Diamant
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Formation

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 (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.), ce qui correspond à des profondeurs d'environ 180 km dans le manteau terrestre. Les impuretés telles que l'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote...), le soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.) ou des métaux peuvent colorer le diamant (Le diamant est un minéral composé de carbone (tout comme le graphite et la lonsdaléite), dont il représente l'allotrope de haute...).

On distingue deux grandes catégories de diamants en fonction de la nature de leur cortège d'inclusions, caractéristiques de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre une...) de cristallisation. Dans la plupart des cas, ces inclusions représentent une minéralogie de péridotite. Une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde...) catégorie d'inclusions est caractéristique d'association éclogitiques.

Les diamants naturels sont composés de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) qui se trouvait dans le manteau depuis la formation de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes....), mais certains sont constitués de carbone provenant d'organismes, tels que des algues. C'est ce que révèle la composition isotopique du carbone. Ce carbone organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) a été enfoui jusqu'au manteau terrestre par le mouvement des plaques tectoniques, dans les zones de subduction (La subduction est le processus d'enfoncement d'une plaque tectonique sous une autre plaque de densité plus faible, en général une plaque océanique sous une...).

La nature minéralogique des inclusions, leur contenu en élément en trace (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la responsabilité de la Commission européenne dans le cadre du premier pilier...) et la composition isotopique (Carbone et Azote) des diamants eux-mêmes sont de précieux indices pour comprendre la genèse de ce minéral. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) 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 (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui...) COH (fluide aqueux contenant du carbone dans une forme moléculaire non spécifiée : CH4, CO, CO2) ou d'un magma carbonaté (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.

Remontée en surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...)

Les diamants d'Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles, l’Afrique est un continent couvrant 6 % de la surface terrestre et 20,3 % de la surface des terres émergées. Avec une population...) du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) ont été remontés par des éruptions volcaniques très puissantes. 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.

Symbolique

  • Les noces de diamant symbolisent les 60 ans de mariage dans le folklore français.
  • Le diamant est le 13e niveau dans la progression de la sarbacane sportive.

Utilisation

Outre la joaillerie (La joaillerie est étymologiquement l'art de fabriquer des joyaux, et plus largement des objets de parure mettant en valeur principalement les pierres...), le diamant est utilisé dans l'industrie en raison de ses propriétés, notamment de dureté (Il existe différentes définitions de la dureté : pour un solide (minéral ou métal) et pour l'eau.).

Industrie

Tout d'abord, 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 (L’ophtalmologie est la branche de la médecine chargée du traitement des maladies de l’œil et de ses annexes. C’est une spécialité médico-chirurgicale.) par exemple), car le moindre effleurement découpe la peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.). N'étant par ailleurs pas réactif, il est biocompatible et ne génère pas de rejet ou de toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα toxikótêta) est la mesure de la capacité d’une substance à provoquer des effets néfastes et mauvais pour...).

La chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) s'intéresse aussi 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 (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) pure ne subissent aucune réaction électrochimique ; elles sont donc très efficaces.

De nombreux dispositifs optiques utilisent la transparence (Un matériau ou un objet est qualifié de transparent lorsqu'il se laisse traverser par la lumière. Cette notion dépend de la longueur d'onde de la lumière : ainsi, le verre est transparent dans le visible (on voit à...) du diamant, tandis que les dispositifs électroniques exploitent notamment ses propriétés thermiques.

En raison de sa faible conductivité électrique (La conductivité électrique est l'aptitude d'un matériau à laisser les charges électriques se déplacer librement, autrement dit à permettre le passage du courant électrique.), le diamant peut être utilisé dans l'industrie des semi-conducteurs lorsqu'il est dopé avec des impuretés de bore (Le bore est un élément chimique de symbole B et de numéro atomique 5.) ou de phosphore (Le phosphore est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole P et de numéro atomique 15.).

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

  • de rayonnements dans des installations de recherche scientifique (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques....). Le CERN devait recevoir plusieurs mètres carrés de détecteurs en diamants synthétiques. La technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) n'ayant pas avancé assez vite, ils seront en silicium ;
  • de rayonnements dans les installations de radiothérapie (La radiothérapie est une méthode de traitement locorégional des cancers, utilisant des radiations pour détruire les cellules...). 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 (Un transducteur est un dispositif convertissant une grandeur physique en une autre.), grâce à sa rigidité. Il est cependant nécessaire de déposer (par des méthodes de CVD-Magnétron, notamment) un film mince de nitrure d'aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un élément important sur la Terre avec 1,5 % de la masse totale.), 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 (Une centrale nucléaire est un site industriel qui utilise la fission de noyaux atomiques pour produire de la chaleur, dont une partie est transformée en...), car le bombardement est bien trop important et le matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de...) serait détruit.

Joaillerie

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 (L'indice de réfraction provient du phénomène de réfraction qui désigne le changement de direction de la lumière au passage d'un milieu à un autre. La notion d'indice a d'abord été introduite empiriquement comme coefficient dans...) de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La...) et un grand pouvoir dispersif : en pénétrant, les rayons de lumière sont réfléchis à l'intérieur de la pierre à l'infini (Le mot « infini » (-e, -s ; du latin finitus, « limité »), est un adjectif servant à qualifier quelque chose qui n'a pas de limite en nombre ou en taille.) 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 (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. Une onde transporte aussi...) (violette au maximum, rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) au minimum), de façon à ce que les couleurs soient dispersées sous forme d'arc-en-ciel (Un arc-en-ciel est un phénomène optique et météorologique qui rend visible le spectre continu de la lumière du ciel quand le soleil brille pendant la pluie. C'est un arc coloré avec le rouge...).

