Diamant


Diamant
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Diamant
Catégorie I : Éléments natifs[1]
Cristal de diamant jaune en forme d'octaèdre

Cristal de diamant jaune en forme d'octaèdre
Général
Numéro CAS 7782-40-3
Classe de Strunz
Formule brute C  [Polymorphes]C
Identification
Masse formulaire[2] 12,0107 ± 0,0008 uma
C 100 %,
Couleur Typiquement jaune, brun ou gris à incolore. Plus rarement, bleu, vert, noir, translucide, blanc, rose, violet, orange ou rouge
Système cristallin Cubique
Réseau de Bravais Cubique à faces centrées (diamant)
Clivage 111 (parfait dans quatre directions)
Cassure Conchoïdale
Échelle de Mohs 10
Éclat Adamantin
Propriétés optiques
Indice de réfraction 2,407 à 2,451, selon la longueur d'onde de la lumière
Pléochroïsme Non
Biréfringence Non
Dispersion 2vz ~ 0,044
Spectre d'absorption Pour les diamants jaune pâle, la raie 415,5 nm est typique. Les diamants irradiés ou chauffés montrent souvent une raie vers 594 nm lorsqu'ils sont refroidis aux basses températures.
Transparence Transparent
Propriétés chimiques
Densité 3,517
Température de fusion 3 546,85 °C
Solubilité Insoluble dans l'eau, les acides et les bases
Comportement chimique Se transforme en graphite dans une flamme
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le diamant est un minéral composé de carbone (tout comme le graphite et la lonsdaléite), dont il représente l'allotrope de haute pression, qui cristallise dans le système cristallin cubique. C'est l'un des matériaux naturels les plus durs (dureté Mohs de 10).

Sommaire

Étymologie

Le mot est dérivé du grec Ἀδάμας (adamas : « indomptable », de adamastos : « inflexible, inébranlable », qui a donné les adjectifs « adamantin » et « adamant », ancien nom du diamant ; et a également donné la désignation « adamantane », hydrocarbure tricyclique de formule C10H16). Ce mot désignait initialement le métal le plus dur, puis toute matière très dure, comme la magnétite.

Il a ainsi servi à désigner une grande variété de gemmes, telles que :

  • le corindon synthétique : « diamant d'alumine » ;
  • l'hématite : « diamant noir du Névada », « diamant d'Alaska » (hématite noire) ;
  • l'obsidienne décolorée : « diamant du Névada » ;
  • la pyrite : « diamant alpin », « diamant de Pennsylvanie » ;
  • le quartz :
    • « diamant de Bohême », « diamant de Briançon », « diamant de Brighton », « diamant de Bristol », « diamant de Buxton », « diamant de Hawaii » ; « diamant irlandais », « diamant mexicain », « diamant occidental » ;
    • « diamant Marmorosch » (variété de quartz) ;
    • « diamant d'Alaska », « diamant du Brésil » (cristal de roche) ;
    • « diamant d'Alençon », « diamant allemand » (quartz enfumé) ;
    • « diamant d'Arkansas » (quartz nommé également Horatio Diamond) ;
    • « diamant du Colorado » (quartz fumé transparent) ;
    • « diamant du Dauphiné », « diamant de Rennes » (quartz hyalin) ;
  • le zircon : « diamant de Ceylan » (incolore), « diamant de Matura » (zircon décoloré).

Toutes ces dénominations sont désormais interdites[réf. nécessaire] (sauf évidemment pour indiquer la provenance d'un véritable diamant).

L’appellation « diamant » se précise cependant dès Pline l'Ancien, qui réserve au mot diamant la pierre actuellement connue sous ce nom[3].

En France, l'usage commercial du terme « diamant de culture » (diamant synthétique) est interdit (voir gemme).

Histoire

Le diamant est d'abord utilisé pour sa dureté (taille ou perforation de gemmes et de saphirs). Ainsi au Yemen vers -600 ont été trouvées des perles percées par des diamants.

En Grèce antique, il est considéré comme indestructible chimiquement et on lui attribue la vertu d'être un anti-poison. Les rois européens se les procurent pour leur rareté mais aussi pour cette panacée ultime[4].

