Le diamant
géologie

Le diamant, tout connaître sur la pierre précieuse la plus rare

Le diamant est une pierre précieuse qui orne de magnifiques bijoux. Mais qu’est-ce que c’est exactement? D’où vient-il? Comment se forme-t-il? Je te propose de partir à la découverte de ce joyaux.

Qu’est-ce qu’un diamant ?

Le carbone au cœur des diamants

J’ai découvert quelque chose d’incroyable ! Figure-toi que la mine de ton crayon de papier et le plus joli des diamants sont fait du même matériau ! En effet, le diamant est constitué uniquement de carbone. Tout comme le graphite qui compose la mine de ton crayon !

Les diamants de cette bague sont composés de carbone…
…tout comme le graphite de la mine de ton crayon

Te souviens-tu de ce qu’est un atome ? Il s’agit d’un tout petit élément, invisible à l’œil nu et qui compose tout ce qui nous entoure. La branche d’un arbre ? C’est un tas d’atomes ! La cuillère que tu tiens dans ta main ? Encore un tas d’atomes ! Ils sont partout ! C’est un peu comme les grains de sables qui constituent un château de sable ! Et bien selon comment s’organisent les atomes de carbone, on peut obtenir du graphite, un diamant, ou même du charbon !

Mais comment, avec les mêmes atomes, pouvons-nous obtenir un joli diamant ou une mine de crayon de papier ?

Le diamant est un joli cristal

Tout cela est possible grâce à l’arrangement des atomes.

Connais-tu les trois états de la matière ? Si je prends l’exemple de l’eau. Tu peux boire un verre d’eau (ce qui correspond à l’état liquide). Tu peux également mettre un glaçon dans ton verre (ce qui correspond à l’état solide). Et si tu chauffes l’eau, elle va s’évaporer (ce qui correspond à l’état gazeux). Ces trois états existent pour tous les matériaux et ils sont caractérisés par l’agencement des atomes :

  • L’état gazeux : il y a peu d’atomes et ils bougent comme des petits fou dans tous les sens.
  • L’état liquide : les atomes sont un peu plus nombreux, ils commencent à avoir du mal à bouger mais se déplacent encore en se glissant les uns entre les autres.
  • Et pour finir l’état solide : il y a trop d’atomes pour qu’ils puissent bouger. C’est l’embouteillage. Tous les atomes se touchent.

Le diamant et le graphite sont deux cristaux de carbone. Mais qu’est-ce qu’un cristal ?

Le cristal est un solide particulier. Dans ce cas, les atomes sont très nombreux, mais ils sont bien disciplinés et ils sont en rang deux par deux (ou trois par trois). Les atomes ne bougent pas mais ils sont ordonnés.

La différence entre graphite et diamant provient de la façon dont les atomes se placent les uns par rapport aux autres dans le cristal.

Pour faire simple, les atomes de carbone se tiennent uniquement par la main dans le cas du graphite. Mais ils se tiennent par les mains, les pieds, voire même par les oreilles dans le cas du diamant. Le graphite est ainsi formé de « couches d‘atomes ». Chacune de ces couches est extrêmement solide, mais les couches ne sont pas bien attachées les unes avec les autres. Au contraire, en ce qui concerne le diamant, les atomes sont bien tenus par tous leurs voisins. Les atomes se tiennent tous ensemble les uns aux autres.

Comment se fabrique un diamant ?

La fabrication se fait dans les profondeurs de la Terre

Le diamant nécessite des conditions très particulières pour se former. En effet, il est nécessaire que les atomes de carbone soient soumis à une très forte température (entre 1100°C et 1400°C) et une forte pression. On peut rencontrer de telles conditions à 150-200km de profondeur.

Même dans ces conditions parfaites pour transformer le carbone en diamant, la croissance du cristal est très lente puisqu’elle nécessite plusieurs millions voire milliard d’années !

