Le diamant de synthèse fera-t-il oublier la pierre naturelle ?

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Dans le Seeland, une entreprise à la pointe de la technologie travaille avec une matière première que l'on trouve plus souvent en Afrique du Sud, en Australie ou au Canada qu'en Helvétie : le diamant ! L'occasion de faire un petit état des lieux sur la façon dont le minéral le plus dur du monde est utilisé et synthétisé.

Gold'Or - Décembre 2011Catherine de VicentiMatériaux_332448_0


A la fin du mois d'octobre, à Zürich, Ernst & Young décernait, pour la quatorzième fois, son prestigieux prix « Entrepreneur of the Year® ». Cette récompense très recherchée honore les entrepreneurs qui, par leur engagement personnel et leur disposition à prendre des risques, contribuent à renforcer l'économie suisse. Dans la catégorie High-Tech/Life Sciences, Frank Ziemer, chef d'entreprise dans le secteur des techniques médicales, à Port (BE), remporte le trophée. Spécialisée dans les instruments de chirurgie et de diagnostic pour les traitements oculaires, son entreprise a acquis une renommée internationale. Rien qu'avec le laser femtoseconde(*) mobile élaboré dans ses usines, plus d'un million d'interventions ont déjà été réalisées dans le domaine de la chirurgie réfractive et de la chirurgie cornéenne. Et, chaque jour dans le monde, des chirurgiens opèrent avec des scalpels bernois au tranchant en diamant insurpassable.

Une chose en amenant une autre, Frank Ziemer est devenu un as du diamant synthétique. C'est que, dit-il, dans un futur « peut-être plus proche qu'on ne le pense, la matière manquera ». Alors Ziemer est déjà prêt ! En véritable alchimiste, il crée du diamant synthétique dans ses usines. Et, qui sait, peut-être un jour du diamant synthétique de qualité gemme.

 

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Du vrai diamant

Une petite mise au point s'impose ! Ne confondons pas un simulant – mot barbare importé dans le langage gemmologique par les américains et que l'on pourrait facilement remplacer par « imitation » – et une synthèse. Les simulants ou imitations, c'est du Canada Dry ! Ca a la couleur de l'alcool, le goût de l'alcool mais ça n'est pas de l'alcool ! Un cubic zirconium ou Zirconia™, ça brille comme du diamant, ça en a la transparence et les feux mais ça n'est pas du diamant.

Une synthèse, par contre, c'est la recette exacte de Mère Nature, appliquée et réalisée en laboratoire, en utilisant toute l'énergie nécessaire (chaleur et pression) pour que le minéral cristallise. La pierre ainsi créée est bien du diamant avec toutes ses caractéristiques chimiques, physiques et optiques. L'idée largement répandue qu'une pierre synthétique est une fausse pierre est donc totalement erronée. Bien que l'on ait retiré le côté aléatoire de sa création et, en quelque sorte, sa rareté, la pierre synthétique est une vraie pierre. « A man-made gemstone », comme aiment à dire les Américains !

 

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Des imitations

Depuis l'Antiquité, toutes les pierres incolores faisaient des imitations passables pour ceux qui n'avaient pas accès aux diamants ou n'avaient pas les moyens de s'en offrir. Cristal de roche, saphir blanc, zircon (pierre naturelle à ne jamais confondre avec le Zirconia™, pierre artificielle) ou encore topaze incolore ont eu leur heure de gloire. Elles avaient cependant toutes des défauts. Le diamant est mono-réfringent, ce qui signifie qu'il ne divise pas la lumière en deux rayons lorsqu'elle pénètre dans la pierre ; le zircon, de son côté, est très fortement biréfringent, à tel point que lorsqu'on l'observe avec une loupe, on voit aisément un dédoublement des arrêtes de facettes et des inclusions. Les feux multicolores qui font du diamant la seule pierre incolore intéressante ne peuvent être simulés par un autre minéral. Son lustre adamantin (comme du diamant) rend le diamant plus brillant que toutes les autres pierres incolores naturelles au lustre vitreux. Enfin, le diamant est la matière naturelle la plus résistante aux rayes, à l'abrasion, à l'usure alors que toutes les autres pierres, particulièrement le zircon, se rayent très facilement. C'est pour toutes ces raisons que le diamant a la réputation d'être la pierre la plus précieuse.

 

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Recherches et découvertes

Tout comme pour les pierres de couleur, les tentatives pour synthétiser le diamant datent de la seconde moitié du XIXe siècle. Si elles ne furent pas fructueuses, elles débouchèrent néanmoins sur la création d'imitations intéressantes. En 1893, Henri Moissan, docteur en pharmacie français, principalement connu pour avoir été le premier à isoler le fluor, invente un four à arc électrique. Si ce n'est pas pour cette trouvaille qu'il reçoit le prix Nobel de Chimie en 1906, c'est grâce à son four qu'il pourra chauffer du charbon et du fer à très haute température. Le fer se contractant en se refroidissant génère une haute pression (HP) nécessaire pour transformer le graphite en diamant. Et si, finalement, le résultat n'est pas la pierre philosophale attendue, c'est malgré tout une matière attrayante qui sera nommée Moissanite. Biréfringente, pas toujours parfaitement incolore, voilà un nouveau simulant du diamant qui fera son chemin plus d'un siècle durant.

 

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En 1937, deux minéralogistes allemands découvrent fortuitement un nouveau minéral ressemblant au diamant et qu'ils nommeront oxyde de zirconium (ZrO2). Néanmoins, cette pierre est tellement rare dans la nature que les deux acolytes ne songent même pas à lui donner un nom. Dommage, car quarante ans plus tard, leur découverte aura un immense impact sur le marché, sur l'histoire des pierres conçues en laboratoire et sur le monde de la bijouterie. Mais tout cela, c'est une autre histoire que nous vous narrerons dans le prochain numéro.

 

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(*) Ce laser produit des impulsions ultra-courtes dont la durée est de l'ordre de quelques femtosecondes à quelques centaines de femtosecondes (1 femtoseconde = 10-15 secondes). Ce type de laser, qui a la particularité de ne pas brûler les surfaces, est largement utilisé dans la recherche, l'industrie et dans le domaine des applications biomédicales.

 

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