1 ÉLÉMENTS NATIFS (et carbures, nitrudes, phosphures, siliciures) 1.C Métalloïdes et non-métaux 1.CB famille du carbone-silicium 1.CB.10a Diamant C groupe d'espace F d3m groupe ponctuel 4/m3 2/m
Pour les diamants jaune pâle, la raie415,5nm est typique. Les diamants irradiés ou chauffés montrent souvent une raie vers594nm lorsqu'ils sont refroidis à basse température.
Lediamant (/dja.mɑ̃/, du grec ancienἀδάμας /adámas, « indomptable ») est unminéral, constitué d'atomes decarbone à l'étatcristallin. Sa renommée vient de sa rareté à l'état naturel et de son utilisation en joaillerie. Le diamant trouve également de nombreuses applications industrielles du fait de ses propriétés physiques particulières, comme outils de coupe et d'usinage, comme bistouris ou dans desenclumes à diamant. Les diamants de synthèse peuvent remplacer les diamants naturels pour certaines applications.
La majorité des diamants naturels se sont formés dans des conditions de très hautes températures et pressions à des profondeurs de 140 à 190 kilomètres dans lemanteau terrestre. Leur croissance nécessite de 1 à3,3 milliards d'années (entre 25 et 75 % de l'âge de la Terre). Les diamants sont remontés à la surface par le magma d'éruptions volcaniques profondes qui refroidit pour former des roches volcaniques contenant les diamants, leskimberlites et leslamproïtes.
Le termediamant provient du bas latindiamas, diamantis, probablement issu parmétathèse de*adimas, *adimantis (« aimant », terme désignant à l'origine le métal le plus dur puis toute matière très dure, comme lamagnétite qui agit comme un aimant) sous l'influence des mots grecs commençant parδιά- /diá-, lui-même dérivé du grec ancienἀδάμας /adámas, « inébranlable, incassable », deadamastos[3] : inflexible, inébranlable[4], qui a donné l'adjectifadamantin, l'ancien nom du diamantadamant et également la désignationadamantane,hydrocarburetricyclique deformule C10H16)[5].
Le terme qualifie initialement un état d'âme indomptable avant de désigner les métaux les plus durs avec lequel sont forgés les armes et les instruments des dieux (les seuls à posséder le secret de leur préparation) : le casque d'Héraclès de laThéogonie d'Hésiode[6], la faucille deCronos, la charrue d'Æétès ou les chaînes deProméthée (Eschyle)[7]. L'adamant est mentionné dans l'Épinomis[8].
L'appellation« adamas » pour « diamant », se précise cependant dans le traitéSur les pierres[9] du philosophe grecThéophraste[7] ; elle est reprise dans l'œuvreHistoire naturelle du romainPline l'Ancien[10], les deux auteurs réservant au mot diamant la pierre actuellement connue sous ce nom.
Du termeadamas dérivent les dénominations occidentales (françaisdiamant, anglaisdiamond, espagnol et italiendiamante), sanskrits et arabes (almas), russe (алмаз)[11].
Couronne de la princesse Blanche, fabriquée vers 1370. Les diamants n'ont pas subi de taille en facettes[12].Diadème de l'impératriceJoséphine de Beauharnais (vers 1804).Collier de diamants Napoléon,Smithsonian Institution, Washington D.C.Diadème de laduchesse d'Angoulême (or, argent doré, 40 émeraudes et 1031 diamants) réalisé à Paris en 1819-1820 pour compléter une parure d'émeraude créée par Paul-Nicolas Menière en 1814.
La légende raconte que le diamant est exploité depuis 6 000 ans enInde (cas duKoh-i Nor)[13]. Historiquement, les premiers diamants sont extraits il y a 3 000 ans en Inde[14] où ils sont trouvés uniquement dans lesgisements alluvionnaires (rives des cours d'eau)[15] tels lePennar, leGodâvarî, leMahânadî ou leKrishnâ dans la région mythique deGolconde, principal centre de commerce du diamant pendant des siècles[16]. Il est représenté comme le « fruit des étoiles » ou provenant de sources sacrées, aussi orne-t-il les objets religieux[17]. Des textes bouddhistes révèlent tout son symbolisme :Sūtra du Diamant (pour qui le diamant est, comme la vérité, éternel), textes duVajrayana. Il est aussi un objet de culte hindou, représentant symboliquement lesvajras, et fait partie du mysticisme dujaïnisme et dulamaïsme tibétain[18]. LesDravidiens pensent que les diamants poussent dans le sol comme des légumes, c'est pourquoi ils utilisent lecaroubier dont les fèves servent d'étalon de masse pour peser les diamants, pratique à l'origine ducarat[19].
