça tire carrément sur l'orange/rouge.

On peut observer le quartz au centre et en périphérie pour voir si c'est toujours les mêmes teintes "blanc - gris - noir" (contrôle de planéité).

Pour essayer de limiter les imprécisions, je vais acheter micromètre digital avec un résolution de 0.001 mm. (celui que j'utilise fait 0.01 mm soit 10 microns)

Comme je l'ai déjà mentionné, sans rôdeuse je n'obtiendrais jamais une planéité de 30 microns (au micron prés) sur toute la surface de la lame mais ça permet néanmoins de confirmer au microscope polarisant les principaux minéraux que l'on peut voir à l'oeil nu ou à la loupe. Depuis peu de temps, je fais parti d'un club de minéralogie. Après la satisfaction de la collecte dans les carrières, ça permet une deuxième satisfaction en travaillant et en analysant soi-même ses proches roches (granite, basalte, gabbro, gneiss, amphibolite... ) une fois revenu à la maison.

De plus, l'observation macroscopique ne permet pas toujours de déterminer la nature exacte des minéraux qui composent la roche.

Pour les photos, j'utilise le focus stacking car quand le centre est net, les coins ne le sont pas (les objectifs de mon microscope ne sont ni semi plan et encore moins plan)