La gemmologie

La gemmologie est une science qui étudie, classe et identifie les gemmes en se basant sur leurs caractéristiques chimiques, physiques et optiques. Elle repose sur l'analyse des interactions des gemmes avec la lumière, leur cristallographie, ainsi que sur des domaines tels que la géologie et la minéralogie pour comprendre leur origine et leur formation. De plus, diverses branches de la gemmologie existent, les gemmologues de terrain sont chargés de collecter des échantillons aux 4 coins du monde, ou alors proposent leurs services d'identification à l'industrie de la joaillerie sous forme de laboratoires indépendants. Ils exercent également dans divers secteurs tels que l'achat et la revente de gemmes, l'estimation pour les galeries d'art ou les ventes aux enchères, ainsi qu'à l'enseignement pour transmettre cette science précieuse. La gemmologie est une discipline passionnante qui allie connaissances scientifiques, compétences pratiques et appréciation de la beauté des gemmes.

Histoire de la gemmologie

La gemmologie est une discipline millénaire qui trouve ses origines dans l'Antiquité au sein de différentes cultures telles que les Égyptiens, les Grecs et les Romains. Au fil du temps, les connaissances gemmologiques se sont développées, notamment grâce aux échanges commerciaux entre les civilisations. Cependant, c'est au début du 19e siècle qu'elle a réellement pris son essor. En 1908, après la création du Comité de gemmologie par l'Association nationale des orfèvres de Grande-Bretagne (NAG), devenue par la suite l'Association de gemmologie de Grande-Bretagne, également connue sous le nom de Gem-A. Ce moment a marqué un tournant majeur dans l'histoire de la gemmologie.

En 1925, Londres a été témoin de l'établissement d'un laboratoire pionnier dédié à la gemmologie au service du commerce des bijoux. Cette initiative a été suscitée par l'émergence des "perles de culture" et les avancées dans la création de rubis et de saphirs synthétiques. Quatre ans plus tard, en 1929, Robert Shipley est devenu le premier diplômé américain du programme de diplôme de la NAG. Par la suite, il a fondé l'Institut de Gemmologie d'Amérique (GIA) et la Société Américaine de Gemmes (AGS). Depuis, diverses écoles professionnelles, associations de gemmologues et programmes de certification ont vu le jour à travers le monde.

Aujourd'hui, la gemmologie joue un rôle essentiel dans l'industrie des pierres précieuses. Les gemmologues utilisent des équipements de pointe pour identifier, évaluer et étudier les gemmes, tout en promouvant des pratiques responsables.

Certificats de laboratoires

Les laboratoires de gemmologie sont des établissements spécialisés dans l'analyse et l'évaluation des gemmes. Leur rôle principal est de fournir des certificats détaillés sur les caractéristiques et la qualité. Ces certificats sont essentiels pour les acheteurs et les vendeurs, car ils garantissent l'authenticité, la provenance et les caractéristiques spécifiques de chaque gemme.

Lorsqu'une gemme est soumise à un laboratoire de gemmologie, des experts qualifiés et équipés d'instruments de pointe effectuent une série de tests et d'analyses pour déterminer ses propriétés physiques, chimiques et optiques. Ces tests permettent d'évaluer la couleur, la clarté, la taille, le poids en carats et d'autres caractéristiques spécifiques. Une fois les tests terminés, le laboratoire émet un rapport d'analyse gemmologique détaillé qui comprend des informations essentielles sur la gemme, comme par exemple son poids, ses dimensions, la présence ou l'absence d'éventuels traitements ou dans certains cas son origine géographique.

Les rapports sont rédigés de manière claire et compréhensible, utilisant un langage accessible pour que les acheteurs puissent facilement comprendre les informations qui y sont présentées. Ils servent de preuve objective de la qualité et de la nature d'une gemme et sont donc essentiels pour prendre des décisions éclairées lors d'une transaction.

Il est important de s'assurer que le laboratoire de gemmologie qui émet le certificat est réputé et indépendant, afin de garantir l'objectivité et l'exactitude des informations fournies. Les certificats de gemmologie provenant de laboratoires renommés sont reconnus et respectés dans l'industrie, offrant ainsi une confiance accrue aux acheteurs et aux vendeurs.

Liste des laboratoires les plus réputés:

Caractéristiques des gemmes

Il existe différentes familles de gemmes et de cristallisations, certaines propriétés chimiques, physiques et optiques permettent leur identification.

