TPE

Il existe une multitude de matériaux précieux différent  dans le monde réparti en plusieurs classe soit : les pierres précieuse, les pierres fines, les pierres organique et enfin les métaux précieux. Ces matériaux sont apparu il y a plusieurs milliard d'année mais on ne les utilise environ que depuis la période de l'antiquité.

Les catégories

1) Les pierres précieuses :

     - Pour obtenir le nom de pierres précieuses  les gemmes doivent être naturelles, d'une certaine duretées, ainsi que d'une relative beautées, elles sont ainsi en général assez rares. Ces pierres sont compter au nombre de 4 : 

a) Le diamant

         

diamant a l'état brut 

diamant taillé

- Le diamant vient du grec adamas qui signifie invincible car cette pierre est connu pour être le matériaux le plus dur et est difficile a cassé. Il est doté d'une briance éblouissante (il réfléchit la lumière de manière exceptionnelle)

Le diamant est composé de carbone cristallisé et se forme lorsque du carbone est soumis à des conditions de haute température et de haute pression à l'intérieur de la terre. 

Les diamants naturellement colorés sont rares, généralement ceux qui sont colorés ont reçu un traitement artificielle.

Les principaux pays ou l'on trouve des gisements de diamants sont : la Russie, l'Inde, au canada, Brésil et certain pays d'Afrique.

Selon une tradition juive, les diamants servent de jugement si on le met dans la main d'un coupable il change de couleur et devient sombre, à l'inverse de le placer dans la main de l'innocent où il devient plus blanc. ainsi qu'au moyen-âge on pensait que ces pierres aidaient à faire fuir cauchemars et mauvais esprits, à apprivoiser les animaux sauvages, à protéger les maisons de l'incendie, et à réconforter les malades mentaux.

b) Le rubis

 

 rubis a l'état brut

rubis taillé 

- Le rubis vient du latin ruber qui est la racine éthymologique de rouge car le rubis est essentiellement rouge, comme le saphir, le rubis appartient à la famille du coridon qui est un oxyde d'aluminium cristallisé. Le rubis est très lié au saphir , les deux pierres sont incolores a l'état pur, mais pour le rubis sa coloration proviens du chrome et du fer.

Les gisement de rubis se trouve en Afghanistan, en Chine, en Inde, au Cambodge, au Kenya, à Madagascar, au Mozambique, au Pakistan, au Sri Lanka, en Tanzanie, en Thaïlande et au Vietnam.

On dit que cette pierre apporte de la chance au jeu , et au moyen-âge on pensait que le rubis avait des pouvoirs prophétiques, si sa couleur s'assombrissait cela annonçait un désastre imminent.

Le rubis est une des gemmes les plus rares et chères, bien plus rare que le diamant.

Sa formule chimique est Al₂O₃Cr.

c) saphir

saphir a l'état brut

saphir taillé

Saphir vient du latin sapphirus qui est lui même dérivé du grec sappheiros signifiant bleu, car le saphir est essentiellement bleu. Comme dit ci-dessus le saphir appartient à la famille du coridon. La pierre est donc incolore à l'état pur, mais ce sont le fer et le titane qui colorent la pierre en bleu.

Les saphirs sont généralement plus purs et plus gros que les rubis.

On trouve le saphir au Sri Lanka en Australie, au Cambodge, en Chine, au Kenya, au Laos, a Madagascar, au Nigeria, en Tanzanie, en Thaïlande, aux États-Unis et au Vietnam.

Autrefois on disait que le saphir apportait joie et paix a son possesseur.

Sa formule chimique est Al₂O₃.

d) L'émeraude

émeraude a l'état brut

émeraude taillé

- Emeraude vient du grec smaragdos qui signifie pierre précieuse verte . elle appartient a la famille des béryls du grec beryllos signifiant pierre bleu-vert. L’émeraude doit sa couleur à la présence de traces de chrome, de vanadium et de fer.

Les différents gisements d'émeraude se trouve en Afghanistan, au Brésil, au Pakistan, en Russie et au Zimbabwe, en Zambie et en Colombie. Les mines d'émeraude en Egypte sont épuisées.

Autrefois, l'émeraude était la pierre préféré de cléopâtres elle portait de nombreux bijoux en émeraude. L'émeraude avait même une signification symbolique importante , c'était l'incarnation de la fierté national.