Le diamant est à l'origine un élément de parure comme d'autres (lataille de diamant en facettes qui lui donne sa brillance caractéristique n'apparaît pas avant le milieu duXIVe siècle[20], probablement par crainte que cette technique ne lui fasse perdre de ses pouvoirs[21]), aussi est-il surtout utilisé commeamulette ettalisman à cause de ses pouvoirs magiques et pour sagrande dureté dans la taille d'outils en fer ou la perforation de gemmes (jades, saphirs), comme enChine, auYémen vers400 av. J.-C. où ont été trouvées des perles percées par des diamants et auKalimantan, partie indonésienne de Bornéo où le diamant est découvert vers600[22].
EnÉgypte,Grèce etRome antique, il est considéré comme indestructible chimiquement et représente les « larmes de Dieu ». Il est porté comme amulette à laquelle on attribue la vertu d'être un antipoison, la poudre de diamant est utilisée englyptique. Sa rareté lui donne de plus en plus de valeur et il gagne son statut depierre précieuse[17]. Ses formes naturelles, sa dureté et sa transparence obtenue par un polissage partiel le rendent suffisamment attrayant pour qu'il soit monté en bijou pour la première fois vers leIIe siècle, la mythologie gréco-romaine l'associant à l’amour éternel : les flèches deCupidon auraient en effet été surmontées de pointes de diamant[23].
Au début duMoyen Âge, son commerce devient limité : l'expansion de l'Islam a pour effet que les marchands arabes contrôlent les routes caravanières vers l'Inde et l'Église chrétienne condamne l'usage des diamants comme amulette païenne. Le commerce du diamant se redéveloppe à partir desGrandes découvertes qui voient l'ouverture de laroute des Indes par les Européens, lesrépubliques maritimes prenant progressivement lemonopole des épices et larépublique de Venise devenant le centre de commerce du diamant en Occident[24].
Un diamant imparfait (brillant moins) est supposé porter malheur (ainsi leBleu de France acheté parJean-Baptiste Tavernier en1668 pour le compte deLouis XIV au prix de 220 000 livres, 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 joailliers, de créer toute une mythologie qui augmente la cote de vente du joyau[29].
Les gisements indiens s'épuisant, ladécouverte et exploration de l'Amérique ouvre de nouveaux horizons, ce qui entraîne la découverte de gisements auBrésil à partir de 1725 : jusqu'à cette date de leur découverte àTejuco, l'Inde et l'Indonésie détiennent les seuls gisements exploités, la découverte brésilienne provoquant une véritable « ruée vers le diamant »[30]. Ces diamants brésiliens font chuter le prix du joyau de deux tiers aux trois quarts selon le type de pierre brute : jusqu'alors monté en pièce unique sur deschatons métalliques, il devient désormais une pièce deparure cousue à même le vêtement et portée au milieu duXVIIIe siècle surtout par les reines ou les aristocrates puis auXIXe siècle également par la haute bourgeoisie[31].
En 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[32].
Alors que la découverte de la composition du diamant auXVIIIe siècle marque le début de l'épopée de sa synthèse, il faut attendre le milieu duXXe siècle pour que deschimistes 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 114tonnes (chiffres 2007)[34].
En1932,Gabrielle Chanel lance la collection « Bijoux de diamants » dans laquelle elle supprime la parure, les diamants étant montés sur platine. Elle est la première à désacraliser le diamant en imaginant des bijoux fantaisie (bijoux faux mélangés avec les vrais)[31].
En septembre2012, la Russie rend publique l'existence d'un gisement de diamants sans équivalent, tenu secret durant 40 ans. Situé àPopigaï, il a été découvert au début des années1970 dans une zone inhabitée de laSibérie orientale, à 400 km de Khantiga et à 2 000 km au nord deKrasnoïarsk, le chef-lieu de la région. Il serait 110 fois supérieur aux réserves mondiales de diamants.
L'intérieur de l'exoplanète55 Cancri e pourrait être constituée, pour au moins un tiers de sa masse, par du diamant[36],[37].
Dans l'édifice cristallin du diamant, les liaisons entre atomes de carbone 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 (hybridationsp3 du carbone), et complète ainsi sa couche extérieure. Ces liaisonscovalentes, fortes et donc difficiles à casser, couvrent tout le cristal, d'où sa très grande dureté.
