Diamants Haute Pression-Haute Température (HPHT): Création, Machines et Utilisations

Le processus HPHT pour la croissance des diamants

La méthode HPHT est le procédé le plus ancien et le plus couramment utilisé pour créer des diamants synthétiques. Le processus simule les conditions naturelles qui créent des diamants au plus profond de la terre, exposant le carbone à des températures et des pressions élevées sur une période prolongée.

Le processus Haute Pression Haute Température (HPHT) pour la croissance du diamant commence par placer une graine de diamant dans une presse conçue spécifiquement à cet effet. La chambre est ensuite chauffée à des températures comprises entre 1300 et 1600 °C sous une pression extrême. Une source de carbone de haute pureté (par exemple du fer, du nickel ou du cobalt) se dissout dans le métal fondu et précipite sur le germe de diamant, initiant la croissance d’un diamant synthétique. Pendant plusieurs jours à plusieurs semaines, le matériau carboné migre et cristallise sur le germe de diamant, formant un cristal de diamant synthétique. Ce diamant de laboratoire est ensuite taillé et poli jusqu’à sa forme finale.

Machines HPHT

Il existe trois principaux types de machines HPHT : les presses à bande, les presses cubiques et les appareils BARS.

Presse à bande: Cette machine utilise deux grandes enclumes pour appliquer une pression sur une chambre cylindrique. L’échantillon, avec un flux métallique, est placé à l’intérieur, et la température et la pression sont augmentées jusqu’à ce qu’un diamant se forme.

Presse cubique: Couramment utilisée pour la production industrielle, une presse cubique est une grande presse multi-enclume capable de produire les niveaux de pression et de température nécessaires à la formation du diamant.

Appareil BARS: BARS signifie « Bridgman Anvil Russian System ». Cet appareil utilise une combinaison de presse hydraulique et de courant électrique pour créer les conditions nécessaires. C’est l’une des machines les plus efficaces et les plus utilisées pour produire des diamants synthétiques.

L’utilisation des diamants HPHT

Les diamants HPHT peuvent être fabriqués dans une large gamme de tailles et de qualités, des petites pierres de faible qualité utilisées dans les applications industrielles, comme la coupe et le forage, aux pierres plus grandes et de haute qualité utilisées dans les bijoux. Ils peuvent également produire des diamants de couleur fantaisie, comme le jaune et le bleu, qui se produisent lorsque des impuretés spécifiques sont ajoutées au cours du processus de fabrication.

Diamants par dépôt chimique en phase vapeur (CVD): création, machines et utilisations

Le processus CVD pour la croissance des diamants

Le procédé CVD, quant à lui, consiste à placer des germes de diamant dans une chambre à vide remplie d’un gaz contenant du carbone. La chambre est ensuite chauffée à environ 900-1200°C et un faisceau de micro-ondes décompose les molécules de gaz, provoquant la précipitation du carbone et son dépôt sur le germe cristallin. Ce processus peut prendre plusieurs semaines, avec un polissage intermittent pour éliminer le carbone non diamanté. Après cette période de croissance, les diamants synthétiques sont prêts pour la taille et le polissage. Initialement, ces diamants peuvent avoir une couleur brune, qui peut être éliminée par traitement thermique avant le facettage. Le produit final est un diamant incolore de laboratoire.

Machines CVD

Les machines CVD diffèrent considérablement des machines HPHT. Ils utilisent une chambre dans laquelle est introduit un gaz riche en carbone, généralement du méthane mélangé à de l’hydrogène. La chambre est ensuite chauffée, généralement à l’aide de micro-ondes ou de filaments chauds, pour décomposer les molécules de gaz. Les atomes de carbone se lient à une plaque de diamant germe, accumulant progressivement des couches de carbone pour former un diamant.

L’utilisation des diamants CVD

Les diamants CVD sont généralement de meilleure qualité et sont les plus couramment utilisés dans l’industrie de la bijouterie. Ils ont tendance à être clairs ou blancs, ce qui les rend idéaux pour les bijoux traditionnels, comme les bagues de fiançailles. Il est également possible de produire des diamants de couleur fantaisie avec CVD, bien que ce soit moins courant.