Aujourd'hui, on nomme même les gisements égyptiens les "mines d’émeraudes de Cléopâtre".

Sa formule chimique est Be₃(Al,M)₂(SiO₃)₆.

2) les pierres fines :

     - Les pierres fines ne sont pas classés parmi les pierres précieuses se sont des pierres semi précieuses (terme devenue interdit dans le commerce). On en compte beaucoup plus que les pierres précieuses . Il y a donc l'améthyste, le lapis-lazulli, la grenat, le quartz, l'aigue marine et une vingtaine d'autres.

a) L'améthyste :

- L'améthyste est une variété de quartz violet , utilisé en joaillerie. Améthyste vient du grec améthystos signifiant ,protéger contre l'ivresse.

L'améthyste varie du rose transparent au violet foncé. On les trouve sur tout les continent mais elle varie en fonction de leurs origine, précisément au Brésil, en Uruguay et en Sibérie.

On raconte que l'améthyste est censé soigner ,Leonard de Vinci attribuait a l'améthyste le pouvoir de dissipé les pensé mauvaise et d'affiné l'intelligence elle peut devenir une amulette protégeant de sorcelleries si on la porte au cou suspendu a un poil de babouin.

Pour évaluer l'améthyste on regarde sa couleur, plus celle-ci est intense, plus la pierre vaut chère.

Et sa formule chimique est sio₂.

 b) Le lapis lazuli :

Le lapis lazuli vient du latin lapis, qui signifie pierre et lazuli qui veut dire azur.

- Le lapis lazuli peut être poli et sa taille dépend du tailleur et c'est une des pierres les plus riches en histoire et mythologie. Au moyen-âge on s’en servait pour prévenir de la peur, du doute et de l’envie. Ainsi que les peintre s'en servait en poudre pour donner la teinte bleu outremer, mais en 1828 on a arrêté de s'en servire comme poudre car on a trouvé une teinte artificielle, moins coûteuse. (Le prix du lapis lazuli depassait celui de l'or.)

Il est composé principalement de lazurite (minéral tétramorphique de sodium, d'aluminium, de silicium, d'oxygène et de souffre) qui lui donne sa couleur bleu, elle est composé egalement de calcite et de pyrite. C'est une pierre très fragile.

Son principal gisement, se situe à la mine de Sar-e-Sang en Afghanistan.

Sa formule chimique est (Na, Ca)₈(Al, Si)₁₂O₂₄S₂ FeS- CaCO₃.

 c) Le grenat

- Le grenat vient du mot latin pour grain, faisant allusion à la forme arrondie des pierres brutes trouvés. 

Le rouge est une des couleurs les plus fréquentes pour le grenat mais il présente un grand nombre de variété de couleur.

Le grenat se trouve dans différentes régions du monde comme en Inde, au Kenya, Madagascar, Mozambique, Nigeria, Sri Lanka et Tanzanie et certains autre pays.

Dans l'histoire les croisés en paraient leur armure, car ils sont sensés en renforcer la protection. Ainsi que dans les traditions juives et musulmanes le grenat était un symbole de lumière.

Sa formule chimique est X²⁺₃Y³⁺₂[SiO₄⁴⁻]₃.

d) Le topaze :

- Le topaze est composé de silicate d'aluminium et de fluor. elle est colorée par le fer et le chrome.

On trouve le topaze généralement au Brésil mais il y en a également en Mozambique, au Nigéria, Russie, Chine, Etats-Unis , Pakistan, Birmanie, Sri-Lanka , Madacascar.

Autrefois on mettait cette pierre dans le plastron (pièce d'une armure protégeant le torse) les gens croyait qu'elle avait la capacité a rendre invincible . c'est l'une des douze pierres qui a servie a la fondation de Jérusalem

Le topaze est connu pour son grand nombre de variété de couleur , son éclat est vif et certain sont pléochroïque (une pierre pléochroïde est une pierre qui montre différentes couleurs lorsqu'on l'observe sous différents angles).

La formule chimique du topaze est Al₂SiO₄(F,OH)₂

e) L'aigue marine :

- L'aigue marine est appelé par les romains aqua marinus signifiant eau de la mer. Cette pierre appartient a la famille des béryls comme l'émeraude.

Autrefois l'aigue marine était connu pour sa faculté à protéger les marins de la colère de Poséidon (dieu grec de la mer).

