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Sujet Structure Date 30-06-2007
Titre Carbone et Diamant Section Planète
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Sommaire

1. Carbone et Diamant
1.1 Le Carbone
1.2 Structure électronique
1.3 Allotropes
1.4 Isotopes
1.5 Un corps pur
1.6 Utilisations
1.7 Notes
2. Carbone cristallisé en Diamant
2.1 Le Diamant
2.2 Unité de poids pour peser le diamant
2.3 Diamant de Joaillerie
2.4 La taille du diamant
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10 Diamant dit « Le Régent »
2.11 Histoire du diamant synthétique
2.12 Notes
3. Bibliographie
4. Textes et Encartés
4.1 Table des matières des sujets


Avant-propos


Eric - Infologisme.com


1. Carbone et Diamant

1.1 Le Carbone Début de page

Le carbone est un élément chimique, de symbole C, de numéro atomique 6 et de Masse atomique 12,0107.

Carbone – Propriétés générales


Nom Carbone
Z Symbole 6 C
Série chimique Non-métaux
Groupe, période, bloc 14, 2, p
Masse volumique graphite : 2 267 kg/m3
Dureté Mohs 0,5 (graphite) 10,0 (diamant)
Couleur Noir (graphite) Transparent (diamant)

Carbone – Propriétés atomiques

Masse atomique 12,0107 u
Rayon atomique (calc.) 70 (67) pm
Rayon de covalence 77 pm
Rayon de van der Waals 170 pm
Configuration électronique [He] 2s2 2p2
Électrons par niveau d’énergie 2, 4
États d’oxydation (oxyde) 4, 2 Acide faible
Structure cristalline ¹ Diamant : Tétraédrique – Graphite : Hexagonale

Carbone – Propriétés physiques

État ordinaire Solide diamagnétique
Température de fusion 3 773 K
Température de vaporisation 5 100 K
Énergie de fusion N ⁄ A kJ ⁄ mol
Énergie de vaporisation 355,8 kJ ⁄ mol
Volume molaire 5,29×10 -6 m³ ⁄ mol
Pression de vapeur
Vitesse du son 18 350 m ⁄ s à 20 °C
Cristallisation ¹ Diamant : cubique, octaèdre excentré – Graphite : amorphe ; en paillette ; en veine

 ¹ Ne pas confondre la structure cristalline atomique et le système de cristallisation.

Carbone – Propriétés Diverses


Électronégativité (Pauling) 2,55
Chaleur massique 710 J ⁄ (kg.K)
Conductivité électrique 61×103 S ⁄ m
Conductivité thermique 129 W ⁄ (m.K)
1er potentiel d’ionisation 1 086,5 kJ ⁄ mol
2e potentiel d’ionisation 2 352,6 kJ ⁄ mol
3e potentiel d’ionisation 4 620,5 kJ ⁄ mol
4e potentiel d’ionisation 6 222,7 kJ ⁄ mol
5e potentiel d’ionisation 37 831,1 kJ ⁄ mol
6e potentiel d’ionisation 47 277,0 kJ ⁄ mol

Carbone – Isotopes les plus stables

Nom Abond. % Période radioact. Mode (%) E>d MeV Prod.
12C 98,9 stable avec 6 neutron(s)
13C 1,1 stable avec 7 neutron(s)
14C trace 5730 ans β- 0,156 14N
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire


Molécules de méthane traversant un nanotube de carbone
Image de synthèse : Le rendu des molécules de méthane traversant un nanotube de carbone moins de deux nanomètres de diamètre.

1.2 Structure électronique Début de page

Le carbone comporte 4 électrons sur sa couche externe ((K)2 (L)4)(2s2, 2p2) et peut former une liaison σ et trois liaisons π : il s’agit donc d’un élément tétravalent (sauf dans le cas de certaines réactions intermédiaires ou dans la famille des carbènes, à carbone divalent, les deux électrons 2s ne participant pas à la liaison). Il a une grande affinité pour d’autres atomes légers, dont lui-même, et sa {ind|3}}O2, moins commun. Le monoxyde de carbone est un gaz incolore et inodore, formé par combustion incomplète des composés organiques ou du carbone pur (charbon). Il possède une structure semirésonante, la longueur de sa liaison (111 pm) indiquant une nature hybride, ce qui conduit à le représenter par la formule :

[ C - ≡ O +  ↔  C = O  ↔  C + – O - ]

Le monoxyde de carbone s’attache, préférentiellement à l’oxygène, à l’hémoglobine sanguine pour former de la carboxyhémoglobine, un composé stable. Le résultat de cette réaction est l’empoisonnement des molécules d’hémoglobine, ce qui peut être mortel. ¹

L’ion cyanure CN- a une structure et un comportement similaires à un ion halogénure. Le cyanogène (CN)2 en est également proche.

