Foire aux questions - FAQ
Les questions dans INFO GEMMOLOGIE
INFO GEMMOLOGIE (7)
Utilisation d'un test de dureté
Posté: mai 10, 2022 dans INFO GEMMOLOGIE
Pour les minéraux et les pierres précieuses la dureté signifie la résistance plus ou moins grande qu’ils offrent au rayement ou à la taille. Autrefois, avant l’utilisation des méthodes optiques pour la détermination, le procédé de rayement jouait un grand rôle dans l’examen d’une pierre précieuse. Aujourd’hui il n’est employé que sur les pierres de moindre valeur et pour les minéraux.
Le test de dureté par rayures comparatives est «inventé » par Frédéric Mohs, et définit la dureté d’un minéral par la résistance qu’il oppose au «trait » pratiqué. Mohs a choisi dix échantillons de minéraux comme spécimens de comparaison, numérotés de 1 à 10.
- dureté 1 Talc - dureté 6 Feldspath
- dureté 2 gypse - dureté 7 Quartz
- dureté 3 Calcite - dureté 8 Topaze
- dureté 4 Fluorite - dureté 9 Corindon
- dureté 5 Apatite - dureté 10 Diamant
Ils forment une série progressive ou chacun des minéraux raye le précédent, mais est rayé par le suivant. Certaines pierres ont une dureté variable selon la direction ou s’exerce la pression. Il faut donc pratiquer le test de dureté dans plusieurs directions.
Si deux minéraux ne se rayent pas réciproquement ils sont de la même dureté. Si une pierre du test de dureté (par exemple N°4) se laisse rayer par un minéral, mais que ce minéral est rayé par la dureté suivante (N°5), la dureté de ce minéral est de 4 ½
Pour déterminer la dureté d’une pierre facettées sans l’endommager, on essaye d’abord de la rayer à l’aide de la pointe (ou minéral) dont la dureté est 0,5 degré moins dure que celle de la pierre qu’on veut contrôler. Si cette pointe ne fait pas de rayure on essaye 0,5 degré plus dur. Si cette dernière ne raye pas non plus, la pierre en question est au moins de la dureté de la pointe.
Cela suffira dans la plupart des cas pour la détermination des pierres, par exemple pour distinguer un Rubis d’un Spinelle ou d’une Tourmaline rouge.
La forme conique de la pointe des échelles de poche donne qu’une rayure minime, de sorte qu’il est facile de repolir la facette qui éventuellement serait endommagé. Pour les pierres brutes, on peut commencer par la pointe (ou minéral) la plus dure pour descendre au fur et à mesure jusqu'à ce qu’on trouve la pointe qui ne raye pas la pierre à déterminer.
Utilisation des lampes Ultraviolet
Posté: mai 10, 2022 dans INFO GEMMOLOGIE
Luminescence
La luminescence est un terme désignant la propriété d’une pierre à devenir lumineuse sous l’influence de rayons lumineuse ou chimiques.
Pour les pierres c’est plus particulièrement sa luminescence aux rayons ultra violets (sa fluorescence) qui est utilisé. Lorsqu’un minéral (par exemple le phosphore) reste lumineuse après avoir été soumise aux rayons, on dit qu’il est phosphorescent.
La fluorescence des pierres précieuses provient de la présence infime de métaux (chrome, manganèse, le cobalt…) dans leur masse. Un groupe de pierres peut contenir des traces de métaux en quantité variable, il est donc naturel que la couleur de la fluorescence varie aussi selon les pierres, même si elles sont d’une même famille. Toutefois habituellement la couleur de fluorescence est caractéristique pour un même gisement.
Il est à noter que les UVC sont très dangereux pour les yeux et ne doivent en aucun cas être regardés directement. De même pour les UVL même s’ils sont moins dangereux sur de courtes expositions.
Fonctionnement d’une lampe UVC :
La lampe contient une ampoule à vapeur de mercure qui émet un spectre allant du jaune à l’ultra violet. L’utilisation de filtres adéquats permet de filtrer la lumière émise et laisse passer uniquement la bande de rayon ultra violet recherchée.
La portion d' entre 200 et 300 nm, est considérée comme la gamme des rayons ultra violets courts (UVC )et celle entre 300 et 400 nm, la gamme de rayons ultra violets longs (UVL).
En gemmologie l’examen des pierres est effectué aussi bien avec des UVC à environ 254 nm que avec des UVL à 365 environ nm. Le test consiste à observer dans une pièce obscure, ou cabine adaptée.
Ce test est souvent complémentaire et utilisé pour analyser les gemmes et/ou distinguer des pierres semblables. Suivant les longueurs d'ondes utilisées, les pierres peuvent rester inerte et ne donner lieu à aucun phénomène de luminescence, ou réagir à l'une, à l'autre ou au deux rayonnements et ce avec des couleurs et des intensités pouvant être identiques ou non.
