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Préparation d'une sidérite

Motif de Widmanstätten : l'attaque à l'acide nitrique (II)

Si vous venez d'acheter une sidérite qui n'a pas été traitée et si celle-ci a déjà été étudiée par les scientifiques, voici un moyen de la nettoyer à l'acide pour révéler l'éventuel motif de Widmanstätten si caractéristique. Pour cela, la météorite doit bien sûr avoir été coupée en deux au préalable. Comme il s'agit de fer, confiez éventuellement ce travail à une société de bricolage, une boutique de minéralogie, un musée, une chaire de géologie ou un mécanicien.

Généralités

En général l'acide nitrique est dilué entre 38-68%, mais parfois il est concentré à plus de 86% et devient très dangereux.

La proportion acide/alcool est typiquement de 5% d'acide nitrique (à 68%) et 95% d'éthanol.

Si vous ne disposez pas d'éthanol, Servilab peut vous en procurer. A défaut d'éthanol, tout alcool pur ou dénaturé (impropre à la consommation) à 95° fera l'affaire (par ex. l'alcool éthylique de Mon droguiste). Vous pouvez également trouver ces produits soit chez un droguiste soit en pharmacie sinon dans une coopérative agricole.

N'utiliser pas d'acide nitrique pur car la réaction est trop agressive, beaucoup moins contrôlable qu'en solution et il risque de se former une couche de rouille (oxyde de fer) à la surface de la sidérite. A éviter.

Enfin, moins l'acide est concentré (par ex. à 38%) plus il faudra de temps pour que le motif apparaisse, parfois des heures à faible concentration.

Matériel

- Un évier ou un bac en porcelaine connecté à l'eau courante

- Une paire de gants imperméables et des lunettes de protection

- De la soude caustique (bicarbonate de sodium)

- Quelques centilitres d'acide nitrique

- 10 ml d'éthanol (anhydre ou à 95%) pour un échantillon de 200 g

- De l'ouate

- Un verre de 100 ml

- Un récipient en verre de 20-30 cm de côté

- Un compte-goutte

- Un agitateur

- (du papier de verre de 600)

Polissage

Si la météorite n'a pas été polie, passez-la au papier de verre de 600 ou à la meule afin qu'elle présente une surface plane. Elle ne doit pas nécessairement être lisse comme un miroir car l'acide érodera suffisamment la surface pour égaliser toutes les aspérités qui subsisteraient.

Précautions

Le traitement à l'acide doit s'effectuer dans un environnement contrôlé où rien ne peut être laissé au hasard.

Pratiquer l'opération dans un endroit très aéré car il se peut que le flacon contenant l'acide nitrique dégage de la fumée quand vous l'ouvrirez qu'il ne faut en aucun cas respirer. Si vous disposez d'une hotte, utilisez-la. 

Pour éviter tout accident, l'attaque à l'acide doit être pratiquée au-dessus d'un évier en porcelaine dans lequel vous ferez couler un filet d'eau courante durant tout le traitement afin de prévenir les éclaboussures éventuelles.

Prévoyer également à portée de main une solution de soude caustique pour neutraliser les gouttes d'acide. En cas d'accident vous en verserez une bonne quantité sur l'acide qui sera immédiatement neutralisé.

La solution acide que vous allez préparer porte le nom de "nitol" et peut devenir explosive si vous la stocker. Utilisez-en donc juste ce qu'il faut pour vos besoins immédiats.

Fragment poli de la sidérite de Gibeon avant et après attaque à l'acide, traitement qui révèle le motif de Widmanstätten.

Procédure

- Mettez vos gants et vos lunettes protectrices avant de commencer l'opération.

- Préparez tout d'abord la solution basique en mélangeant quelques cuillères à soupe de soude caustique dans un litre d'eau. Cette solution vous servira en cas d'accident pour neutraliser l'action de l'acide.

- Versez 10 à 20 ml d'éthanol dans un grand verre.

- Allumez la hotte.