Mais si les diamants se forment à 150km de profondeur, comment les retrouve-t-on à la surface de la terre ? Grâce aux volcans ! Généralement, les volcans sont alimentés par du magma formé à environ 50 km de profondeur. Cependant, certains d’entre eux récupèrent du magma bien plus profondément. Lors de ces éruptions volcaniques, des roches qui sont très profondes dans la Terre remontent avec le magma. Parfois celles-ci contiennent des diamants, que l’on peut alors retrouver à la surface de la Terre.

La fabrication peut aussi avoir lieu à la surface de la Terre

Il existe aussi un deuxième moyen pour les diamants d’apparaitre naturellement. En effet, lorsqu’un astéroïde (un peu comme un énorme caillou) percute violemment la surface de la Terre, le graphite contenu dans le sol se transforme en diamant grâce à la très grosse pression causée par l’impact. Il existe d’ailleurs un endroit en Sibérie où on a trouvé beaucoup de diamants. La chute d’un astéroïde il y a 35 millions d’années aurait permis leur production. Il s’agit du cratère Popigaï qui contiendrait à lui tout seul, beaucoup plus de diamants que tout le reste de la Terre[1].

Le diamant peut être fabriquer en laboratoire

Depuis quelques temps, les hommes arrivent à fabriquer des diamants dans des laboratoires. On les appelle les diamants de synthèse, ou diamants synthétiques. Pour cela les humains recréent les conditions extrêmes qui permettent la transformation du carbone en diamant.

Faire la différence entre un diamant naturel et un diamant artificiel (c’est-à-dire fabriqué par les humains) est difficile. Il faut des appareils spécifiques. Néanmoins, on n’arrive pas encore à obtenir des diamants aussi gros que ceux que nous offre la nature. La taille du diamant est donc un indice pour savoir s’il s’agit d’un diamant artificiel ou non.

Sais-tu comment on indique le poids de quelque chose, avec quelle unité? On dit qu’un sac de pomme de terre fait quelques kilogrammes, une feuille de papier fait quelques grammes. Et bien pour le diamant c’est un peu différent. C’est le « carat » qui permet d’indiquer le poids du cristal[2]. Le plus gros diamants naturel découvert jusqu’à aujourd’hui, pèse 3 106 carats, soit 621,2g (environ le poids de 124 feuilles de papier).

Pourquoi le diamant est-il si connu ?

La première raison de sa renommée, c’est tout simplement parce qu’il est joli ! Il brille de mille feux et beaucoup de personnes l’apprécient pour ça.

Néanmoins, le diamant à d’autres propriétés qui font de lui un incontournable dans certains domaines.

Le diamant comme outils

Le diamant est une pierre précieuse que tu peux voir sur les plus beaux colliers et les plus belles bagues. Mais sais-tu que le diamant se retrouve également dans de nombreux outils industriels ?

En effet, le diamant est le matériau naturel le plus dur. Ce qui ne veut pas dire que tu peux lui taper dessus avec un marteau ! Par contre, tu ne pourras pas le rayer. Si tu prends une veille branche d’arbre, il est facile (dans la plupart des cas) de la rayer. Tu peux laisser une trace avec une simple pierre, voire avec un ongle. Par contre, tu pourras prendre toutes les pierres que tu veux, tu ne pourras pas rayer le diamant !

Le diamant est si dur qu’il permet de découper ou limer (c’est-à-dire rendre tout doux) d’autres matériaux. On peut également trouver du diamant dans des bistouris ou des enclumes( pour forger des métaux) pour obtenir des pressions très élevées. De plus, les diamants ne réagissent pas avec d’autres matériaux connus pour abimer tout ce qu’on plonge dedans (on parle de corrosion). Les outils qui contiennent des diamants sont donc de meilleure qualité et durent plus longtemps.

Outil recouvert de diamants pour une meilleure abrasion

Il est également possible de mélanger de tout petits diamants (appelés nanodiamants) avec un autre matériau, pour rendre ce dernier plus dur et plus résistant à l’abrasion.

Le diamant a beau être extrêmement dur, il n’est pas stable et il va s’abimer au cours du temps pour se transformer en graphite. Cependant cette réaction est bien trop lente pour qu’elle puisse être observée à notre échelle de temps.

