diamant

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Présentation

diamant, forme minérale du carbone, le diamant est placé au sommet de la hiérarchie des pierres précieuses ; il est également employé à diverses fins industrielles.

Les diamants se présentent sous plusieurs formes, parmi lesquelles le diamant véritable (gemme cristallisée), le bort, le ballas et le carbonado. Le bort est un type de diamant cristallisé imparfait, extrêmement dur et de couleur foncée. Le terme bort est parfois aussi appliqué aux minuscules fragments. Le ballas est un agrégat sphérique, compact, de minuscules cristaux de diamant d'une grande dureté et d'une grande résistance. Le carbonado, quelquefois nommé diamant noir, est une catégorie de diamant opaque, gris ou noir, sans clivage. Le carbonado, le ballas et le bort sont tous utilisés par le lapidaire pour la taille et le polissage du diamant ; ces pierres garnissent notamment la surface des disques de sciage et de meulage.

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Propriétés

Le diamant est la substance la plus dure que l'on connaisse ; sa dureté est de 10 sur l'échelle de Mohs, conçue par le minéralogiste allemand Friedrich Mohs pour déterminer la dureté relative des minéraux sur une échelle graduée de 1 à 10. Sa dureté, que traduit sa résistance au rayage, n'est pas une quantité constante ; elle varie pour chaque diamant selon la direction de clivage. Elle est plus importante sur les surfaces parallèles aux plans octaédriques que sur les faces parallèles aux plans dodécaédriques. De plus, la dureté d'une même face ou surface varie selon la direction de la taille.

Le diamant cristallise dans le système cubique. Les formes de cristaux les plus courantes sont l'octaèdre et l'hexoctaèdre, le cube et d'autres formes se présentent aussi. Les cristaux arrondis, déformés et doubles sont également courants. Les diamants cristallins ont toujours un clivage net le long des plans parallèles aux faces d'un octaèdre. La densité relative, ou densité, des diamants varie entre 3,15 et 3,53, mais la valeur des cristaux purs est presque toujours de 3,52.

Les diamants montrent toujours une grande variété de transparence et de couleur. Tous les diamants de bonne qualité sont transparents. Les pierres incolores, nommées diamants blancs, ont une très grande valeur. Un diamant peut souvent avoir une teinte jaunâtre ou brune, ce qui est considéré comme une imperfection. Les diamants bruns sont communs. Les diamants verts et bleus sont rares et les diamants rouges sont d'une extrême rareté. Les diamants de bonne qualité de couleur claire, intense et inhabituelle sont très recherchés. La couleur du diamant résulte de la présence en quantité moindre, d'éléments autres que le carbone pur.

Deux caractéristiques importantes du diamant, lorsqu'il est employé comme gemme, sont sa brillance et son éclat. Les indices de réfraction et de dispersion (propriétés physiques qui déterminent l'éclat et les feux) sont plus élevés pour le diamant que pour n'importe quelle autre pierre incolore, transparente et naturelle. Les diamants bruts ont un éclat graisseux et ne sont pas brillants, mais lorsque ces mêmes pierres sont taillées elles montrent un grand éclat, qualifié précisément d'adamantin.

La très forte dispersion se traduit par la séparation des composantes colorées de la lumière qui pénètre dans le diamant ; elle est à l'origine des feux que jette la pierre lorsqu'elle est correctement taillée. Certains diamants montrent une fluorescence — période brève de luminescence — lorsqu'ils sont exposés à la lumière du soleil ou à une autre source de rayons ultraviolets. La couleur est habituellement d'un bleu léger, mais une fluorescence jaune, orange, blanche laiteuse et rouge peut apparaître dans certaines pierres.

D'autres caractéristiques du diamant n'ajoutent rien à son aspect mais sont très utiles pour identifier la pierre et différencier les diamants véritables des imitations. C'est parce que les diamants sont d'excellents conducteurs de chaleur qu'ils sont froids au toucher. La plupart des diamants ne sont pas de bons conducteurs électriques et se chargent d'électricité positive lorsqu'ils sont frottés.

Les diamants véritables taillés sont transparents aux rayons X. Leur capacité à conduire la chaleur explique leur utilisation comme pellicule de surface pour les puces informatiques, où la chaleur doit être dissipée rapidement. Même en la dopant pour en faire un semi-conducteur, une pellicule de ce type doit être d'une épaisseur minimale. De nombreuses recherches sont menées dans ce domaine.

