DIAMANTS DE LABORATOIRE

Les diamants artificiels, également appelés diamants créés en laboratoire ou diamants synthétiques, sont créés à l'aide de processus technologiques très avancés dans des conditions de laboratoire strictement contrôlées qui imitent l'environnement dans lequel les diamants naturels se forment dans le manteau sous la croûte terrestre.

Ces dernières années, la prise de conscience des préoccupations éthiques concernant les questions humanitaires et écologiques liées à l'extraction des diamants, associée au coût élevé des diamants naturels extraits, a conduit à une augmentation de la popularité des diamants artificiels.

Si vous envisagez l'achat d'un bijou incorporant un diamant synthétique, vous serez peut-être intéressé de lire notre guide sur cette fascinante alternative aux diamants naturels:

Un diamant fabriqué par l'homme est essentiellement un diamant. Ces pierres précieuses créées en laboratoire sont uniques en ce sens qu'elles sont en fait des diamants de carbone pur présentant des caractéristiques optiques, physiques et chimiques identiques à celles des diamants naturels. La seule différence est que ces diamants ne sont pas cultivés par Mère Nature, mais par "l'homme". Si vous achetez votre diamant de fabrication humaine auprès d'une source légitime, il n'y a pas vraiment de différence entre un diamant naturel et un diamant de fabrication humaine cultivé en laboratoire, si ce n'est l'"origine". Beaucoup de gens pensent à tort que les diamants artificiels ne sont pas de vrais diamants et qu'ils sont des "faux diamants", mais en fait, en termes de structure, ils sont exactement les mêmes que les diamants naturels extraits.

Les toutes premières preuves de la création de diamants synthétiques par des scientifiques remontent à la fin des années 1800 à 1920, cependant, ces premières créations ont été analysées mais non confirmées. C'est dans les années 1940 que des scientifiques américains, suédois et russes ont commencé à cultiver officiellement des diamants créés en laboratoire en utilisant les procédés de HPHT et de CVD. Vers 1953, les premiers cristaux minuscules de diamants synthétiques ont été documentés. La production de diamants artificiels de plus grande taille pour la joaillerie et l'industrie a commencé au milieu des années 1990.

Deux méthodes ont été mises au point pour créer des diamants artificiels dans des conditions de laboratoire. Il s'agit de la méthode HPHT, qui signifie haute pression et haute température, et de la méthode CVD, qui fait référence au dépôt chimique en phase vapeur. Dans les deux procédés, un cristal ou une plaque de diamant est utilisé comme graine pour initier la croissance du diamant artificiel.

Le HPHT (high pressure high temperature) est la méthode traditionnelle de fabrication des diamants synthétiques. Le diamant créé en laboratoire est cultivé dans une petite capsule qui se trouve à l'intérieur d'un mécanisme (une presse) capable de générer des pressions extrêmement élevées. Le diamant créé par l'homme est formé à partir d'un alliage de métaux en fusion, comme le fer, le nickel ou le cobalt. À l'intérieur de la capsule, la poudre de diamant est soumise à des pressions et des températures extrêmement élevées qui dissolvent le flux de métal fondu. Celui-ci se cristallise ensuite pendant plusieurs semaines sur la graine pour former un ou plusieurs cristaux de diamant synthétique. Les diamants naturels poussent en octaèdre, mais ces cristaux de diamant artificiels présentent généralement des faces cubiques et octaèdres.

Le CVD (dépôt chimique en phase vapeur) est la méthode la plus récente de création de diamants synthétiques et est également appelé LPHT (croissance à basse pression et à haute température). Ce processus scientifique crée le diamant artificiel à l'intérieur d'une chambre à vide remplie de gaz contenant un carbone tel que le méthane. Une source d'énergie freine les molécules de gaz et, par ce processus, les atomes de carbone se déplacent vers le bas jusqu'aux plaques d'amorçage plates du diamant. Comme pour le HPHT, la cristallisation du diamant se produit entre plusieurs semaines et plusieurs mois et c'est le temps restant pour la croissance qui détermine l'épaisseur du diamant créé en laboratoire. Le nombre de cristaux produits dépend du nombre de plaques d'ensemencement et de la taille de la chambre. Ils ont souvent un bord rugueux de graphite noir et présentent une coloration brune qui peut être éliminée par traitement thermique avant le facettage du diamant synthétique.

