Introduction
La magnétite est un oxyde de fer (Fe²⁺Fe³⁺₂O₄), membre du groupe des spinelles. Son nom dérive de la région de Magnésie en Thessalie (Grèce), où elle était connue dans l'Antiquité, ou du berger Magnès qui, selon la légende, aurait découvert le premier morceau de pierre aimantée. Sa propriété la plus remarquable est son magnétisme permanent naturel, ce qui en fait un minéral d'une importance scientifique, historique et économique considérable.
Description
La magnétite cristallise dans le système cubique, formant souvent des octaèdres ou des dodécaèdres rhombiques bien définis. Elle peut également se présenter en masses granulaires denses ou en grains disséminés. Sa couleur est noire à brun noirâtre, avec un éclat métallique à sub-métallique et une rayure noire caractéristique. Sa dureté Mohs est de 5,5 à 6,5. Sa structure cristalline est inverse, avec les ions Fe²⁺ et Fe³⁺ occupant des sites interstitiels dans un réseau compact d'oxygène. Cette disposition particulière est à l'origine de son ferrimagnétisme, où les moments magnétiques des ions ne se compensent pas totalement, créant un aimant permanent. On la trouve dans les roches ignées et métamorphiques, ainsi que dans les sables de plage (sables noirs magnétiques). Elle est également un constituant majeur des formations de fer rubanées (BIF), source primaire du minerai de fer mondial.
Histoire
L'histoire de la magnétite est intimement liée à la découverte du magnétisme. Les Grecs anciens, notamment Thalès de Milet, en décrivent les propriétés d'attraction vers 600 av. J.-C. En Chine, dès le IVe siècle av. J.-C., des « cuillers » en magnétite (les « south-pointers ») étaient utilisées pour la divination avant d'évoluer vers la boussole au XIe siècle. Les navigateurs vikings auraient peut-être utilisé des pierres de lodestone (magnétite naturelle aimantée) pour s'orienter. Au Moyen Âge, elle était considérée comme ayant des propriétés médicinales et magiques. La compréhension scientifique a progressé avec William Gilbert, qui, dans son ouvrage « De Magnete » (1600), démontra que la Terre elle-même se comportait comme un aimant géant, expliquant l'orientation de la magnétite.
Caracteristiques
Formule chimique : Fe₃O₄ (Oxyde de fer(II,III)). Système cristallin : Cubique. Classe cristalline : Hexoctaédrique. Couleur : Noir. Trait : Noir. Éclat : Métallique à submétallique. Transparence : Opaque. Dureté (Mohs) : 5,5 - 6,5. Densité : 5,17 - 5,18. Clivage : Aucun. Cassure : Conchoïdale à irrégulière. Magnétisme : Fortement ferrimagnétique. Point de Curie : 580°C (température à laquelle elle perd son magnétisme permanent). Conductivité : Bonne conductrice d'électricité.
Importance
L'importance de la magnétite est triple. Économiquement, c'est l'un des minerais de fer les plus riches (72,4% de fer en théorie) et les plus abondants, essentiel pour la production d'acier. Scientifiquement, ses propriétés magnétiques en font un outil de recherche fondamental en géophysique (paléomagnétisme, permettant de retracer les inversions du champ magnétique terrestre et la dérive des continents), en biologie (présente chez certaines bactéries, pigeons voyageurs et abeilles, elle jouerait un rôle dans la magnétoréception) et en nanotechnologie (nanoparticules pour l'imagerie médicale, l'administration ciblée de médicaments et la thermothérapie). Environnementalement, elle est étudiée pour la dépollution des eaux grâce à sa capacité à adsorber les métaux lourds et à être facilement séparée par aimantation.
