Comprendre les caractéristiques physiques des pierres précieuses
Dureté : entre résistance et fragilité
Chaque famille de gemmes possède ses propriétés physiques uniques, notamment en matière de dureté. Celle-ci mesure la résistance d’une pierre aux rayures, aux chocs mécaniques et aux agressions chimiques. Autrement dit, plus une pierre est dure, plus elle résiste à l’abrasion… mais cela ne signifie pas qu’elle est incassable.
En 1812, le minéralogiste Friedrich Mohs établit une première échelle de dureté relative, appelée Échelle de Mohs, allant de 1 (le talc, très friable) à 10 (le diamant, quasiment indestructible).
Cependant, une pierre peut être très dure mais fragile, en raison de plans de clivage internes ou d’une sensibilité aux chocs thermiques.
Certaines gemmes comme le corail, l’opale, la turquoise ou les perles sont particulièrement sensibles : leur surface poreuse absorbe les cosmétiques, parfums ou produits chimiques, ce qui peut les altérer progressivement.
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Densité : le poids au regard de son volume
La densité d’une pierre correspond à son poids spécifique, c’est-à-dire le rapport entre sa masse et son volume. Elle se mesure à l’aide :
– d’une balance hydrostatique, en plongeant la pierre dans l’eau (à 25°C),
– ou d’une balance à densité, qui calcule la gravité spécifique par rapport à l’attraction terrestre.
Chaque gemme a une densité caractéristique, qui aide notamment à l’identifier ou la différencier d’une imitation.
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Poids : l’unité du carat
Depuis 1909, le poids des pierres précieuses est mesuré en carat.
À l’origine, le carat faisait référence à une graine de caroubier, dont le poids très stable servait d’étalon pour les marchands.
Aujourd’hui, 1 carat équivaut à 0,20 gramme. C’est une unité de mesure internationale, utilisée pour les pierres précieuses, notamment les diamants. À ne pas confondre avec le karat (ou carat or), qui désigne la pureté de l’or.
L’échelle de Mohs en un coup d’œil
Les dix minéraux de référence sont, dans l’ordre : 1 le talc, 2 le gypse, 3 la calcite, 4 la fluorite, 5 l’apatite, 6 l’orthose, 7 le quartz, 8 la topaze, 9 le corindon et 10 le diamant. Chacun raye ceux qui le précèdent et se fait rayer par ceux qui le suivent. Cette échelle est relative : l’écart entre le corindon et le diamant est en réalité bien plus grand qu’entre le talc et le gypse. À titre de repère, une lame de couteau en acier se situe vers 5,5 et le verre ordinaire autour de 5,5 à 6.
Dureté et ténacité, deux notions différentes
Une pierre très dure peut se briser facilement si elle possède un clivage, comme la topaze ou le diamant. À l’inverse, le jade, moins dur que le quartz, est extrêmement tenace grâce à sa structure fibreuse : il résiste remarquablement aux chocs. Pour une bague portée tous les jours, il faut donc tenir compte de ces deux qualités, et choisir un serti qui protège les pierres les plus fragiles.
Quelques densités de référence
Le quartz a une densité d’environ 2,65, l’émeraude 2,7, le diamant 3,52, le rubis et le saphir 4. À volume égal, un rubis pèse donc plus lourd qu’un diamant : c’est pourquoi deux pierres d’un carat n’ont pas forcément la même taille.
Le prix au carat
On divise souvent le carat en cent « points » : une pierre de 50 points pèse un demi-carat. Le prix des gemmes augmente plus vite que leur poids, car les grandes pierres de qualité sont beaucoup plus rares : une pierre de deux carats coûte bien plus que deux pierres d’un carat de même qualité.
Pour aller plus loin sur « Dureté, Densité et Poids »
Pour approfondir le sujet, la fiche Wikipédia sur l’échelle de Mohs détaille les dix minéraux de référence. À lire aussi sur le blog : « Les méthodes d’identification des pierres précieuses », « Le Quartz » et « Pierres précieuses ».
Crédits photos : Dureté, Densité et Poids – Hannes Grobe (CC BY 3.0), via Wikimedia Commons.