Clivage - Définition

Introduction

Le clivage est l'aptitude de certains minéraux à se fracturer selon des surfaces planes dans des directions privilégiées lorsqu'ils sont soumis à un effort mécanique (un choc ou une pression continue). L'existence et l'orientation des plans de clivage dépendent de la symétrie et de la structure cristalline (plans des liaisons les plus faibles du réseau) et sont donc caractéristiques des espèces.

Lorsque les surfaces de fractures sont irrégulières, on parle de cassure. Clivages et cassures sont des critères importants de détermination des minéraux.

Il existe parfois des plans de séparation qui ne sont pas des clivages. Ces séparations (parting en anglais) ne sont pas directement liées à la structure du cristal mais s'expliquent par des variations dans la géométrie du réseau causées par un accident : altération, présence de macle, etc.

C'est à partir de ses observations sur les clivages de la calcite que René Just Haüy a développé la notion de « molécule intégrante » qui donnera naissance à celle de maille cristalline, introduite en 1840 par Gabriel Delafosse, son élève (voir cristal). Il passe à ce titre pour l'inventeur, avec Jean-Baptiste Romé de L'Isle, de la cristallographie.

Fig. 1 : Relation entre l'espacement des plans réticulaires et la densité de nœuds (Vue bidimensionnelle). Le clivage s'effectue parallèlement aux plans les plus denses et les plus espacés.

Fig. 2 : Fluorite avec un clivage octaédrique proéminent.

Fig. 3 : Lame mince observée au microscope polarisant. Deux directions de clivage forment un angle de 56-124° caractéristique du clivage prismatique des amphiboles.

Plans de clivage

Les plans de clivage correspondent à des plans de faiblesse dans la structure cristalline et sont spécifiques à chaque espèce minérale. Ils sont toujours parallèles à une face possible de la forme cristalline. Ils appartiennent, comme elles, à des familles de plans réticulaires particuliers et peuvent être décrits à l'aide des indices de Miller.

Les plans de clivage présentent une densité de nœuds (d'atomes) maximale et une importante distance interréticulaire avec les plans parallèles voisins (figure 1). Il en résulte une moindre résistance aux contraintes dans le sens des plans de clivages, alors que la cohésion est forte dans les autres directions. Un minéral possédant un clivage parfait est difficile à briser selon une autre direction. Le clivage est plus ou moins facile selon la compacité du cristal.

Types de clivages

En fonction de leur structure, les minéraux peuvent avoir aucune, une, ou plusieurs directions de plans de clivage. Le nombre de directions et les angles qu'elles forment entre elles permettent de définir des types de clivages génériques :

• Pas de clivage : Lorsqu'il se brise, le minéral ne présente que des surfaces irrégulières, quelconques. Les minéraux sans clivage sont rares. Par exemple, les minéraux de la famille du quartz ne présentent que rarement des clivages, mais très communément une cassure conchoïdale typique (arcs de cercles autour du point de rupture, éclats lisses mais non plans, surfaces onduleuses) ;

• Une direction de clivage dominante : Clivage basal, ou pinacoïdal. Les cristaux se fragmentent en paillettes, en lamelles ou en feuillets parallèles à la base du cristal . Les limites dans les autres directions sont irrégulières. Par exemple, les phyllosilicates, et en particulier les micas ;

• Deux directions de clivage dominantes : Clivage prismatique. Les plans de clivage verticaux fendent les prismes d'origine dans leur longueur. On obtient des cristaux de forme très allongée, pouvant aller jusqu'à former des fibres. C'est le cas notamment des pyroxènes et des amphiboles ;

• Trois directions de clivage ou plus : Clivage cubique, rhomboèdrique, octaédrique,etc. Les cristaux sont de forme compacte, sans allongement marqué. Par exemple, la halite a un clivage cubique, parallèlement à ses faces cristallines.