02 / La science de la cristallisation
Comment naît
une pierre synthétique.
La croissance forme la matière. La taille et le polissage donnent ensuite à la pierre sa forme et ses facettes.
La même nature, une origine différente.
Les rubis, saphirs et émeraudes synthétiques ont la même composition chimique de base et les mêmes propriétés physiques et optiques que leurs équivalents naturels extraits des mines. La différence est leur origine : ils sont créés en laboratoire.
Ce qui compose chaque pierre.
La zircone cubique (CZ) n’est ni du diamant ni du verre. C’est une matière fabriquée en laboratoire, avec sa propre composition et une structure interne ordonnée. Sa ressemblance avec le diamant concerne son apparence, pas sa nature chimique.
Les rubis, saphirs et émeraudes synthétiques sont, eux aussi, des matières cristallines : leur structure est ordonnée. Ils ne sont pas du verre coloré et taillé.
Le diamant et le verre sont présentés comme repères de comparaison. La sélection Solis & Carbone de cette page reste limitée aux rubis, saphirs et émeraudes synthétiques, ainsi qu’aux zircones cubiques (CZ).
Et la pression utilisée pour créer un diamant en laboratoire ?
Le procédé HPHT associe une très haute pression à une très haute température pour faire croître le diamant à partir de carbone. Le procédé CVD forme le diamant à partir d’un gaz contenant du carbone, à basse pression. Les deux produisent du diamant synthétique. La fabrication d’une CZ utilise une autre matière et un autre procédé.
GIA — Diamants de laboratoire et imitations ↗
Que signifient les codes de taille et les mentions AAA ou AAAAA ?
La forme, les facettes et les indications commerciales de qualité décrivent le travail ou la présentation d’une pierre. Elles ne changent pas sa matière : une CZ reste une zircone cubique, quelle que soit sa taille.
Pour approfondir : GIA — Rubis ↗ · GIA — Saphir ↗ · GIA — Émeraude ↗ · GIA — CZ et imitations ↗ · Corning Museum — Le verre ↗
01Fusion à la flamme
Procédé Verneuil · Rubis et saphirs
Une poudre traverse une flamme très chaude et fond. Les gouttes se déposent sur un support, où elles cristallisent progressivement en une masse appelée « boule ».
02Croissance par tirage
Procédé Czochralski · Rubis et saphirs
Un germe cristallin touche la matière fondue dans un creuset. En le retirant lentement et en le faisant tourner, on fait croître la matière solide autour de ce germe.
03Croissance par fondant
Procédé flux · Rubis, saphirs et émeraudes
Les constituants se dissolvent dans un fondant chaud. La matière dissoute se dépose progressivement sur des germes lorsque les conditions favorisent sa cristallisation.
04Croissance hydrothermale
Solution aqueuse · Émeraudes, rubis et saphirs
Dans une enceinte fermée, l’eau chaude sous pression dissout et transporte les constituants. Une différence de température favorise leur dépôt sur un germe et la croissance de la pierre synthétique.
05Fusion en creuset froid
Skull melting · Zircone cubique (CZ)
L’induction à haute fréquence fait fondre l’oxyde de zirconium avec des stabilisants. Une enveloppe extérieure refroidie reste solide et contient le bain. Son refroidissement contrôlé permet à la matière de se cristalliser.