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Nacre
Fichier : Flacon de poudre img 2091.jpg | Flacon de poudre à canon en Nacre, vers 1750, constitué principalement de la coquille polie d'un gros escargot de mer Turbo marmoratus. Fichier:Ile Salomon Pendentif MHNT ETH AC SL 23 Roquemaurel.jpg|Nacre pendentif gravé Îles Salomon 1838 Nacre fabriquée
La nacre (également connue sous le nom de nacre) est un matériau composite organique-inorganique produit par certains mollusques comme couche de coquille interne ; il constitue également le revêtement extérieur des perles. Il est solide, résistant et irisé.

La nacre se trouve dans certaines des lignées les plus anciennes de bivalves, de gastéropodes et de céphalopodes. Cependant, la couche interne de la grande majorité des coquilles de mollusques est porcelleuse et non nacrée, ce qui se traduit généralement par un éclat non irisé, ou plus rarement par une irisation non nacrée telle qu'une structure de flamme comme celle que l'on trouve dans les perles de conques.

La couche extérieure de perles et la couche intérieure de coquilles d’huîtres perlières et de moules perlières d’eau douce sont en nacre. D'autres familles de mollusques dotées d'une couche de coquille interne nacrée comprennent les gastéropodes marins tels que les Haliotidae, les Trochidae et les Turbinidae.

Caractéristiques physiques

Structure et apparence

La nacre est composée de plaquettes hexagonales d'aragonite (une forme de carbonate de calcium) de 10 à 20 µm de large et de 0,5 µm d'épaisseur disposées en une lame parallèle continue. Ces couches sont séparées par des feuilles de matrice organique composée de biopolymères élastiques (tels que la chitine, la lustrine et les protéines de type soie). Ce mélange de plaquettes fragiles et de fines couches de biopolymères élastiques rend le matériau solide et résilient, avec un module d'Young de 70 GPa (une fois sec). La résistance et la résilience sont également probablement dues à l'adhésion de la disposition en « maçonnerie » des plaquettes, qui inhibe la propagation transversale des fissures. Cette structure, disponible en plusieurs longueurs, augmente considérablement sa ténacité, la rendant presque aussi résistante que le silicium.

La nacre apparaît irisée car l'épaisseur des plaquettes d'aragonite est proche de la longueur d'onde de la lumière visible. Ces structures interfèrent de manière constructive et destructrice avec différentes longueurs d’onde de lumière sous différents angles de vue, créant ainsi des couleurs structurelles.

L'axe c cristallographique est approximativement perpendiculaire à la paroi de la coque, mais la direction des autres axes varie selon les groupes. Il a été démontré que les comprimés adjacents ont une orientation de l'axe C radicalement différente, généralement orientée de manière aléatoire à environ 20° de la verticale. Chez les bivalves et les céphalopodes, l'axe b pointe dans le sens de croissance de la coquille, tandis que chez les monoplacophores, c'est l'axe a qui est ainsi incliné. L'emboîtement des briques de nacre a un impact important à la fois sur le mécanisme de déformation et sur sa ténacité. De plus, l’interface minéral-organique se traduit par une résilience et une résistance accrues des couches intermédiaires organiques.

Formation

La formation de la nacre n'est pas entièrement comprise. L'assemblage initial, comme observé chez Pinna nobilis, est provoqué par l'agrégation de nanoparticules (~ 50 à 80 nm) au sein d'une matrice organique qui s'organisent en configurations polycristallines ressemblant à des fibres. Le nombre de particules augmente successivement et, lorsque le tassement critique est atteint, elles fusionnent en plaquettes de nacre précoce. La croissance de la nacre est médiée par des matières organiques, qui contrôlent l'apparition, la durée et la forme de la croissance cristalline. On pense que les « briques » individuelles d’aragonite se développent rapidement jusqu’à atteindre toute la hauteur de la couche nacrée et se dilatent jusqu’à ce qu’elles butent sur des briques adjacentes. Cela produit la caractéristique hexagonale compacte de la nacre. Les briques peuvent se nucléer sur des éléments dispersés de manière aléatoire au sein de la couche organique, sur des arrangements bien définis de protéines, ou peuvent croître par épitaxie à partir de ponts minéraux s'étendant à partir du comprimé sous-jacent. La nacre diffère de l'aragonite fibreuse – un minéral fragile de la même forme – en ce sens que la croissance dans l'axe c (c'est-à-dire approximativement perpendiculaire à la coquille, dans la nacre) est lente dans la nacre et rapide dans l'aragonite fibreuse.

Fonction

La nacre est sécrétée par les cellules épithéliales du tissu du manteau de divers mollusques. La nacre se dépose en continu sur la surface interne de la coquille, la couche nacrée irisée, communément appelée nacre. Les couches de nacre lissent la surface de la coquille et aident à défendre les tissus mous contre les parasites et les débris nuisibles en les enfouissant dans des couches successives de nacre, formant soit une perle vésiculeuse attachée à l'intérieur de la coquille, soit une perle libre dans les tissus du manteau. Le processus s’appelle l’enkystation et se poursuit aussi longtemps que le mollusque vit.