Pour différencier les gemmes et identifier les éventuels traitements qu'elles ont subis, la gemmologie se fonde sur leurs caractéristiques chimiques, physiques et optiques distinctives. Lorsqu'une identification est réalisée en laboratoire ou sur le terrain par un gemmologue, une batterie de tests est effectuée à l'aide d'outils spécifiques. Les résultats obtenus sont ensuite comparés à une base de données afin d'obtenir les conclusions nécessaires pour l'analyse en cours. Les caractéristiques observées en gemmologie sont les suivantes :

Caractéristiques chimiques des gemmes

Formule chimique: Représente les éléments chimiques qui composent une gemme, indiquant leur proportion et leur arrangement dans sa structure.
Famille: Groupe de gemmes qui partagent certaines caractéristiques similaires, telles que leur structure cristalline alliée à une partie de leur composition chimique.
Variété: Gemmes au sein d'une même famille dont certains éléments diffèrent de la composition chimique basique de cette dernière. Par exemple, l'Émeraude et l'Aigue-marine font partie de la famille des Béryls.
Classe minéralogique: Fait référence à la classification des minéraux en fonction de leur composition chimique. Ex: sulfures, oxydes, silicates...

Caractéristiques optiques des gemmes

Couleur: Perception visuelle qui résulte de l'interaction entre la lumière et un objet. Ainsi, une gemme peut paraître rouge, bleue ou verte en fonction de sa composition chimique.
Phénomène optique: Font référence aux effets visuels qui se produisent lorsque la lumière interagit avec la structure interne des gemmes. Par exemple, ces phénomènes donnent lieu à des effets tels que l'iridescence, l'opalescence, l'astérisme ou encore l'adularescence.
Caractère optique: Se réfère à la manière dont la matière interagit avec la lumière, notamment en termes de réfraction, de réflexion et de transmission de la lumière à travers la gemme.
Signe optique: Propriété optique d'une gemme qui indique si elle présente un indice de réfraction plus élevé pour la lumière ordinaire (positive) ou pour la lumière extraordinaire (négative) lorsqu'elle se propage à travers la gemme.
Indice de réfraction: Mesure de la vitesse à laquelle la lumière se propage à travers une gemme par rapport à sa vitesse dans le vide. Il détermine l'angle de réfraction de la lumière lorsqu'elle passe de l'air ou d'un autre milieu à la gemme.
Axe optique: Fait référence aux particularités optiques d'un minéral biréfringent lorsqu'il est observé perpendiculairement à son axe de croissance.
Biréfringence: La biréfringence est la différence entre les indices de réfraction pour la lumière ordinaire et la lumière extraordinaire lorsqu'elle se propage à travers une matière. Elle est responsable de l'effet de double réfraction, où la lumière se divise en deux rayons distincts en traversant la gemme.
Doublage: Le doublage est un phénomène optique qui se produit dans les gemmes biréfringentes, où un objet observé à travers la gemme peut apparaître en double, en raison de la séparation des rayons lumineux en deux chemins distincts à l'intérieur de la matière.
Dispersion: La dispersion est le phénomène où la lumière blanche se sépare en différentes couleurs lorsqu'elle traverse un matériau transparent, créant un spectre coloré. Dans le monde des gemmes, on parle alors de "feux".
Éclat: Fait référence à la capacité des surfaces d'une gemme à réfléchir la lumière. Il peut par exemple être vitreux, adamantin ou encore métallique.
Pléochroïsme: Fait référence à la capacité d'une gemme à présenter des couleurs différentes lorsqu'elle est observée sous différents angles.
Spectre d'absorption: Le spectre d'absorption est une représentation graphique des longueurs d'onde de lumière qui sont absorbées par une gemme. Il permet d'identifier les couleurs qui sont absorbées et celles qui sont transmises.
Fluorescence: Fait référence à la capacité d'une gemme à émettre une lumière colorée lorsqu'elle est exposée à une lumière ultraviolette ou aux rayons X.
Luminescence: Capacité d'une gemme à émettre de la lumière après avoir été exposée à une source de lumière ultraviolette.
Réaction au filtre Chelsea: Fait référence à l'éventuel changement de couleur d'une gemme lorsque observée au travers d'un filtre dichromatique.

