Catholuminescence (CL) de cristaux de synthèse ou naturels, application en physique de l'état condensé et en archéologie

Cathodoluminescence (cl) of synthetic or natural crystals : application to solid state physics and to archaeology

• Auteur / Autrice : Rémy Chapoulie
• Direction : Max Schvoerer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1988
• Etablissement(s) : Bordeaux 3
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Max Schvoerer, Loïc Langouët, Louis Humbert, Philippe Boch, J. Vreeswijk, Jacques Cotteret, Jean Sahores
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Loïc Langouët, Louis Humbert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matière condensée

Archéologie

Luminescence

Cristaux

Résumé

La cathodoluminescence (cl) serait un remarquable outil de caractérisation des cristaux naturels si l'on savait mieux l'interpréter, c'est-à-dire déterminer la nature des centres luminogènes responsables de l'émission. C'est à la quête de solutions à ce problème qu'a été consacre le travail de recherche, résume dans ce mémoire qui relevé de la physique de l'état condensé et de la physique appliquée a l'archéologie. La méthode mise en œuvre procède chaque fois que possible de simulations, qui permettent de comparer la cl de cristaux naturels à celle de cristaux de synthèse convenablement dopés ou préparés dans des conditions particulières : les cristaux étudies sont l'alumine, les feldspaths, le quartz, le zircon et la calcite, c'est-à-dire des matériaux souvent rencontres en datation par thermoluminescence. Cette simulation, complétée par une analyse de la composition spectrale de la cl permet de proposer dans la plupart des situations, une origine pour les composantes de l'émission de luminescence. Il s'agit de défauts physiques caractéristiques, que l'on retrouve pour un même type de cristal et de défauts chimiques lies à la composition du milieu de croissance cristalline, et qui peuvent varier. Cette partie de la thèse relève de la physique de l'états condense. Parmi les applications de la cl, l'étude des matériaux archéologiques est privilégiée. Ces matériaux ne sont ni naturels au sens des géologues, ni de synthèse au sens des physiciens, dans la mesure ou l'homme du passe a pu favoriser des associations qui ne sont pas naturelles et dans de nombreux cas provoquer des transformations, notamment par l'action de la chaleur. A partir de pigments picturaux, d'enduits peints, de fragments de sculpture, de céramiques et de glaçures, se dégage l'idée que la cl recoupe d'autres méthodes de caractérisation des matériaux et permet dans certains cas d'aller plus loin qu'elles, en révélant la présence de cristaux dont la cl est singulière et qui, de ce fait, sont de véritables marqueurs propres à renseigner sur une identité, une technologie, ou une origine.