Si ces deux pierres précieuses sont créées par le même processus primaire et ont la même structure fondamentale, les diamants Lab Created diffèrent des pierres naturelles. La principale différence entre les diamants Lab Created et les diamants naturels extraits que l'on peut observer réside dans la clarté des pierres. En outre, le processus de HPHT est censé produire des diamants artificiels qui sont beaucoup plus robustes et résistants que les diamants naturels.

L'augmentation de la production de diamants synthétiques destinés à la bijouterie s'est accompagnée d'une amélioration considérable de la couleur et de la clarté des diamants créés en laboratoire et d'une augmentation du poids en carats. Les gemmologues et les joailliers admettent qu'avec l'amélioration de la qualité des diamants artificiels, il devient plus difficile d'identifier ces pierres précieuses car leurs propriétés chimiques et physiques sont très proches de celles des diamants naturels.

Cependant, depuis 30 ans, le laboratoire du Gemological Institute of America (GIA) analyse et étudie de manière approfondie les diamants synthétiques pour leur permettre de les identifier en dehors des diamants naturels. En fait, le GIA rapporte qu'il n'a vu qu'un très petit nombre de diamants artificiels soumis à son insu pour ses rapports de classement officiels.

Cette GIA énumère un grand nombre des caractéristiques visuelles distinctives des deux types de diamants synthétiques:

• HPHT Synthétique CVD Synthétique
• Répartition inégale des couleurs Répartition uniforme des couleurs
• Modèles de grainage Pas de modèles de grainage
• Couleurs de fluorescence inhabituelles Couleurs de fluorescence inhabituelles
• Motifs de couleur de fluorescence Motifs de couleur de fluorescence
• Phosphorescence occasionnelle Phosphorescence occasionnelle
• Inclusions de flux métalliques Inclusions occasionnelles de points sombres
• Pas de modèle de contrainte Motifs de contrainte en bandes
• Inscription possible sur la gaine Inscription possible sur la gaine

Les caractéristiques visuelles des diamants synthétiques que le GIA a identifiés sont basées sur les caractéristiques affichées par un certain nombre de ces diamants artificiels. Toutefois, il convient de garder à l'esprit que, comme les diamants naturels, tous les diamants créés par le laboratoire ne présentent pas toutes ces caractéristiques. Par conséquent, l'identification d'un diamant synthétique doit être basée sur le fait que le diamant présente le plus grand nombre possible de caractéristiques identifiées.

Les diamants synthétiques fabriqués par le processus de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) ont des propriétés gemmologiques différentes de celles des diamants HPHT créés en laboratoire.

Les diamants de couleur artificiels créés par le procédé HPHT présentent très souvent une coloration inégale. Cela est dû à la façon dont les impuretés, par exemple l'azote ou le bore, sont incorporées dans le diamant synthétique pendant sa formation. Les diamants naturels présentent très occasionnellement un certain zonage de la couleur, mais ce n'est pas le cas dans le modèle géométrique montré par les diamants créés par le laboratoire HPHT. Le zonage des couleurs des diamants synthétiques HPHT est lié aux différentes faces du cristal, ce qui donne des motifs différents de ceux des diamants naturels. En revanche, les diamants synthétiques créés par CVD présentent normalement une coloration assez uniforme et des motifs de déformation en bandes, et ils sont d'une grande clarté avec peu ou pas de petites inclusions de carbone foncé.