On la trouve en zambie, en mozambie, au bresil, russie et dans plusieurs pays d'afrique.

Cette famille est souvent considérée comme étant la « mère des pierres fines », parce qu’elle produit un grand nombre de variétés de haute valeur. 

Sa formule chimique est Be₃Al₂Si₆O₁₈.

3) les pierres organiques

    - Les pierres organiques comprennent toutes les pierres qui sont nées d’organismes vivants ou en sont extraites comme l'ambre ou la perle ainsi que quelques autres.

a) L'ambre : 

- L'ambre : Le terme ambre vient de l'arabe "anbar" signifiant substance odorante. elle est formé a partir de résine de conifère (sève des arbres tel que le sapin par exemple) , elle est donc classé comme  une pierre organique.

L'ambre est fabriqué grâce a un processus appelé la polymérisation moléculaire qui est le fait d'associé des molécules entre elles.

On la trouve  en Allemagne, au Danemark, en Suède, en Finlande, en Estonie, en Lettonie, en Lituanie, en Pologne, en Russie et en Ukraine.

Autrefois on disais que l'ambre était destiné a guider les hommes vers l'au-delà. elle porte le nom grec ambre elektron, signifiant fait par le soleil car l'ambre se charge d'électricité statique lorsqu'on la frotte. Elle porte aussi le nom de "l'or de la mer" car l'ambre flotte sur l'eau salé.

Les couleurs de l’ambre dépendent de sa composition (de l’espèce d’arbre), ainsi que des processus se produisant après la sécrétion de la résine.

L'ambre est une aide au passé car on peut trouver a l'intérieur des graines, des plumes ,des feuilles ou des insecte entier bien conservés.

b) la perle :

- Perle vient du latin perna qui signifie jambon et fait référence a la forme de certaine moule perlière.

Les perles sont une réaction des mollusques pour combattre les infections. C'est un mécanisme de défense naturel qui se déclenche lorsqu'un objet irritant, comme un morceau de corail ou un parasite, s'introduit dans le tissu du mollusque, un mélange de carbonate de calcium enveloppe l’intrus, ce mélange est plus connu sous le nom de nacre.

On cultive les perles en Chine, au Japon, à tahiti, en Australie, en Indonésie et aux Philippines.

Pendant des siècles, la perle était considérée comme une des gemmes ayant le plus de valeur, c'était un symbole de pouvoir, de prestige, les personnes possédant des perles était le symbole d'un haut statue social et de richesse.

On peut les trouver de la forme ronde mais elles sont généralement en forme de goutte ou oval.

comment se forme t elle?

1) la formation des pierres :

il existe quatre types de formation des pierres :

    - Dans les roches volcanique et substance liquide (comme l'améthyste, l'émeraude, la grenat, le rubis et le saphir).

    - Dues a des modification de l’environnement (comme le lapis lazuli, l’œil de tigre et d'autre).

    - Dans les roches en surface (comme l'ambre ou l'opale et d'autre).

    - Dans la croute terrestre (comme le diamant et le perido).

Les pierres se forment également dans trois types de roches différentes :

        - Dans les roches volcaniques se formant par le refroidissement et le durcissement du magma ou de la lave fondu.

        - Dans les roches sédimentaires se formant suite au dépôt de sédiments.

        - Dans les roches métamorphique se formant suite a une transformation physique de roches volcaniques, de roches sédimentaires sous des chaleurs ou des pressions extrêmes.

Prenons le diamant pour exemple , mais cela se passe environ comme toute les pierres

   1) - Avec ce schéma on peut voir qu'il y a une zone assez profonde de 150km de profondeur ou le diamant ce stabilise qu'on peut appelé le manteau terrestre qui est la zone ou le diamant se forment sous haute (en moyenne) température. Après la formation le diamant est ramené a la surface de la Terre par éruption volcanique.

   2) - Ils peuvent se former dans les plaques océanique qui par le mouvement des plaques tectoniques appelé subduction, amène le diamant dans la zone de stabilité puis remonte comme dans le par éruption volcanique.

   3) - Création par impact d’astéroïde , l'impact est si puissante qu'elle est suffisante pour créé une forte pression et une élévation de la température permettant la création du diamant.

