Si vous disposez d'ouvrages ou d'articles de référence ou si vous connaissez des sites web de qualité traitant du thème abordé ici, merci de compléter l'article en donnant lesréférences utiles à savérifiabilité et en les liant à la section « Notes et références ».
9 SILICATES 9.A Nésosilicates 9.AD nésosilicates sans anions supplémentaires ; 9.AD.25 Almandin Fe++3Al2(SiO4)3 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Grossulaire Ca3Al2(SiO4)3 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Pyrope Mg3Al2(SiO4)3 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Spessartine Mn++3Al2(SiO4)3 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Hibschite Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x(x=.2-1.5) groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Henritermierite Ca3(Mn,Al)2(SiO4)2(OH)4 groupe d'espace I 41/acd groupe ponctuel 4/m 2/m 2/m 9.AD.25 Katoite Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x x=1.5-3 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Knorringite Mg3Cr2(SiO4)3 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Uvarovite Ca3Cr2(SiO4)3 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Calderite (Mn++,Ca)3(Fe+++,Al)2(SiO4)3 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Andradite Ca3Fe+++2(SiO4)3 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Majorite Mg3(Fe,Al,Si)2(SiO4)3 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Morimotoite Ca3TiFe++Si3O12 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Schorlomite Ca3(Ti,Fe+++,Al)2[(Si,Fe+++,Fe++)O4]3 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Ormanite Ca3(V,Al,Fe+++)2(SiO4)3 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Kimzeyite Ca3(Zr,Ti)2(Si,Al,Fe+++)3O12 groupe d'espace I a3d groupe ponctuel 4/m3 2/m 9.AD.25 Holtstamite Ca3(Al,Mn+++)2(SiO4)2(OH)4 groupe d'espace I 41/acd groupe ponctuel 4/m 2/m 2/m 9.AD.25 Wadalite Ca6Al5Si2O16Cl3 groupe d'espace I43d groupe ponctuel4 3m
Employé seul, le termegrenat est quasiment synonyme depyrope-almandin. La plupart des grenats sont en effet decomposition intermédiaire (solution solide) entre ces deux espèces (pôles purs)[2].
Le mot « grenat » est quant à lui plus récent puisqu’il date de1270. Il fut utilisé pour la première fois par le théologien et philosophe allemandAlbert le Grand (1193-1280), qui l’aurait ainsi nommé soit à partir du nom latinmalum granatum (pomme à grains, grenade), pour sa couleur, soit à partir degranum (grain) pour sa forme[4].
Collier de grenats provenant d'Inde, daté entre -650 et -200 et retrouvé dans le5ème arrondissement de Lyon.LugdunumCarte des principaux pays producteurs de grenats dans le monde.Intaillesassanide en grenat au portrait d'un roi avec l'inscription en pahlavi : « le seigneur mazdéen Sabuhr, roi des rois d'Eran ».
Les grenats sont utilisés enjoaillerie depuis des milliers d’années. Dans les temps anciens, ils étaient connus sous le nom d'escarboucle[5]ou de gemme rouge.
Historiquement, l'importance des variétés non gemme du grenat tient au fait que cette pierre, beaucoup moins rare que lesaphir ou lerubis, servait à graver lesagates, lesjaspes, l'ivoire, etc. Sous forme de poudreabrasive, le grenat servait à dégrossir etpolir à moindre coût ces mêmes pierres, notamment lequartz, moins dur. Faute decorindon de qualité non précieuse, on utilisait alors du grenat, très commun. C'était donc l'abrasif historique de référence sur le plan de la disponibilité et de la dureté.
Dans les premiers temps, en l'absence de méthode précise d'identification des pierres précieuses, remplacée par des tests empiriques peu rigoureux, certains grenats étaient parfois, au même titre que lesspinelles, confondus avec des rubis, notamment la variété des grenats pyropes. Mais la grande différence de dureté entre ces pierres ainsi que le clivage permettait aisément d'éviter les supercheries.
Le grenat a connu un essor particulier lors de la chute de l'Empire romain, et ce auprès des joailliers « barbares » reprenant le style byzantin en y ajoutant leur savoir-faire ducloisonné et autres techniques typiques de ces contrées.
En 1892, lesHunzas ont utilisé des projectiles faits de grenats contre les troupes britanniques auCachemire, pensant que leur action meurtrière était supérieure auxballes de plomb.