Diamant et électronique

Autre phénomène intéressant : le diamant laisse très bien passer la chaleur (on dit qu’il a une forte conductivité thermique). On va donc pouvoir utiliser ce cristal pour éliminer de la chaleur.

De plus, les diamants ont également des caractéristiques électriques qui sont intéressantes. En effet, lorsqu’il est pur (c’est-à-dire qu’il ne contient que des atomes de carbone), le diamant est un excellent isolant (il ne laisse pas passer l’électricité) mais si on lui ajoute d’autres atomes (de bore), le diamant devient conducteur à l’électricité (tu peux aller voir l’article sur l’électricité si tu veux en savoir plus à ce sujet). Cette caractéristique lui permet d’être utilisé dans des applications électroniques.

Diamant et santé

Les diamants ne sont pas utilisés uniquement dans des outils médicaux comme les bistouris. En effet, ils peuvent également servir à lutter contre le cancer (une maladie qui peut être très grave). C’est ainsi que le CEA, un centre de recherche français, travaille sur la possibilité d’utiliser des nanodiamants (c’est-à-dire des tous petits diamants) pour augmenter l’efficacité du traitement contre le cancer.

Histoire du diamant

L’histoire du diamant remonte à très loin

L’inde a été pendant très longtemps le pays qui possédait le plus de diamants. C’est là-bas que les plus grosses pierres ont été découvertes. Selon la légende, les hommes récoltent des diamants depuis 6 000 ans. Toujours d’après la légende, les diamants seraient les fruits des étoiles. C’est pourquoi on les retrouve sur les objets religieux.

Durant l’Antiquité (Egyptienne, Grecque et Romaine), on croyait que les diamants étaient des larmes des dieux. On le croyait indestructible. On pensait alors qu’il éloignait les mauvais esprits.

Vers le IIème siècle, le diamant était considéré comme une pierre précieuse parce que très rare. On commença à la polir et elle fut mise sur un bijou pour la première fois.

Les diamants étaient déjà utilisés comme outils. En effet, des perles ayant été percées par un diamant et datant de 400 av JC ont été retrouvées.

Le diamant, pierre masculine et royale

Durant le Moyen Age, les rois utilisaient des diamants pour mettre sur leur couronne mais également comme antipoison. En effet, à cette époque, beaucoup de personnes pensaient que le diamant pouvait protéger contre les poisons.

Plus tard, en 1270, le roi Louis IX, décida que le diamant ne serait porté que par les rois[3]. Personne d’autre n’avait le droit d’arborer ce cristal. En plus, seuls les hommes avaient le droit de le porter. La reine avait interdiction d’avoir un bijou avec un diamant.

Couronne ornée de diamants

En 1477, un prince en offrit un à sa future femme. Depuis ce jour, les femmes ont également le droit de porter des diamants.

On pensait à cette époque que le diamant était capable de protéger contre le poison. Mais en 1534, le pape Clément VII mourut après avoir avalé un médicament contenant de la poudre de diamant. A partir de ce jour-là, le diamant sert également de poison.

Jusqu’au XIVème siècles, on ne taillait pas les diamants comme aujourd’hui. Ils sont alors moins brillants.

Les diamants à l’ère moderne

A partir de 1725, on commença à découvrir des gisements de diamants en Amérique du nord. Les hommes et les rois ne sont plus les seuls à pouvoir porter des diamants, mais ils restent une parure de luxe que seules les personnes riches peuvent s’offrir.

A la fin du XVIIIème siècle, Antoine Lavoisier[4] et Smithson Tennant[5], deux chimistes respectivement français et anglais, démontrèrent que seuls des atomes de carbone constituent le diamant. A ce moment-là des chercheurs commencèrent à tenter de créer artificiellement un diamant.

Il fallut attendre 1953 pour qu’on réussisse enfin à créer le premier diamant de synthèse. C’est Baltzar von Platen et Anders Kämpe à Stockholm, en Suède qui réalisèrent cet exploit[6]. Pour cela, les deux hommes ont recréé un environnement qui permet l’apparition de diamants : ils ont soumis des atomes de carbone à une très haute température et une très haute pression. Grâce à la présence de différents éléments qui sont absents dans la nature, le procédé de fabrication ne prend dans ce cas que quelques heures.