Avec les métaux, le carbone forme des carbures C4- ou des acétylures C22-. Quoi qu’il arrive, avec une électronégativité de 2,5, le carbone préfère former des liaisons covalentes. Quelques carbures sont des treillis covalents, comme le carbure de silicium, SiC, qui ressemble au diamant, et est d’ailleurs utilisé pour la taille de ceux-ci.

 ¹ Intérêt du dosage : Pour maintenir le pH constant dans l’organisme humain, il faut un équilibre entre la production et l’élimination des ions H+ ainsi qu’un système tampon capable de compenser les variations. Le système bicarbonates -acide carbonique (HCO ³ – ⁄ H2CO ³ ) représente le système tampon principal, avec élimination continuelle de dioxyde de carbone (CO ² ) dans les poumons. Le dosage permet de dépister un éventuel déséquilibre de ce système. Valeurs normales : 20 -30 mmol /l

1.3 Allotropes Début de page

Dans les conditions de pression normales, le carbone est sous la forme graphite, dans laquelle chaque atome est lié à trois autres dans une couche d’anneaux hexagonaux fusionnés, comme ceux des composés aromatiques hydrocarbonés. Grâce à la délocalisation des orbitales π, le graphite conduit l’électricité. Le graphite est mou, car les liaisons chimiques entre les plans sont faibles (2 % de celles des plans) et les couches glissent donc facilement les unes par rapport aux autres.

Sous très haute pression, le carbone cristallise dans un système cubique à face centrée nommé diamant, dans lequel chaque atome est lié à quatre autres (distance interatomique de 136 pm). Le diamant, grâce à la résistance des liaisons carbone-carbone, est, avec le nitrure de bore, la matière la plus dure à rayer. À température ambiante, la métamorphose en graphite est si lente qu’elle paraît invisible. Sous certaines conditions, le carbone se cristallise en lonsdaleite, une forme similaire au diamant mais hexagonale. Notons que, de toutes les pierres précieuses, le diamant est la seule à se consumer complètement.

En plus du graphite (pur sp2) et du diamant (pur sp3), le carbone existe sous forme amorphe et hautement désordonnée (a-C). Ces formes amorphes du carbone sont un mélange de sites à trois liaisons de type graphite ou à quatre liaisons de type diamant. De nombreuses méthodes sont utilisées pour fabriquer du a-C : pulvérisation, évaporation par faisceau d’électrons, dépôt à l’arc électrique, ablation laser...

Le carbone se sublime à 4 100 K. Sous forme gazeuse, il se constitue habituellement en petites chaînes d’atomes appelées carbynes. Refroidies très lentement, celles-ci fusionnent pour former les feuilles graphitiques irrégulières et déformées qui composent la suie. En particulier, parmi ces dernières, on trouve des formes où les feuilles sont pliées dans une forme stable et close comme une sphère ou un tube, appelées fullerènes, comme le buckminsterfullerène, C60. Certaines de ces formes sont aussi connues sous le nom de « footballène », et ont des propriétés qui n’ont pas encore été toutes analysées, mais apparaissent comme des structures extrêmement rigides.

Les formes cylindriques du carbone sont appelées nanotubes et ont été découvertes dans le culot se formant à la cathode de l’arc électrique durant la synthèse de fullerènes. Ces objets de diamètre nanométrique et de longueur atteignant parfois le millimètre se présentent comme des couches de graphène enroulées sur elles-mêmes.

Les nanotubes fabriqués par la méthode de l’arc électrique sont presque tous « multifeuillets », conjointement à ces nanotubes on observe un grand nombre de nanoparticules polyédriques. Les observations en Microscopie électronique en transmission haute résolution (HRTEM : High-resolution Transmission Electron Microscopy) révèlent que ces nanoparticules de carbone sont constituées de plusieurs couches de graphène, fermées, laissant une cavité nanométrique en leur centre.

Et enfin les oignons de carbone sont à la base des fullerènes multicouches.

1.4 Isotopes Début de page

Le carbone possède deux isotopes stables dans la nature, 12C (98,89 %) et 13C (1,11 %).

Le radioisotope 14C a une période de 5 730 ans et est couramment utilisé pour la datation d’objets archéologiques jusqu’à 50 000 ans. Il ne sera d’aucune utilité pour les archéologues de demain intéressés par les trésors de la civilisation actuelle car les explosions thermonucléaires réalisées dans l’atmosphère à partir des années 1960 ont créé des excès considérables.