Identifier les diamants de laboratoire: caractéristiques physiques les différenciant des diamants naturels

Les diamants synthétiques et les diamants naturels sont identiques à bien des égards, y compris leurs propriétés physiques et chimiques. Ils sont tous deux constitués d’atomes de carbone disposés dans une structure de réseau cristallin, ce qui leur confère leur dureté et leur brillance. Pour la plupart des gens, un diamant de laboratoire et un diamant naturel seront identiques. Cependant, il existe des différences subtiles qui peuvent aider un gemmologue à différencier les deux :

Inclusions métalliques

Les inclusions sont de minuscules imperfections dans un diamant qui se sont produites lors de sa formation. Les diamants naturels ont souvent des inclusions qui ont été formées par une chaleur et une pression intenses pendant des millions d’années. Ceux-ci peuvent inclure des traces minérales ou une croissance cristalline irrégulière. Les diamants de laboratoire peuvent également avoir des inclusions, mais ils sont souvent différents. Par exemple, ils peuvent avoir des inclusions métalliques provenant du catalyseur métallique utilisé dans le procédé HPHT.

Modèles de croissance

Les diamants de laboratoire ont tendance à avoir des modèles de croissance différents de ceux des diamants naturels. Cela est dû aux conditions différentes dans lesquelles ils se forment. Les diamants naturels se forment sur des millions d’années, tandis que les diamants synthétiques se forment en quelques semaines ou quelques mois. Ces différents processus de formation peuvent entraîner différents modèles de croissance qui peuvent être détectés sous grossissement.

Fluorescence

Certains diamants de laboratoire peuvent montrer une forte fluorescence sous la lumière ultraviolette. Ce n’est pas un test définitif, car les diamants naturels peuvent également présenter une fluorescence, mais cela peut être une preuve de plus dans le processus d’identification.

Grainage

La structure cristalline d’un diamant de laboratoire peut parfois présenter un type de grain différent sous grossissement par rapport à un diamant naturel. C’est une autre caractéristique que les gemmologues recherchent lors de l’identification des diamants de laboratoire.

Inscriptions laser

De nombreux diamants de laboratoire sont gravés au laser sur la ceinture pour les identifier comme étant de laboratoire. Ce n’est pas une caractéristique naturelle, mais c’est une pratique courante dans l’industrie pour assurer la transparence et l’honnêteté.

Couleur et clarté

Les diamants synthétiques ont souvent une couleur et une pureté moyennes supérieures à celles des diamants naturels. En effet, l’environnement du laboratoire peut être soigneusement contrôlé pour minimiser l’introduction d’impuretés ou de défauts.

Laboratoires de gemmologie et leurs rapports sur les diamants cultivés en laboratoire

Les diamants de laboratoire ont gagné en popularité et leur marché se développe, la demande de certification et de validation de ces diamants de laboratoire augmente. Les certificats de diamant garantissent aux consommateurs et aux vendeurs la qualité de ces diamants synthétiques. Ces laboratoires utilisent une technologie de pointe et des méthodes scientifiques pour évaluer les propriétés et les caractéristiques des diamants de laboratoire.

Parmi les nombreux laboratoires de gemmologie, voici quelques-uns des plus connus et des exemples de rapports sur les diamants cultivés en laboratoire. Chacun de ces laboratoires a sa propre approche unique et ses offres spécifiques.

Le Gemological Institute of America (GIA)

Le Hoge Raad voor Diamanten (HRD Anvers)

The International Gemological Institute (IGI)

La valeur des diamants synthétiques

La production de diamants synthétiques a été révolutionnée par les technologies modernes, permettant leur création en masse en quelques jours ou semaines, selon la taille. Cette rapidité et cette efficacité contrastent fortement avec les processus exhaustifs et coûteux d’extraction de diamants rares et naturels.

Même si les diamants de laboratoire sont fabriqués par l’homme, ils entraînent toujours certaines dépenses. La production utilise des machines coûteuses et énergivores, et les diamants sont taillés, polis et certifiés par des laboratoires de gemmes renommés pour garantir leur qualité. Tous ces facteurs contribuent à leur prix.