Le croisement de tous ces comportements luminescent ensemble avec les autres tests standards donnent des renseignements précieux. Toutefois l’observation de ce phénomène seul ne peut pas apporter une contribution fiable dans le classement des gemmes et la luminescence, ne constitue pas en soi un test concluant, car même lorsque les pierres appartiennent à une espèce donnée, les effets observable varient selon les aux impuretés pouvant être de natures diverses.
Détermination des pierers par la couleur du trait
Posté: mai 10, 2022 dans INFO GEMMOLOGIE
Détermination par la couleur du trait
Les couleurs des pierres précieuses et fines peuvent être extrêmement variées, même dans un groupe de minéraux.
Le béryl, par exemple, existe dans toutes les couleurs de spectres, mais il peut aussi être incolore. Cette absence de couleur est précisément la pierre à l’état pur. Toutes les autres couleurs proviennent de substances donnant à la pierre une certaine coloration, dite couleur « étrangère ».
La couleur propre, étant une constante, peut servir à identifier la pierre. Cette couleur se révèle par un trait assez prononcé effectué sur une plaque d’essai en porcelaine non polie, car la poussière extrêmement fine qui en résulte, se présente sous l’aspect de petites paillettes impalpables et scintillantes. L’hématite, par exemple, qui ressemble à l’acier, a une couleur de trait rouge. La pyrite couleur cuivre, a un trait noir, la sodalite bleue un trait blanc. Si l’on a affaire à des minéraux plus durs, il est recommander d’en gratter d’abord un fragment à la lime d’acier et de la pulvériser ensuite sur la plaque d’essai. Cette méthode d’identification est surtout intéressante pour le collectionneur. Il est impossible d’avoir recours à ce procédé pour les pierres taillées, sans risquer de les détériorer.
Fonctionnement du spectroscope
Posté: mai 10, 2022 dans INFO GEMMOLOGIE
LE SPECTROSCOPE
Le spectroscope est un instrument fort apprécié dans de nombreuses branches de la science, a notamment trouvé son application dans l’identification des gemmes grâce aux travaux du britannique B.W Anderson qui a joué le rôle de pionnier dans ce domaine.
Notre acuité visuelle ne nous permet de distinguer que très grossièrement les différences de nuances dans les couleurs . Le principe du spectroscope est basé sur la décomposition de la lumière blanche en une série continue de lumières monochromatiques allant du rouge au violet.
La découverte de Newton portant sur la composition de la lumière blanche, a conduit le physicien J. Fraunhofer en 1817 à déterminer dans le spectre de la lumière solaire, une multitude de lignes d’absorption.
Ces raies sombres d’absorption verticales par leur positionnement et largeur variable permettent de déterminer les éléments constituants d’un corps.
Le spectroscope montre aussi des raies d’émission. Le rubis et le spinelle rouge sont caractérisés par ces raies brillantes dans la partie rouge du spectre. Ainsi le rubis s’identifie par une raie double vers 690nm et une raie, tandis que le spinelle montre une série de raies dans l’espace compris entre 650 à 700nm que l’on appelle par analogie des « tuyaux d’orgue »
La gemmologie emploie généralement un spectroscope de poche à vision directe où l’analyseur est réalisé suivant l’un ou l’autre des deux principes. Le spectroscope se présente sous forme d’un tube cylindrique. Il comprend à l’une des ses extrémités une fente pour recevoir la lumière et à l’autre un oculaire. Des modèles plus élaborés montrent dans le plan du spectre une échelle micrométrique dont l’avantage est de servir de repère aux longueurs d’onde. Toutefois les spectres des gemmes montrent suffisamment de disparité entre eux pour permettre, d’identifier les gemmes sans qu’il soit nécessaire de connaître exactement la longueur d’onde de chacun des rayons absorbés.
Le spectroscope est un moyen d’identification très pratique pour déterminer des pierres montées ou ceux dont l’indice de réfraction dépasse les possibilités du réfractomètre. En se référant au positionnement des raies d’absorption, il permet dans certains cas de révéler si la pierre a subi un traitement.
Il est conseillé de réaliser le test dans un endroit privé d’éclairage qui perturberait les observations. Placer les gemmes sur une surface noire et mate éclairées par une source lumineuse à forte intensité. Les pierres facettées sont posées sur leur table et les cabochons sur leur culasse. Les gemmes transparentes ou translucides sont examinées par transmission de la lumière et celles qui sont opaques par réflexion.
Attention, une période d’apprentissage est nécessaire pour tirer parti du spectroscope. D’une part pour acquérir la dextérité nécessaire dans le réglage entre la source lumineuse et le spectroscope, et d’autre part pour habituer l’œil à la vision des traits d’absorption et acquérir le pouvoir scrutateur nécessaire. Il est recommandé à un débutant d’acquérir ses premières expériences en étudiant des spectres simples. Il pourra par exemple constater que le spectre de la lumière solaire est marqué par des raies d’absorption dans le jaune, le vert et le bleu, tandis que celui de la lumière d’un tube fluorescent dit « blanc chaud » par des raies d’émission dans le vert et le bleu.
