Villiaumite

La villiaumite a été décrite en 1908 par Alfred Lacroix^[3]. Elle fut nommée ainsi en l'honneur de Charles Maxime Villiaume (17 juin 1858 - ?), explorateur français des Îles de Loos en ancienne Guinée française, dans la collection duquel se trouvaient les premiers échantillons de villiaumite qui furent étudiés.

Les échantillons servant à la description ont été découverts à l'Île de Roume, Îles de Loos, Guinée.

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La villiaumite est un minéral qui peut être incolore, jaune, rouge, rouge carmin, rose lavande, orange ou brun orange, se présentant sous la forme de masses grenues ou, plus rarement, sous la forme de cristaux cubiques pouvant atteindre 15 centimètres et pouvant aussi montrer les faces {111}, {hll} et {hkl}. Son éclat est vitreux et elle est transparente à translucide. Elle est fragile et cassante, présente un clivage parfait sur {100}, {010} et {001}, et sa cassure est conchoïdale. La villiaumite est un minéral tendre dont la dureté varie entre 2 et 2,5 sur l'échelle de dureté de Mohs. Elle est peu dense, sa densité mesurée étant de 2,79. Elle présente un pléochroïsme carmin profond selon la direction optique O (ordinary ray) ou jaune, selon la direction optique E (extraordinary ray). Son trait est blanc à blanc rose et elle présente assez souvent une fluorescence rouge noir à orange, jaune sous ultraviolets courts (254 nm). Une biréfringence anomale uniaxe négative peut être détectée de temps à autre sur certains échantillons.

De par sa forme, sa couleur et certaines de ses caractéristiques, la villiaumite peut être confondue avec la fluorite.

La villaumite de formule NaF a une masse moléculaire de 41,988 u, soit 6,97 × 10⁻²⁶ kg. Elle est donc composée des éléments suivants :

Composition élémentaire du minéral

Élément	Nombre (formule)	Masse des atomes (u)	% de la masse moléculaire
Sodium	1	22,99	54,75 %
Fluor	1	19,00	45,25 %
	Total : 2 éléments	Total : 41,988 u	Total : 100 %

De rares impuretés peuvent se trouver dans la villiaumite. La plus commune est l'aluminium, pouvant être présent à plus de 0,04 %.

Cette composition place ce minéral :

• selon la classification de Strunz : dans la classe des halogénures (III), plus précisément dans la classe des halogénures simples anhydres (3.A) où le rapport M:X est égal à 1:1, 2:3, 3:5, 4:7 , etc. (3.AA) ;
• selon la classification de Dana : dans la classe des halogénures normaux (IX) où les éléments se trouvent dans les proportions stœchiométriques (9.1).

La villiaumite est la forme minérale du fluorure de sodium.

Elle fait partie du groupe de la halite.

Groupe de la halite

Minéral	Formule	Groupe ponctuel	Groupe d'espace
Carobbiite	KF	4/m 3 2/m	Fm3m
Griceite	LiF	4/m 3 2/m	Fm3m
Halite	NaCl	4/m 3 2/m	Fm3m
Sylvine	KCl	4/m 3 2/m	Fm3m
Villiaumite	NaF	4/m 3 2/m	Fm3m

La villiaumite cristallise dans le système cristallin cubique. Son groupe d'espace est Fm3m avec Z = 4 unités formulaires par maille conventionnelle :

• le paramètre de maille est ${\displaystyle a}$ = 4,63 Å (volume de la maille V = 99,25 Å³) ;
• la masse volumique calculée est 2,808 g/cm³ (sensiblement égale à la densité mesurée).

La villiaumite est un sel, elle est très soluble dans l'eau. De ce fait, elle doit être conservée dans un endroit sec, avec si possible, un sécheur d'air, afin d'éliminer toute humidité qui serait susceptible de la détruire.

La villiaumite se trouve dans les cavités miarolitiques de syénites à néphéline, ou dans les pegmatites de syénites à néphéline.
Elle se trouve aussi dans les dépôts des lits de lacs.

Les minéraux associés à la villiaumite les plus souvent rencontrés sont les minéraux du groupe des amphiboles, la fluorite, l'aegirine, l'albite, la sodalite, l'acmite, la néphéline, la neptunite, la lamprophyllite, la pectolite, la sérandite, l'eudialyte, l'ussingite, la chkalovite et les minéraux du groupe des zéolites.

• Brésil

Carrière de Bortolan, Poços de Caldas, Minas Gerais^[4]

• Canada

Carrière de Demix-Varennes, seuil de Saint-Amable, Varennes, Marguerite-D'Youville, Montérégie, Québec^[5]

Carrière de la Poudrette, Mont Saint-Hilaire, MRC de Rouville, Montérégie, Québec^[6]

• États-Unis

Carrière Point of Rocks, Springer, Comté de Colfax, Nouveau-Mexique^[7]

• Guinée

Île de Roume, îles de Loos, Guinée^[3],[8]

• Kenya

Lac Magadi, sud de la vallée du Grand Rift, vallée du Rift^[9]

• Namibie

Carrières Aris, Aris, Windhoek, Khomas^{[10],[11],[12]}

• Russie

Mont Rasvumchorr, Mont Yukspor, Mont Alluaiv et Mont Karnasurt, massif des Khibiny, péninsule de Kola, oblast de Mourmansk^[13]

La villiaumite peut être formée par réaction entre la néphéline et l'acmite :

6NaAlSiO₄ (néphéline) + 6NaFeSi₂O₆ (acmite) + 3F₂ → 6NaF (Villiaumite) + 6NaAlSi₃O₈ (albite) + 2Fe₃O₄ (magnétite) + 2O₂^[14],[15].

Le fluorure de sodium est préparé par neutralisation de l'acide fluorhydrique ou de l'acide hexafluorosilicique, sous-produits de la production d'engrais à base de monocalcium de phosphate. La neutralisation se fait avec l'hydroxyde de sodium et le carbonate de sodium par exemple. Des alcools peuvent être utilisés pour faire précipiter NaF :

HF + NaOH → NaF + H₂O.

Dans des solutions contenant HF, le fluorure de sodium précipite sous forme de sel bifluorure NaHF₂. NaF est obtenu par chauffage.

HF + NaF ⇌ NaHF₂

La villiaumite a une dureté très faible variant de 2 à 2,5, de ce fait, il est très difficile de la facetter. Malgré tout, les gisements du Mont-Saint-Hilaire, du Massif des Khibiny et de Namibie produisent de très rares spécimens pouvant être taillés. Le prix de ces pierres ainsi taillées varie bien souvent autour de 500 à 1 000 dollars le carat^[16]. De plus, le comportement à l'air libre de ce minéral rend la conservation de ces bijoux très difficile, d'où sa très faible exploitation par les bijoutiers.

La villiaumite peut aussi être utilisée comme minerai de fluorure de sodium ; réduite en poudre, elle peut servir dans la métallurgie ou dans l'imagerie médicale.