Caractéristiques et définition du diamant

Certaines pierres gemmes sont très convoitées, très rares et possèdent des propriétés hors du commun. Le diamant brut naturel fait partie de ces gemmes si précieuses. Découvrons à présent les caractéristiques du diamant.

• Définition du mot « diamant »
• Caractéristiques
• Structure cristalline
• Morphologie cristalline
• Définitions des termes employés
• Classification morphologique des gemmes

Définition du mot « diamant »

Le mot « diamant » vient du latin adamas, adamantis. Il est composé de carbone pur cristallisé, très dur (indice 10 dans l'échelle de dureté, qui va de 1 à 10).

Le mot « diamant » signifie étymologiquement « invincible », ce qui n'est guère surprenant étant donné sa dureté très élevée.

Ses propriétés physiques sont parmi les plus élevées de toutes les pierres utilisées en joaillerie.

Caractéristiques

• Famille : diamant
• Composition chimique : C, carbone pur
• Dureté : 10
• Clivage : parfait
• Densité : de 3,51 à 3,53
• Indice de réfraction : de 2,417 à 2,419 (monoréfringent)
• Biréfringence : aucune
• Pléochroïsme : absent
• Dispersion : 0,044
• Couleurs :

Incolore

Bleu

Vert

Jaune

Rose

Rouge

Orange

Brun

Noir

Structure cristalline

Le diamant est un minéral composé de carbone, c'est la pierre précieuse dont la composition est la plus simple, les autres pierres précieuses sont toutes des composés. Le diamant a parfois des traces d'azote qui peuvent aller jusqu'à 0,20% et une très petite proportion d'éléments étrangers.

Le cristal de diamant se serait formé par l'assemblage dans les 3 directions de l'espace d'atomes de carbone. Les liaisons atomiques du diamant sont très courtes, cela explique en partie sa très grande dureté.

Le graphite, qui lui aussi est composé de carbone, est un minéral tendre, à l'inverse du diamant ses atomes sont relativement distants les uns des autres et ils sont donc très peu liés. Si l'on compare ces deux minéraux (diamant et graphite) qui sont composés tous les deux de carbone, le résultat est saisissant : l'un est très dur (diamant) et l'autre est tendre (graphite).

Il est nécessaire de bien comprendre la géologie du diamant avant de se lancer dans des travaux de recherche d'un gisement diamantifère. L'exploitation du diamant quant à elle est réalisée par une poignée de compagnies minières qui exploitent les différents gisements dans le monde.

Il est indispensable de pouvoir garantir la provenance du diamant afin de s'assurer qu'il ne s'agit pas de diamants de la guerre. Le commerce du diamant est régi par le processus de Kimberley qui permet de lutter contre les diamants de sang.

Pour information, le diamant synthétique (« diamant de culture ») a la même structure cristalline que le diamant extrait des mines. Il est composé de carbone et il possède les mêmes propriétés physiques, optiques et chimiques que le diamant naturel.

Morphologie cristalline

Les atomes sont disposés régulièrement dans un minéral cristallisé comme le diamant.

Le diamant cristallise dans le système cubique (voir ci-dessous la définition de ce terme) et ses formes cristallines sont donc nombreuses, les principales sont :

• l'octaèdre présente : 8 faces triangulaires, 12 arêtes, 6 sommets.
• le dodécaèdre présente : 12 faces pentagonales, 30 arêtes, 20 sommets.
• le cube présente : 6 faces, 12 arêtes, 8 sommets.
• le rhombododécaèdre présente : 12 faces en losange, 24 arêtes, 14 sommets.

Les principales formes cristallines du diamant brut sont :

• l'octaèdre
• le dodécaèdre
• le cube

Il existe aussi des formes cristallines particulières que l'on appelle « les formes mâclées ». Deux ou plusieurs cristaux de diamants se sont collés et s'interpénètrent. Ce type de pierres présente très souvent des angles rentrants.

Certaines formes cristallines du diamant brut ne sont pas employées en joaillerie mais uniquement dans l'industrie, par exemple : le bort (ou boart), le shot bort, le carbonado, la framesite, la stewartite, etc.

Définitions des termes employés

Indice de réfraction

Le réfractomètre permet de lire l'indice de réfraction d'une pierre par le principe de la réflexion totale. Les rayons lumineux sont réfléchis par la pierre posée sur la lame du réfractomètre. Ils vont passer au travers d'une échelle dont la partie claire correspond aux rayons réfléchis à l'extérieur du cône et la partie sombre au demi-cône de réfraction limite. Les deux zones sont délimitées par une ligne verte. L'indice de réfraction se lit à cet endroit.

Biréfringence

• Les gemmes isotropes sont monoréfringentes (un seul indice de réfraction).
• Les gemmes anisotropes sont biréfringentes (deux indices de réfraction).

Lors d'une mesure des indices de réfraction sur une pierre anisotrope, on peut constater la présence de deux indices. En faisant tourner la pierre sur sa table, ces deux indices peuvent varier.

La biréfringence est la présence de deux indices de réfraction et l'écart maximum entre ces deux indices.

Pléochroïsme

On utilise un dichroscope pour l'observation du pléochroïsme des gemmes biréfringentes.

Les gemmes isotropes présentent la même couleur dans toutes les directions, on dit qu'elles sont Monochroïques.

Les gemmes anisotropes dédoublent les rayons lumineux qui les traversent. Les deux rayons sortant de la pierre ayant deux directions propres, et étant polarisés à angle droit.

Dispersion

Lorsqu'un rayon de lumière blanche traverse une pierre monoréfringente, il est décomposé en couleurs spectrales et donne un éventail allant du rouge au violet : c'est le phénomène de la dispersion. La mesure du coefficient de dispersion est effectuée avec un spectroscope.

Classification des gemmes

Trois grands groupes existent :

• Gemmes amorphes
• Gemmes cristallisées
• Gemme microcristallisée

Gemmes amorphes

Pas de structure cristalline propre.

Exemples : Opale - Ambre - Jais - Obsidienne.

Ces gemmes sont dites isotropes.

Gemmes cristallisées

Gemme microcristallisée

Association de microcristaux de quartz.

Exemple : la calcédoine.

Pour plus d'informations sur les pierres gemmes, nous vous invitons à parcourir ces quelques sites :

• Pierre précieuse : informations techniques et commerciales sur les pierres précieuses et les pierres fines.
• Gem Hut : catalogue exhaustif des gemmes et de leurs caractéristiques. Correspondance entre les pierres et les mois de naissance, liste par couleur, pierres fines et précieuses.
• Minéraux et fossiles : revue s'adressant aux collectionneurs et amateurs. Information sur les bourses, librairie en ligne, vente de matériel et d'outillage et petites annonces.

Articles Complémentaires