Le radioisotope 11C a une période de 20 minutes. Cette courte période et la relative facilité de substituer un atome de 11C à un atome de carbone 12C (stable) en font un isotope utilisé en médecine nucléaire, notamment en Tomographie à émission de positon. Les radiotraceurs les plus utilisés à ce jour sont le 11C-Raclopride qui se fixe préférentiellement sur les récepteurs dopaminergiques D2, et le 11C-Acétate utilisé en imagerie cardiaque.

C’est un élément très peu abondant dans l’écorce terrestre où il est classé dix-neuvième (0,2% en masse).

Il doit son importance au fait qu’il forme à lui seul plus de composés que tous les éléments réunis car il peut se lier à d’autres atomes de carbone pour former des chaînes et des cycles complexes. Les composés du carbone sont innombrables ce qui a conduit les chimistes à créer un domaine particulier pour les étudier : la Chimie organique. C’est un élément absolument nécessaire à l’existence des organismes vivants et à la synthèse de très nombreuses molécules dans l’industrie chimique.

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1.5 Un corps pur Début de page

Le carbone est connu depuis l’Antiquité. On ignore par qui et dans quelle circonstances il a été découvert.

Le nom carbone vient du latin carbo, carbönis signifiant « charbon ». Il n’apparaît dans le dictionnaire de L’Académie française, qu’à sa 6e édition (1832-5)

Carbone cristallisé en Graphite
Carbone cristallisé en Graphite

Le corps pur est un solide qui existe sous trois formes allotropiques : diamant, graphite et carbone amorphe.

Le graphite pur est un solide gris cristallisé, formé de lamelles parallèles, dans lesquelles les atomes de carbone sont liées les uns aux autres en formant des hexagones réguliers. Il résiste aux hautes températures : on en fait des creusets et des réacteurs.

Le diamant cristallise dans le système cubique. C’est le corps le plus dur que l’on connaisse (valeur 10 dans l’échelle de Mohr), après le carbure de bore.


1.6 Utilisations Début de page

Sous la forme diamant :

Fabrication de bijoux précieux et joaillerie.
Fabrication d’outils de coupe (meules à tronçonner, trépans pour forages pétroliers).

Sous la forme graphite :

Revêtement de fours ou de creusets dans la métallurgie fabrication d’électrodes dans la métallurgie de l’aluminium, dans l’industrie des piles électriques (pile Leclanché) la fabrication de paliers de roulement grâce à ses propriétés lubrifiantes et aussi des mines de crayon.

Sous la forme amorphe :

Fabrication de carbures métalliques (alliage métal-carbone) pour renforcer les outils de perçage car ce sont des matériaux très durs constituant de l’acier (moins de 1%).

Fabrication des fibres de carbone présentant une résistance mécanique élevée pour construire des structures d’avions militaires, des engins sportifs (cadre de bicyclette, perche, arc, ...) ou disques pour les systèmes de freinage (course automobile).

Le charbon actif, sous forme de fines particules fixe les micro-organismes, absorbe des liquides ou des gaz.

L’usine de traitement des eaux de Méry sur Oise filtre les eaux de l’Oise sur des lits de charbon actif, dans des bacs de plusieurs centaines de mètres carrés de superficie.

Sous la forme élémentaire :

Constituant essentiel de la matière vivante (molécules complexes bâties sur des chaînes plus ou moins longues d’atomes de carbone) : acides aminés, protéines, hydrates de carbone, constituant principal des hydrocarbures (pétrole, gaz naturel) et du charbon, matière de base de la chimie organique.

Gazéfaction des eaux minérales (ions hydrogénocarbonate, HCO ³ – ). ¹

Constituant des enduits à la chaux (carbonate de calcium, CaCO ³ ).

Le carbone 14 (14C) radioactif dont la période est de 5 730 ans, permet de dater des fossiles ou de la matière organique ou d’étudier des réactions chimiques complexes dans lesquelles le carbone intervient (technique du traceur isotopique).

Précautions d’emploi

Le carbone ne présente aucun danger pour l’homme. Aucune précaution spécifique n’est nécessaire pour cet élément.

Par contre, à l’état poussière, il constitue un polluant de l’air très dangereux, provoquant certaines maladies pulmonaires comme l’asthme ou la silicose (maladie du mineur).

Le taux de dioxyde de carbone (CO ² ) dans l’air doit être surveillé très sérieusement car il contribue à l’aggravation de l’effet de serre pouvant modifier, à la longue, le climat qui règne sur la Terre.

L’oxyde de carbone (CO) est responsable chaque année de nombreux décès par asphyxie. Il se forme lors de la combustion d’hydrocarbures, dans des locaux mal ventilés (dioxygène en défaut). Il donne avec l’hémoglobine un composé très stable diminuant d’autant plus les chances de surmonter une telle intoxication.

