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Coup d’œil sur les synthèses, imitations et traitements appliqués sur les pierres taillées de joaillerie.

AVANT-PROPOS.

 

            Combien de fois les membres du Centre de Recherche Gemmologique de Nantes n'ont-ils pas entendu cette angoissante question dans le cadre d'un quelconque salon minéralogique :  « la pierre ornant cette bague, est-elle vraie ou fausse ?... »

            Bien que souvent posée sur le mode badin, pour de nombreuses personnes cette question peut être angoissante car sous-entendant de grosses sommes d'argent éventuellement disponibles en cas d'extrême nécessité.

            Malheureusement, dans beaucoup trop de cas, la réponse est négative, provoquant chez le propriétaire de la pierre, soit une grande tristesse, soit un doute sur la qualité d'une expertise très souvent sujette à caution à cause de sa gratuité. Expertise que l'on s'empressera donc de vérifier, soit chez le "bijoutier de famille", soit dans un laboratoire d'expertise lequel, bien sûr, fera payer sa prestation à un prix qui pourra dépasser la véritable valeur de la pierre.

            Il peut paraître étonnant que tant de pierres "anciennes" soient "fausses" alors qu'on à tendance à imaginer les époques passées exemptes de telles marchandises.

            Pourtant la fabrication, par exemple de verre teinté en imitation de pierres naturelles, ne date pas d'aujourd'hui puisqu'elle se pratiquait depuis la très haute Antiquité. Il est vrai qu'autrefois on accordait plus d'attention à la couleur d'une pierre plutôt qu'à sa nature. Ce qui ne semble pas être toujours le cas à l'heure actuelle. Mais pour autant peut-on reprocher, par exemple, aux souverains d'Angleterre d'arborer un spinelle rouge plutôt qu'un rubis birman sur leur couronne impériale ?

            A l'heure actuelle, la véritable nature des pierres vendues sur les marchés, les marchés exotiques plus particulièrement, pose de nombreuses interrogations, que ce soit dans le domaine des pierres de synthèse ou dans celui des améliorations ou traitements au point que, dans certains cas, le matériel standard du gemmologue ne suffit plus pour résoudre certains problèmes particuliers.

            Néanmoins, avec un peu d'expérience et du bon matériel classique de gemmologie, il est possible de se faire une idée précise sur la qualité de la plupart des pierres en circulation de par le monde.

            On fera donc ici un rapide tour d'horizon sur les diverses manipulations que l'on peut  pratiquer à l'heure actuelle sur les pierres de joaillerie. La plupart de ces manipulations ayant été évoquées également dans les ouvrages cités en bibliographie.

            Seules seront considérées ici les pierres dites « de couleur », c'est-à-dire autres que le diamant bien que ce dernier puisse aussi être coloré. Il s'agira donc de ce que l'on dénomme communément les "fausses pierres" étant entendu que les "vraies pierres" sont des pierres naturelles dont la couleur est d'origine et sur lesquelles les seules interventions humaines ne se limitent qu’à  une action de taille et de polissage.

            

1- Les pierres de synthèse, c'est-à-dire les pierres ayant la même composition chimique que les pierres naturelles mais qui ont été élaborées par l'homme.

           

On connaît les procédés suivants :

 

            1-1- La fusion à haute température pour ce qui concerne les corindons (saphirs de différentes couleurs ou rubis) ou les spinelles, et qui est actuellement le procédé le plus connu et le moins onéreux. Le principe consiste à projeter de la poudre d'alumine dans la flamme d'un chalumeau. L'alumine fond et se dépose sur un germe animé d'un mouvement de rotation. Il se forme un corindon cristallisé mais qui portera l'empreinte de son mode particulier de fabrication. Ces particularités non naturelles pourront se manifester sous forme de "stries de croissance" ou autres anomalies optiques qui aideront à distinguer ces synthèses des pierres naturelles.

            Ce procédé, appelé synthèse Verneuil du nom de celui qui l'a mis au point dès 1891, est toujours utilisé à grande échelle puisque l'on évalue à environ 200 tonnes la quantité de pierres produites annuellement de par le monde, entre autres dans les Alpes françaises et suisses.