Dans son état naturel, le diamant possède une structure dérivée de la structurecubique à faces centrées (cfc), appelée structure typediamant où en plus desatomes 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 parmaille (contre 4 pour une structure cfc classique), et fait que chaque atome de carbone a quatre voisins.
Un diamant pyramidal incrusté dans un testeur dedureté Vickers.
Le diamant est le matériau naturel le plus dur à la fois sur l'échelle deVickers et deMohs.
La dureté du diamant dépend de sa pureté, de la perfection et de l'orientation de sastructure cristalline. La dureté est la plus haute pour les cristaux purs et parfaits orientés dans la direction<111>, soit le long de la plus longue diagonale de la construction cubique du diamant en question[41]. S'il est possible de rayer certains diamants avec d'autres matériaux tels que lenitrure de bore, les diamants les plus durs ne peuvent être rayés que par d'autres diamants ou par desnanobaguettes de diamants agrégées.
La dureté du diamant contribue à son succès en tant que pierre précieuse. Contrairement à de nombreuses pierres fines ou précieuses, sa résistance aux rayures fait qu'il peut facilement être porté au quotidien en maintenant la qualité de son poli, expliquant peut-être sa popularité de gemme préférée pour lesbagues de fiançailles ou lesbagues de mariage généralement portées tous les jours.
Les diamants naturellement les plus durs proviennent principalement des exploitations deCopeton etBingara dans laNouvelle-Galles du Sud enAustralie. Ces diamants sont généralement de petite taille, avec une structure moléculaire octaédrique parfaite à semi-parfaite, et sont utilisés pour polir d'autres diamants. Leur dureté est liée à la forme de croissance du cristal en une étape, alors que la plupart des diamants ont plusieurs étapes de croissance, ce qui produit lesinclusions et les défauts affectant leur dureté.
La dureté est associée à une autre propriété mécanique, laténacité, qui correspond à la capacité d'un matériau à résister à un choc. La ténacité d'un diamant naturel a été mesurée à 7,5-10 MPa m½[42]. Cette valeur est bonne en comparaison d'autres matériaux céramiques mais faible comparée aux matériaux utilisés en ingénierie dont les alliages atteignent des ténacités supérieures à 100 MPa m½.
Laconductivité 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 bonisolant. Néanmoins, il fait l'objet d'études en tant quesemi-conducteur à large bande pour l'électronique de puissance.
Le coefficient dedilatation 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.
Contrairement à la plupart des isolants électriques, le diamant pur est un bonconducteur de chaleur du fait des fortes liaisons covalentes constituant le cristal. Laconductivité thermique du diamant pur est la plus élevée connue, derrière celle du graphène, pour un solide à température ambiante. À très basse température, comme pour tous les isolants, sa conductivité électrique est très faible contrairement aux métaux dont la conductivité thermique, comme la conductivité électrique, augmentent lorsque leur température baisse. La conductivité des diamants naturels est réduite de 1,1 % par le carbone 13 naturellement présent, qui déshomogénéise la structure[44].
Le diamant est une des formes allotropiques ducarbone solide. Il est métastable, c'est-à-dire en équilibre thermodynamique avec les autres formes allotropiques : assez pour exister en l'état dans les conditions normales mais pas assez pour le demeurer. En effet, le diamant se transforme spontanément en graphite, la réaction étant favorisée thermodynamiquement par l'énergie de formation très basse du graphite, la forme la plus stable de toutes les formes du carbone. Une modification des paramètres (T, P) peut favoriser la transformation en question et son inverse (fait utilisé pour la conception desdiamants de synthèse). Toutefois, la transformation du diamant en graphite est un processus cinétiquement lent, trop lent d'ailleurs pour qu'il puisse être observé, d'où sa stabilité apparente. Par conséquent et contrairement à la réclame, le diamant n'est pas éternel.
Le diamant est naturellementlipophile ethydrophobe et ne réagit normalement pas avec lesacides (sauf lemélange piranha qui le dissout) et lesalcalins. Il est soluble dans la soude fondue et surtout dans lenitrate de potassium, plongé dans ces substances, le diamant se dissout et il est complètement détruit.
Enfin, il est sensible à l'oxydation et peut réagir avec certains métaux ou alliages métalliques.
Ces défauts ont conduit l'industrie à créer des matériaux d'une dureté comparable, mais plus stables, moins réactifs chimiquement, comme lenitrure de bore cubique.
