Qu'est ce qu'une synthèse ?

Les gemmes sont au cœur de la bijouterie de luxe et de la haute joaillerie. Cependant, leur extraction est souvent coûteuse et présente des défis environnementaux, sociétaux et géopolitique. C’est là qu’intervient la synthèse des pierres précieuses, une pratique qui permet de créer des gemmes identiques à celles qui se forment dans la croûte terrestre. De plus, pour les consommateurs, choisir des gemmes synthétiques offre l’avantages d’un prix plus abordables !

Voici quelques rappels de l’article sur le lexique de la gemmologie:

  • Une pierre synthétique est une pierre artificielle qui a les mêmes propriétés chimiques et structurales que la pierre imitée.
  • Une imitation peut être naturelle ou artificielle et imite les effets, la couleur ou l’apparence des autres gemmes. A la différence d’une synthèse minérale elle n’est pas obligée d’avoir les mêmes propriétés chimique et physiques que la gemme. Par exemple le zircon, le spinelle synthétique et l’oxyde de zirconium imite l’apparence du diamant.

Dans cet article nous allons parcourir quelques procédés de synthèses des 4 grandes (rubis, saphir, émeraude et diamant).

Le procédé Verneuil

Synthétiser les corindons (rubis et saphir).

C’est une technique dans laquelle intervient de la poudre fine d’oxyde d’aluminium (principal constituant des rubis et des saphirs). Cette poudre tombe au travers d’une flamme très chaude (2000 °C), la poudre fond et en refroidissant se solidifie et forme un gros bloc qui pourra être ensuite taillé en plusieurs saphirs et rubis. Des additifs sont ajoutés lors de la fonte pour colorer les synthèses.

Comment détecter la synthèse ?

L’indice de réfraction et la densité sont les mêmes que les saphirs et les rubis naturels. Cependant on peut observer à la loupe et aux microscope des petites bulles de gaz ou encore des lignes courbes parallèles ou bien des bandes de couleurs légèrement différentes. Ces dernières sont dû a une variation de la composition chimique de la pierre synthétique.

Le procédé par un fondant

Synthétiser les corindons et l’émeraude

La technique est de fondre les composants chimiques du minéral à une température supérieure à 800 °C. Ce fondant est refroidi sur des germes de cristaux naturels. En refroidissant les germes grossissent avec les mêmes propriétés physiques que la gemme naturelle. Le refroidissement est très lent et peut prendre plusieurs mois suivant la taille du cristal final voulu.

Comment détecter la synthèse ?

L‘émeraude synthétique à un indice de réfraction et une densité légèrement plus faible que l’émeraude naturelle. A l’intérieur de la synthèse on peut observer des inclusions de métal du contenant qui a servit à la fusion. Il y a également du fondant en inclusion et la présence de voiles blanchâtres typiques d’une émeraude synthétique.
Le corindon synthétique à un indice de réfraction et une densité similaire aux corindons naturels. Cependant on peut observer dans le cristal des empreintes digitale typique d’un corindon synthétique, des inclusions de métal et de fondant. 
 

Synthèse hydrothermale

Synthétiser l’émeraude

Cette synthèse se rapproche de ce qu’il se passe dans la nature car la plupart des minéral se forment à partir d’un fluide à haute température et à haute pression. Des composants chimiques et de l’eau sont donc mis à haute pression et à température dans une enceinte spéciale. Les éléments vont précipiter petit à petit sous forme de cristaux. Les premiers cristaux formés serviront de germes où les composant chimiques vont se fixer pour faire grandir le cristal.

Comment détecter la synthèse ?

Avec une loupe on peut observer des voiles ainsi que des marques de croissance typique d’une émeraude synthétiser par cette voie là.
 

La méthode HPHT (haute pression, haute température)

Synthétiser le diamant de qualité industrielle

Ce processus simule les conditions de pression et de température extrêmes qui existent à des centaines de kilomètres sous la surface terrestre. En utilisant cette technique, des cristaux de diamant peuvent être fabriqués en quelques semaines, alors qu’ils prendraient des millions d’années à se former naturellement.

Comment détecter la synthèse ?

Avec la loupe on peut observer de la poussière de métal en inclusion, des zonages de couleurs. Mais surtout une plus forte réaction aux ondes courtes ultraviolet qu’aux ondes longues, alors que les naturelles c’est l’inverse.

La méthode CVD (Chemical Vapour Deposition)

Synthétiser le diamant de qualité gemme

Le principe consiste à chauffer un gaz riche en hydrogène et en méthane (CH4) dans une enceinte avec un germe de diamant. Les atomes de carbone du gaz en étant fortement chauffés vont se déposer sur le substrat de diamant et commencer à le faire « pousser ». Le procédé CVD permet la formation de diamants synthétiques très purs et utilisés en joaillerie.

 

Comment détecter la synthèse ?

Comme pour la méthode HPHT, il est nécessaire d’utiliser des moyens techniques de laboratoire pour distinguer un diamant CVD d’un diamant naturelle comme l’étude de la photoluminescence ou de la fluorescence.

Si vous voulez apprendre à reconnaître une synthèse d’une gemme naturelle, appréhender le marché des pierres, ou connaître tout sur le corindon et l’émeraude nous vous invitons à vous inscrire à nos formations !