Dans les diamants créés par le laboratoire HPHT, on peut souvent voir l'inclusion d'un flux métallique solidifié. Celui-ci est considéré comme noir et opaque en lumière transmise mais présente un éclat presque métallique en lumière réfléchie. Cela est dû à l'alliage de métal flux utilisé pour faire pousser le diamant artificiel contenant des éléments tels que le nickel, le cobalt et le fer. En fait, les diamants synthétiques présentant une forte proportion d'inclusions métalliques peuvent être captés par un aimant. Les diamants artificiels créés par le processus de dépôt chimique en phase vapeur se forment d'une manière différente, c'est pourquoi ils ne comportent pas d'inclusions métalliques. Certains diamants naturels contiennent des inclusions sombres de graphite ou d'un autre minéral, mais ces inclusions n'ont pas de lustre métallique.

Si un diamant naturel est examiné entre deux filtres polarisants placés à un angle de 90 degrés l'un par rapport à l'autre, il s'adoucira et affichera un motif brillant en hachures croisées ou en mosaïque de couleurs d'interférence ou de "tension". Cela se produit en raison des contraintes qui s'exercent sur le diamant naturel pendant sa formation dans le manteau terrestre ou pendant son éruption à la surface. Comme les diamants artificiels se forment dans un environnement contrôlé sans fluctuation de pression ni changement de niveau de contrainte, ils ne présentent pas de déformation ou de faible bande de déformation.

Le principal problème identifié par le GIA concerne l'identification des très petits diamants, ou mêlée, qui peuvent être naturels ou synthétiques. Pour aider le commerce de la joaillerie à résoudre ce problème, le GIA a mis au point un instrument automatisé qui permet de tester les très petits diamants et, dans le cadre de son programme de recherche en cours sur les diamants artificiels, il a récemment mis en place une installation de croissance par CVD où il peut produire ses propres diamants synthétiques pour les étudier.

La meilleure façon pour un consommateur de savoir si un diamant est naturel ou créé en laboratoire est de toujours demander un certificat lors de l'achat de la pierre précieuse ; demandez son certificat (vous ne devez pas acheter de diamants qui ne sont pas accompagnés d'un tel document). Les certificats de diamant (voir ci-dessous) délivrés par le GIA ou l'IGI indiqueront si la pierre est un diamant synthétique ou naturel.

Pour ceux qui apprécient les pierres précieuses de couleur fantaisie, les diamants créés par le laboratoire et fabriqués selon le procédé HPHT sont généralement de couleur jaune, jaune orangé ou jaune brunâtre. Presque tous sont de type IIb, ce qui est rare dans les diamants naturels. En ajoutant du bore dans le processus de croissance, les diamants bleus Lab Created sont formés. Les diamants artificiels roses et rouges, mais moins courants, peuvent être produits en soumettant le cristal après sa croissance à des processus de traitement thermique qui impliquent un chauffage et une radiation et un réchauffement. Les diamants synthétiques HPHT incolores sont très difficiles à créer car l'azote doit être exclu du processus de croissance ; il faut donc modifier les conditions de croissance et l'équipement.

CVD Les diamants synthétiques sont généralement de couleur grisâtre ou brunâtre. L'ajout d'une petite quantité de bore ou d'azote dans la chambre permet de créer des diamants de couleur jaune, rose-orange ou bleue. Les cristaux incolores sont plus faciles à produire avec cette méthode, mais leur croissance demande plus de temps. On pense qu'un grand nombre des diamants incolores créés par le laboratoire CVD disponibles étaient à l'origine des cristaux bruns décolorés par recuit HPHT. Les diamants synthétiques CVD sont le plus souvent de type IIa.

Les diamants de couleur de fantaisie créés en laboratoire se vendent à des prix relativement raisonnables par rapport à leurs homologues naturels de couleur de fantaisie.

Il existe sans aucun doute une certaine confusion entre les diamants artificiels et les diamants simulés, mais la réponse simple à cette question est NON, ils ne sont pas identiques.

Les diamants simulés n'ont pas les mêmes propriétés physiques que les diamants naturels, alors qu'en comparaison, les diamants artificiels ont les mêmes propriétés matérielles et les mêmes éléments que les diamants naturels, ils proviennent simplement du laboratoire et non de la terre.