En Inde, les premiers diamants sont trouvés dans les lits de rivières (gisements alluvionnaires)[5], ils sont représentés comme le « fruit des étoiles » ou provenir de sources sacrées. Des textes bouddhistes révèlent tout son symbolisme : Sūtra du Diamant, textes du Vajrayana. Il est aussi un objet de culte hindou, représentant symboliquement les vajras. Un diamant imparfait (brillant moins) est supposé porter malheur (ainsi le Bleu de France acheté par Jean-Baptiste Tavernier en 1668 pour le compte de Louis XIV n'est que de 220 000 livres, prix très inférieur aux gros diamants incolores). En fait, il s'agit le plus souvent pour les propriétaires de mine de créer une légende de malédiction pour dissuader les voleurs de vouloir les dérober ou pour les joaillers de créer toute une mythologie qui augmente la cote de vente du joyau[6].

Au Moyen Âge et à la Renaissance, il est porté au sommet des couronnes ou en pendentif et symbolise le « troisième œil » des mahârâjas ou des rois européens qui le portent. François Ier constitue les diamants de la Couronne en important des diamants d'Inde comme le Régent, puis d'autres ont été ajoutés par ses successeurs comme le Sancy et le diamant bleu de la Couronne.

Les mines d'Inde s'épuisant, la découverte et exploration de l'Amérique ouvre de nouveaux horizons, ce qui entraîne la découverte de gisements au Brésil à partir du XVIIIe siècle.

In 1772, Antoine Lavoisier utilise une lentille pour focaliser les rayons solaires sur un diamant dans une atmosphère riche en oxygène. Le produit de la combustion est du dioxyde de carbone, Lavoisier montrant la nature carbonée du diamant. En 1797, Smithson Tennant répète l'expérience sur le charbon : la combustion du diamant produisant le même volume de dioxyde de carbone qu'une masse équivalente de charbon, il montre que le diamant est du carbone pur[7].

La découverte de sa composition marque le début de l'épopée de sa synthèse. Cependant, il a fallu attendre le milieu du XXe siècle pour qu'enfin des chimistes réussissent à le fabriquer. Dès lors, le diamant est devenu un matériau industriel dont la production annuelle atteint aujourd'hui 570 millions de carats, soit 114 tonnes (chiffres 2007) [8].

Propriétés

Le diamant est une forme métastable du carbone dans les conditions de température et de pression normales. Il brûle dès 500 °C dans un courant d'air, mais s'il est maintenu à 1 100 °C sous atmosphère neutre, il se transforme en graphite.

Structure cristalline

Maille d'un cristal de diamant.
Projection stéréographique de la figure de pôles de la structure cristalline du diamant selon l'axe [111] qui démontre sa symétrie au long de la diagonale d'espace du cube élémentaire

Dans son état naturel, le diamant possède une structure dérivée de la structure cubique à faces centrées (cfc), appelée structure type diamant où en plus des atomes aux sommets du cube et au centre de chaque face, quatre des huit sites tétraédriques définis par une telle structure sont occupés, ce qui donne finalement huit atomes par maille (contre 4 pour une structure cfc classique), et fait que chaque atome de carbone a quatre voisins.

Cette structure est notée A4 en notation Strukturbericht. Son groupe d'espace est Fd3m (n° 227 dans les tables internationales), son symbole de Pearson est cF8\, . Son paramètre de maille est a = 3,566 7 Å. Le volume d'une maille est de 45,37 Å3, la densité théorique est de 3,517.

Propriétés physiques

Sa masse molaire est de 12,02 g·mol-1, sa masse volumique mesurée est de 3 520 kg/m3.

Dans l'édifice cristallin du diamant, les liaisons entre atomes de carbones résultent de la mise en commun des électrons de la couche périphérique afin de former des couches saturées. Chaque atome de carbone est ainsi associé de façon tétraédrique à ses quatre voisins les plus proches (hybridation sp3 du carbone), et complète ainsi sa couche extérieure. Ces liaisons covalentes, fortes et donc difficiles à casser, couvrent tout le cristal, d'où sa très grande dureté.

La forme liquide du diamant aurait la particularité comme l'eau d'être plus dense que la forme solide d'après un article paru dans la revue Nature Physics. Les conditions pour la phase liquide pourraient être réunis sur Uranus et Neptune[9].

La conductivité électrique est basse, car les électrons ne se regroupent pas comme dans un métal : ils restent liés aux atomes et ne peuvent pas, par exemple sous l'action d'un champ électrique extérieur, former un nuage électronique qui transporterait le courant de façon continue. En d'autres termes, le diamant est un très bon isolant. Néanmoins, il fait l'objet d'études en tant que semi-conducteur à large bande pour l'électronique de puissance.