            Au début du vingtième siècle, on peut penser que la vente de ces pierres réalisée en première main devaient se faire en toute honnêteté et à des tarifs évidemment très inférieurs à ceux des pierres naturelles. Mais on ignore les conditions exactes des ventes en seconde main et il est certain que des négociants peu scrupuleux ne se sont pas privés de commercialiser des pierres de synthèse de peu de valeur au prix des pierres naturelles de qualité supérieure.

            Il est évident que la qualité exceptionnelle de ces synthèses Verneuil peut paraître suspecte, aussi est-il possible de leur donner un cachet plus naturel en les soumettant à un choc thermique qui provoquera la formation d’imperfections telles que des micro fractures ou des givres.

 

            1-2- La voie hydrothermale qui se rapproche le plus des conditions naturelles de formation mais dont la mise en œuvre est plus délicate. Ce procédé utilise des autoclaves dans lesquels on met en solution aqueuse, à haute température, des éléments de base qui cristalliseront dans certaines conditions de pression et de gradient thermique. Dans ce cas, les pierres, les corindons et les émeraudes en particulier, montreront aussi certaines particularités dont des inclusions spécifiques ou des anomalies optiques. Ce procédé est également très employé pour produire du quartz, coloré ou non, qu'il n'est pas toujours aisé de distinguer des naturels

 

            1-3- La dissolution anhydre qui permet de faire cristalliser des corindons et des émeraudes à haute température dans un milieu dépourvu d'eau. Là aussi, les pierres issues d'un tel traitement montreront des inclusions et des anomalies optiques rarement ou jamais rencontrées dans la nature. Pour ce qui concerne les émeraudes, ce procédé a été largement développé à partir de 1940 (procédé américain Chatham), et ensuite repris en 1964 (procédé français Gilson).

 

            1-4- La sédimentation en phase aqueuse qui permet de réaliser des opales nobles dont la composition chimique, légèrement différente de celle des pierres naturelles, la positionne à la limite des imitations. Ce procédé a été développé en France par Gilson dès 1974.

            

2- Les pierres traitées.

 

Ce sont des pierres naturelles sur lesquelles on applique des techniques destinées à en améliorer la couleur et la transparence. Et dans ce domaine, l'ingéniosité humaine n'a guère de limites car, périodiquement, le gemmologue se trouve confronté à de nouveaux traitements qui, souvent, lui sont de plus en plus difficile à mettre en évidence.

            Pour ce qui concerne les traitements destinés à améliorer la couleur des pierres naturelles on connaît les méthodes suivantes :

 

            2-1- Le traitement thermique simple, le plus utilisé à l'heure actuelle, qui consiste à chauffer les pierres à plus ou moins haute température en atmosphère oxydante ou réductrice et dans un milieu neutre ou enrichi en éléments bien précis.

            C'est le traitement que l'on emploie maintenant, et pour ainsi dire d'une manière systématique, sur les corindons et plus particulièrement sur les saphirs. A partir d'une pierre d'un bleu verdâtre ou jaunasse, on parvient à obtenir un beau bleu du plus bel effet. Rares sont les saphirs présentés en bijouterie qui n'ont pas bénéficié d'une telle amélioration, d'autant plus qu'elle est maintenant officiellement considérée comme étant un "traitement traditionnel" dispensant le vendeur de révéler à son client l'origine exacte de la couleur de sa pierre (décret 2002-65 du 14 janvier 2002). Sachant que ce traitement est irréversible, on peut alors se poser la question de savoir où se situe la limite de l'escroquerie…

            Souvent ce mode de traitement est relativement facile à mettre en évidence par l'examen, sous fort grossissement, des inclusions naturelles de la pierre dont la forme ou leur proche environnement pourra être modifié.

            L'ambre peut également subir un léger chauffage de façon à faite apparaître des inclusions de formes esthétiques en « feuilles de nénuphar ».

 

            2-2- Le traitement thermique par diffusion. Si le chauffage d'un saphir bleu très clair ou presque incolore est réalisé dans un milieu enrichi en titane, la pierre prendra une belle couleur bleue grâce à la diffusion, généralement superficielle, de ce métal au sein de la pierre. Des zonages de couleur caractéristiques peuvent alors être mis en évidence dans certaines conditions et servir ainsi de moyen de détection.