   4) - Et enfin des diamant retrouver dans certaine météorite qui mesure quelque nanomètre non utilisable comme pierre précieuse mais on les utilises pour les matériaux fait de diamant. leur formation aurait eu lieu dans l'espace lors de collision avec d'autre météorite ou astéroïde.

Ce graphique montre la création du diamant a partir du graphite en fonction de la pression, de la température et de la profondeur

        - On peut voir que dans la couche continental ,le graphite se transforme en diamant a une pression d'environ 45 000 bars (1 bar unité de mesure de la pression), une température de 1150 degré, et une profondeur d'environ 150km.

        - En revanche dans la couche océanique pour que le graphite se transforme en diamant il faut plus de pression soit environ 60 000 bars, une température de 1700 degré et une profondeur de plus de 200km.

 2) lieu géographique de formation et leur temps

Lieu géographique : 

           - Les principaux pays ou l'on trouve le plus de diversité de pierres sont généralement le Brésil, la Russie, et dans plusieurs pays d’Afrique , on peut en trouver dans beaucoup dans d'autres pays mais les diversité seront moins grande. Cela montre que les pierres se forment a des endroits aléatoire géographiquement car ces principaux pays sont très eloigné et n'ont pas le même climat.

Temps de formation : 

        - Fruit de l’évolution géologique de la terre, ils sont le résultat de conditions environnementales exceptionnelles et compliquées, durant des millions d’années. Des éruptions volcaniques les remonteront alors à la surface terrestre.

fabrication artificielle 

 1ère méthode)

 Après leur formation, les diamants sont emportés jusqu’à la surface de la Terre dans un magma de roches en fusion qui par la suite, refroidit. On trouve alors des roches formées appelées kimberlies ou lamproïtes dont certaines sont détentrices de diamants c'est elle qui ramène donc le diamant a la surface Les volcans de kimberlites ont été actifs il y a 70 à 140 millions d’années dans des régions situées actuellement en Afrique du Sud, Inde, Australie ou Amérique du Sud où se trouvent la plupart des mines de diamants.

La remontée des kimberlites des profondeurs de la Terre doit être rapide si l’on ne veut pas que le diamant se transforme en graphite à cause de la diminution de la température et de la pression de la roche. Le diamant est le matériel le plus solide grâce à sa structure atomique régulière en toile où chaque atome est lié à quatre autres. Il est formé naturellement par une énorme pression à une très haute température sur du carbone. On peut reproduire ces conditions en laboratoire.

Dans une cuve contenant un germe de diamant, un solvant métallique, et au dessus une couche de carbone, on applique une pression de 58000 atmosphère à une température de 1400°. Cela arrache les atomes dans la couche de carbone, et ils s’assemblent en structure cristalline sur le germe.Ce procédé dit HPHT (haute pression, haute température) produit un diamant brut au bout de quelques jours. Ce diamant est coloré en raison de la présence d’impuretés, cela le destine donc à la joaillerie.

Cette machine reproduit les conditions naturelles de pression, température et de formation du diamant.

2ème méthode)

Il existe aussi le projet CDV de apollo damond Ce procédé purement chimique produit des diamants de culture transparents et purs pour l’industrie autant que pour la bijouterie.

Dans une chambre dépressurisée à un dixième d’atmosphère on place une couche de silice ou de diamant. Des gaz d’hydrogène et de méthane (ou de vapeur de carbone) sont infusés dans ce réservoir et chauffés à haute température par micro-ondes. Ils sont ionisés et les atomes tombent sur le substrat, ajoutant progressivement des couches de structure cristalline à raison d’un demi millimètre par jour.

Les diamants de synthèse transparents s’utilisent aussi bien que les diamants naturels (qui sont rarement colorés) dans l’industrie, par exemple pour: – les outils de coupe, – les lasers, en optique, – les puces électroniques qui tirent profit de sa conductibilité. (Les diamants synthétiques sont vendus à des prix de 25% à 75% inférieurs à ceux des diamants naturellement colorés. ) Cette seconde technique produit un dimant bien plus pure que la premiere methode mais egalement moins solide.

Il existe donc de nombreuse pierres précieuses répartie en différente catégories et nous avons vu que leurs formation était le fruit de million d'années. nous avons également put voir que les pierres se formaient naturellement mais aussi qu'on pouvait fabriquer des pierres artificielles qui ont cependant moins de valeurs, avec l'exemple du diamant.