- Ouvrez la bouteille d'acide nitrique en évitant de respirer ses effluves.

- Remplissez le compte-goutte d'acide nitrique et versez doucement le contenu dans l'éthanol. Ne faites jamais l'inverse. Ce mélange sera suffisant pour traiter un échantillon d'une dizaine de centimètres de côté ou de quelques centaines de grammes.

- Refermez immédiatement la bouteille d'acide nitrique et mettez-là de côté

- Mélangez doucement la solution de nitol.

- Prenez l'échantillon et tentez de le caler sur un support au-dessus du récipient qui collectera la solution.

- Prenez une ouate et plongez-la dans le nitol. S'il s'agit d'une ouate médicale elle sera très peu absorbante mais cela évitera d'avoir trop d'acide à manipuler. Frottez ensuite légèrement la surface polie du fer de telle façon que le produit s'écoule dans le récipient que vous avez placé en-dessous.

- Recommencez le traitement en plongeant à nouveau l'ouate dans le nitol et en frottant à nouveau la surface polie de la météorite.

Une seconde méthode consiste à plonger directement l'échantillon dans un bain de nitol. Mais dans ce cas il faut impérativement remuer l'échantillon pour éviter la formation de traces et une attaque irrégulière de la surface. Si la solution est localement trop acide le métal perdra sa coloration grise et sera teinté (verdâtre, etc).

Résultat

Au départ la surface polie de la météorite était probablement brillante un peu comme du papier d'aluminium. Après traitement elle sera terne et grise. Mais si vous l'exposez à la lumière le motif de Widmanstätten devrait se dessiner, parfois très fin parfois sous forme de large motifs allongés selon la nature des inclusions.

Le traitement ne devrait pas durer plus de 5 minutes. Passé ce délai, si le motif n'apparaît pas plusieurs conclusions s'imposent :

- L'échantillon n'est pas une météorite

- L'échantillon est une ataxite sans structure

- La météorite a été portée à haute température et a détruit l'ordonnance minérale

- L'angle de coupe a été effectué de telle sorte que le plan du cristal de fer est en surface en ne permet pas de distinguer le motif.

Lorsque le traitement est terminé, manipulez le nitol et le récipient avec précaution. Placez-vous dans un endroit à l'écart ou personne ne peut vous gêner. Versez lentement le restant d'acide dans la solution de soude caustique en évitant qu'elle ne fasse trop de bulles. Ajouter ensuite du bicarbonate jusqu'à ce que les bulles cessent.

Placez ensuite l'échantillon sous l'eau courante et rincez-le durant une minute environ. Assurez-vous qu'il n'y a plus de nitol dans les inclusions et les fissures.

Séchez l'échantillon avec un sèche-cheveux ou dans un four à 50°C durant une minute. Immergez-le ensuite dans l'éthanol toute la nuit afin de retirer toute trace d'humidité.

Le lendemain recommencez le traitement : remplacer l'éthanol et plongez-y l'échantillon pour 24 heures.

Le surlendemain, séchez l'échantillon avec le sèche-cheveux ou dans un four ordinaire.

Pour le préserver de l'oxydation recouvrez la surface polie avec une bombe de vernis acrylique et déposez-le dans un endroit calme sans poussières. Evitez de toucher la surface durant quelques heures, le temps que le vernis sèche.

Si vous voulez vous débarrasser de l'acide, déposez-le dans une décharge sélective mais ne l'abandonnez jamais dans la nature.

Bonne chance.

Pour plus d'informations

Basic Methods of Conserving Underwater Archaeological Material Culture by Donny Hamilton

The Electrolytic Rust Removal FAQ by Ted Kinsey

The Handsaw FAQ (section 4. Cleaning the Blade)

Tips on Rust Removal by Gene Waugh

MTS (Société française)

Servilab (vente d'ethanol à 95%)

Mon droguiste (vente d'alcool éthylique)

Je remercie Jim Hurley pour ses illustrations.

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