Diamants bruts bruns en lumière naturelle et sous UV : ils deviennent fluorescents. Octobre 2023.
Le diamant est transparent, translucide ou opaque.
Sonindice de réfraction est particulièrement élevé et varie en fonction de lalongueur d'onde : ce sont ces propriétés, associées avec une taille particulière des facettes[45] qui lui donnent son éclat caractéristique, dit « adamantin ».Cet indice est de :
Les diamants synthétiques sont en généralfluorescents, verts, jaunes, mauves ou rouges, en raison des impuretés présentes (azote,bore,nickel) ou après irradiation, au contraire de la plupart des diamants naturels.
La conductivité thermique naturelle du diamant est utilisée par les bijoutiers et autres gemmologues pour différencier un vrai diamant d’une imitation. Ce test repose sur une paire de thermistances alimentées par batterie, montée sur une pointe cuivre. L’une fonctionne comme un dispositif de chauffage pendant que l’autre mesure la température de la pointe de cuivre. Si la pierre testée est un diamant, elle conduira l'énergie thermique de la pointe assez rapidement pour produire une chute de température mesurable. Le test prend 2 à 3 secondes[46].
Les diamants naturels sont souvent composés de carbone qui se trouvait dans le manteau depuis la formation de laTerre mais certains sont constitués de carbone provenant d'organismes comme desalgues. C'est ce que révèle la compositionisotopique du carbone[47]. Ce carbone organique a été enfoui jusque dans le manteau terrestre par le mouvement desplaques tectoniques, dans les zones desubduction.
Les diamants formés dans le manteau contiennent parfois des inclusions microscopiques d'olivine, minéral typique de la roche composant principalement le manteau : lapéridotite.À l'inverse, les diamants formés lors de subductions, dans des rocheséclogitiques, sont parfois porteurs d'inclusions degrenat ou d'omphacite par exemple, qui sont les minéraux typiques de ces roches-ci.
La plupart des diamants sont extraits de lakimberlite présente dans les bordures descratons, les régions les plus anciennes de lacroûte continentale (au moins 1,5 milliard d'années)[48]. Les kimberlites sont rares et insignifiantes en termes de volume (5 000 km3) ; leslamproïtes sont encore plus rares.
La nature minéralogique des inclusions, leur contenu en éléments-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 manteaulithosphérique ne résulte pas d'une transformation directe à partir dugraphite 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 (unpanache venant percuter une racine continentale riche encarbonatite). Le mode de cristallisation des diamants issus du manteau inférieur est bien moins contraint. Les caractéristiques en éléments en traces des inclusions depérovskites calciques dans ces diamants suggèrent à certains auteurs une croissance associée à la présence decroûte océanique, dans une zone du manteau où elle pourrait effectivement s'accumuler[50].
Les diamants formés sont de tailles micrométriques 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.
Deux grandes catégories de diamants sont distinguées selon la nature de leur cortège d'inclusions, caractéristiques de l'environnement de cristallisation. Dans la plupart des cas, ces inclusions représentent une minéralogie depéridotite. Une seconde catégorie d'inclusions est caractéristique d'associationéclogitiques.
Le carbone était certainement présent en abondance dans les matériaux qui ont formé la Terre, en concentration variable selon la proportion de ces matériaux (chondrites à enstatite,chondrites ordinaires,chondrites carbonées). Lors de la formation dunoyau, l'essentiel du carbone a dû accompagner le fer en raison du comportement fortementsidérophile du carbone auxtempératures etpressions correspondantes.
La roche diamantifère se forme à partir du manteau terrestre, en profondeur. Le magma provient d'une profondeur à laquelle les diamants peuvent se former (soit trois fois ou plus la profondeur du magma source de la plupart desvolcans). Il s'agit donc d'un phénomène relativement rare. Le magma lui-même ne contient pas de diamants. Le magma qui remonte par volcanisme se refroidit dans les roches ignées (kimberlite ou lamproïte).
Les cratères volcaniques constituent généralement de petites surfaces à partir de cheminées volcaniques. Du matériel rocheux est transporté vers la surface. Les diamants sont remontés par deséruptions volcaniques puissantes, ne laissant pas le temps au diamant de se transformer. Elles ont occasionné la formation debrèches volcaniques, constituées de débris de roches d'origines profondes. Les diamants sont ainsi retrouvés en inclusion dans des roches appeléeskimberlites.