1.7 Notes Début de page





2. Carbone cristallisé en Diamant

2.1 Le Diamant Début de page

Le mot est dérivé du grec αδαμας (adamas : « indomptable », d’adamastos : « inflexible, inébranlable », qui a également donné adamantin et adamant, ancien nom du diamant), qui désignait initialement le métal le plus dur, puis toute matière très dure, comme la magnétite.

Le diamant est composé de carbone pur et présente une dureté de 7000 N ⁄ mm ² ce qui en fait le matériau le plus dur connu. Le diamant naturel perd son extrême dureté au-dessus de 800 °C environ alors que sa forme synthétique, le diamant artificiel fabriqué en cornue, supporte jusqu’à 850 °C environ. À ces hautes températures, le réseau cristallin du diamant se décompose pour revenir au réseau cristallin originel de graphite et devient tendre « comme une mine de crayon ». En principe, il n’existe pas de différences marquantes entre le diamant naturel et celui fabriqué artificiellement. On signale dans la littérature que le diamant artificiel ou synthétique n’est pas simplement plus résistant à la chaleur mais qu’il réagit aussi un peu différemment pour ce qui est de sa résistance mécanique, ce qui signifie qu’il semble plus résistant aux sollicitations aux chocs.

Carbone cristallisé en Diamant
Diamants Bruts – Carbone cristallisé en Diamant

2.2 Unité de poids pour peser le diamant Début de page

Le carat est l’unité de mesure qui permet d’évaluer le poids des pierres en joaillerie, dont le diamant. Le carat métrique, adopté en 1907, correspond à 0,20 g. Le mot « carat » provient de « kuara », le nom du noyau d’un fruit d’un arbre africain : le caroubier

Le mot « caroubier » vient de l’arabe marocain el kharroube, ahkhabou en berbère. Son nom latin Ceratonia vient du grec keratia signifiant « petite corne » (en référence à ses caroubes, gousses en forme de cornes à maturité).

Dans l’Antiquité, et jusqu’en 1907, on utilisa cette graine pour faire contrepoids dans les balances. Bien que ces graines aient la particularité d’être extrêmement régulières, en taille et en poids, on imagine facilement que l’évaluation devait rester approximative.

L’unité de mesure est le carat métrique (c. m.), qui correspond au cinquième d’un gramme, soit 2 décigrammes.

1 carat métrique = 0,2 gramme
1 carat métrique = 2 décigrammes
1 carat métrique = 20 centigrammes
1 carat métrique = 200 milligrammes

Le carat métrique est employé dans le commerce des diamants et pierres précieuses.

Il ne doit pas être confondu avec le Karat qui exprime la proportion d’or fin contenu dans un alliage d’or, c’est-à-dire une fraction : 18K = 18/24 = 750/1000

Ainsi l’or est un alliage constitué de 750 millièmes d’or fin et de 250 millièmes d’alliages de bas métaux (Argent, cuivres et autres) pour produire un alliage de la couleur de l’or désiré.

Exemple : Or jaune, Or gris, Or gris palladié (contient du palladium), Or rouge ; Moins courant : Or bleu et Or vert

18 Karats ou 750 millièmes est l’un des titres d’or fin légal en France pour la fabrication en bijouterie et en joaillerie.

Poinçon Garanties Tête Aigle
Poinçon de la Garantie Tête d’Aigle pour l’Or 18K

2.3 Diamant de Joaillerie Début de page

Bague tout Diamant – Taille Brillant
Bague tout Diamant – Taille Brillant

2.4 La taille du diamant Début de page

Le diamant supporte plusieurs formes de taille autre que la taille dite « Brillant ». La taille « Brillant » compte 56 facettes plus la table, soit 57 facettes. Un professionnel, un diamantaire ou un joaillier parlera de 56 facettes ou de « Taille Brillantée » voir tout simplement de « Brillant ». La table n’est pas comptée comme une facette et un « Brillant » peut avoir par manque d’atteinte sous-entendu à la taille, un petit plat ou une facette supplémentaire à la place de de la pointe de la culasse.

Comme l’illustre le dessin ci-dessous, un diamant est composé de quatre parties distinctes, la table [ Table ], la couronne [ Crown ], le feuilletis ou rondiste [ Thickness Girdle ] et la culasse [ Pavilion ].

Différente partie du Diamant
Différente partie du Diamant

Vers 1380 en France on pratiquait déjà une véritable taille. On ajoutait une grande face, la table, à l’octaèdre en usant une de leurs pointes.

Puis on usait les arêtes qui partaient de cette table et celles du dessous de manière à obtenir huit facettes supplémentaires. Cette taille appelée « huit-huit ancien » est encore utilisée pour les petites pierres de nos jour, mais sous une forme de taille moderne le « 8 ⁄ 8 » ou « huit-huit ».

