Diapositive 1 - de l'Université libre de Bruxelles

Introduction générale2.2.1 Facteurs contrôlant la concentration en magnésium dans les calcitesinorganiques2.2.1.1 Composition de la solution de précipitationEn conditions inorganiques, les lois thermodynamiques et cinétiques gouvernent lesréactions de précipitation en solution. A température et pression normales, la mise enprésence de calcium et de bicarbonate en solution sursaturée résulte en la précipitation decalcite. Parmi les formes stables du carbonate de calcium à température et pressionambiantes, cette polymorphe est la moins soluble, suivie par l’aragonite ou par la calcitemagnésienne selon son contenu en magnésium (Andersson et al 2008). La présenced’autres ions dans la solution de précipitation, comme c’est systématiquement le cas enmilieu naturel, influence les propriétés du minéral formé (Morse & Mackenzie 1990). Parexemple, la présence de magnésium dans cette solution exerce une forte influence sur lapolymorphe de carbonate de calcium précipitée: en présence de fortes concentrations dece cation (comme c’est le cas dans l’eau de mer), la formation d’aragonite est favoriséepar rapport à celle de la calcite (Kitano 1962, Kitano & Hood 1962, Lippman 1973, Razet al 2000). En effet, l’ion magnésium entouré de sa sphère d’hydratation s’adsorbe sur lasurface du nucléus de calcite en croissance (Lippman 1973). Son incorporation dans lamaille de la calcite requiert une énergie de déshydratation élevée et crée une barrièreénergétique inhibant la croissance ultérieure de la calcite (Raz et al 2000, Loste et al2003). Par contre, suite à des contraintes stériques, l’aragonite n’incorpore pas l’ionmagnésium hydraté dans sa structure orthorhombique (sa structure est trop dense pourincorporer la large sphère d’hydratation de cet ion, Addadi & Weiner 1992). Ellecristallise sans barrière cinétique en solution sursaturée. En présence de magnésium, lesystème en équilibre résulte donc en une précipitation nette d’aragonite.Des calcites magnésiennes peuvent toutefois être précipitées dans des solutions au rapportMg/Ca élevé (supérieur à 4 :1), en augmentant la sursaturation de la solution ce quiaccélère la cinétique de réaction (Loste et al 2003). Lors de ces précipitationsinorganiques in vitro, la présence d’une phase transitoire de CCA a été mise en évidence.Cette phase est instable et tend à se transformer en une forme cristalline plus stable parexpulsion de l’eau (Raz et al 2000). La concentration en magnésium de cette phasetransitoire amorphe est principalement déterminée par le rapport Mg/Ca de la solution de8