Parce que lescratons sont très épais, ils sont très stables. Leurmanteau lithosphérique se développe à une assez grande profondeur ; cette stabilité permet la formation des diamants. Toutes les cheminées volcaniques ne contiennent pas des diamants ; rares sont celles en contenant suffisamment pour permettre une exploitation minière économiquement viable.
Une fois que les diamants ont été transportés à la surface par le magma dans une cheminée volcanique, le matériau peut s'éroder et les diamants sont alors répartis sur une grande surface.
Une cheminée volcanique contenant des diamants est une source primaire de diamants. Les sources secondaires concernent toutes les régions où un nombre important de diamants a été érodé à partir de la kimberlite ou la matrice lamproïte et accumulé par l'eau ou le vent c'est-à-dire dans les dépôts alluviaux et lacustres, actuels et anciens. Les diamants libérés de leur matrice s'accumulent en fonction de leurs taille et densité dans ses sédiments.
Des diamants ont également été plus rarement trouvés dans desdépôts glaciaires (Wisconsin et Indiana). Contrairement aux dépôts alluviaux, les dépôts glaciaires ne constituent pas de bonnes sources d'exploitation[54].
Poudre de cristaux de diamants interstellaires de lamétéorite Allende présentée dans un tube.
Les diamants peuvent également apparaître naturellement lors d'un violent impact d'unastéroïde. Legraphite alors comprimé se transforme en diamant.
Un gisement particulièrement riche a été découvert enSibérie du Nord dans les années 1970. En raison de laguerre froide et pour ne pas remettre en cause les projets russes de construction d'usines de diamants synthétiques, l'information a été tenue secrète jusqu'en 2012[55]. Il s'agit d'un site decratère d'impact, lecratère Popigaï, dû à un astéroïde il y a 35 millions d'années. La quantité de diamants serait dix fois supérieure à l'ensemble des réserves mondiales (ou beaucoup plus encore selon les sources[56],[57]) mais utilisable uniquement en industrie[58].
Depuis 1984, des télescopes ont capté un rayonnement infrarouge émis par des étoiles mourantes riches en carbone et caractéristique de nano-diamants extrasolaires. En 1987, lamétéorite d'Orgueil révèle des nano-diamants pré-solaires qui seraient issus d'unegéante rouge dont l'explosion est à l'origine de la formation du système solaire[59]. En 1997, de tels nano-diamants sont trouvés dans lamétéorite d'Allende[60].
Jusqu'auXVIe siècle, l'Inde et, plus particulièrement la région deGolkonda (Golconde), comme la région de Bornéo étaient les seules régions de production. C'est en Inde qu'ont été extraits les pluscélèbres diamants anciens. Puis les gisements du Brésil ont été découverts. Ils ont alimenté le marché occidental jusqu'à la fin duXIXe siècle, date de la découverte des gisements sud-africains.
Depuis cette époque, la plupart des diamants viennent d'Afrique (62,1 % en1999). Cette situation a été l'origine de plusieurs guerres comme celle duSierra Leone, où les objectifs stratégiques étaient le contrôle des principaux gisements du pays pour financer le conflit[64].
Cristal presque octaédrique dans sa matrice.
Diamant dans une gangue dekimberlite, Afrique du Sud.
Il existe principalement trois catégories de mines : à ciel ouvert, souterraines ou sous-marines[67].
Mineurs deSierra Leone effectuant le lavage (2012).
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 quatre parties :
l'élimination des éléments stériles (sol et roches qui couvrent le sable diamantifère) ;
l'extraction ;
le concassage ;
le lavage.
En raison du coût de l'exploitation minière (en moyenne 250 tonnes[67] de minerai permettent d'extraire seulement un carat de diamant), seules les entreprises investissent dans les régions qui leur garantissent une production importante car des kilomètres carrés de terrain sont généralement excavés pour obtenir une gemme de taille et de qualité appréciables.
En dehors, l'extraction est rudimentaire et donc limitée à de petites concessions. Dans certains pays, africains notamment, l'absence d'encadrement législatif et la corruption ouvrent une brèche à la prospection, l'extraction et à un commerce incontrôlé du diamant.
L'exploitation alluviale est une alternative moins onéreuse[67], mais elle n'est possible que lorsque les mouvements géologiques ont élevé la roche diamantifère vers la surface, érodée par le lit d'une rivière. L'exploitation en pleine mer est nouvelle, avec un seul navire opérant pour le moment, leMafuta.
