La nacre, mur de briques
Exercice supplémentaire · niveau 2 · enseignement scientifique (première), chapitre 2 — Des édifices ordonnés : les cristaux
Énoncé
Une couche de nacre de mm d'épaisseur est formée de plaquettes d'aragonite de m d'épaisseur, séparées par des feuillets organiques de nm. 1. Quelle est l'épaisseur d'un « étage » (une plaquette un feuillet) ? 2. Combien d'étages compte cette couche ? 3. Quelle proportion de l'épaisseur totale est occupée par la matière organique ? 4. La nacre est bien plus difficile à fissurer que l'aragonite pure, qui est cassante. Proposer une explication.
Corrigé
1. m nm, plus nm : un étage mesure nm m.
2. : environ mille cent étages superposés dans une épaisseur inférieure au millimètre.
3. . La nacre est donc minérale à plus de en épaisseur — et pourtant elle ne se comporte pas du tout comme un minéral.
4. Dans l'aragonite pure, une fissure amorcée se propage tout droit et sans obstacle : le matériau casse net. Dans la nacre, la fissure rencontre tous les demi-microns une interface organique ; pour continuer, elle doit soit contourner la plaquette, soit déchirer le feuillet, ce qui consomme de l'énergie à chaque fois. La ténacité ne vient donc pas du minéral, mais de l'architecture. C'est exactement le principe que cherchent à reproduire les céramiques dites « bio-inspirées ».
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.