Les diamants créés en laboratoire sont des diamants artificiels qui sont constitués d'atomes de carbone réels disposés dans la structure cristalline caractéristique du diamant de la même manière que les diamants naturels. Les simulants de diamant, tels que la zircone cubique et la moissanite, ressemblent aux diamants. Ils ressemblent à l'apparence et aux propriétés des diamants naturels, mais ont une structure chimique différente de celle des vrais diamants. Ce ne sont donc pas de véritables cristaux de carbone, ils imitent simplement l'apparence d'un diamant.

Un simulateur de diamant peut être artificiel, naturel ou, dans certains cas, une combinaison de ces éléments. Bien que leurs propriétés matérielles soient très différentes de celles des diamants naturels ou artificiels, les simulants présentent certaines caractéristiques souhaitées qui se prêtent idéalement à l'imitation. Les gemmologues formés sont capables de distinguer les diamants naturels et synthétiques des simulants de diamant, principalement par inspection visuelle.

Les propriétés des diamants artificiels sont très dépendantes du processus de fabrication. Certains diamants créés en laboratoire ont des propriétés telles que la dureté, la conductivité thermique et la mobilité des électrons qui sont bien supérieures à celles de nombreux diamants naturels. C'est pourquoi les diamants synthétiques sont largement utilisés dans les processus industriels tels que les dissipateurs thermiques, les outils de coupe et de polissage et les abrasifs. Des applications électroniques des diamants artificiels sont en cours de développement et des détecteurs de lumière ultraviolette (UV) ou de particules à haute énergie sont utilisés dans les installations de recherche à haute énergie. En raison de sa combinaison unique de stabilité thermique et chimique, de sa faible dilatation thermique et de sa grande transparence optique dans une large gamme spectrale, le diamant synthétique devient rapidement le matériau le plus populaire pour les fenêtres optiques des lasers CO2 et des gyrotrons de haute puissance. On estime que 98 % des diamants de qualité industrielle sont aujourd'hui des diamants artificiels.

Un diamant synthétique est environ 50 à 70 % moins cher qu'un diamant naturel extrait d'une mine de taille, de couleur, de clarté et de taille équivalentes. Alors que les diamants créés en laboratoire sont de plus en plus populaires auprès de ceux qui s'inquiètent de l'éthique de certains aspects de l'extraction des diamants ou qui ont un budget limité, pour beaucoup, cette différence de prix n'est pas une incitation suffisante pour les choisir plutôt que les diamants naturels. Cela est particulièrement vrai pour ceux qui achètent un bijou en diamant comme investissement.

Si le prix est un facteur dans votre choix de pierre précieuse, alors l'un des principaux avantages d'acheter un diamant fait main est qu'il s'agit d'une option moins coûteuse. En outre, les diamants artificiels ne présentent généralement pas d'inclusions importantes et visibles. Par conséquent, si le fait que vous puissiez acheter un diamant parfait, ou presque parfait, à un prix inférieur à celui que vous paieriez pour un diamant naturel parfait vous intéresse, alors un diamant créé en laboratoire est fait pour vous.

Si vous avez des préoccupations éthiques et que vous cherchez à combiner la qualité, le style et le prix avec votre désir de protéger l'environnement, alors l'option d'une bague de fiançailles créée en utilisant des diamants artificiels comme pièce maîtresse est un excellent choix. De plus, vous ne sacrifierez pas l'apparence de ce qui est probablement le bijou le plus important que vous porterez jamais.

Si vous avez maintenant décidé que vous souhaitez acheter un diamant artificiel de la meilleure qualité possible, vous seriez bien avisé d'acheter votre diamant créé en laboratoire auprès d'un détaillant de diamants légitime et respecté qui vous fournira un certificat attestant que le diamant artificiel que vous avez choisi a été cultivé en laboratoire et présente exactement la même composition que les diamants naturels extraits.

Photo: Diamant fabriqué en laboratoire et vendu à Londres, Royaume-Uni © Reve Diamonds

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