Le marché du diamant est un système autorégulé qui fixe ses propres prix. La règle des quatre C (Cut, Color, Clarity and Carat)[68] est traditionnellement utilisée pour déterminer le prix d'un diamant[69] sur la base d'unrapport Rapaport. Ces quatre qualités font du diamant la plus célèbre despierres précieuses en joaillerie.
La beauté de son brillant est due au fait qu'il possède un hautindice 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 desprismes en freinant, plus ou moins en fonction deslongueurs d'onde (violette au maximum,rouge au minimum), de façon que les couleurs soientdispersées sous forme d'arc-en-ciel.
Tous les diamants ne sont pas utilisés en bijouterie. Le moindre défaut peut leur ôter de la valeur et ils sont alors employés pour des applications industrielles. Il s'agit de bulles internes, de particules étrangères ou d'inclusions, de médiocre coloration ou lorsqu'ils présentent une forme irrégulière.
Diagramme de tailles anciennes de diamants : évolution de la plus primitive à plus avancée, pré-Tolkowsky, vieille taille européenne.
Taille brillant[70], selon Marcel Tolkowsky, 1919.
Formes de diamant : (1) octaèdre, (2) dodecaèdre rhombique, (3) hexakis-octaèdre, (4) et (3) facettes arrondies (Encyclopædia Britannica, 1911).
Diamants taillés.
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. Naturellement les diamants ont leurs éclats propres, ils sont ensuite améliorés et multipliés par la taille experte d'undiamantaire.
Ce critère de notation du diamant est le seul qui résulte du travail du lapidaire diamantaire et les laboratoires octroient une note de taille suivant le tableau ci-dessous.
Code
Taille (Cut)
EX
Excellent (Excellente)
VG
Very good (Très bien)
G
Good (Bien)
F
Fair (Acceptable)
P
Poor (Mauvaise)
La taille des diamants s'effectue surtout àAnvers (Belgique), àTel-Aviv (Israël) et auGujarat (Inde) par la communautéjaïne. EnThaïlande, ce sont lespierres précieuses comme les rubis et les saphirs qui sont taillées. Alors qu'en Inde des méthodes de fabrication industrielles sont mises en place, à Anvers l'industrie conserve des méthodes artisanales pour les diamants de plus de0,5 carat[71].
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 declivage. 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.
En effet, si les notions de pureté de diamant 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 tailleTolkowsky en1919, 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, la tailleHearts and arrows(en) (« cœurs et flèches ») est très appréciée et nommée ainsi en raison des formes des jeux de lumière produits.
Les diamants sont aussi classés par couleurs. La couleur la plus commune étant « le blanc » (absence de couleur : c'est-à-dire que le diamant est transparent et incolore). Ces couleurs sont notées en allant de D (blanc le plus pur) à Z (teinte la plus foncée) :
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 marquée
Ce système de notation de la couleur a été mis en place par le laboratoire indépendant GIA (Gemological Institute of America) en remplacement d'autres systèmes utilisant un classement A, B ou C (A signalant les meilleurs diamants) accompagnés de descriptions de la couleurBleu blanc. Afin d'éviter toute confusion avec l'ancien système la notation de la couleur démarre à D pour indiquer la meilleure couleur[72].
Les diamants d'une autre couleur tels que les diamants bleus sont nommésFancy Colored Diamonds et disposent d'un système de notation différent[73]. Le GIA distingue ainsi 27 teintesColored diamond report.
Les diamants contiennent aussi une grande variété d'inclusions qui peuvent modifier leur apparence. Une inclusion ou impureté dans un diamant est surnommée « crapaud » enFrance. Les inclusions sont indiquées en utilisant les codes suivants[74] :
Code
Signification
IF (Internally Flawless) /FL (Flawless)
Absence d'inclusions internes et de surface avec un grossissement de 10 fois
VVS1-VVS2 (Very Very Slightly Included)
Minuscule(s) inclusion(s) très difficilement visible(s) à la loupe avec un grossissement de 10 fois (1 étant la meilleure qualité)
VS1-VS2 (VerySlightly Included')
Très petite(s) inclusion(s) difficilement visible(s) à la loupe avec un grossissement de 10 fois
SI1-SI2-SI3 (Slightly Included)
Petite(s) inclusion(s) facilement visible(s) à la loupe avec un grossissement de 10 fois
I1-I2-I3 (Included)
Grande(s) et/ou nombreuses inclusion(s) visible(s) à l'œil nu
La masse d'un diamant se mesure en carats, qui équivaut à 0,20 gramme. La valeur d'un diamant est exponentielle par rapport à sa masse. Autrement dit, un diamant de deux carats a une valeur très supérieure à deux diamants d'un carat, puisqu'il est considéré comme plus rare et donc plus cher.
