La gemmologie
La gemmologie est la science de l’identification des gemmes. Elle allie la chimie, la physique (et en particulier l’optique), ainsi que la cristallographie pour déterminer une matière.
Les gemmes sont en majorité des oxydes, des sulfates, des alumines, de la silice et des silicates. Le diamant blanc est composé de carbone pur. La plupart des gemmes sont incolores lorsque leur composition chimique est pure. Ce sont généralement des impuretés (des ions) qui réagissent avec la structure cristalline pour donner sa couleur à la gemme. Par exemple, un corindon pur est incolore et il est alors appelé leucosaphir. Lorsqu’il contient des impuretés de chrome, il devient rouge et on l’appelle rubis. Le même corindon avec des impuretés de fer et/ou de titane donnera une couleur bleu : le saphir. Il existe presque toutes les couleurs de corindon, qu’on appellera alors saphir, suivi de sa couleur : saphir jaune ou saphir rose par exemple. Toutes ces couleurs sont provoquées par des impuretés. En laboratoire, il est possible d’analyser la composition chimique de la gemme et de ses impuretés. Cela permet de déterminer de quelle matière il s’agit.
On analyse également les gemmes par leurs propriétés physiques. Elles sont au nombre de trois : leur dureté, leur densité et leurs caractéristiques optiques.
La densité se mesure en pesant la pierre à l’air libre, puis immergée dans l’eau. Le rapport « poids dans l’air »/ »poids dans l’eau » nous donnera une valeur qui est la densité du matériau. On peut également évaluer la densité d’une pierre en la soupesant du bout des doigts. Certaines gemmes ont une densité soit très faible, soit très forte, ce qui permet d’éveiller des pistes de recherche lors de l’analyse gemmologique. Cette technique ne fonctionne qu’avec une pierre non montée. Pour un bijou, il faudra donc s’orienter vers d’autres techniques.
La dureté est une caractéristique d’un matériau. Le diamant a une dureté de 10, ce qui en fait la matière la plus dure sur Terre. Rien ne peut le rayer! Par contre, dureté ne veut pas dire indestructible. Le diamant a des plans de clivages qui font qu’en cas de choc selon un certain angle, il peut se couper en deux! Le test de dureté part du principe que toute matière ne peut être rayée que par une matière ayant une dureté supérieure. On utilise des crayons ayant une pointe d’une dureté de 1 à 10. On part du moins dur (1) pour aller vers le plus dur (10). On s’arrête dès que le crayon laisse une rayure. La dureté du matériau est donc comprise entre celle du crayon qui a rayé la pierre et la dureté du crayon juste en dessous. Personnellement, je n’ai jamais eu le courage de rayer une de mes pierres!
L’optique est le domaine de la physique le plus utilisé par le gemmologue amateur. En effet, la quasi-totalité des instruments à portée de l’amateur permettent d’identifier une gemme par rapport à ses caractéristiques optiques : loupe, dischrocope, polariscope, microscope, réfractomètre, etc. L’usage de ces instruments est détaillé dans la partie Instruments du site.
La cristallographie est également un élément de l’identification des gemmes. En effet, on peut acheter des pierres brutes et dans ce cas, c’est la forme du cristal et ses inclusions (s’il y en a) qui permettront d’identifier le cristal. Connaitre les bases de la cristallographie permet également d’identifier presque à coup sûr les bruts qui ont été retouchés. Pour plus d’informations, un chapitre entier est consacré à la cristallographie ici.
Pour aller plus loin :