Les grenats sont formés de trois groupements silicate, associés à des cations métalliques divalents et trivalents, de formule générale X3Y2(SiO4)3, où :
X est un élément de degré d’oxydation II (2 charges positives :cation X2+), en site en forme de dodécaèdre triangulaire de coordinence 8 : Mg, Ca, FeII, ou MnII ;
Y est un élément de degré d’oxydation III (3 charges positives : cation Y3+), en site octaédrique de coordinence 6 : FeIII, Al, Cr, Y,terres rares, voire Zr (grenatkimzeyite) ou V (grenatgoldmanite) ;
Si est le silicium (de degré d'oxydation IV : cation Si4+), en site tétraédrique de coordinence 4 ;
la totalité des sommets des tétraèdres (qui sont aussi les sommets des octaèdres et des dodécaèdres) sont occupés par des anions O2−.
On définit ainsi une famille de minéraux que l’on décompose en fonction de ces éléments. Les Anglo-saxons, depuis Winchell en 1933, préfèrent décomposer la famille des grenats à partir des éléments bivalents, dont l’élément principal est lecalcium.
On distingue ainsi deux groupes de grenats :
les grenats calciques ouugrandites (Uvarovite GRossulaire ANDradite) ;
les grenats alumineux, oupyralspites (PYRope ALmandin SPessartite).
Les grenats sont des silicates, et plus précisément desnésosilicates, du grecnesos (île), car ils sont formés detétraèdres [SiO4] isolés, non reliés entre eux.Leur structure consiste en un réseau tridimensionnel d'octaèdres et tétraèdres qui partagent des sommets constitués d'atomes d'oxygène. Tous les atomes d'oxygènes sont identiques, chacun étant à la fois le sommet d’un octaèdre et d’un tétraèdre.
Dans l’espace entre ces polyèdres, on trouve des cavités en formes dedodécaèdres triangulaires, dans lesquels se placent les cations bivalents àcoordination 8. Ces cavités peuvent être décrites comme desantiprismes tétragonaux, déformés de façon telle que les sommets ne sont plus coplanaires.
La maille est de très grande dimension, puisqu'elle contient pas moins de 96 atomes d'oxygène.
Aucun clivage n’a été observé.
Les grenats sont des minérauxisomorphes, du groupe 4/m32/m du système cubique, avec des formes dérivées :
endodécaèdre rhombique (ou rhombododécaèdre), surtout dans les roches métamorphiques ;
Du fait du grand nombre d'éléments chimiques qui les constituent, les grenats présentent une large palette de couleurs, allant du jaune au rouge en passant par le vert et le noir. Seule la couleur bleue n’est pas représentée.
Bien que la couleur idiochromatique prédominante des grenats (c’est-à-dire correspondant aux éléments principaux du minéral) soit le brun rouge, dû à la présence de fer dans les grenats pyralspites, les grenats ugrandites ou grenats calciques sont généralement peu colorés en propre, et sont donc particulièrement sensibles aux impuretés (colorations allochromatiques).
L’uvarovite, bien qu’elle appartienne au groupe desugrandites, est un exemple marquant de coloration idiochromatique. Sa couleur vert profond a la même origine que celle de l’émeraude : elle est due à la présence de chrome III en site octaédrique en liaison covalente avec l’oxygène.
Certains éléments chimiques secondaires peuvent se substituer aux cations dans le réseau des grenats, et les colorer de manière allochromatique (relative à des impuretés). Les ions Cr3+, V3+ et Ti3+ ou Ti4+ peuvent conférer à ces grenats un tout nouvel attrait et une nouvelle notoriété.
Ainsi peut-on citer les variétés de grenattsavorite, de grenatgrossulaire coloré en vert par la présence de vanadium, et de grenat démantoïde. La couleur verte spécifique de ce dernier est due à la présence de chrome dans de l’andradite, elle-même appelée mélanite lorsqu’elle est colorée en noir par la présence de titane sous l’effet de latransition électronique Fe3+ - Ti4+ qui colore également les saphirs en bleu. Enfin, n’oublions pas les grenats malais, riches envanadium, qui réagissent aux UV et émettent alors des couleurs différentes de leurs couleurs d’émission sous lumière blanche.
Certains grenats sont parfois étoilés, et qualifiés d'« étoiles », lorsque de fines inclusions aciculaires et parallèles créent un phénomène optique d'astérisme. Ce processus deréfraction de la lumière selon diverses directions fait apparaître l'image d'une étoile. Celle-ci a fréquemment quatre branches, plus rarement six.
Ladureté des grenats (7-7,5) les fait parfois utiliser dans l'industrie comme abrasifs (en particulier les pyropes, plus denses car formés sous de fortes pressions), mais on leur préfère toutefois lecorindon plus dur (9).