La conductivité thermique du diamant est exceptionnelle, ce qui explique pourquoi il paraît si froid au toucher. Ce minéral est, de loin, le meilleur conducteur connu de la chaleur. Dans un cristal isolant électrique comme le diamant, la conductivité thermique est assurée par les vibrations cohérentes des atomes de la structure. Des valeurs de 2 500 W/(m·K) ont été mesurées, que l'on peut comparer aux 401 W/(m·K) du cuivre et aux 429 W/(m·K) de l'argent. Cette propriété en fait un candidat comme substrat pour le refroidissement des semi-conducteurs.

Enfin, le coefficient de dilatation du diamant, lié aux propriétés des vibrations de la structure de ce matériau, est très faible. Pour le diamant pur, l'accroissement relatif de longueur par degré est d'environ un millionième à température ambiante, que l'on peut comparer aux 1,2 millionièmes de l'Invar, alliage constitué de 64 % de fer et de 36 % de nickel, qui est réputé pour sa très faible dilatation. Le fer est très loin derrière, avec 11,7 millionièmes.

Propriétés optiques

Le diamant est transparent, translucide ou opaque.

Son indice de réfraction est particulièrement élevé, et varie en fonction de la longueur d'onde : ce sont ces propriétés qui lui donnent son éclat caractéristique, « adamantin ». Cet indice est de

  • 2,407 pour la lumière rouge (687 nm),
  • 2,417 pour la lumière jaune (589 nm),
  • 2,426 pour la lumière verte (527 nm) et
  • 2,451 pour la lumière violette (431 nm).

Formation

Tube à essai contenant de la poudre de cristaux de diamants interstellaires extraits de la météorite d'Allende.

Les diamants sont constitués de carbone. Ils se forment lorsque ce dernier se trouve dans des conditions de température et de pression très élevées, entre 1 100 °C et 1 400 °C pour la température, et entre 4,5 GPa et 6 GPa pour la pression (expériences de synthèse en laboratoire dans les années 1970), ce qui correspond à des profondeurs d'environ 150 à 1 000 km dans le manteau terrestre. L'analyse d'inclusions minérales et gazeuses (impuretés telles que l'azote, le soufre ou des métaux pouvant colorer le diamant) permet d'être plus précis : la majorité des diamants cristallise entre 150 et 200 km de profondeur.

On distingue deux grandes catégories de diamants en fonction de la nature de leur cortège d'inclusions, caractéristiques de l'environnement de cristallisation. Dans la plupart des cas, ces inclusions représentent une minéralogie de péridotite. Une seconde catégorie d'inclusions est caractéristique d'association éclogitiques.

Les diamants naturels sont composés de carbone qui se trouvait dans le manteau depuis la formation de la Terre, mais certains sont constitués de carbone provenant d'organismes, tels que des algues. C'est ce que révèle la composition isotopique du carbone[10]. Ce carbone organique a été enfoui jusqu'au manteau terrestre par le mouvement des plaques tectoniques, dans les zones de subduction.

La nature minéralogique des inclusions, leur contenu en élément en trace et la composition isotopique (carbone et azote) des diamants eux-mêmes sont de précieux indices pour comprendre la genèse de ce minéral. Tout porte à croire que la croissance des diamants dans le manteau lithosphérique ne résulte pas d'une transformation directe à partir du graphite mais impliquerait plutôt l'entremise d'un fluide COH (fluide aqueux contenant du carbone dans une forme moléculaire non spécifiée : CH4, CO, CO2) ou d'un magma carbonaté (un panache venant percuter une racine continentale riche en carbonatite). Le mode de cristallisation des diamants issus du manteau inférieur est bien moins contraint. Les caractéristiques en éléments en traces des inclusions de pérovskites calciques dans ces diamants suggèrent à certains auteurs une croissance associée à la présence de croûte océanique, dans une zone du manteau où elle pourrait effectivement s'accumuler[11].

Depuis 1984, des téléscopes ont capté un rayonnement infrarouge émis par des étoiles mourantes riches en carbone et caractéristique de nano-diamants extrasolaires. En 1987, la météorite d'Orgueil révèle des nano-diamants pré-solaires qui seraient issus d'une géante rouge dont l'explosion est à l'origine de la formation du système solaire[12]. En 1997, de tels nano-diamants sont trouvés dans la météorite d'Allende[13].

Remontée en surface

Diamant encore attaché à sa gangue de kimberlite

Les diamants sont remontés par des éruptions volcaniques très puissantes, ne laissant pas le temps au diamant de se transformer. Elles ont occasionné la formation de brèches volcaniques, constituées de débris de roches à l'origine très profondes. Les diamants sont ainsi retrouvés en inclusion dans ces roches appelées kimberlites.