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, 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 (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de la beauté de la dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un milieu dispersif, c'est-à-dire dans lequel les différentes fréquences constituant l'onde ne se...) (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 (Une gemme est une pierre fine, précieuse ou ornementale ou n'importe quelle matière très dure ou colorée ayant l'aspect de ces pierreries et utilisée comme ornement.) pour déterminer ses plans de clivage (Le clivage est l'aptitude de certains minéraux à se fracturer selon des surfaces planes dans des directions privilégiées lorsqu'ils sont soumis à un effort mécanique (un choc ou une pression...). On trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la...) ensuite sur elle une ligne qui marque le périmètre (Le périmètre d'une figure plane est la longueur du bord de cette figure. Le calcul du périmètre sert par exemple à déterminer la quantité de grillage nécessaire...) de ces plans. Sur celui-ci, on fait une petite cannelure avec une espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de...) de bois qui porte dans son extrémité un diamant. Par cette ouverture, on introduit une fine lame d'acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction métallique (voir aussi l’article sur la théorie du...), on donne un coup sec et la pierre se divise en deux.

Il existe de nombreuses façons de tailler le diamant, mais la plus connue, celle qui met le mieux en valeur la beauté du diamant et qui est de ce fait la plus utilisée, est certainement la taille « brillant ». 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 (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) paraissent familières, les proportions de taille le sont plus rarement. Pourtant, ces dernières sont un facteur de qualité essentiel. Elles conditionnent directement le rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de modélisation 3D comportant à...) 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 (La maîtrise est un grade ou un diplôme universitaire correspondant au grade ou titre de « maître ». Il existe dans plusieurs pays et correspond à différents niveaux selon ceux-ci.) 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 aujourd'hui très rares, la taille étant de plus en plus réalisée par des lasers à l'aide de systèmes informatiques.

Couleur

Les diamants sont aussi classés par couleur. La couleur la plus commune étant « le blanc » (ici, le blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux...) 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

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) 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 (Une loupe est un instrument d'optique subjectif constitué d'une lentille convexe permettant d'obtenir d'un objet une image agrandie. La loupe est la forme la plus simple du microscope optique, qui, lui, est constitué de plusieurs...) 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 (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de...)

La masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la...) d'un diamant se mesure en carats, qui équivaut à 0,20 grammes. La valeur d'un diamant est exponentielle (La fonction exponentielle est l'une des applications les plus importantes en analyse, ou plus généralement en mathématiques et dans ses domaines d'applications. Il existe plusieurs définitions équivalentes : un...) par rapport à sa masse. Autrement dit, un diamant de deux carats a une valeur supérieure à deux diamants d'un carat (Le mot carat désigne deux unités distinctes, l'une relative aux gemmes (dont les diamants), l'autre relative aux métaux précieux (dont l'or).), puisqu'il est considéré comme plus rare.

Diamantaires et gemmologues

Ce classement en catégories du diamant (les 4C) 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 (New York , en anglais New York City (officiellement, City of New York) pour la distinguer de l’État de New York, est la principale ville des États-Unis, elle compte a elle seule 8 143 200 habitants. Son...)
  • Diamond High Council (HRD) à Anvers
  • GemTechLab Laboratory à Genève, Suisse
  • 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 (Dans son acception courante un document est généralement défini comme le support physique d'une information.) 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 (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du...) (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 (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.), HPHT, éventuellement cumulés). Ce type de certificat implique l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) d'instruments modernes; spectrométrie infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) (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 (Le terme d'activité peut désigner une profession.) 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 (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) Nom Carats
incolore Cullinan 3 106 Afrique du Sud
1905 Grande Étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) d'Afrique
530,20
Petite Étoile d'Afrique
317,40
  793,62 Inde
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
1893 Excelsior I 69,68
        Sancy 55,23
rose         Daria-e nour entre 175 et 195
        Hortensia 21,32
vert   119,50 Inde 1743 Dresde vert 40,70
bleu   115 Inde 1668 Diamant bleu de la Couronne
69
Hope
44,50
bleu-gris     Inde 1664 Wittelsbach 35,56
noir         Orloff noir 67,50
        Tablet of Islam 160,18
jaune-marron         Florentin 137,27
  755 Afrique du Sud 1985 Golden Jubilee
545.67
Diamant très rare de la taille d'une noix, le Wittelsbach, de couleur bleu-gris, pèse plus de 35 carats. Il est le diamant le plus cher jamais vendu aux enchères.

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 (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) de vêtements Guess, Georges Marciano, lors d'une vente aux enchères chez la maison (Une maison est un bâtiment de taille moyenne destiné à l'habitation d'une famille, voire de plusieurs, sans être considérée comme un immeuble collectif.) 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.
  • 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.
  • Mais le record appartient à un diamant bleu-gris déjà connu au XVIIe siècle : le Wittelsbach 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 (Londres (en anglais : London - /?l?nd?n/) est la capitale ainsi que la plus grande ville d'Angleterre et du Royaume-Uni. Fondée il y a plus de 2 000 ans par les Romains, la...), le 10 décembre 2008.
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