Fonctionnement du refractomètre
Posté: mai 10, 2022 dans INFO GEMMOLOGIE
L’indice de réfraction étant une grandeur inhérente à une gemme, sa connaissance fournit un renseignement précieux au gemmologue.
L’appareil utilisé pour mesurer les indices de réfraction est le réfractomètre. Il met à profit le phénomène de réflexion totale, et permet des mesures précises et rapides. Il permet ainsi d’identifier rapidement la plupart des gemmes.
Un réfractomètre, comprend trois parties essentielles :
- Un verre à indice de réfraction élevé.
- Un système optique constitué de lentilles et d’un prisme qui dirige les rayons réfractés vers l’oculaire.
- Une échelle graduée transparente divisée en 1/100e qui permet d’étendre la lecture des mesures jusqu’à trois décimales.
Le verre du réfractomètre dans la table de l’appareil permet le contact entre l’appareil et les gemmes à identifier. Les rayons lumineux qui traversent le système donnent sur l’échelle graduée deux zones bien distinctes, sombre et claire : l’indice de réfraction cherché
Avec la lumière blanche, on voit apparaître sur l’échelle de mesure une zone qui sépare la partie sombre de la partie claire, des franges colorées dues à la dispersion. La lecture s’effectue au niveau de la ligne qui marque le passage de la bande bleue à la bande verte
L’indice de réfraction des pierres rencontrées en gemmologie, va de 1.434 pour la fluorite jusqu’à des valeurs qui dépassent très largement la limite supérieure du réfractomètre conventionnel comme par exemple le diamant 2.418.
L ‘appareil est équipé d’un filtre jaune qui permet d’absorber les autres couleurs spectrales et l’utilisation de toute source lumineuse.
Mode opératoire :La pierre étudiée doit obligatoirement présenter une face bien polies et propre.
Pour créer un contact parfait la pierre et le verre du réfractomètre et éliminer toute trace d’air qui fausserait la mesure, on utilise un liquide à indice de réfraction élevé 1,78 qui sert de joint optique (solution sulfurée d’iodure de méthylène et de tétraiodéthylène)
On dépose une toute petite goutte de liquide au milieu de la surface du verre, puis on pose la pierre en douceur sur ce dernier pour éviter de le rayer, ce qui rendrait l’appareil inutilisable.
Vous devez essuyer le liquide avec un tissu absorbant après chaque mesure, compte tenu de sa toxicité et nature corrosive.
L’apparition d’une seule valeur sur l’échelle du réfractomètre ne signifie pas d’emblée que la pierre est monoréfringente.
En effet, le chemin parcouru par le faisceau lumineux pourrait correspondre à la direction d’un axe optique du cristal. Pour lever le doute faites subir à la pierre, une rotation de 360° par étapes de 90° sur différentes facettes.
Lorsque deux indices de réfraction apparaissent, la différence entre la valeur maximale et minimale, donne la biréfringence de la pierre, ce qui est une caractéristique déterminante. Leur écart peut varier en fonction de la position de la gemme
Si avec des pierres avec une forte biréfringence les 2 indications sont facilement repérables, le voisinage des indices des gemmes faible biréfringence peut rendre la lecture difficile.
Le filtre polarisant placé sur l’oculaire du refractometre permettra de pallier à cet inconvénient en isolant chacun des indices de réfraction. Pour cela placez le filtre sur l’oculaire et faites lui subir une rotation de 360° par étapes de 90.
Remarque : un agrégat biréfringent, en raison même du mode d’assemblage des microcristaux qui le composent ne donnera qu'une seule indice
Fonctionnement du dichroscope
Posté: mai 10, 2022 dans INFO GEMMOLOGIE
LE DICHROSCOPE - POLYCHROÏSME
Les ondes transmises par une pierre biréfringente de couleur, éclairée par une lumière blanche, se propagent sur différents plans de polarisation, et créent ainsi un phénomène d’absorption sélective en fonction du parcours qu’elles suivent.
A travers un dichroscope un observateur verra deux ou trois couleurs différentes ou des nuances d’une même couleur. Ces gemmes sont considérés comme étant polychroïque.
Le dichroscope comporte un système optique capable de capter les ondes polarisées des différents plans rectangulaires et de les présenter dans les limites de deux cadres juxtaposés.
Deux systèmes sont utilisés dans la conception de cet appareil :
Le dichroscope à calcite :
Il se présente sous la forme d’un tube cylindrique de quelques centimètres de long. La forte biréfringence de la calcite contenue dans le dichroscope permet de séparer très clairement les rayons ordinaire et extraordinaire. On voit apparaître dans l’oculaire deux images côte à côte .