Au départ, ces diamants étaient très petits. Ils étaient donc utilisés uniquement dans le domaine de l’industrie. Mais depuis le milieu des années 1990, ces diamants de synthèse se retrouvent dans le domaine de la joaillerie. On trouve de plus en plus de ces diamants dans les bijoux.

Il y a toujours une compétition entre les diamants naturels et les diamants de synthèse. La plupart des cristaux naturels viennent aujourd’hui d’Afrique du Sud où un petit garçon découvrit en 1866, un diamant. Malheureusement, ces gisements de diamants, en plus de provoquer beaucoup de pollution lors de leur exploitation, sont également à l’origine de nombreuses guerres puisque les personnes qui récupèrent les diamants deviennent très riches.

Mine de diamants en Afrique du Sud

Voilà, j’espère que la découverte de cette pierre précieuse t’a plu. N’hésite pas à me dire ce que tu en as pensé en commentaire!

Serais-tu intéressé par une expérience sur la cristallographie?

Bibliographie

  • [1]         « Popigai Impact Structure and its Diamond-Bearing Rocks | SpringerLink ». https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-77988-1 (consulté le 19 septembre 2022).
  • [2]         P. Daniel, « The carat – its origin as a unit of weight for diamond », Phys. Educ., vol. 7, no 7, p. 454‑455, sept. 1972, doi: 10.1088/0031-9120/7/7/317.
  • [3]         France, Recueil général des anciennes lois françaises: Table. Berlin-Le-Prieur, 1833.
  • [4]         A. L. Lavoisier, Oeuvres de Lavoisier publiees par les soins de son excellence le Ministre de l’instruction publique et des cultes: Memoires de chimie et de physique. Imprimerie imperiale, 1862.
  • [5]         « IV. On the nature of the diamond | Philosophical Transactions of the Royal Society of London ». https://royalsocietypublishing.org/doi/abs/10.1098/rstl.1797.0005 (consulté le 19 septembre 2022).
  • [6]         E. G. Lundblad, « High pressure synthesis of diamond in Sweden in 1953 », AIP Conf. Proc., vol. 309, no 1, p. 503‑506, juill. 1994, doi: 10.1063/1.46085.
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Commentaires

02/05/2022 à 15h58

Waow, je ne pensais pas en apprendre AUTANT sur les diamants !
J’avais lu que finalement les diamants n’étaient pas rares, mais qu’une entreprise en possédait le quasi-monopole. Ce qui lui permet de gérer l’offre et la demande de façon à ce que les prix restent aussi élevés.
En tout cas une pierre magnifique et encore plus maintenant que j’en connais l’histoire et la création 🙂
À bientôt !



    03/05/2022 à 9h29

    Effectivement, le diamant de synthèse n’est pas rare, mais les fabricants se gardent bien de faire baisser les prix! C’est vrai qu’elle est magnifique mais personnellement, je ne suis pas sûre d’avoir envie d’en porter sachant la pollution que cause son extraction (pour le diamant naturel!)



02/05/2022 à 21h29

Après 10 ans dans une maison de haute joaillerie le sujet me parle 😉



03/05/2022 à 9h26

Merci pour toutes ces informations ! J’ai beaucoup aimé l’image des atomes de carbone qui se tiennent par la main (graphite) et par toutes les parties du corps pour le diamant: mémorable et efficace. J’ai découvert le diamant de synthèse dans l’indutrie et la joaillerie et pourquoi les principaux acteurs du secteur avaient des assises en Afrique du Sud. vivement ton prochain article !



    03/05/2022 à 9h31

    Merci pour ton commentaire! J’espère que mon prochain article t’intéressera tout autant! S’il y a des sujets que tu aimerais que j’aborde, n’hésite pas à me le dire!



03/05/2022 à 10h19

Wow, un article très complet sur le diamant, sa source et ses utilisations, j’ai appris beaucoup de choses merci !



04/10/2022 à 12h39

Merci pour cet article car j’ai appris énormément grâce à toi !



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