Le diamant artificiel, qualités et inconvénients

À sa découverte, le diamant laissait la science perplexe quant à une possible synthétisation de la gemme. Mais l'évolution de la technologie a finalement profité à l'industrie du diamant. Découvrez le diamant artificiel, de sa synthétisation à ses qualités et inconvénients.

 

Le diamant artificiel : quand la chimie des gemmes entre en jeu

En 1797, le chimiste britannique Smithson Tennant découvre que le diamant n’est autre qu’un minéral composé de carbone. La possibilité d’imiter la forme cristalline de cet élément chimique amène le diamant sur la voie de la synthétisation. Il faudra cependant attendre la fin du XIXe siècle pour le démarrage des premiers essais sérieux, avec les travaux du chimiste écossais James Ballantyne Hannay (1880) et du pharmacien français Ferdinand Frédéric Henri Moissan (1893). Mais c’est en 1953 que la première synthétisation artificielle du diamant eut lieu par un procédé de forte chaleur et haute pression. Ont participé à cette réalisation Baltzar von Platen, inventeur suédois et Anders Kämpe, ingénieur civil. Dans les années 90, le diamant artificiel commence à faire ses premiers pas dans l’industrie de la joaillerie. Le secteur du diamant artificiel reste actuellement disputé par de grands concurrents : Gemesis (Floride), Apollo Diamonds (Boston), LifeGem (Chicago), Algordanza (Suisse). On estime à plus de 3 milliards de carats soit 600 tonnes de diamants artificiels produits par an, nettement supérieur aux 26 tonnes de diamants naturels extraits des exploitations minières.

Tour d’horizon des technologies de synthèse du diamant

Avec le procédé « High Pressure, High Temperature », le carbone est soumis pendant un long moment à une haute température (1 400°C) et une forte pression (58 000 atm). Dans cette technique dite HPHT, le carbone est mélangé à des métaux de transition. Le diamant artificiel se forme par germination et grandissement. Avec le HPHT, on obtient des diamants artificiels de couleurs : rose, jaune, bleu et orange.

Avec le procédé « Chemical Vapor Deposition », la synthèse du diamant se fait par un dépôt chimique en phase vapeur. Des couches diamantaires artificielles sont alors formées. Comment ? En plaçant une couche de silice sous une pression équivalente à un dixième d’atmosphère. Par la suite, il y a injection de méthane et d’hydrogène, puis chauffage. Du plasma se forme et se dispose sur ladite couche pour donner lieu à une couche diamantaire qui croît de 0,5 mm journalier.

Avec le procédé « Tequila », le diamant artificiel est obtenu par l’utilisation d’une solution composée de 60% d’eau et de 40% d’éthanol. Ce mélange est ensuite vaporisé pour former un gaz. Ce dernier est ensuite chauffé à 800°C et donne lieu à la formation de micro-diamants ayant des tailles comprises entre 100 nm et 400 nm.

Tout savoir des qualités et des inconvénients du diamant artificiel

Face à tant de ressemblances, il est difficile de faire la différence à l’œil nu entre une pierre naturelle et un diamant artificiel. Ce dernier présente de belles qualités qui renforcent son utilité dans divers domaines. En effet, l’industrie est très demandeuse des matériaux durs (sachant que le vrai diamant est classé 10 sur l’échelle de Mohs) comme la moissanite (carbure de silicium) et le carborundum. Le diamant artificiel fait partie des élites des matériaux durs artificiellement obtenus, et se destine donc principalement à l’industrie pour la fabrication d’outils de coupe et découpe, d’outils d’usinage, d’enclumes à diamant, de bistouris en diamant… Les applications du diamant artificiel restent nombreuses du fait de sa dureté. Cette dernière lui offre une extrême précision notamment en médecine pour des opérations nécessitant des incisions (ophtalmologie…).

Pour sa résistance face aux bases et aux acides, le diamant artificiel est capable d’être utilisé dans un milieu corrosif. Cela facile son utilisation en électrochimie. De plus, lorsqu’elles sont plongées dans de l’eau pure, aucune réaction électrochimique ne touche les électrodes de diamant. Avec ses propriétés thermiques très appréciées, de nombreuses applications électroniques font bon usage du diamant artificiel. Parmi les autres qualités du diamant artificiel, il y a son caractère non-toxique et sa biocompatibilité. Avec sa belle transparence, le domaine de l’optique fait appel aux propriétés du diamant artificiel. Il est intéressant de savoir que cette pierre se révèle avec une faible conductivité électrique. Une aubaine pour l’industrie des semi-conducteurs qui l’exploite volontiers.

Parmi les inconvénients majeurs du diamant artificiel, il y a sa petite taille, bien loin de celle des plus gros diamants naturels découverts comme le Cullinan brut et ses 3 106 carats (soit 621 grammes). Pourquoi une telle différence de taille ? Cela s’explique notamment par la forme de croissance n’est pas la même pour un diamant naturel et un diamant artificiel. Beaucoup de ces diamants artificiels présentent des secteurs de croissances sous forme cubique. Le second inconvénient du diamant artificiel est qu’il présente parfois certains types d’impuretés qui ne sont présents dans le vrai diamant. Ces impuretés en plus résultent souvent de la méthode HPHT. Mais il est vrai que la technique CVD se différencie particulièrement pour sa capacité à produire des diamants artificiels très purs. Dans ce cas précis, on distingue bien moins les fameuses impuretés, mais les pierres se révèlent bien moins solides.

Pour finir, le prix du diamant artificiel. S’il s’agit d’une bonne chose pour l’industrie en général, il l’est bien moins pour la joaillerie de luxe. En effet, le prix d’un diamant artificiel est dix à cent fois inférieur à celui du diamant naturel. La joaillerie de luxe doit ainsi faire face aux bijoux en pierres synthétiques bien moins chers. Quoi qu’il en soit, la Haute-Joaillerie peut se targuer de l’exceptionnelle qualité de ses pièces qui font chaque fois sensation avec des maisons comme Cartier, Mauboussin, Piaget…