Louis de Bergem invente à Bruges en 1475, la taille moderne à 33 facettes, qui donnera la taille « seize-seize ancien », encore appelée « Taille Mazarin » en souvenir du célèbre cardinal qui la fit essayer sur ses diamants.

La taille inventée par le Vénicien Vincenzo Peruzzi à la fin du XVIIe siècle, avec 57 facettes et une symétrie d’ordre 4, elle donnera lieu à la fameuse taille « Brillant » à couronne ronde, toujours utilisée dont plusieurs écoles sont issues.

Détails des facettes du Diamant
Détails des facettes du Diamant

La taille d’un diamant est l’opération la plus importante pour faire une pierre de qualité exceptionnelle. Pour comprendre il faut savoir que la lumière ne doit pas traverser le diamant mais être réfléchi par les facettes de la pierre, c’est une combinaison de deux facteurs qui permet de réaliser un « Brillant » digne de nom. L’indice de réfraction du diamant et d’un respect scrupuleux des proportions des quatre parties par l’angle de taille des facettes du diamant. Une taille ratée est rédhibitoire, on ne peut plus rien faire à part retailler le diamant, qui peut perdre selon le cas jusqu’à 50% de son poids, il en va de même pour retailler un diamant de « Taille ancienne » en « Brillant ».

Différente forme de taille du Diamant : Rond ; Carré pans-coupés ; Poire ; Coeur ; Navette ou Marquise ; Carré ; Ovale ; Rectangle pans-coupés.

Différente forme de taille du Diamant
Différente forme de taille du Diamant



La suite arrive [...]



2.10 Diamant dit « Le Régent » Début de page

Cette pierre fut découverte en 1698 à Golconda, en Inde, et suscita immédiatement l’intérêt de Thomas Pitt, gouverneur anglais de Madras. Le diamant fut taillé en Angleterre puis acquis à la demande du régent Philippe d’Orléans en 1717. Le Régent surpassait en beauté et en poids tous les diamants jusqu’alors connus en Occident. Aujourd’hui encore, il est considéré comme le plus beau diamant du monde par sa pureté et la qualité de sa taille.

Diamant Le Régent
Diamant dit « Le Régent » – Musée du Louvre

Diamant – Poids : 140,615 carats ; L. : 3,05 cm. ; l. : 2,89 cm. ; Ép. : 2,03 cm.
Découverte en 1698, Golconda (Inde) 426 carats de poids brut – Taillé en Angleterre en 1704-1706
Réduit à 140 cts par une taille très réussie, issue de la taille de Vincenzo Peruzzi.

L’acquisition et la taille du « Régent » en Angleterre

Après sa découverte en Inde, en 1698, la pierre fut acquise par Thomas Pitt, gouverneur du fort Saint-Georges à Madras, à un prix très élevé. Le diamant faisait alors 426 carats, avant son arrivée en Angleterre en 1702 afin d’être taillé. L’opération dura deux ans entre 1704 et 1706 ; on en tira plusieurs pierres secondaires vendues au tsar Pierre Le Grand. La taille, qui fut réalisée par un joaillier du nom de Harris, correspond à l’aboutissement d’une technique peut-être née à Venise au début du XVIIe siècle : la taille en « Brillant ». Ce procédé permet d’obtenir des angles qui, formés par les facettes, sont parfaits et donnent à la lumière une intensité et un scintillement incomparables.

L’achat du diamant par Philippe d’Orléans

Profitant de la prospérité économique née du système de John Law pendant la Régence en France, Philippe d’Orléans, régent de 1715 à 1723, convainquit le Conseil de Régence d’acheter le diamant le 6 juin 1717. Au moment de son acquisition, Le Régent surpassait tous les autres diamants alors connus en Occident puis, dès 1719, avait déjà triplé sa valeur d’achat. Aujourd’hui encore, il est considéré comme le plus beau diamant du monde : sa couleur est de la « première eau », c’est-à-dire qu’elle est parfaitement blanche et d’une pureté pratiquement irréprochable. Après la Régence, ce joyau est demeuré l’une des pièces les plus précieuses des biens de la Couronne et a servi de parure à toutes les têtes couronnées.