L'érosion peut ensuite les transporter et les incorporer dans des sédiments alluviaux.

Gisements

La plupart des diamants sont extraits de la kimberlite présente dans les zones les plus anciennes de croûte continentale (au moins 1,5 milliard d'années)[14]. Voir craton.

Jusqu'au XVIe siècle, l'Inde et plus particulièrement la région de Golkonda (Golconde) était la seule zone de production de diamants au monde, avec la région de Bornéo. C'est en Inde qu'ont été extraits les plus célèbres diamants anciens. Puis les gisements du Brésil ont été découverts. Ils ont alimenté le marché occidental jusqu'à la fin du XIXe siècle, date de la découverte des gisements sud-africains.

Depuis cette date, la plupart des diamants viennent d'Afrique (62,1 % en 1999). Cette situation a été l'origine de plusieurs guerres comme celle du Sierra Leone, où les objectifs stratégiques étaient le contrôle des principaux gisements du pays pour financer le conflit.

Dans les parties les plus internes des chaînes de collision tel que les Alpes, l'Himalaya ou la chaîne Hercynienne, on trouve des roches continentales contenant des microdiamants[15]. Ces diamants se forment au cours du métamorphisme dit d'« ultrahaute pression en contexte subduction-collision » : températures modérées de l'ordre de 800 à 900 °C et pression de l'ordre de 4 GPa. Les diamants obtenus sont de taille micrométrique et ne peuvent donc pas être concernés par l'exploitation minière. Cependant, ils offrent des objets uniques pour l'étude du comportement d'un système rocheux en profondeur.

Pays producteurs

En 2005, la production mondiale de diamants était de 173,5 millions de carats et les quatre principaux producteurs sont la Russie, le Botswana, l'Australie et la République démocratique du Congo qui produisent à eux quatre un peu plus de 73 % de la production mondiale[16].

Exploitation traditionnelle du diamant en Sierra Leone, dans des alluvions
Production de diamants industriels naturels en 2005[16]
Pays Millions de carats  % du total
Drapeau de Russie Russie 38,000 21,9
Drapeau du Botswana Botswana 31,890 18,4
Drapeau d'Australie Australie 30,678 17,7
Drapeau de République démocratique du Congo République démocratique du Congo 27,000 15,6
Drapeau d'Afrique du Sud Afrique du Sud 15,775 9,1
Drapeau du Canada Canada 12,300 7,1
Drapeau d'Angola Angola 10,000 5,8
Drapeau de Namibie Namibie 1,902 1,1
Drapeau de Chine Chine 1,190 0,7
Drapeau du Ghana Ghana 1,065 0,6

Exploitation minière

Mine de diamant d'Oudatchnaïa (Yakoutie, Russie)

Le processus d'extraction est très diversifié, puisqu'il dépend de la région dans laquelle le diamant est exploité. Mais, en général, les opérations se divisent en trois parties :

  1. l'élimination des éléments stériles (terre et pierre qui couvrent le sable diamantifère) ;
  2. l'extraction ;
  3. le lavage.

Du fait du coût de l'exploitation des mines (dix tonnes de minerai permettent d'extraire seulement un carat de diamant), seules les entreprises investissent dans ces zones qui leur garantissent une production importante : généralement, des kilomètres carrés de terrain sont excavés pour obtenir une gemme de taille appréciable, d'où le coût des diamants.

Diamants de synthèse

Article détaillé : Diamant synthétique.

Depuis que l'on sait que le diamant n'est qu'une forme particulière du carbone, les physiciens et chimistes ont essayé de le synthétiser. La première synthèse artificielle du diamant eut lieu en 1953 à Stockholm par l'inventeur Baltzar von Platen et le jeune ingénieur civil Anders Kämpe travaillant pour la compagnie suédoise ASEA.

En soumettant le carbone à une forte pression et à une haute température pendant plusieurs heures, il est possible de réaliser un diamant de synthèse. Au départ, en raison de leur petite taille, ces derniers n'étaient utilisés que dans l'industrie.

Utilisation

Outre la joaillerie, le diamant est utilisé dans l'industrie en raison de ses propriétés, notamment de dureté.