 

            2-3- Le traitement au béryllium. Il s'agit d'un traitement thermique à haute température permettant la diffusion, jusqu'au cœur même de la pierre, non plus de titane mais de béryllium. Ceci dans le but de modifier agréablement la couleur bleue d'un saphir mais aussi, et surtout, de conférer à certains corindons sans valeur une superbe teinte rose orangé identique à celle des célèbres saphirs padparadschas. Souvent, la température élevée nécessaire à ce traitement peut laisser des traces caractéristiques sur les inclusions naturelles de la pierre. Sinon, une analyse chimique s'impose, mais à l'aide d'un appareillage lourd.

 

            De nombreuses autres pierres sont également sujettes à une amélioration par chauffage. Entre autres on peut citer les aigues-marines afin de renforcer leur couleur bleue; les tourmalines pour éclaircir les tons rouges trop foncé; les zircons pour changer leur couleur brune en bleu ou incolore; les quartz améthystes qui virent au jaune citrin, les tanzanites à nuances brunes ou jaune, qui deviennent d'un beau bleu violet, etc.

 

            2-4- L'irradiation (rayons gamma, neutrons, électrons) qui permet de produire des quartz noirs ou améthystes à partir de pierres incolores ou jaunes; de donner une belle couleur bleue à des topazes incolores; de renforcer la couleur rose des tourmalines; de conférer une couleur brun-rouge à des zircons incolores, etc. Contrairement à ce qui a pu être rarement observé jadis, ces traitements ne provoquent plus actuellement de radioactivité gamma rémanente.

 

            2-5- L'application d'un pigment coloré sous forme liquide ou de vernis, soit sur la surface de la pierre, soit au sein même de celle-ci en profitant de sa porosité ou de la présence de micro-fissures. C'est ainsi que la porosité naturelle des agates se prête très bien à ce genre d'amélioration mise au point depuis fort longtemps. De même, il sera possible de renforcer la couleur des turquoises, lapis-lazuli ou jades grâce à leur porosité ou à la présence de fissures.

 

            2-6- L'amélioration de la transparence des pierres d'aspect pierreux plus ou moins chargées d'inclusions ou de fractures (les givres). Le procédé le plus courant et le plus anciennement connu consiste à faire pénétrer, sous vide ou à pression ordinaire, une huile végétale (huile de cèdre en général) dans les givres des émeraudes. C'est un procédé très ancien et reconnu comme étant "traditionnel", donc sans devoir de divulgation. Il améliore la clarté des pierres mais n'a aucune incidence sur leur couleur ni sur leurs inclusions lesquelles, si elles ne sont pas trop gênantes, pourront même apporter une petite plus-value sous le nom de "jardin de l'émeraude". Ce qui est paradoxal car, normalement, moins il y a d'inclusions, plus grande est la valeur de la pierre.

            Le remplissage des fractures peut s'effectuer également à l'aide de résines synthétiques incolores ou même colorées si l'on veut, par la même occasion, améliorer la couleur de la pierre. C'est ce qui a été récemment appliqué sur les émeraudes, mais sans suite car la polymérisation des résines s'effectue avec de très légères variations de volume qui induisent des tensions internes pouvant fragiliser les pierres. De plus ces résines ont parfois tendance à jaunir au vieillissement ce qui, bien sûr, contribue à modifier la couleur originelle de la pierre. Néanmoins, ce traitement n'a pas été totalement aboli.

            Le remplissage, ou imprégnation, des fractures et givres peut être aussi effectué à l'aide de matières vitreuses silicatées et boratées. Ce genre de traitement, connu sous le nom de "glass fill", a été appliqué depuis longtemps sur les saphirs, rubis et diamants. Depuis, la pratique s'est maintenue et même largement développée grâce à la découverte de nouvelles formules de verre dont l'amélioration a porté sur leur fluidité ainsi que sur leur indice de réfraction par l'ajout de sels de plomb.

