Etude expérimentale et théorique du mûrissement d'Ostwald dans les systèmes magmatiques

Lorsqu'une suspension de cristaux evolue a temperature constante, les gros cristaux croissent aux depens des petits ce qui permet de minimiser l'energie interfaciale du systeme. Ce phenomene, appele murissement d'Ostwald, reduit le nombre de cristaux et augmente leur taille moyenne. Par ces effets, il pourrait jouer un role important dans la dynamique des processus magmatiques. La cinetique du murissement d'Ostwald dans 3 systemes magmatiques fondamentaux -olivine/basalte, plagioclase/andesite et quartz/granite- a ete etudiee a l'aide d'une double approche, experimentale et theorique. L'experimentation (800° C a 1420°C ; 1 a 10 puissance 4 bar ; 0. 3 a 1173 h) a permis de degager des lois cinetiques de murissement pour les 3 systemes etudies. Ces lois et les distributions de tailles de grain mesurees dans les echantillons ne sont pas en accord avec les theories classiques du murissement d'Ostwald. Une etude theorique a ete realisee pour expliquer ce desaccord. Elle a permis de caracteriser les lois de murissement lorsque le facteur limitant la cinetique est la croissance couche-par-couche a l'interface (par croissance spirale ou germination bidimentionnelle). En combinant les approches experimentales et theoriques, on arrive aux resultats suivants : 1-pour le systeme olivine/basalte, la taille moyenne des cristaux augmente en racine cubique du temps, et la cinetique est controlee par la croissance spirale de l'olivine ; 2-pour les systemes quartz/granite et plagioclase/andesite, la taille moyenne augmente en logarithme du temps et la cinetique est controlee par la germination bidimentionnelle a l'interface ; 3-le murissement d'Ostwald n'est efficace que pour les granulometries fines (~10µm pour le quartz et le plagioclase, jusqu'a 1mm pour l'olivine)