Le Régent et les souverains

Le Régent fut porté pour la première fois par Louis XV lors de la réception de l’ambassade de Turquie en 1721. Il fut ensuite provisoirement serti sur la couronne du sacre de Louis XV, le 25 octobre 1722. Peu après son mariage avec Marie Leczinska le 5 septembre 1725, le roi commença à porter le diamant sur son chapeau, habitude qu’il conserva jusqu’à la fin de son règne. Pour le sacre de Louis XVI, le 11 juin 1775, on réalisa une nouvelle couronne semblable à celle de Louis XV et ornée du Régent en face frontale. Tout comme son grand-père, Louis XVI arbora le diamant sur son chapeau. Volé en 1792 puis retrouvé en 1793 caché dans une charpente, il fut mis plusieurs fois en gage par le Directoire puis le Consulat avant d’être définitivement récupéré par Napoléon Bonaparte en 1801. Il fut alors utilisé pour embellir l’épée du Premier consul réalisée par les orfèvres Odiot, Boutet et Nitot. En 1812, Le Régent devint un des ornements du glaive de l’empereur Napoléon Ier, réalisé par Nitot. Suivant les changements de régime, il fut serti sur les couronnes de Louis XVIII, Charles X et Napoléon III puis sur le diadème grec de l’impératrice Eugénie.

Muriel Barbier – Musée du Louvre

2.11 Histoire du diamant synthétique Début de page

L’Antiquité – Les alchimistes croyaient que la pierre philosophale et les matériaux nobles provenaient des matières les plus viles : la nature semble donner partiellement raison à ces précurseurs de la chimie puisque le diamant, par exemple, n’est autre que du carbone cristallisé.

Les anciens croyaient que le soleil donnait son éclat au diamant car ils n’avaient découvert de diamants que dans des pays ensoleillés comme l’Orient (Inde) et rien dans les régions froides comme l’Europe. On sait aujourd’hui que cette notion est fausse : la Sibérie et le Grand Nord Canadien sont d’importants producteurs de diamant.

L’homme a toujours cherché à falsifier ou à imiter l’or et les pierres précieuses. Le diamant en particulier a de tout temps intrigué nos ancêtres : les anciens Grecs l’avaient nommé « Adamas » (l’indomptable) car ils ne pouvaient pas le tailler ou le scier. Puis les alchimistes essayèrent pendant longtemps de fabriquer de l’or et des diamants.

Pline l’Ancien dans son « Histoire de la Nature » déclare que le diamant non seulement résiste à l’action du feu, mais que les plus hautes températures ne parviennent même pas à le chauffer. Ce n’est qu’en 1609 que Boède de Boot soupçonna que ce minérai pouvait être inflammable. Au milieu du XVIIème, le savant anglais Boyle démontra que le diamant « disparaissait » sous l’influence d’une grande chaleur. En 1694, Cosme III, grand duc de Toscane fit soumettre un diamant à l’épreuve du feu en employant comme source de chaleur les rayons du soleil concentrés à l’aide d’un miroir concave. Cette expérience fut répétée plus tard à Vienne par l’Empereur François Ier. D’autres expériences suivirent avec les mêmes résultats. Lavoisier participa aux recherches qui aboutirent finalement à la découverte que le diamant supporte les plus hautes températures s’il n’entre pas en contact à avec l’air (O2). En 1797 S. Tennat découvrit que le diamant est une autre forme de cristallisation du carbone, à l’instar du graphite qui est aussi une cristallisation stable du carbone à température ambiante.

Le XIXe Siècle – Les premières expériences scientifiques sur la synthèse du diamant remontent au XIXème siècle : elles obtiennent une poudre microscopique, aux dépôts invisibles à l’œil nu et à la loupe. Ganal et Ganiard de la Tour, dès 1828, auraient fait une première expérience de synthèse à partir du sulfure de carbone. Au microscope apparaissent de petits cristaux qui ressemblent à des octaèdres obtenus par « volatilisation lente produite dans un courant d’induction ». D’autres ont essayé des étincelles électriques sur des mélanges de gaz d’acide carbonique et d’hydrogène. Une légende veut que pendant un mois Despretz fit jaillir des étincelles de fils de platine sur un cylindre en carbone et obtint des cristaux microscopiques de diamant. Bien d’autres chercheurs expérimentèrent sur le diamant, comme Lionet, Mc Tear, Marsden, Hannay et Moissan (son nom sera donné à la Moissanite, nouvelle imitation du diamant).

Conditions requises pour fabriquer du diamant – Toutes ces expériences aboutirent à des conclusions importantes : le diamant est du carbone cristallisé CO2, à température ambiante et pression normale ; la cristallisation est le graphite, matière noire et tendre, parfait lubrifiant. Le physicien Percy W. Bridgam de l’Université de Harvard fut le premier à établir les conditions requises pour fabriquer le diamant.