Caractéristiques physiques des gemmes

Système cristallin: Il existe 7 types de formation cristallines connues à ce jour, ils sont classés en fonction de la symétrie de leur structure. Les matières dépourvues de structure cristalline sont considérées comme amorphes.
Clivage: Fait référence à la propriété d'une gemme à se diviser ou se casser le long de plans spécifiques de faiblesse interne propres à différentes matières cristallines.
Dureté: Détermine la capacité d'une matière à résister à l'abrasion et aux rayures. En gemmologie, l'échelle de dureté Mohs est la référence pour quantifier cette caractéristique.
Stabilité: Capacité d'une gemme à résister aux variations de température ainsi qu'aux altérations résultant du contact avec de l'eau ou des produits chimiques.
Ténacité: Fait référence à la capacité d'une gemme à résister aux chocs et aux pressions exercées.
Poids: Dans le monde des gemmes, le poids est calculé en carats, abréviation "ct" (1 carat = 0,2 gramme). À ne pas confondre avec le karat, abréviation "k", qui fait référence à la pureté de l'or.
Densité: Correspond au poids d'une gemme par rapport à son volume. Deux variétés de pierres d'un même volume peuvent avoir un poids différent.

Autres caractéristiques des gemmes

Provenance: Se réfère à la position géographique où la gemme a été extraite. Les provenances peuvent impacter leur aspect et leur valeur ou encore être révélées par l'analyse des inclusions présentes dans la gemme.
Inclusions: Matières étrangères piégées à l'intérieur d'une gemme pendant sa formation, tels que des minéraux, des gaz ou des liquides. Elles peuvent affecter la pureté et la valeur d'une gemme, créer divers phénomènes optiques ou encore révéler son origine géographique.
Pureté: Fait référence à l'absence ou la présence d'inclusions, d'impuretés ou d'imperfections visibles à l'œil nu ou à la loupe. Une gemme très pure est plus recherchée et onéreuse, sauf dans le cas où les inclusions permettent l'apparition de phénomènes optiques.
Transparence: Fait référence à la capacité d'une gemme à être traversée par la lumière, ainsi, elle peut être transparente, translucide ou opaque.

Les Traitements

Les traitements des gemmes font référence aux diverses techniques utilisées pour améliorer l'apparence, la clarté et la couleur des pierres précieuses. Ces traitements sont couramment utilisés dans l'industrie des gemmes pour rendre les pierres plus attrayantes. Par exemple, certaines pierres peuvent être chauffées ou irradiées afin d'améliorer leur couleur, voire même de la changer. Il est important de noter que l'industrie des gemmes exige que les traitements soient divulgués lors de la vente d'une pierre traitée, et que la grande majorité des traitements sont détectables à l'aide de matériel de gemmologie. Cela permet aux acheteurs de prendre des décisions éclairées et de comprendre la valeur réelle de la gemme.

Les Synthèses

Au début du XXe siècle, l'homme a trouvé des moyens de reproduire des gemmes qui possèdent des propriétés optiques, physiques et chimiques identiques à celles des gemmes naturelles en recréant les conditions nécessaires à leur formation naturelle, mais de manière contrôlée et accélérée en laboratoire. La synthèse de gemmes peut être réalisée à l'aide de diverses méthodes, telles que la fusion à la flamme, la dissolution anhydre, ou encore la dissolution hydrothermale. Il est important de noter que les gemmes synthétiques ne sont pas de simples imitations mais bien des copies conformes aux pierres naturelles. Cependant, il existe des moyens de distinguer les gemmes synthétiques des naturelles en utilisant des techniques d'analyse spécialisées.

Les Imitations

Les imitations de gemmes ont une longue histoire et ont été utilisées pendant des siècles dans la bijouterie pour imiter les pierres précieuses rares et coûteuses. Elles ont été créées pour ressembler étroitement à leurs homologues naturels, mais à un coût considérablement réduit. Différents procédés existent afin d'obtenir une imitation, par exemple les matières composites comme les doublets ou triplets, ou encore certains verres traités ou teintés. Cependant, il est important de noter que les imitations de gemmes ne possèdent pas du tout les mêmes propriétés optiques, physiques et chimiques que les gemmes naturelles, elles pourront facilement être analysées et détectées avec de simples outils de gemmologie.

Instruments de gemmologie

Afin de réaliser ses analyses, le gemmologue utilise une vaste gamme d'instruments. Ces derniers peuvent être plus ou moins complexes et dépendent du contexte dans lequel les analyses ont lieu, il peut s'agir d'analyse gemmologique de terrain, de bureau ou encore de laboratoire. Néanmoins, certains outils sont incontournables dans le domaine, la liste est la suivante :