Les laboratoires de gemmologie s'occupent de certifier les caractéristiques des diamants suivant la classification des 4C[77]. Cette certification s'accompagne d'une prise des mesures précises des diamants, de l'attribution d'une note de taille, de poli et de symétrie, d'une analyse de la fluorescence et de l'attribution d'un numéro unique gravé au laser dans le diamant. Les personnes chargées de ce travail sont desgemmologues professionnels. Il existe peu de laboratoires mondiaux de gemmologie, les plus connus sont :
Gemological Institute of America (GIA) àNew 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 :spectroscopie 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.
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[78] : 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.
On peut résumer cette classification, essentiellement scientifique, dans le tableau suivant :
Diamant très rare de la taille d'unenoix, leWittelsbach, de couleur bleu-gris, pesait plus de 35 carats avant sa nouvelle taille. Il a été le diamant le plus cher jamais vendu pendant près de deux ans.
Le, un diamant de84,37 carats a été adjugé 16,2 millions de dollars (11 millions d'euros) au fondateur de la chaîne de vêtementsGuess, Georges Marciano, lors d'une vente auxenchères chezSotheby's à Genève[84].
Le, un diamant de100,1 carats appelé "Star of the Season" a été adjugé 16,5 millions de dollars lors d'une vente à la même branche de Sotheby's, à Genève[85].
Le,The Rock(en), un diamant blanc de228,31 carats (plus gros diamant blanc jamais mis aux enchères), est vendu pour 18,6 millions de francs suisses (17,8 millions d'euros) chez Christie's à Genève[86].
Le, un collier d’émeraudes et de diamants appelé The Art of Grisogono incluant un diamant de163,41 carats est vendu pour 33,7 millions de dollars (28,7 millions d’euros) chezChristie's à Genève[88].
Le lors d'une vente aux enchères chez Sotheby's à Genève, Laurence Graff acquiert un diamant rose de24,78 carats, pour 46,16 millions dedollars (34,0 millions d'euros) et qu'il baptiseGraff pink[89].
Le, leBlue Moon Josephine(en), un diamant bleu de12,03 carats, s'est vendu 46,8 millions de francs suisses (43,7 millions d'euros) lors d'une vente aux enchères chez Sotheby's à Genève[90].
Le, l'Oppenheimer Blue, un diamant bleu de14,62 carats, s'est vendu 56,8 millions de francs suisses (53 millions d'euros) lors d'une vente auxenchères chez Christie's à Genève[91].
Le, lePink Star(en), un diamant rose de59,60 carats, s'est vendu 71,2 millions de dollars (66,8 millions d'euros) lors d'une vente auxenchères chez Sotheby's àHong Kong[92].
Lesdiamants de conflits, parfois nommés « diamants de sang » (blood diamonds en anglais), sont des diamants issus du continent africain qui alimentent les guerres livrées par des rebelles aux gouvernements. Extraits de mines localisées dans des zones où la guerre fait rage, ces diamants sont vendus en toute illégalité et en toute clandestinité, afin de fournir en armes et en munitions les groupes armés qui les exploitent.
En 2003, un régime international decertification des diamants bruts, leProcessus de Kimberley (Kimberley Process Certification Scheme - KPCS), est lancé afin de contrôler le commerce mondial des diamants bruts[64]. Toutefois, le forum international fait l'objet de nombreusescritiques dont certaines émanent directement des membres fondateurs du Processus de Kimberley, tels que les ONGGlobal Witness et Impact (anciennement appelée Partenariat Afrique Canada)[93].
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'auxenclumes 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, lesbistouris en diamant, permettent de créer des incisions ultraprécises (enophtalmologie par exemple), car le moindre effleurement découpe la peau. Le diamant n'étant pas réactif, il est biocompatible et ne génère pas de rejet ou de toxicité.
Lachimie 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 auxacides et auxbases, 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.
De nombreux dispositifs optiques utilisent la transparence du diamant, tandis que les dispositifs électroniques exploitent notamment ses propriétés thermiques.
