La matière offre mille et un visages. Dont un très prisé dans le monde entier : celui du cristal. Dans ce dernier, les atomes ou molécules s’organisent selon un motif élémentaire qui se répète à intervalle régulier, périodiquement comme disent les scientifiques, ce qui les dote de propriétés bien particulières. « Médicaments, alliages pour l’aéronautique, composants électroniques, matériaux géophysiques… Les cristaux sont partout », assure Sébastien Pillet, du laboratoire Cristallographie, résonance magnétique et modélisations1, à Nancy, et chargé de mission à l’Institut de physique du CNRS.
La science qui leur est consacrée, la cristallographie, permet donc d’élaborer de nouveaux matériaux à la structure et aux propriétés toujours plus complexes. Mais elle est surtout sans égal pour explorer la matière ! En effet, lorsqu'elle se présente dans un état ordonné comme celui du cristal, la matière se laisse scruter grâce à un formidable outil : la diffraction. Il va sans dire que ce talent intéresse des scientifiques d'horizons bien différents, et que cette science connaît aujourd'hui des applications dans de nombreuses disicplines allant de la biologie à la chimie.
L’essor de la cristallographique remonte à 1912, lorsque le physicien Max von Laue comprend que l’on peut déterminer la distance entre les atomes d’un cristal, et donc sa structure, en le bombardant de rayons X. De fait, lorsqu’un cristal est irradié par un faisceau, celui-ci « rebondit » sur les atomes dans toutes les directions. Or, selon la manière dont ces derniers sont disposés, ils se recombinent de manière à faire apparaître, sur le détecteur, un motif de taches caractéristiques des positions relatives des atomes entre eux. Autrement dit, de la structure du matériau considéré. En 1913, les Bragg, père et fils, déterminent la structure cristallographique du diamant et du chlorure de sodium...
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