Diamants sur canapé ! - 02/01/2008

L’industrie a songé assez tôt à employer les exceptionnelles qualités de dureté du diamant pour percer, pour scier, pour protéger du trépan de forage pétrolier à la microchirurgie.

Tête de forage

Pour fabriquer des diamants de synthèse, il suffisait de mettre du graphite à des pressions et des températures comparables à celles de la nature. C’est en Suède qu’on y est parvenu la première fois en 1953, mais c’est General Electric aux États-Unis qui a créé la filière industrielle. De Beers était contournée. Certes tout ceci restait cher mais De Beers a dû s’y mettre, puis la Russie pour ses besoins militaires et pétroliers et maintenant la Chine qui est un gros producteur…

Il existe aujourd’hui des formes nouvelles. Lire à ce sujet, notre dossier "La croissance des minéraux". L’industrie consomme 600 millions de carats (500 viennent de l’industrie, 100 des mines) par an pour 1 milliard de dollars en brut, la bijouterie 20 millions de carats pour 8 milliards de dollars en brut.

1 - Fabrication

Un mélange de graphite et de Ni, entouré de pyrophylitte et muni de contacts électriques permettant le chauffage par effet Joule, forme une chambre de réaction cylindrique qui est placée au centre d'une presse tétraédrique. Entre 1667 et 1728°C, à 54 kbar, le diagramme de solidification Ni-C présente une zone fondue en présence de C cristallisé sous sa forme diamant.

Le rutile de la photo se trouve sur la pyrophyllite à grains fins de la photo
© www.fabreminerals.com - Fabre Minerals photo

Le taux de croissance est d'environ 1 mm/jour. La pyrophylitte (famille du talc) est plastique sous haute pression et transmet de façon homogène les pressions exercées. Les diamants produits sont jaunes (azote) ou verts. Ils font moins de 1 carat. Un diamant de 14,2 carats, de bonne qualité industrielle a été produit par De Beers.
Les producteurs de diamants font aussi du nitrure de bore cubique (dureté proche du diamant) qui demande également de très hautes pressions.

2 - Utilisations :
Les diamants synthétiques couvrent environ 90 % des besoins industriels et 70 % de la consommation française de diamant. Leur utilisation est limitée à 700°C (graphitisation) et aux matériaux ne réagissant pas avec le carbone. Ils sont ensuite, jusqu'à 1 200°C, remplacés par le nitrure de bore cubique.

France : Produits diamants Adamax pour la mécanique

En 1992, plus de 250 000 c de diamants ont été utilisés pour raboter sur 120 km, la surface (1,8 millions de m² de béton) d'une autoroute américaine, en Floride.

Ils sont utilisés pour l’usinage, le sciage, le forage, le polissage, pour toutes sortes de matériaux : acier, roches, béton, pierres précieuses, verre. Ils sont fabriqués sous forme de cristaux, de grains, ou en poudres pour de très nombreux secteurs industriels : automobile, aéronautique, astronautique, forages miniers, travaux publics (revêtements antidérapants), fabrication de machines, cybernétique, chirurgie et la biologie (microtomes et scalpels…), les semi-conducteurs etc...

France : Produits diamants Adamax pour l'usinage

Les USA sont n°1 mondial de la production avec 256 Mct en 2005, grains et de devant la Russie, l'Afrique du Sud et l'Irlande, ils sont aussi le 1er consommateur mondial avec 78,5 % de la production.

3 - Les imitations

Le cubic zirconium est le plus utilisé à l’heure actuelle. Son faible coût, sa facilité d’approvisionnement et sa ressemblance font de ce produit de synthèse un matériau incontournable en bijouterie. Il est facile à détecter pour un œil averti.

Zircon naturel © Lou Perloff webmineral

La moissanite est apparue récemment sur le marché. Cette pierre de synthèse est dangereuse pour les professionnels, car même à la loupe elle imite très bien le diamant. Les principales imitations :
- anciennes : le verre, le corindon et la spinelle synthétiques.
- récentes : le rutile synthétique, le titanate de strontium, l’aluminate d'yttrium et l’oxyde de zirconium synthétique

d'après (source : Société française de Chimie)