            C'est ce qui permet actuellement d'écouler les gros stocks inutilisés de rubis plus ou moins fracturés et d'aspect pierreux de provenances diverses. Ce traitement, appliqué sur des pierres peu givrées, entre dans la catégorie des imprégnations classiques par une matière étrangère, mais qui ne modifie pas la couleur originelle des pierres. En l'occurrence, les rubis actuellement traités de cette manière, arborent souvent une magnifique couleur naturelle. Le fait que ces pierres aient été imprégnées ou "glass filled", contribue évidemment à diminuer leur valeur marchande, mais pas au point de provoquer l'effondrement de leur marché comme on peut le constater à l'heure actuelle. Par contre, l'application de ce procédé sur des pierres extrêmement fracturées voire complètement disloquées est quelque peu abusif car l'on rentre alors dans le domaine des pierres reconstituées. De plus, ce verre de nouvelle génération est sensible à la chaleur ainsi qu'à certains produits ménagers. Ce qui tend, dans certaines circonstances, à déformer ou fracturer les pierres ainsi traitées.

            A l'heure actuelle, ces rubis « rebouchés au plomb » sont commercialisés dans le monde entier et constituent une grosse part des pierres offertes sur les marchés exotiques.

            

3- Les imitations

 

            3-1- De pierres naturelles par des pierres naturelles d'une autre espèce et de moindre valeur.

            Par exemple, les pierres de remplacement sont très souvent des grenats ou du quartz. Détecter la tromperie revient alors à mettre un nom sur la pierre de remplacement, ce qui est du ressort de quiconque possédant les compétences et le matériel de base nécessaire. L'exemple type de cette manipulation est le remplacement d'un rubis par un spinelle ou un grenat.

 

            3-2- De pierres naturelles par des composés artificiels. Le plus commun de ces composés étant un verre plus ou moins chargé en sels de plomb pour en renforcer l'indice de réfraction. La présence de bulles ou d'une texture fluidale observable à l'aide d'une simple loupe permet souvent de détecter la fraude, mais pas toujours.

            Les résines synthétiques se positionnent également pour une bonne part dans les imitations les plus courantes.

            Beaucoup de composés artificiels proviennent de certaines industries de pointe réalisant des essais entrant dans le domaine de l'électronique ou autres. Souvent, ces composés sont disponibles en quantités limitées mais si leur apparence, leur couleur ou autres qualités susceptibles de rivaliser avec des composés naturels sont reconnues, ils peuvent faire l'objet de fabrications spécifiques afin d'être commercialisés sur le marché des gemmes.

            C'est, par exemple, le cas du YAG (yttrium aluminium garnet) issu de l'industrie des lasers et qui a acquis une certaine notoriété dans le domaine des imitations du diamant. Ou encore le cas de l'oxyde de zirconium qui est actuellement la plus courante et convaincante imitation du diamant ou autres pierres de couleur. Et enfin la moissanite, plus connue sous le nom de carborundum utilisé pour ses propriétés abrasives (meules, poudres à polir, etc.). Cette moissanite n’est guère utilisée pour simuler une pierre de couleur mais, lorsqu’elle est incolore, elle constitue un redoutable concurrent du diamant à cause de sa grande dureté et surtout de sa thermo-conductivité identique. Ce dernier point est important car, jadis, il était le principal critère de reconnaissance rapide utilisé par tous les bijoutiers. Heureusement, les moissanites non montées sont très faciles à différencier des diamants (densités différentes).

  

4- Les pierres reconstituées (ou composites) qui sont le résultat de trois manipulations possibles :

 

            4-1- Le collage d'un élément minéral ou synthétique de peu de valeur en remplacement d'une partie de la pierre naturelle. Vue par transparence, l'amélioration sera du plus bel effet. Dans ce cas, la table de la pierre pourra être naturelle tandis que sa culasse sera d'une nature différente. C'est ce que l'on appelle un "doublet". Dans d'autres cas, un film minéral ou organique coloré est inséré entre la pierre naturelle et l'élément rapporté. C'est ce que l'on nomme un "triplet". Ce type d’amélioration peut être appliqué sur la plupart des pierres dites précieuses, ainsi que sur les opales nobles par le collage d’un fond noir à la base des cabochons.

            En règle générale ce genre de supercherie est assez facile à mettre en évidence à condition que la pierre ne soit pas montée en serti clos.

 

            4-2- Le collage de deux éléments identiques.

            Il s'agit d'une pratique peu courante qui consiste à assembler par collage deux pierres de nature et de couleur identique afin d'en augmenter le p