Dureté des gemmes
La dureté des minéraux, donc d'une grande
partie des pierres gemmes, ne peut être
défInie précisément du point de vue physique,
car elle dépend d'un certain nombre de caractéristiques
liées à la cohésion.
Bien qu'elle
résulte essentiellement de la structure, c'est à
dire de la répartition des atomes dans le
réseau cristallin et des liaisons entre ces derniers,
d'autres facteurs physiques et chimiques,
comme l'altération et les transformations, la
présence d'inclusions, liquides ou gazeuses, ou d'éléments étrangers en traces, ou encore de
macles ou d'intercroissances cristallines, jouent
un rôle.
La dureté étant une propriété qui dépend des
liaisons interatomiques, certains minéraux présentent
une valeur de dureté différente selon
la direction considérée. Le cas le plus spectaculaire
est celui de la cyanite (disthène), mais cette
particularité est également présente chez le diamant
ou d'autres gemmes.
On entend par dureté la résistance d'un corps
solide à la destruction de sa structure. Il existe
de nombreuses méthodes pour l'évaluer.
Pour
les gemmes, on utilise surtout la simple rayure
ou l'abrasion.
Dans le premier cas, il s'agit d'une comparaison
des duretés relatives des minéraux. En
pratique, le test consiste à essayer de rayer un minéral avec un autre : celui qui raye l'autre a
la dureté la plus élevée.
L'échelle de référence des duretés le plus souvent
utilisée est celle de Mohs, qui comporte
dix minéraux possédant chacun une dureté distincte
et une trace blanche.
Ces minéraux sont classés en dix niveaux de
dureté croissante.
L'augmentation de la dureté n'est cependant
pas linéaire: les différences entre les niveaux
sont faibles pour les minéraux les moins durs,
et elles augmentent à l'autre extrémité de
l'échelle. Comme il s'agit d'un test qui peut laisser
des marques permanentes, il faut faire attention
aux faces cristallines ou facettes des
pierres polies. À la place de minéraux, il est
possible d'utiliser divers objets, telle une pièce
en cuivre, pour des duretés jusqu'à 3, un canif
jusqu'à 5, et une lime jusqu'à 7.
Les minéraux
d'une dureté supérieure à 6 rayent le verre.
Dans certains cas, en particulier pour le lapidaire,
il peut être important de connaître l'aptitude
d'une pierre à se laisser tailler. On peut
ainsi définir la dureté comme la résistance à
l'usure.
Une méthode permettant de déterminer cette
résistance a été mise au point par Rosival, qui
a pu montrer que la résistance à l'abrasion
(donc, également, la dureté) n'est souvent pas la
même d'une face à l'autre d'un cristal.
Les expériences
de Rosival ont grandement contribué
au développement de techniques modernes de
polissage des pierres à l'aide d'abrasifs naturels
ou synthétiques.
Pour donner quelques exemples de la vie quotidienne,
un ongle a une dureté de 2;
une pièce de cuivre, environ 3;
la lame d'un couteau, 5;
un verre à vitre, 5.5;
et une lime en acier, de 6,5.
Echelle de Mohs :
| Dureté | Pierre | Dureté absolue |
| 1 | Talc (Mg3Si4O10(OH)2) | 1 |
| 2 | Gypse (CaSO4·2H2O) | 3 |
| 3 | Calcite (CaCO3) | 9 |
| 4 | Fluorine (CaF2) | 21 |
| 5 | Apatite (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)) | 48 |
| 6 | Orthose (KAlSi3O8) | 72 |
| 7 | Quartz (SiO2) | 100 |
| 8 | Topaze (Al2SiO4(OH-,F-)2) | 200 |
| 9 | Corindon (Al2O3) | 400 |
| 10 | Diamant (C) | 1500 |
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