Une autre caractéristique physique importante du diamant est sa résistance aux acides et aux alcalis. Les cristaux de diamant transparents chauffés dans de l'oxygène brûlent à environ 800 °C, produisant du dioxyde de carbone.

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Formation

Le mécanisme exact de la formation du diamant fait toujours l'objet de débats parmi les géologues, mais il est certain qu'une chaleur et une pression gigantesques sont nécessaires pour que le carbone se cristallise sous cette forme. Ainsi les diamants se forment-ils probablement dans de la roche en fusion ou magma, où ces conditions prédominent, en profondeur sous la surface de la Terre. Les roches qui contiennent du diamant ont donc probablement été poussées vers la surface, dans des sortes de cheminées, les célèbres « pipes » de kimberlite en forme d'entonnoir où sont localisés de nombreux gisements de diamants.

La roche mère est apparemment la péridotite, mais on trouve aussi de nombreux diamants dans des dépôts alluvionnaires éloignés de leur lieu d'origine. Dans certains cas, on trouve également les diamants dans des grès, des conglomérats ou d'autres roches sédimentaires, qui constituent probablement des dépôts alluvionnaires des ères géologiques précédentes.

On a également découvert des diamants extrêmement petits et opaques, dans certains types de météorites. Leurs propriétés physiques sont identiques à celles des diamants cubiques naturels mais ils présentent une structure cristalline hexagonale, les couches d'atomes étant inclinées de 60 °C par rapport à la position dans laquelle elles se trouvent dans les diamants cubiques.

Les diamants hexagonaux sont formés directement à partir du graphite des météorites, au moment de l'impact, pendant lequel les températures et les pressions s’élèvent à plus de 1 000 000 kg par cm² pendant quelques millionièmes de seconde. Cependant, il semblerait aussi que des diamants microscopiques soient assez abondants dans l'espace, où ils résulteraient de l'explosion d'étoiles ou supernovas.

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Gisements

Un « caillou » ramassé par un enfant sur les rives du fleuve Orange en Afrique du Sud en 1866 et identifié comme un diamant de 21 carats a été la première étape de l'ouverture de mines de diamants dans cette région, qui est devenue la plus importante région diamantifère du monde. La ruée vers les diamants alluvionnaires dans les graviers du fleuve Orange et la rivière Vaal s'est accentuée en 1870 et 1871 à la suite de la découverte de « gisements primaires » dans la région proche de la ville actuelle de Kimberley. Ces gisements étaient des parcelles à peu près circulaires d'argile jaune.

Au fur et à mesure que les mineurs creusaient plus profondément dans cette argile jaune, le « yellow ground », ils trouvèrent plus bas une roche dure, bleuâtre, qui se révéla également productive. Ce « blue ground », nommé scientifiquement kimberlite (une variété de péridotite), est la roche mère à partir de laquelle le yellow ground se forme par érosion. L'ouverture d'autres exploitations fit apparaître que les zones circulaires de terrains « jaunes » puis « bleus » constituaient la partie supérieure de cheminées de kimberlite en forme d'entonnoir, d'origine probablement volcanique. Celles-ci se poursuivent sous terre jusqu'à une profondeur indéterminée. On trouve des « pipes » similaires dans d'autres régions d'Afrique du Sud ; elles ne renferment pas toutes des diamants.

Des gisements de diamants, essentiellement alluvionnaires, sont localisés dans d'autres pays d'Afrique, dont la Tanzanie, la République démocratique du Congo, le Ghana et la Sierra Leone. Des découvertes ont également été faites en Australie, à Bornéo, dans l'Oural, en Sibérie, au Venezuela et en Guyane française.

L'Inde a été pendant des siècles la seule source de diamants au monde ; la production actuelle est limitée à de petites quantités de diamants provenant de couches de conglomérats et d'une pipe de kimberlite.

On trouve aussi des diamants dans des zones très distantes les unes des autres au Brésil près de la ville de Diamantina au Minas Gerais, dans l'État de Bahia et au centre-sud du Brésil. L'exploitation du diamant brésilien est très importante dans la production de ballas et de carbonado.