Industrie

Dureté

L'industrie utilise beaucoup le diamant en raison de sa dureté. Depuis les outils de coupe et d'usinage fondés sur les propriétés mécaniques du diamant, jusqu'aux enclumes à diamant permettant de recréer des pressions titanesques, les applications en sont multiples. Cette dureté intervient aussi dans la précision que l'on peut atteindre avec des outils en diamant : notamment, les bistouris en diamant, permettent de créer des incisions ultraprécises (en ophtalmologie par exemple), car le moindre effleurement découpe la peau.

Biocompatibilité

N'étant pas réactif, il est biocompatible et ne génère pas de rejet ou de toxicité.

Neutralité

La chimie s'intéresse fortement au diamant : il possède des propriétés qui le rendent tout à fait approprié pour des applications en électrochimie:

  • D'une part, il est résistant aux acides et aux bases, ce qui permet une utilisation dans des milieux corrosifs.
  • D'autre part, les électrodes de diamant plongées dans de l'eau pure ne subissent aucune réaction électrochimique ; elles sont donc très efficaces.
Transparence et conductivité thermique

De nombreux dispositifs optiques utilisent la transparence du diamant, tandis que les dispositifs électroniques exploitent notamment ses propriétés thermiques.

Conduction des diamants dopés

En raison de sa faible conductivité électrique, le diamant peut être utilisé dans l'industrie des semi-conducteurs lorsqu'il est dopé avec des impuretés de bore ou de phosphore.

Utilisations envisagées

Les diamants sont actuellement à l'étude pour une utilisation comme détecteurs :

  • de rayonnements dans des installations de recherche scientifique. Le CERN devait recevoir plusieurs mètres carrés de détecteurs en diamants synthétiques. La technologie n'ayant pas avancé assez vite, ils seront en silicium ;
  • de rayonnements dans les installations de radiothérapie. Le carbone du diamant est le même que celui du corps (carbone 12 normal) et permet donc des mesures de dose plus proche de la dose réellement reçue par les tissus ;
  • de produits divers, par les méthodes de type SAW (Surface Acoustic Waves), car le diamant est un très bon transducteur, grâce à sa rigidité. Il est cependant nécessaire de déposer (par des méthodes de CVD-Magnétron[17], notamment) un film mince de nitrure d'aluminium, qui est un piézoélectrique, au contraire du diamant. La forme du dépôt influe sur les produits détectables.

En revanche, et malgré leur stabilité considérable, les diamants ne peuvent pas servir dans un cœur de centrale nucléaire, car le bombardement est bien trop important et le matériau serait détruit.

Joaillerie

Intérêt des caractéristiques physiques

Quelques exemples de diamants taillés

Les qualités de certains diamants (comme leur pureté, leur taille importante et leur couleur) font du diamant, la plus célèbre des pierres précieuses en joaillerie.

La beauté de son brillant est due au fait qu'il possède un haut indice de réfraction de la lumière et un grand pouvoir dispersif : en pénétrant, les rayons de lumière sont réfléchis à l'intérieur de la pierre à l'infini et la lumière blanche se disperse, retourne à l'intérieur transformée en un éventail de couleurs. Les diamants (comme les gouttes d'eau) fonctionnent comme des prismes en freinant, plus ou moins en fonction des longueurs d'onde (violette au maximum, rouge au minimum), de façon à ce que les couleurs soient dispersées sous forme d'arc-en-ciel.

Mais tous les diamants ne sont pas utilisés en bijouterie. Tout défaut peut leur ôter de la valeur et ils sont alors employés pour des applications industrielles. Généralement, ceci arrive avec ceux qui présentent des bulles internes ou des particules étrangères, ou s'ils sont de forme irrégulière ou pauvrement colorés.

Taille

Taille brillant[18], selon Marcel Tolkowsky, 1919

La taille des diamants s'effectue surtout à Anvers (Belgique), à Tel-Aviv (Israël) et au Gujarat (Inde) par la communauté jaïn. En Thaïlande, ce sont les pierres précieuses (rubis et saphirs) qui sont taillées.

Le degré de la beauté de la dispersion (effet arc-en-ciel) du diamant dépend, en grande partie, de la taille et du poli de la pierre. Bien que naturellement les diamants aient leurs éclats propres, ceux-ci peuvent être améliorés et multipliés par la taille experte d'un diamantaire.

Du fait de son extrême dureté, le diamant ne peut être usiné que par un autre diamant, c'est pourquoi la taille et le poli de la pierre en sont les éléments les plus importants.

Avant de le tailler, on examine la gemme pour déterminer ses plans de clivage. On trace ensuite sur elle une ligne qui marque le périmètre de ces plans. Sur celui-ci, on fait une petite cannelure avec une espèce de bois qui porte dans son extrémité un diamant. Par cette ouverture, on introduit une fine lame d'acier, on donne un coup sec et la pierre se divise en deux.

