C4.3 - La cristallographie et ses applications dans le monde moderne

Claude Lecomte

Résumé

Depuis la découverte des rayons X, la cristallographie a changé de statut : de science naturelle d’observation et de classification, elle est devenue une discipline incontournable pour les sciences physiques et biologiques. La diffraction des rayons X permet de modéliser la densité électronique du cristal et en conséquence donne accès à la structure tridimensionnelle des molécules (figure 1), protéines et matériaux. La diffraction neutronique permet aussi d’accéder à la structure mais aussi aux propriétés magnétiques.  Ces informations sont nécessaires pour comprendre les propriétés physiques de la matière, et donc prédire, concevoir des nouveaux matériaux et médicaments.

Figure 1 – Densité électronique et structure d’un catalyseur au rhodium obtenu par diffraction des rayons X

Après avoir sommairement décrit les propriétés de symétrie des cristaux et la physique de la diffraction des rayonnements par les cristaux , l’exposé sera  consacré aux applications dans le domaine de la métallurgie ,  des matériaux ferroélectriques, piézoélectriques, magnétiques , photo excitables et à propriétés optiques intéressantes telles que le doublage de fréquence  (figure 2).

Figure 2 – Doublage de fréquence par un cristal de KTiPO4 : après traversée du cristal l’onde infrarouge de pulsation ω émerge est transformée en une onde visible de pulsation 2ω (Images données par la Société Cristal Laser , 54850 Messein )

Enfin nous insisterons sur l’interaction entre cristallographie biologique (structures de protéines) et médecine permettant la découverte de nouvelles molécules actives et la fabrication de nouveaux médicaments car l’activité du médicament dépend de la molécule mais aussi de sa forme cristalline.

Claude Lecomte, professeur émérite, CRM2, Institut Jean Barriol , Université de Lorraine et CNRS

Ancien vice-président de l’Union Internationale de cristallographie et ex directeur du CRM2 , responsable de l’initiative Afrique de l’Union Internationale de cristallographie .

En pratique

ENSG – Salle G111