Pour obtenir un cristal de diamant, il faut des températures de 1500 ° C ; à 2000 ° C ; et des pressions de plus de 70 000 atmosphères. Cette technique a reçu le nom de HPHT (Haute Pression, Haute Température), et recrée des conditions identiques à celles des grandes profondeurs de notre planète (± 200 à 300 km) qui permettent la formation des cristaux de diamants naturels. Ce n’est qu’au courant des années 50 que l’on parvint à construire des appareils coûteux pouvant supporter ces énormes pressions et températures, mais ils furent détruits par les conditions extrêmes de ces expériences, et le coût de production resta trop élevé.

Ce sont les chercheurs du groupe suédois A.S.E.A. (Allmana Avenska Elektriska Aktiebolaget) qui , en 1953, ont commencé les premiers à « fabriquer » du diamant synthétique à l’échelle industrielle. La publication ne fut faite que deux ans plus tard. La même année, le puissant groupe américain General Electric démarra lui aussi la production de diamant synthétique en déposant son brevet avant les Suédois. En 1959, la société sud-africaine De Beers, les Russes et les Chinois commencèrent eux aussi à produire du diamant synthétique. Le diamant industriel naturel, (provenant principalement du Congo Belge) qui avait une valeur de $40 à $50 du carat chuta à $1.00 ⁄ carat.

Avantages du diamant synthétique – Le grand avantage du diamant synthétique industriel est qu’on peut adapter la qualité et la structure du diamant selon les besoins, grâce aux technologies mises au point par les fabricants : on peut ainsi fabriquer des cristaux, des poudres ou des grains ; on peut procéder au sciage, au forage ou au polissage de matières aussi diverses que le verre, le marbre, le granite, la roche, le béton, les pierres précieuses, l’acier, la porcelaine et toutes les matières dures.

La révolution technologique du 20ème siècle n’aurait pu exister sans le diamant qui est omniprésent dans l’industrie automobile (l’alésage, le forage), l’aviation, le forage au pétrole, la conquête spatiale, la cybernétique, la chirurgie (les microtomes scalpels), la biologie (molécule de carbone).

La production mondiale du diamant industriel (naturel et synthétique) est 8 fois supérieure à celle du diamant naturel, à cette différence que le diamant industriel disparaît à l’emploi. Certains diamants employés dans l’industrie (par exemple les diamants pour filières) sont envoyés vers la joaillerie afin d’y être taillés lorsque endommagés par l’usure. Dans certains cas comme celui du diamant des filières, l’industrie paye plus pour le diamant brut que le secteur de la joaillerie.

Ce n’est donc pas le diamant de mauvaise qualité qui part automatiquement vers l’industrie : l’industrie emploie elle aussi des diamants purs (microtomes, plaquettes, etc.). Actuellement, la production de diamants synthétiques peut à peine répondre à la demande du secteur industriel, ce qui est l’une des raisons du prix élevé de certaines qualités de diamants synthétiques. Dans le domaine de la joaillerie, le diamant synthétique est beaucoup trop cher comparé au diamant naturel, les coûts de production-fabrication du diamant synthétique étant bien plus élevés que ceux de l’exploitation du diamant naturel.

Quelques diamants synthétiques de belle qualité taillée (de ± 0,20ct à 0,80ct) sont apparus sur le marché diamantaire il y a quelques années mais ils ont très vite été achetés par des collectionneurs et laboratoires d’expertises. Ils sont actuellement introuvables ou d’un prix inabordable et non compétitif. À ne pas confondre avec les imitations telles que le Cubic Zirconium (CZ), la Moissanite, le Y.A.G.., etc.

Eddy Vleeschdrager

2.12 Notes Début de page





3. Bibliographie Début de page

Gérard MABILLE – Les Diamants de la couronne
Éditions Gallimard, Éditions de la Réunion des musées nationaux, Paris, 2001.

Diamanten-Fibel – Handbuch der Diamanten-Graduierung
Verena Pagel-Theisen – G. G.   F.G.A.   D.Gem.G.
Heide Schmalz Verlag GbR.69493 Hirschberg, 2000.
– Ce livre est un ouvrage spécialisé pour tous ceux qui veulent obtenir un diplôme concernant le diamant . Tous les appareils et méthodes sont décrits.
– Histoire commerciale du diamant à la définition de sa côte par l’évaluation de la qualité, de la couleur, de la pureté, d’un poids et la précision de sa taille.
– Il traite également de la modification des couleurs de manière artificielle, ainsi que les toutes dernières formes d’imitations du diamant,
de ces falsifications mais aussi du diamant de synthèse.
– Présentation des appareils les plus modernes visant obtenir un diplôme ou pour l’authentification et l’évaluation du diamant, ouvrage de référence.

4. Textes et Éncartés

4.1 Table des matières des sujets Début de page

La garantie des métaux précieux, à travers l’Histoire de 1260 à nos jours.

