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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; un penny 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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