En raison de sa faible conductivité électrique, le diamant peut être utilisé dans l'industrie dessemi-conducteurs lorsqu'il est dopé avec des impuretés debore, bore-deutérium ou dephosphore. Un diamant fortement dopé au bore (plus de 3 × 1020 B/cm3) acquiert un comportementmétallique et peut être utilisé commeélectrode pour l'électrochimie. De telles électrodes sont capables de« réduire à des bas potentiels et même d'oxyder à des hauts potentiels des composés que certaines électrodes conventionnelles telles que l’or, leplatine, lecarbone vitreux ne peuvent atteindre. Elles demeurent alors très intéressantes à des fins environnementales puisque cela leur permet de réduire lesnitrates et d’oxyder certains composés organiques qui polluent les eaux sans attaquer l'eau »[94].
Les diamants sont actuellement à l'étude pour une utilisation comme détecteurs :
derayonnements dans des installations de recherche scientifique. LeCERN devait recevoir plusieurs mètres carrés de détecteurs en diamants synthétiques. La technologie n'ayant pas avancé assez vite, ils seront ensilicium ;
de rayonnements dans les installations deradiothérapie. 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 bontransducteur, grâce à sa rigidité. Il est cependant nécessaire de déposer (par des méthodes de CVD-Magnétron[95], notamment) un film mince denitrure d'aluminium, qui est unpiézoélectrique, 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 decentrale nucléaire, car le bombardement est bien trop important et le matériau serait détruit.
Depuis que l'on sait que le diamant n'est qu'uneforme particulière du carbone, lesphysiciens etchimistes ont essayé de le synthétiser. La première synthèse artificielle du diamant eut lieu en1953 àStockholm par l'inventeurBaltzar von Platen et le jeune ingénieur civilAnders Kämpe travaillant pour la compagnie suédoiseASEA. Plus récemment, l'entreprise californienneAkhan Semiconductor a développé un procédé de fabrication afin de les utiliser comme semi-conducteurs à large bande interdite.
En soumettant le carbone à une forte pression et à une haute température pendant plusieurs heures en présence de catalyseurs dont de l'hydrogène, 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[96].
En France, l'usage commercial du terme « diamant de culture » est interdit, à la placediamant synthétique doit être utilisé (voirgemme).
Un diamant d'imitation est un matériau non diamant utilisé pour simuler l'apparence du diamant. L'oxyde de zirconium est le plus commun d'entre eux, lamoissanite fait également office d'imitation du diamant bien qu'elle soit plus couteuse à produire que l'oxyde de zirconium. Les deux sont réalisés de façon artificielle[97].
Les améliorations de diamants sont des traitements spécifiques réalisés sur des diamants naturels ou de synthèse, généralement déjà taillés, qui ont pour objectif d'améliorer les caractéristiques de la gemme. Ces traitements incluent le microforga au laser pour retirer des inclusions, l'application d'enduits pour corriger des fissures, des irradiations ou des traitements à haute chaleur et haute pression pour améliorer la couleur d'un diamant voire lui donner une couleur diteFancy Color[98].
L'étymologie du diamant et son sens de brillance étincelante qu'évoque ce« minéral dur » et l'« éclat adamantin » expliquent qu'il a servi de référence pour désigner une grande variété degemmes comme :
↑Jay Lee et Nikolay Novikov,Innovative Superhard Materials and Sustainable Coatings for Advanced Manufacturing, Springer Science & Business Media,, 475 p.(ISBN1-4020-3469-5,lire en ligne),p. 102.
↑Marc Roche,Diamants. Enquête sur un marché impur, Tallandier,,p. 57.
↑a etbÉlise Rousseau, « Le Processus de Kimberley et la lutte contre le commerce des "diamants de sang" »,Courrier hebdomadaire du CRISP,nos 2353-2354,(lire en ligne)
↑Moyen mnémotechnique en anglais pour désigner les quatre qualités d'un diamant selon des normes internationales : carat, clarity (pureté), color (couleur), cut (taille).
↑Marc Roche,Diamants. Enquête sur un marché impur, Tallandier,,p. 23.
![Projection stéréographique de la figure de pôles de la structure cristalline du diamant selon l'axe [111], démontrant sa symétrie au long de la diagonale d'espace du cube élémentaire.](/mt/?noimg=&dark=on&url=https%3a%2f%2ffr.wikipedia.org%2fwiki%2fFichier%3aDiamondPoleFigure111.png)
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![Taille brillant[70], selon Marcel Tolkowsky, 1919.](/mt/?noimg=&dark=on&url=https%3a%2f%2ffr.wikipedia.org%2fwiki%2fFichier%3aDiamond_facets_fr.svg)
