Entre sables et roches, la silice (SiO2) pèse près de 60 % de l'écorce terrestre. Sa structure peut varier de la forme la plus compacte (monocristal de quartz) à la plus désorganisée (amorphe), avec un impact sur la densité ou l'indice de réfraction.
Un verre de silice peut être densifié légèrement par chauffage ou nettement davantage, jusqu'à 20 %, par compression à 5 gigapascals et 1000°C. Les mécanismes associés restent aujourd'hui encore controversés.
Des chercheurs ont irradié avec des faisceaux d'électrons accélérés (à 2,5 MeV) des silices ayant subi un traitement thermique ou par compression. Ils montrent que pour une dose voisine de 10 gigagrays, les premières sont densifiées jusqu'à une valeur proche de 2,26 g/cm3 tandis que les secondes voient leur densité diminuer, en convergeant vers la même valeur d'équilibre.
Ces résultats permettront de connaître plus finement la structure des couches minces de silice, essentielle pour l'industrie verrière, et de mieux maîtriser l'élaboration en conditions extrêmes (haute température ou irradiation) de capteurs à réseau de Bragg à fibre optique, pour la mesure de déformations par exemple.
Ces travaux ont été réalisés avec l'Institut de chimie moléculaire et des matériaux d'Orsay, l'Université Sorbonne Paris Cité et l'Université Claude Bernard de Lyon.