Les grenats sont également étudiés par les géologues en tant que géothermobaromètres. Ils permettent de déterminer la température et/ou la pression de formation d'une roche. Les géologues utilisent cette propriété pour déterminer si une roche a subi les conditions favorables de pression et de température pour renfermer des diamants ou du pétrole.
almandin : rouge brique pouvant aller sur le violet, souvent « chevé » (on le creuse par en dessous afin d'en adoucir la teinte) pour l'éclaircir, possibilité d'astérisme (Ceylan,Inde,Afghanistan,Brésil,Bohême) ;
spessartine : orange à brun-rouge (dénommé « Fanta color » sur les sites de production) (Ceylan, Brésil, USA,Madagascar) ;
La structure cristallographique des grenats a été étendue à partir du prototype pour inclure des composés chimiques de formule généraleA3B2(CO4)3. À la place du silicium, de nombreux éléments sont placés sur le siteC, incluant legermanium, legallium, l'aluminium, levanadium et lefer[6].
Legrenat d'yttrium et d'aluminium (YAG), de formule Y3Al2(AlO4)3, a été utilisé comme pierre précieusesynthétique. À cause de sonindice de réfraction élevé, le YAG a été utilisé comme imitation du diamant dans les années 1970, jusqu'à ce que les méthodes de production de l'imitation plus réaliste, lazircone cubique en quantités commerciales, furent développées. Dopé avec dunéodyme (Nd3+), ces grenats YAG peuvent être utilisés commemilieu amplificateur dans leslasers.
Des propriétés magnétiques intéressantes sont obtenues quand les éléments appropriés sont utilisés. Dans legrenat de fer et d'yttrium (YIG), de formuleY3Fe2(FeO4)3, les cinq ions fer(III) occupent deux sitesoctaédriques et trois sitestétraédriques, les ions yttrium(III) étant coordonnées avec huit ions oxygène dans un cube irrégulier. Les ions fer dans les deux sites de coordination possèdent desspins différents, ce qui donne un comportementmagnétique. Le YIG est un matériauferrimagnétique avec unetempérature de Curie de 550 K.
Les grenats sont utilisés enjoaillerie pour réaliser des bijoux divers.
Une industrie joaillière du grenat existe dès le milieu du XIXe siècle enRoussillon, à partir de minéraux dont la provenance est peu probablement locale. Elle est en plein essor à la fin duXIXe siècle, époque ou les bijoux en grenat se chargent d'une valeur symbolique régionaliste, celle d'indiquer la culture et l'originecatalane de celui ou celle qui le porte. Après un engouement dans la première moitié du XXe s., la production décline après guerre et elle est relancée dans les années 1990 par les professionnels[7]. Depuis novembre 2018, les bijoux en « grenat de Perpignan » disposent du labelindication géographique.
Les grenats artificiels ont d’autres applications que l’utilisation en joaillerie. Par exemple, les grenats fer-yttrium (YIG) ont des propriétés magnétiques, et sont utilisés comme capteurs, servo-commandes et comme substrat de micro-ondes.
La plupart des grenats artificiels ne sont pas des silicates, mais duYAG (yttrium aluminum garnet) Y33+Al53+O122−, et ils sont dopés pour être fortement fluorescents.
L’oxyde d’yttrium est utilisé en céramiques spéciales pour formerin situ de l’yttrogrenat (YAG), par réaction avec l’alumine.
La présence d'yttrium crée, en surface des grains d’alumine, des lacunes qui peuvent migrer au cœur de l’alumine et faciliter sonfrittage.
Les grenats naturels sont aussi largement employés en tant qu’abrasifs (pyrope). Le grenat almandin est largement utilisé en découpe au jet d'eau abrasif.
Aujourd’hui, lagéothermobarométrie, appliquée sur les grenats naturels, permet de définir les conditions de pression et de température sous lesquelles une roche s’est formée, et ainsi de définir la possibilité d’y trouver dupétrole ou dudiamant.
Diverses croyances attribuent aux grenats de grandes vertus :
Selon l’astrologievédique, le grenat hessonite est untalisman qui protège des influences démoniaques du corps céleste nomméRâhu.
Le grenat est également considéré comme une pierre sacrée par de nombreux peuples autochtones d’Amérique.
Selon des croyances populaires, le grenat est supposé protéger des blessures et du poison, arrêter les saignements, symboliser la vérité et la fidélité, et apporter la prospérité.
C'est surtout la pierre fine traditionnellement associée par les joailliers au mois de janvier en ce qui concerne les naissances.
↑Nicolas Zylberman, « Les sources des dénominations gemmologiques : contextes, normes et concepts »,Revue de Gemmologie A.F.G.,no 176,,p. 21-24(lire en ligne[PDF])