Les coûts réels des diamants synthétiques sont nettement inférieurs à ceux des diamants naturels. Malgré cela, certaines marques majorent les prix d’une manière qui peut être trompeuse. Pour aider les consommateurs, une liste des prix moyens du marché est fournie, offrant une référence pour comprendre le prix des diamants de laboratoire.
Notez que dans les bijoux en diamants de laboratoire, le travail d’orfèvrerie constitue souvent une part égale ou supérieure du coût que les diamants synthétiques. Contrairement aux diamants naturels, les diamants de culture n’ont généralement pas une valeur de revente significative en eux-mêmes, contrairement à leurs montures en or. La valeur des bijoux en diamants synthétiques peut être rehaussée par la réputation du créateur. Cependant, cela devrait être considéré comme plus conforme à la mode haut de gamme qu’à la valeur des diamants et de la haute joaillerie.

Pour aider nos visiteurs à naviguer dans les prix des diamants synthétiques, Ajediam a publié une liste de prix des prix moyens du marché pour les diamants synthétiques, visitez notre page de liste de prix des diamants synthétiques

La question de la durabilité des diamants synthétiques et naturels

En ce qui concerne la durabilité des diamants synthétiques par rapport aux diamants naturels, la réponse n’est pas tout à fait noire ou blanche. Une croyance répandue suggère que les diamants de laboratoire offrent un choix plus éthique par rapport à leurs homologues extraits. Cependant, il est crucial de reconnaître que l’industrie du diamant naturel joue un rôle important dans le renforcement des économies de nombreux pays, créant des emplois et des revenus pour un large éventail de segments de la société.

Malheureusement, de nombreuses marques peuvent tromper les consommateurs en affirmant que les diamants synthétiques représentent une alternative « verte » aux diamants naturels. Une telle affirmation n’est pas tout à fait exacte. Le processus de fabrication des diamants synthétiques est énergivore. De plus, la majorité d’entre eux sont produits dans des pays qui dépendent principalement de sources d’énergie non renouvelables. Bien que la production de diamants synthétiques soit énergivore, elle est généralement plus respectueuse de l’environnement par rapport aux processus impliqués dans l’extraction de diamants. En tenant compte à la fois des facteurs socio-économiques et environnementaux, le choix entre les diamants synthétiques et naturels dépend en fin de compte des préférences individuelles.

Transformer les tendances : l’impact des diamants synthétiques sur les marchés du diamant et de la joaillerie

L’introduction de diamants synthétiques sur le marché a d’abord été accueillie avec peu d’inquiétude par les professionnels de l’industrie du diamant. Les premières versions de ces diamants synthétiques n’étaient pas de haute qualité et leur prix était trop élevé pour constituer une menace réelle pour l’industrie du diamant naturel.

Au fur et à mesure que la technologie s’améliorait, la qualité et l’apparence des diamants de laboratoire se sont améliorées, tout en devenant beaucoup plus abordables. Cette évolution a déclenché une vague de quasi-hystérie sur le marché du diamant il y a quelques années, rappelant la perturbation que les perles de culture ont apportée au marché des perles naturelles.

Contrairement aux craintes que les diamants de laboratoire déciment le marché des diamants naturels, un nouveau créneau au sein de l’industrie du diamant a émergé. Ce créneau s’adresse à deux types de clients : ceux qui auparavant ne pouvaient pas s’offrir le diamant de fiançailles de leurs rêves et ceux qui aiment consommer des diamants comme des articles de mode de luxe, plus fréquemment.

Malgré ce changement, l’industrie du diamant naturel reste robuste. L’intégration des diamants synthétiques dans le marché semble avoir conduit à l’expansion et à la diversification des marchés du diamant et de la joaillerie. Au lieu d’anéantir le marché existant, les diamants de laboratoire se sont taillé une place dans l’industrie. D’après ce que nous voyons chez Ajediam, il s’adresse à un ensemble différent de consommateurs et contribue à la croissance globale du secteur. Le marché des diamants Lab-Grown en est encore à ses débuts, il sera intéressant de voir comment il évoluera au cours des prochaines décennies.

Histoire complète des diamants artificiels fabriqués en laboratoire: de la création au marché