Il existe de nombreuses façons de tailler le diamant. Du XVe au XVIIe siècle, on pratique la taille en pointe (polissage de la pointe de l'octaèdre) et celle en table (polissage des faces du cristal à la poudre de diamant). Les peintures de portraits de l'époque montrent un diamant noir car ces techniques sont peu efficaces. Au XVIIe siècle apparaît la taille « brillant », taille la plus connue, celle qui met le mieux en valeur la beauté du diamant et qui est de ce fait la plus utilisée. Cette technique perfectionnée permet de transformer les pierres brutes en véritables joyaux de lumière, en faisant apparaître 58 facettes (57 si l'on ne tient pas compte de la collette) : 33 sur la couronne et 24 sur la culasse, régulières et de tailles définies précisément, à la surface du diamant.

En effet, si les notions de pureté et de couleur paraissent familières, les proportions de taille le sont plus rarement. Pourtant, ces dernières sont un facteur de qualité essentiel. Elles conditionnent directement le rendu de brillance et le « feu » du dia­mant. À couleur identique, un dia­mant possédant de bonnes proportions sera bien plus éclatant qu'un diamant pur incorrectement taillé.

Depuis l'apparition de la taille Tolkovsky en 1919, les diamantaires n'ont cessé de chercher à optimiser le rendu de brillance du diamant. De toutes les tailles du diamant, c'est certainement la forme ronde brillant qui a été la plus étudiée et qui est la plus aboutie ; aujourd'hui, les proportions appliquées à cette taille résultent directement de la compréhension des lois optiques du matériau et de la maîtrise de la tech­nique de taille et du polissage.

Au Japon est très apprécié la taille flèche et cœurs, nommée ainsi à cause des formes des jeux de lumière.

Les apprentis tailleurs sont au XXIe siècle très rares, la taille étant de plus en plus réalisée par des lasers à l'aide de systèmes informatiques.[réf. nécessaire]

Couleur

Les diamants sont aussi classés par couleur. La couleur la plus commune étant « le blanc » (ici, le blanc désigne plutôt l'absence de couleur : c'est-à-dire que le diamant est transparent). Ces couleurs sont notées grâce à un code utilisant les différentes lettres de l'alphabet :

Code Couleur
D Blanc exceptionnel +
E Blanc exceptionnel
F Blanc extra +
G Blanc extra
H Blanc
I et J Blanc nuancé
K et L Légèrement teinté
M à Z Couleur teinté

Type

La classification des diamants s’organise aussi selon qu’il y ait ou non une présence d’azote dans sa structure, ce qui modifie ses propriétés optiques. On distingue deux types[19] : le type I où la présence d’azote est avérée, et le type II sans azote, très rare et qui correspond à des durées de formation plus longues[20].

On peut résumer cette classification, essentiellement scientifique, dans le tableau suivant :

Type Définition Couleur Particularité Population
I a Petits groupes d'azote
Contient 0,3 % d'azote
Incolore, jaune, brun, rose, vert et bleu Fluorescence bleue
Raies d’absorption étroites
98 %
I b Azote isolé
Contient 0,1 % d'azote
Jaune intense, orange, brun et incolore Plupart des diamants synthétiques
Raies d’absorption larges
Rare
Environ 1 %
II a Pure sans azote Incolore, brun, rose, violet, vert et doré
Blanc exceptionnel +
Transparent aux UV < 230 μm
Quelques grands diamants célèbres[20]
Environ 0,8 %
Très rare
II b Sans azote avec 0,1 % de bore Bleu et gris Semi-conducteur type P Environ 0,2 %
Extrêmement rare

Pureté

Les diamants contiennent aussi une grande variété d'inclusions qui peuvent modifier son apparence. Une inclusion ou impureté était appelée en France un crapaud, mais cette appellation tend à disparaître dans le langage professionnel suite à la demande de la Confédération des Horlogers Bijoutiers Joailliers et Orfèvres (CHBJO)[réf. nécessaire] de ne plus l'usiter. Les inclusions sont indiquées en utilisant les codes suivants :

Code Signification
IF (Internally Flawless) Absence d'inclusions avec un grossissement de 10 fois
VVS1-VVS2 (Very Very Small inclusions) Minuscule(s) inclusion(s) très difficilement visible(s) à la loupe avec un grossissement de 10 fois (1 étant la meilleure qualité)
VS1-VS2 (Very Small inclusions) Très petite(s) inclusion(s) difficilement visible(s) à la loupe avec un grossissement de 10 fois
SI1-SI2-SI3 (Small Inclusions) Petite(s) inclusion(s) facilement visible(s) à la loupe avec un grossissement de 10 fois
I1-I2-I3 (Imperfect) Grande(s) et/ou nombreuses inclusion(s) visible(s) à l'œil nu

Poids

Article détaillé : Carat.

