Depuis que l'art de l'alchimie a commencé, il y a eu des tentatives pour produire des métaux précieux et des pierres précieuses à partir de métaux de base et d'ingrédients ordinaires. Au fil des décennies, des techniques ont été développées qui ont rendu possible des pierres précieuses synthétiques identiques physiquement et chimiquement aux pierres précieuses naturelles et testées en tant que telles. Vus dans les bijoux des années 1920/30 lorsqu'ils provoquaient une grande excitation, présentant des pierres précieuses de qualité supérieure rarement trouvées pour une fraction du prix d'une pierre extraite, nous les voyons également dans des pièces des années 1960/70 et en avons eu un certain nombre dans nos collections. . Il y a une fabuleuse exposition de ces pierres précieuses synthétiques au Natural History Museum de Londres.
Verneuil Rubis
Le Rubis, joyau préféré et prisé depuis des temps immémoriaux, a toujours été candidat aux tentatives de synthèse en raison de sa rareté. Le premier bijou synthétisé à l'échelle industrielle ; le nom célèbre associé aux rubis synthétiques est Auguste Verneuil un chimiste parisien dont la technique prend le nom.
Les premières tentatives documentées remontent à 1817, lorsqu'un rubis plus gros a été formé en faisant fondre ensemble deux rubis plus petits et en 1837, lorsque les premiers cristaux microscopiques ont été créés en laboratoire. Stimulant l'imagination à travers l'Europe pour expérimenter des méthodes jusqu'à ce que le chimiste Edmond Frémy conçoive une méthode efficace pour la fabrication commerciale de rubis en 1877, en utilisant des bains fondus d'oxyde d'aluminium (ou d'alumine), produisant les premières pierres synthétiques de qualité gemme.
Le chimiste parisien Auguste Verneuil a collaboré avec Frémy pour développer la méthode, mais a rapidement développé de manière indépendante le procédé de fusion à la flamme, qui finira par porter son nom et est encore utilisé aujourd'hui. L'une des principales sources d'inspiration de Verneuil était l'apparition de certains rubis synthétiques vendus par un marchand genevois inconnu en 1880. C'est après avoir examiné les rubis genevois que Verneuil a conclu qu'il était possible de recristalliser de l'oxyde d'aluminium finement broyé en une grosse pierre précieuse. Cette réalisation, ainsi que la disponibilité de la torche oxhydrique récemment développée et une pénurie mondiale de vrais rubis, l'ont amené à concevoir le four Verneuil, où l'alumine purifiée finement broyée et l'oxyde de chrome ont été fondus par une flamme d'au moins 2 000 ° C (3 630 °F), et recristallisé sur un support sous la flamme, créant un gros cristal.
Il a annoncé son travail en 1902, publiant des détails décrivant le processus en 1904. Six ans plus tard, le laboratoire de Verneuil s'était étendu à une installation de production de 30 fours, la production annuelle de pierres précieuses par le procédé Verneuil ayant atteint 1 000 kg en 1907.
L'un des facteurs les plus cruciaux pour cristalliser avec succès une pierre précieuse artificielle est d'obtenir un matériau de départ extrêmement pur. Dans le cas de la fabrication de rubis, ce matériau est l'oxyde d'aluminium. Selon la coloration souhaitée du cristal, de petites quantités d'oxydes divers sont ajoutées, comme l'oxyde de chrome pour un Rubis rouge. En variante, de petits cristaux sans valeur du produit souhaité peuvent également être utilisés. Le cristal résultant est à la fois chimiquement et physiquement identique à un vrai Rubis.
Méthode de Verneuil — Wikipédia
Alexandrite synthétique
Une pierre précieuse extrêmement rare, l'alexandrite naturelle est une gemme aux couleurs vives qui change de couleur et qui a été vue pour la première fois au début du 19e siècle en Russie. Une grande excitation s'est développée autour de la gemme car elle porte apparemment le nom du tsar, mais les approvisionnements ont toujours été limités même si elle a depuis été trouvée dans d'autres pays du monde.
L'alexandrite synthétique est une variété cristalline artificiellement cultivée de chrysobéryl, composée d'oxyde d'aluminium et de béryllium. La plupart des véritables alexandrites synthétiques sont cultivées par la méthode Czochralski, ou méthode "tirée". Les pierres d'Alexandrite cultivées en flux sont coûteuses à fabriquer et sont cultivées dans des creusets en platine et en raison du coût élevé de ce processus, elles ne sont plus utilisées dans le commerce. L'alexandrite de Czochralski est facile à identifier car elle est très "propre". Avec le grossissement, on peut souvent voir des stries courbes qui sont une caractéristique bien connue. Certaines pierres fabriquées par cette méthode ont changé de couleur du bleu au rouge - très similaire à l'alexandrite naturelle du Brésil, de Madagascar et d'Inde.
La plupart des pierres précieuses décrites comme « alexandrite synthétique » devraient vraiment être appelées « alexandrite simulée » : le corindon synthétique est mélangé avec du vanadium pour produire le changement de couleur. Ce matériau semblable à l'alexandrite est connu depuis près de 100 ans. Elle diffère de la vraie Alexandrite en ce qu'il n'y a jamais de changement de couleur verte, juste du violet et du mauve.
Saphir synthétique
Le procédé le plus ancien et le moins coûteux pour synthétiser les saphirs est connu sous le nom de fusion à la flamme. Le procédé Verneuil par lequel les rubis synthétiques sont fabriqués est également la fusion à la flamme. Dans cette méthode, une flamme fait fondre la poudre d'oxyde d'aluminium et les gouttes forment une longue forme de larme appelée boule. L'ajout de traces d'autres minéraux à l'aluminium peut créer différentes couleurs de saphir. Le procédé Verneuil peut créer des saphirs beaucoup plus gros que ceux que l'on trouve normalement dans la nature. Le procédé Czochralski mentionné précédemment est également utilisé pour fabriquer des saphirs synthétiques. Il n'est pas facile de faire la différence entre les saphirs cultivés en laboratoire et les saphirs naturels, mais il existe des signes révélateurs qu'un expert peut identifier. Les processus de fusion à la flamme peuvent produire une croissance incurvée et des bandes de couleur introuvables dans la nature. Le processus Czochralski peut produire des gemmes avec des inclusions telles que des bulles et des voiles de fumée, et la synthèse hydrothermale peut avoir des inclusions distinctives en «tête de clou».
En conclusion
Les rubis synthétiques, les saphirs et l'alexandrite sont chimiquement et physiquement identiques aux cristaux extraits, mais parce qu'ils sont fabriqués en laboratoire, on pourrait dire qu'il s'agit d'un choix éthique et, bien sûr, ils sont considérablement moins chers que les cristaux extraits. En effet, il est parfois très difficile, même pour un expert, de séparer le laboratoire fabriqué des gemmes extraites.