L’ancien régime

1260 : le statut des orfèvres

Étienne Boileau, prévôt de Paris sous Louis IX, rédige le livre des métiers qui réglemente les corporations d’arts et métiers. La charte parisienne des Orfèvres impose notamment à ces derniers diverses prescriptions afin de garantir le titre des ouvrages.

1275-1313 : les poinçons de titre

En 1275, Philippe III Le Hardi prescrit par une ordonnance royale, la marque des ouvrages en argent, au moyen d’un poinçon propre à chaque communauté d’orfèvres. En 1313, son successeur, Philippe IV le Bel, étend l’usage de la marque aux ouvrages d’or.

1355 : les poinçons de maître

Une ordonnance royale de Jean II Le Bon impose à tout orfèvre d’apposer sur les ouvrages de sa fabrication un poinçon spécial représentant une fleur de Lys couronnée, muni d’un symbole personnel.

1579-1674 : l’ébauche d’une réglementation fiscale de la garantie.

– 1579 : création sous Henri III d’une « taxe générale » sur les ouvrages d’or et d’argent bientôt appelée droit de remède.

– 1674 : la mise en place d’un « droit de marque et de contrôle » par Colbert s’accompagne d’un vaste mouvement de rationalisation des impôts avec l’instauration de la Ferme générale.

Une institution royale de la perception avec ses poinçons propres de charge et de décharge et ses règles particulières de marque s’est progressivement mise en place à côté de la réglementation corporative du titre (poinçons de jurande).

La période révolutionnaire

La nuit du 4 août 1789

L’abolition des privilèges, parmi lesquels figuraient ceux des membres de la corporation des orfèvres, est proclamée.

1791 : La loi Le Chapelier

Le 2 mars 1791, la loi Le Chapelier pose le principe de la liberté du travail et réalise de façon plus concrète l’abolition des jurandes et des maîtrises en interdisant les associations professionnelles.

En avril 1791, les impôts indirects sont supprimés. A partir de cette période, il n’existe donc plus ni organisme exerçant un contrôle sur les titres de métaux précieux, ni impôts sur ces métaux. L’abondance des fraudes, le laxisme, et le manque à gagner pour I’État sont très rapidement ressentis.
La loi du 19 Brumaire An VI (9 novembre 1797)

A la suite d’une déclaration d’urgence du Conseil des Anciens, la loi « relative à la surveillance du titre et à la perception des droits de garantie des matières et ouvrages d’or et d’argent » est promulguée le 19 brumaire An VI (9 novembre 1797).

Elle concerne en effet les titres, les poinçons, les droits de garantie, les bureaux de la Garantie et leur personnel aussi bien que les diverses obligations des orfèvres pour la fabrication et la vente de leurs ouvrages, l’affinage des métaux et la répression des fraudes.

Les poinçons « officiels » vont remplacer les poinçons de jurande et de la marque (charge et décharge). Cette loi fixe les bases de la Garantie actuelle.

La période contemporaine

1926

Les bureaux de garantie placés sous le contrôle des Monnaies et Médailles sont regroupés dans une direction nationale relevant de l’administration des contributions indirectes.

1949

Des services spécialisés des contributions indirectes, créés en 1880 et chargés de la réglementation relative aux sucres et distilleries, sont rattachés à la direction de la garantie.

1972

C’est en 1972 que l’organisation et le fonctionnement de la direction de la garantie et des services industriels prennent leurs caractéristiques actuelles.

1993

En 1993, les contributions indirectes entrent dans le champ de compétence de la direction générale des douanes et droits indirects (DGDDI). La direction de la garantie et des services industriels (DGSI) devient la direction nationale de la garantie et des services industriels (DNGSI), partie intégrante de l’administration des douanes.

1994

La loi du 4 janvier 1994 maintient la tradition des ouvrages à haut titre de 22 et 18 carats (916 et 750 millièmes) et ouvre le marché à une nouvelle gamme de produits contenant 585 et 375 millièmes d’or (14 et 9 carats).

Elle permet, en outre, à une entreprise privée d’être habilitée à apposer elle-même un poinçon de titre, à condition de respecter un cahier des charges précis.

2001

1er janvier, suppression de la direction de la garantie et des services industriels (DNGSI), ses missions sont intégrées dans les structures douanières.

29 août, création d’un nouveau titre légal à 999 millièmes pour chacun des métaux précieux.

Référence publication :
Avant-propos
Eric - Infologisme.com

Carbone et Diamant

Le Carbone
www.techno-science.net

Le Diamant
Eric Douzet

Diamant dit « Le Régent »
Muriel Barbier

Histoire du diamant synthétique
Eddy Vleeschdrager

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Auteur
Eric Douzet Début de page
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