La masse d'un diamant se mesure en carats, qui équivaut à 0,20 grammes. La valeur d'un diamant est exponentielle par rapport à sa masse. Autrement dit, un diamant de deux carats a une valeur supérieure à deux diamants d'un carat, puisqu'il est considéré comme plus rare.

Diamantaires et gemmologues

Le classement en catégories du diamant (les 4C)[21] est réalisé par des professionnels. On appelle les personnes chargées de ce travail les gemmologues. Il existe peu de laboratoires mondiaux de gemmologie, les plus connus sont :

  • Gemological Institute of America (GIA) à New York ;
  • Diamond High Council (HRD) à Anvers ;
  • GemTechLab Laboratory à Genève, Suisse ;
  • Fellow of gemmological Association(FGA) à Londres ;
  • International Gemological Institute (IGI) à Anvers ;
  • American Gem Society (AGS) à New York.

Il existe deux types de certificats émis par les laboratoires.

  • Le premier est un certificat de gradation pour diamants incolores. Ce document rend compte uniquement de la qualité du diamant, fonction des critères retenus par la profession et partant du postulat que la pierre est naturelle.
  • Le deuxième type de certificat concerne principalement les diamants de couleur, mais également certains diamants incolores traités à haute pression et haute température (HPHT) pour les décolorer. Il confirme que la pierre est naturelle mais surtout rend compte de l'origine de la couleur, à savoir d'origine naturelle ou induite par un/des traitement/s (irradiation, chauffage, HPHT, éventuellement cumulés).

Ce type de certificat implique l'usage d'instruments modernes : spectrométrie infrarouge (IRTF), spectrométrie ultraviolet-proche infrarouge à basse température (UV-PIR), photoluminescence (PL), etc. Le diamantaire (terme désignant initialement le tailleur de diamant) a contrario du gemmologue n'étudie pas le diamant mais le négocie. En fonction de sa spécialité, son activité concernera les pierres taillées ou les bruts, certains cumulant les deux.

Diamants célèbres

Liste de quelques diamants célèbres :

Couleur Pierre brute Pierre taillée
Nom Carats Lieu de découverte Année Nom Carats
incolore Cullinan 3 106 Afrique du Sud
(mine Premier)
1905 Grande Étoile d'Afrique
(Cullinan I)
530,20
Petite Étoile d'Afrique
(Cullinan II)
317,40
  793,62 Inde
(mine de Kollur)
XVIIe siècle Grand Mogol 279,56
  787,50 Inde XVIIe siècle Orloff 194,75
  410 Inde 1698 Régent 140,50
        Koh-i Nor 105,602
Excelsior 995,2 Afrique du Sud
(Jagersfontein)
1893 Spoonmaker's Diamond I 86
        Sancy 55,23
rose         Daria-e nour entre 175 et 195
        Hortensia 21,32
        Graff pink 24,78
vert   119,50 Inde 1743 Dresde vert 40,70
bleu   115 Inde 1668 Diamant bleu de la Couronne
(taillé en 1671)
69
Hope
(diamant bleu de la Couronne volé et retaillé vers 1812)[22]
44,50
bleu-gris     Inde 1664 Wittelsbach 35,56
noir         Orloff noir 67,50
        Tablet of Islam 160,18
jaune-marron         Florentin (disparu depuis 1922) 137,27
  755 Afrique du Sud 1985 Golden Jubilee
(couronne royale de Thaïlande)
545.67
Diamant très rare de la taille d'une noix, le Wittelsbach, de couleur bleu-gris, pèse plus de 35 carats. Il a été le diamant le plus cher jamais vendu pendant près de deux ans.