Brucelle: Fait référence à une pince qui permet de manipuler facilement les gemmes en évitant tout contact avec la peau.
Loupe 10X: Fait référence à une loupe à main permettant d'observer les gemmes sous un grossissement 10 fois supérieur par rapport à l'œil nu.
Loupe darkfield: Instrument permettant l'observation des inclusions d'une gemme sur fond noir à l'aide d'une lumière orientée de sorte que seulement l'intérieur de la pierre soit éclairé.
Balance: Instrument permettant de mesurer le poids des gemmes avec une précision minimale allant au centième de carat (0.00ct).
Torche: Instrument permettant d'observer une gemme ou un brut sous différents types d'éclairages tels qu'une lumière blanche, une lumière jaune et parfois une lumière ultraviolette.
Polariscope et conoscope: Instrument utilisé pour évaluer l'influence des réseaux cristallins d'une gemme sur la polarisation de la lumière. Il permet de déterminer son caractère optique (isotrope, anisotrope ou microcristallin) et de détecter les tensions internes présentes dans certains verres ou grenats. Couplé au conoscope (une bille de verre sans tensions internes), il permet de déterminer le nombre d'axes optiques présents dans une gemme isotrope.
Dichroscope: Instrument permettant d'observer et distinguer les différentes couleurs d'une gemme pléochroïque. Deux couleurs si dichroïque, trois couleurs si trichroïque.
Filtre Chelsea: Filtre dichromatique au travers duquel on peut observer l'éventuel changement de couleur d'une gemme, donnant des indications sur la présence d'éléments chimiques comme par exemple le chrome ou le cobalt.
Réfractomètre: Instrument permettant de mesurer l'indice de réfraction, le caractère optique et le signe optique d'une gemme. Il est toujours utilisé avec un liquide de contact dont l'indice de réfraction est soit de 1.79 soit 1.81.
Spectroscope: Instrument permettant l'observation des spectres d’absorption ou d'émission des gemmes, ce qui donne des indications sur la présence de certains éléments chimiques comme par exemple le fer ou le chrome.
Balance hydrostatique: Instrument permettant d'obtenir la densité d'une gemme. Composé d'une balance à carat couplée avec un kit de densité qui va permettre de peser la pierre dans l'eau. On obtient la densité par ce calcul: densité "d" = poids de la gemme dans l'air / (poids de la gemme dans l'air - poids de la gemme dans l'eau).
Chambre à UV: Instrument équipé de rayons Ultra Violets courts (UVC d'environ 254 nm) et longs (UVL d'environ 365 nm), permettant l'observation de la couleur et l'intensité de la fluorescence, la luminescence ou la phosphorescence des gemmes.
Microscope: Binoculaire permettant d'observer tous types d'inclusions ou d'aspects à l'intérieur d'une gemme avec un fort grossissement allant généralement de x10 à x150 selon les oculaires. Il est généralement équipé d'éclairages darkfield, incident ou transmis et permet l'utilisation de filtres polarisants.

En conclusion

La gemmologie est une science fascinante qui étudie, classe et identifie les gemmes en se basant sur leurs caractéristiques chimiques, physiques et optiques. Les gemmologues utilisent des équipements de pointe et des tests approfondis pour déceler les traitements, les synthèses mais aussi pour évaluer la couleur, la pureté ou encore la qualité de taille des gemmes, garantissant ainsi leur authenticité et leur valeur.

Grâce à une technologie de pointe, l'alliance des gemmologues de laboratoire et de terrain assurent la collecte et l'analyse de spécimens afin d'approfondir la compréhension de la nature des gemmes, ainsi que de leurs genèses et de leurs diverses provenances géographiques. Ce travail de longue haleine permet l'identification des gemmes naturelles, synthétiques, ainsi que leurs éventuels traitements.

Le gemmologue de bureau, quant à lui, joue un rôle crucial en fournissant des analyses qui offrent une vision claire à l'industrie de l'art et de la joaillerie. En utilisant des outils spécialisés et des connaissances avancées, le gemmologue examine les gemmes afin de déterminer leur nature ainsi que tous les critères de qualité, en prenant en compte des éléments tels que la couleur, la pureté, le poids, ainsi qu'une multitude d'autres caractéristiques physiques et optiques. Ces analyses initiales fournissent une évaluation de la valeur et de la qualité des gemmes. Cependant, il est important de noter que certains traitements appliqués aux gemmes peuvent être plus subtils et nécessitent un matériel de pointe coûteux pour les détecter, dont seuls les laboratoires les plus réputés sont équipés.

En définitive, la gemmologie est une science multidisciplinaire qui fait le lien entre la nature, l'art et la science. Chaque intervenant joue un rôle essentiel à la compréhension et à l'évolution de ce domaine fascinant. Elle permet de mieux comprendre ces trésors de la nature, de les apprécier dans leur diversité et de les utiliser de manière créative dans le domaine de la joaillerie.