Dans différents groupes de mollusques

La forme de la nacre varie d'un groupe à l'autre. Chez les bivalves, la couche de nacre est formée de monocristaux dans un emballage hexagonal serré. Chez les gastéropodes, les cristaux sont maclés et chez les céphalopodes, ce sont des monocristaux pseudohexagonaux, souvent maclés.

Sources commerciales

Les principales sources commerciales de nacre ont été l'huître perlière, les moules perlières d'eau douce et, dans une moindre mesure, l'ormeau, populaires pour leur robustesse et leur beauté dans la seconde moitié du XIXe siècle.

Les coquilles du grand escargot vert turban Turbo marmoratus et du grand escargot supérieur, Tectus niloticus, étaient largement utilisées pour les boutons de perles, surtout dans les années 1900. Le commerce international de la nacre est régi par la Convention sur le commerce international des espèces de faune et de flore sauvages menacées d'extinction, un accord signé par plus de 170 pays.

Utilisations décoratives

Fichier : Flügelretabel Perlmutt Augsburg um 1520.jpg|Retable, vers 1520, avec une utilisation intensive de nacre sculptée.
Fichier : Flacon de poudre img 2091.jpg | Flacon de poudre à canon en Nacre, vers 1750, constitué principalement de la coquille polie d'un gros escargot de mer Turbo marmoratus.
Fichier:Istanbul.Topkapi046.jpg|Incrustation de tesselles de nacre, pavillon de Bagdad, palais de Topkapı, Istanbul.
Fichier:Masa perłowa3.jpg|Coquille nacrée transformée en objet décoratif.
Fichier:Ile Salomon Pendentif MHNT ETH AC SL 23 Roquemaurel.jpg|Nacre pendentif gravé Îles Salomon 1838

Architecture

La nacre noire et blanche est utilisée à des fins architecturales. La nacre naturelle peut être artificiellement teintée dans presque toutes les couleurs. Les tesselles de nacre peuvent être découpées en formes et stratifiées sur un carreau de céramique ou une base en marbre. Les tesselles sont placées à la main et étroitement serrées les unes contre les autres, créant une mosaïque ou un motif irrégulier (comme un tissage). Le matériau stratifié a généralement une épaisseur d'environ 2 mm. Les tesselles sont ensuite laquées et polies, créant une surface durable et brillante.

Au lieu d'utiliser un support en marbre ou en carrelage, les tesselles de nacre peuvent être collées sur de la fibre de verre. Le résultat est un matériau léger qui offre une installation transparente et il n’y a aucune limite quant à la taille des feuilles. Les feuilles de nacre peuvent être utilisées sur les sols intérieurs, les murs extérieurs et intérieurs, les comptoirs, les portes et les plafonds. L'insertion dans des éléments architecturaux, tels que des colonnes ou des meubles, se réalise facilement.

Mode

Les boutons en nacre sont utilisés dans les vêtements à des fins fonctionnelles ou décoratives. Les Pearly Kings et Queens en sont un exemple élaboré.

La nacre est également utilisée pour décorer les montres, les couteaux, les armes et les bijoux.

Instruments de musique

L'incrustation de nacre est souvent utilisée pour les touches de musique et autres motifs décoratifs sur les instruments de musique. De nombreux corps d'accordéon et de concertina sont entièrement recouverts de nacre, et certaines guitares ont des incrustations de touche ou de tête en nacre (ainsi que certaines guitares ayant des incrustations en plastique conçues pour imiter l'apparence de la nacre). Les bouzouki et les baglamas (instruments grecs à cordes pincées de la famille des luths) présentent généralement des décorations en nacre, tout comme le oud du Moyen-Orient associé (généralement autour des ouïes et sur le dos de l'instrument). Les archets d'instruments à cordes tels que le violon et le violoncelle ont souvent des incrustations de nacre au niveau de la grenouille. Il est traditionnellement utilisé dans les boutons à valve des trompettes et autres cuivres.

Autre

La nacre est parfois utilisée pour fabriquer des ustensiles en forme de cuillères pour le caviar, afin de ne pas gâcher le goût avec des cuillères métalliques.

Nacre fabriquée

En 2012, des chercheurs ont créé en laboratoire de la nacre à base de calcium en imitant son processus de croissance naturel.

En 2014, des chercheurs ont utilisé des lasers pour créer un analogue de la nacre en gravant des réseaux de « micro-fissures » ondulées en 3D dans le verre. Lorsque les lames étaient soumises à un impact, les microfissures absorbaient et dispersaient l'énergie, empêchant ainsi le verre de se briser. Au total, le verre traité serait 200 fois plus résistant que le verre non traité.