Les plus grosses enchères

  • Le 14 novembre 2007, un diamant de 84,37 carats a été adjugé 16,2 millions de dollars (11 millions d'euros) au fondateur de la chaîne de vêtements Guess, Georges Marciano, lors d'une vente aux enchères chez la maison Sotheby's à Genève. Le diamant décroche ainsi la troisième place au classement des pierres précieuses et bijoux ayant remporté les plus grosses sommes aux enchères[23],[24].
  • En mai 1995, un diamant de 100,1 carats avait été adjugé 16,5 millions de dollars lors d'une vente à la même branche de Sotheby's à Genève.
  • Ce record est largement battu par un diamant bleu-gris déjà connu au XVIIe siècle : le Wittelsbach, qui a été adjugé 16,4 millions de livres sterling (18,7 millions d'euros) au célèbre joaillier londonien Laurence Graff par Christie’s, à Londres, le 10 décembre 2008[25].
  • Le 17 novembre 2010, ce même joallier va encore plus loin pour acquérir un diamant rose de 24,78 carats, qu'il paie 46,16 millions de dollars (plus de 30 millions d'euros) et qu'il baptise Graff pink[26].

Symbolique

Notes et références

  1. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz.
  2. Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk
  3. Pline L'Ancien (trad. M. Emile Littré), Histoire naturelle, vol. XXXVII : Au sujet des pierres précieuses, paris, M. Nisard Firmin-Didot, coll. « Collection des Auteurs latins », 1855 [lire en ligne (page consultée le 27/11/2010)], chap. XV 
  4. La fabuleuse histoire du diamant bleu, émission La Marche des Sciences, France Culture, 23 décembre 2010 : intervention de François Farges
  5. Les gisements dans la roche-mère même ne sont trouvés qu'à partir du XIXe siècle, lors de la ruée vers les mines de diamants de Kimberley
  6. Franck Ferrand, « La malédiction du diamant bleu » dans l'émission Au cœur de l'histoire, 27 avril 2011
  7. (en) R. M Hazen, The diamond makers, Cambridge University Press, 1999 [lire en ligne], p. 7-10 
  8. ÉCO-NOTES DU BRGM EXTRAITES DE LA REVUE MENSUELLE ÉCOMINERESSOURCES MINÉRALES
  9. (en) J. H. Eggert, D. G. Hicks, P. M. Celliers, D. K. Bradley, R. S. McWilliams, R. Jeanloz, J. E. Miller, T. R. Boehly et G. W. Collins, « Melting temperature of diamond at ultrahigh pressure », dans Nature Physics, Londres, janvier 2010 (ISSN 1745-2473) 
  10. (en) Where does the carbon come from?, sur le site de l'American Museum of Natural History
  11. (fr) Brunet et al, La terre interne roches et matériaux en conditions extrêmes, pages 110, Vuibert. ISBN : 978-2-7117-5397-0
  12. Frédéric Denhez, Violaine Sautter, « Les diamants » sur La Recherche. Consulté le 28 décembre 2010
  13. (en) T. L. Daulton et coll, « Genesis of presolar diamonds: Comparative high-resolution transmission electron microscopy study of meteoritic and terrestrial nano-diamonds », dans Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 60, no 23, décembre 1996, p. 4853-4872 [texte intégral] 
  14. (en) Site de l'American Museum of Natural history
  15. (en) Sobolev N. & Shatsky V.S. (1990), Diamond inclusions in garnets from metamorphic rocks: a new environment for diamond formation, Nature, 342, pp. 742-746
  16. a et b (en) World Mineral Production (2001-2005) - Production of diamond, British Geological Survey, p. 22. Consulté le 30 août 2007
  17. CVD pour Chemical Vapor Deposition où l'on fait croître un diamant, atome après atome, dans un plasma de carbone à haute température
  18. Pour les termes en français, voir [1]
  19. Histoire du diamant et sa commercialisation, DIAMPREST. Consulté le 27 novembre 2010
  20. a et b (en)Optical Properties of Diamond: Type I & Type II Diamond, AllAboutGemstones.com, 2010
  21. Les diamants et les pierres de couleur sur Union française de la bijouterie, joaillerie, orfèvrerie, des pierres et des perles. Consulté le 1 novembre 2011
  22. (fr) On a retrouvé le mythique « diamant bleu de la Couronne », Rue89. Mis en ligne le 18 novembre 2008, consulté le 18 novembre 2008
  23. (fr) Un diamant de 84,37 carats a trouvé preneur à 18 millions de francs chez Sotheby's à Genève
  24. (en) Guess Founder Georges Marciano Buys 84.37-Carat White Diamond for $16.2 Million at Auction
  25. (fr) 18,7 millions d'euros pour un diamant
  26. (fr) Un diamant rose exceptionnel vendu pour 46 millions de dollars, TF1. Mis en ligne le 17 novembre 2010

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