En pétrologie (science qui étudie les roches), il est très souvent nécessaire de réaliser une coupe microscopique ou lame minceLame mince Ou plaque mince. Fragment de roche coupé en lamelle et collé sur une plaque de verre et aminci par usure, pour le rendre transparent, afin d'en permettre l'observation au microscope, d'une épaisseur autour de 30 microns. d’une roche, afin d’étudier très précisément sa composition minéralogique, ce qui est généralement impossible de faire à l’œil nu. Ces préparations microscopiques ressemblent un peu dans le principe, aux préparations histologiques en biologie, mais la technique est très différente.
Une lame mince est une fine tranche de roche d’environ 30 micromètres, obtenue par abrasion d’un bloc fin de roche (ou talon), collé avec une résine sur une lame de verreVerre Du latin vitrum : verre. Magma ayant refroidi très rapidement sans cristalliser, donnant des laves (ex. : Obsidienne) qui peuvent contenir une proportion variable de minéraux., jusqu’à l’épaisseur voulue, avec une machine : une rectilame. Cette rectilame est composée de deux postes : une petite scie d’arasement et une rectifieuse diamantée (ou meule diamantée). La coupe de roche est ensuite à nouveau polie et recouverte d’une lamelle de verre, suivant l’utilisation que l’on souhaite en faire.
Le litholamellage qui est la technique qui permet de réaliser des lames minces ou coupes de roches, nécessite un ensemble de machines qui interviennent à chaque étape de leur fabrication, selon un protocole précis. Cette technique est réalisée par un litholamelleur. C’est un travail long et très spécialisé.
Les principales opérations sont :
1) La découpe de blocs de roche en fonction de leur taille à la scie à lame diamantée, lubrifiée à l’eau.
2) La réalisation de talons de la taille d’une lame de verre utilisée en géologie, avec une scie d’arasement à eau, pour préparer ces talons plus finement. La taille des lames de verre varie de 30 sur 45 mm pour les petites, à 45 sur 60 mm pour les plus grandes. Il existe d’autres dimensions plus importantes destinées à des usages plus particuliers (image 10).
3) Le fragment de roche (talon) doit ensuite passer à la polisseuse à eau, ou lapidaire. Cette machine possède au minimum trois grilles résinoïdes diamantées, de granulométrieGranulométrie Du latin granulum : petit grain et du grec metron : mesure. Etude de la taille des éléments d’un sédiment ou d’une roche sédimentaire. différente, de la plus grossière à la plus fine. Le but est d’obtenir une surface parfaitement plane et sans rayures pour éviter le décollage par les vibrations qui suivront.
4) Le collage du talon sur la lame de verre à la résine (plus durcisseur), à chaud sur une plaque chauffante à 80°C, ou à froid suivant le type de roche, suivi d’une compression pendant deux heures sous une presse à colle.
5) Après séchage, le talon collé sur la lame est réduit à 400 microns d’épaisseur avec une autre petite scie d’arasement diamantée à eau et plus précise.
6) Ensuite une autre machine est nécessaire : la rectifieuse qui est équipée d’un disque abrasif diamanté (à eau), et qui va abaisser l’épaisseur de la coupe de roche entre 100 et 120 microns.
7) Un premier polissage sur plaque de verre avec des poudres fines de carbure de silicium de différentes granulométries, avec de l’eau, permet d’obtenir l’épaisseur souhaitée.
8) Dernier polissage avec une polisseuse fine miroir constituée d’un tapis feutré. Le travail se fait avec une poudre très fine (oxyde de cérium) et de l’eau, pour la finition.
9) En finale, il est possible de coller sur la surface de la coupe, une lamelle de verre en protection.
A chaque étape l’épaisseur de la lame doit être contrôlée avec un microscope et un petit comparateur numérique à affichage de cristaux liquides. Précisions techniques (texte et légendes) : Frédéric Delbes.
Photographe : Gérard Brusseaux.
Source : Institut des Sciences de la Terre de Paris (ISTeP), Sorbonne Université, campus Pierre et Marie Curie, Paris, France.