DIAMANT NATUREL OU SYNTHETIQUE | FR

Depuis deux décennies le secteur diamantaire est confronté à une véritable révolution. Les diamants synthétiques qui étaient exclusivement utilisés dans l’industrie ont fait leurs apparitions sur le marché de la joaillerie. Actuellement aux États-Unis certains bijoutiers vendent des collections bijoux exclusivement avec des diamants synthétiques. Le prix des appareils de fabrication du diamant synthétique devient (presque) à la portée des PME. Ainsi des usines de fabrication de masse, aux États-Unis, en Chine, aux Japon, en Corée… ont des centaines de « casseroles à pression » qui « pompent » 24h sur 24 et 7 jours surs sur 7. Le résultat est que les prix chutent à plus de 80% du diamant naturel (pour le moment).

Les diamants conserveront des traces :
- Le plus souvent, on verra des inclusions métalliques à géométrie imposée par le diamant, orientées cristallographiquement, plus souvent situées près du germe et à la périphérie de la pierre. Parfois, ces inclusions sont très petites et ressemblent un peu à de la mie de pain, d’autres sous formes d’inclusions classique. Leur présence induit un certain magnétisme à la pierre. On peut le détecter à l’aide d’un «radeau» très petit et très léger (par exemple en polystyrène expansé) où l’on pose la pierre. Le tout dans une cuvette remplie d’eau. Lorsque l’on approche l’aimant, le diamant magnétique, à cause des inclusions métalliques, sera entraîner vers l’aimant. Ce qui n’est jamais le cas avec un diamant naturel.
 
Par ailleurs, le nickel peut être incorporé à l’échelle atomique dans le diamant. Cela induira des luminescences et des absorptions bien caractéristiques. Pour cela les spectrométries de luminescence ou d’absorption UV-Visible à basse température sont une autre méthode.
 
Enfin, la réaction aux UV, avec luminescence préférentiellement aux UV courts, est souvent caractéristique des diamants synthétiques. Pour les diamants incolores à bleus, on note une phosphorescence plus longue que dans les diamants naturels de couleur équivalente Le laboratoire de Bâle SSEF avait déjà construit, fin du siècle dernier, un appareil basé sur l’UV.
 
La Diamond Trading Company DTC a développé différents instruments qui permettent de discerner des diamants synthétiques traités HPHT des naturels en quelques secondes. L’HRD a construit un petit appareil le D-Screen très pratique, le fabricant Presidium bien connu des bijoutiers vient de sortir aussi un appareil, tous deux abordables. D’autres fabricants de matériels de laboratoire suivent. Les instruments permettent d’identifier avec une certitude de 99% les pierres soumises. Les pierres douteuses sont ensuite proposées au laboratoire qui possèdent d’autres appareils construit par l’HRD et la De Beers mais qui sont trop cher pour la bourse d’un bijoutier ou du gemmologue, mais qui sont naturellement 100% fiable.
 
CVD (Chemical Vapor Deposition)
Depuis 2003 la presse annonçait la production de diamants synthétiques par une méthode entièrement nouvelle appelée CVD (Chemical Vapor Deposition). Des diamants de taille suffisante furent créés pour un emploi en joaillerie. La production commerciale des firmes Apollo et Gemesi démarra en 2004, alors qu’Élément 6 (la branche industrielle de la De Beers) vendait déjà des petites plaques de matériau incolore, rien que pour l’industrie. Les avantages majeurs de la méthode CVD étant de ne pas mettre en œuvre des techniques lourdes et de pouvoir modifier aisément les propriétés des diamants par dopage. Cette annonce a fait grand bruit dans le monde de la gemmologie, mais la technologie CVD est connue de longue date. En effet les premiers essais de synthèse CVD sont antérieurs aux essais de synthèse par HPHT, mais la technique est restée confinée aux applications technologiques notamment dans la production de revêtements de surface de haute résistance.
 
Des films de diamant CVD ont été déposés sur substrat de diamant dès 1952 par les chercheurs de l’Union Carbide Co. En 1976 les premiers dépôts de diamants sur support autre que diamant ont été réalisés par des chercheurs de l’institut de Chimie Physique de Moscou. Au début des années 1980 les vitesses de croissance furent largement améliorées par les scientifiques japonais, russes et américains et le procédé a pu être appliqué commercialement.
 
La production de diamants CVD met en œuvre des procédés relativement simples et des appareils largement disponibles sur le marché. C’est un mélange de gaz riche en carbone, comme le méthane et l’hydrogène qui est introduit dans une enceinte à une pression de l’ordre de 1/10 de la pression atmosphérique. L’hydrogène permet d’éliminer les phases du carbone semblables au graphite. Ce mélange est porté à haute température au moyen de micro-ondes, dans un système semblable aux fours micro-ondes de nos cuisines. A des températures variant de quelques centaines à 1500°C les électrons se séparent des noyaux formant ainsi un plasma. Ce mélange hautement réactionnel est formé au-dessus d’un support appelé substrat, et du carbone se dépose sur la surface comme une rosée. Si le substrat est un métal, le carbone se dépose sous forme de diamant poly-cristallin composé de grains de taille entre 10 et 100 microns, mais aussi de toute autre formes de carbone. Par contre si le substrat est un monocristal de diamant les atomes de carbone qui se déposent complètent l’architecture du substrat et se déposent donc sous forme de diamant monocristallin. Pour obtenir du diamant synthétique CVD gemme on utilise un substrat en diamant synthétique HPHT. Les progrès très rapides dans ce domaine permettent maintenant d’atteindre des dépôts de plusieurs mm d’épaisseur sur des surfaces de l’ordre de 100 cm2 en une seule opération. Les firmes Apollo et Gemesis commercialisent des diamants CVD légèrement colorés de plus d’un carat, mais aussi des diamants facettés incolores ou bleus, toujours de l’ordre d’un carat ou plus. De nombreuses compagnies, notamment japonaises et américaines, entrent dans ce marché qui est très prometteur, non seulement pour la joaillerie mais surtout pour les industries de haute technologie comme l’espace, l’optique et l’électronique de pointe. Le cristal pousse à une vitesse de 0,1 à 1mm par heure pour la plupart des applications industrielles tandis que la vitesse de croissance des gemmes est de 0,01 mm par heure ou moins pour la croissance d’un cristal monocristallin de haute qualité. La vitesse de croissance peut être augmentée jusqu’à 1mm par heure pour de fines couches poly-cristallines de couleurs sombre à noir pour l’industrie.

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