Le dichroscope a filtre
Il est composé de deux demi cercles découpés un dans filtre polarisant insérés dans un support. La position relative des deux filtres est choisie de manière à créer des plans de polarisation décalés de 90°.
Interprétation des résultats obtenus
La présence ou l’absence de différence de couleurs entre les 2 images observées, et la diversité des nuances dans les couleurs, sont les éléments qui contribuent à l’identification des gemmes en permettant de procéder par élimination.
1- Présence de différence de couleurs ou de nuances de teintes :
deux couleurs : le cristal est uniaxe ou biaxe.
Trois couleurs : le cristal est biaxe.
2 - Absence de différence de couleurs :
le cristal est monoréfringent ou bien la direction d’observation correspond à un axe optique d’un cristal biréfringent.
Remarques importantes :
Il faut éviter de placer la pierre a examiner sur une surface brillante qui pourrait créer une polarisation par réflexion.
Une différence de couleur est une preuve que le cristal est biréfringent, mais son absence ne signifie pas nécessairement qu’il est monoréfringent. Dans ce cas, répéter l’examen en modifiant le positionnement de la pierre et l’angle d’observation pour confirmer l’interprétation.
Dans une pierre biaxe où trois couleurs sont présentes, le dichroscope n’en montre que deux à la fois. La troisième couleur ne sera visible qu’après avoir regardé le cristal dans plusieurs directions.
Dans certaines gemmes, le polychroïsme est si faible qu’il devient indétectable même à travers le dichroscope
Le dichroscope permet de trancher un renseignement douteux fournis par le polariscope .
Fonctionnement du polariscope
Posté: mai 10, 2022 dans INFO GEMMOLOGIE
LE POLARISCOPE
Un filtre polaroid est une feuille de plastique contenant des cristaux microscopiques d’iodosulfate de quinine orientés dans une même direction.
En superposant deux filtres en prenant soin de respecter le parallélisme des axes cristallins, la lumière polarisée provenant du premier filtre traversera le deuxième sans encombre. On dira que le système est en « position de clarté ».
Une rotation de 90° amène les polariseurs à une position croisée, ce qui affectera l’état d’éclairage précédent qui deviendra alors sombre et la nouvelle disposition correspondra à une « position d’extinction ».
Ceci est utilisée dans le polariscope pour distinguer les gemmes translucides monoréfringentes de celles qui sont biréfringentes.
Un polariscope est composé d’une source lumineuse et de 2 filtres polaroids. Le premier, le polariseur est placé directement sur la source lumineuse. L’autre filtre, l’analyseur, est placée dans le prolongement de l’axe perpendiculaire au premier.
Placez le système en « position d’extinction » puis placez la pierre sur le filtre du bas
(ou plaque de protection selon le modèle). Réaliser le tests en modifiant successivement l’orientation du filtre par rotation de 90°.
Examen d’une gemme monoréfringente : cette catégorie de gemmes n’apportant aucune modification dans le mode de transmission de la lumière, l’état d’extinction initialement crée par l’analyseur est maintenu pour toutes les positions de la gemme, soit chaque rotation
de 90°.
Examen d’une gemme biréfringente : une gemme biréfringente intervient pour modifier l’état d’extinction initial du polariscope lorsque ses plans de polarisation occupent une position intermédiaire par rapport aux directions croisées des polarisants. De ce fait
au cours d’une rotation complète (4 rotations de 90°) une gemme biréfringente sera vue à travers le filtre supérieur alternativement sombre et claire.
Remarques importantes :
Afin d’éviter une erreur de jugement vous devez examiner la pierre dans différentes positions.
Suite à des tensions internes subies au cours de sa formation, une gemme peut montrer des zones sombres et claires irrégulièrement réparties (effet d’ombres mouvantes) donnant l’impression que la gemme est biréfringente. En réalité il s’agirait d’une « pseudo biréfringence » qui est accidentelle et que l’on rencontre dans certaines gemmes comme le diamant, le grenat almandin, le spinelle synthétique ainsi que le verre trempé.
Un agrégat étant formé de cristaux diversement orientés, une partie des cristaux qui la composent laissera toujours passer la lumière, et un très faible effet lumineux sera en permanence transmis par l’analyseur. On rencontre une réaction semblable dans les gemmes fortement chargées de cristaux étrangers ou celles qui présentent des fissures.
L’utilisation du polariscope avant le réfractomètre, permet d’éviter des erreurs dues à une lecture hâtive lors de la prise des mesures sur une pierre à faible biréfringence (ex : émeraude synthétique 0.003 ou lorsque la deuxième valeur de l’indice de réfraction tombe en dehors de l’échelle de lecture (ex azurite 1.730-1.840)