Certains sont surpris par le fait que de nombreux diamants présentent ce que l'on appelle des contraintes. On peut se demander : « Comment observer les contraintes dans un diamant ? » Ces dernières peuvent parfois présenter un ou plusieurs disques en forme de halo autour des inclusions. Celles-ci peuvent être observées à l'aide d'une loupe grossissante 10x. D'autres ne peuvent être observées qu'à l'aide d'un polariscope, équipé de deux lentilles polarisées et d'une source lumineuse. Il suffit de placer un diamant sur la lentille inférieure, puis de l'observer à travers la lentille supérieure. Pour un effet plus marqué, on utilise une loupe en la tenant à distance focale au-dessus du diamant et sous la lentille supérieure.
Un polariscope utilisé pour détecter le stress dans les diamants
Si un diamant subit un stress, il présentera un phénomène de couleur irisée appelé biréfringence.
Un diamant dodécaèdre soumis à de fortes contraintes
On pourrait se demander : « Pourquoi est-ce important ? » Eh bien, c'est crucial pour les polisseurs. La dernière chose qu'un polisseur, un scieur ou un opérateur laser souhaiterait, c'est que la contrainte soit relâchée, ce qui pourrait entraîner des dommages ou une destruction par la formation de plumes le long des plans tétraédriques du diamant.
La question suivante serait : « Quelle est la cause de la contrainte ? » Si l’on considère qu’un diamant se forme dans le manteau terrestre sous une pression énorme et une chaleur intense, et que lorsqu’il est poussé à la surface par une éruption volcanique, il est alors libéré de la pression in situ dont il bénéficiait, par exemple à 10 gigapascals de profondeur, dans le manteau terrestre. La déformation plastique, souvent observée dans les gros diamants de type 2A, révèle des contraintes dans les réseaux cristallins, même en l’absence d’inclusions.
Le diamant ayant un coefficient de dilatation très faible et les inclusions non diamantées un coefficient plus élevé, cette disparité pose problème lorsqu'on les soumet à la chaleur lors des procédés de sciage, de gravure laser ou de polissage, ce qui provoque une augmentation de la chaleur du diamant et des inclusions. Cependant, lorsqu'on les réchauffe lors de la taille, ils ne bénéficient plus de la pression in situ nécessaire pour les protéger. Lorsqu'une quantité suffisante de matière entoure la zone de contrainte, celle-ci peut être contenue. En revanche, si la matière est éliminée par polissage, la contrainte peut dépasser la matière qui l'entoure, entraînant la formation de plumes ou, pire encore, la fragmentation du diamant. J'ai vu des diamants russes contenant des inclusions d'olivine exploser, formant des mini-cratères lorsque les facettes atteignent les inclusions. La grande inconnue est qu'il est difficile, voire impossible, de prédire quand la libération des contraintes va se produire.
L'un des pires désastres dont j'ai connaissance concerne un diamant de 10 carats de couleur D, potentiellement parfait intérieurement, qui présentait une minuscule inclusion superficielle dans une moitié de couronne, qu'il a fallu éliminer par un léger polissage final. L'inimaginable s'est produit : le diamant s'est brisé, entraînant une perte quasi totale.
Ci-dessous, l'image d'un diamant ayant subi une libération de contrainte ultime. Il s'agissait d'un diamant de pureté SI et qui a dû être retaillé. GIA XXX. Malheureusement, il n'a pas survécu au polissage sur table. Il présentait une série d'inclusions dans un plan tétraédrique, qui s'est ensuite dégradée, comme le montre l'image ci-dessous. Ce diamant présentait une biréfringence très faible avant la retaille et la libération des contraintes pourrait être due à la friction du diamant pendant le polissage. La chaleur n'était pas en cause dans ce cas, mais plutôt un ensemble de circonstances ayant provoqué la libération des contraintes.
Un diamant qui a subi une libération de contrainte
En tant que tailleurs de diamants, nous veillons particulièrement à limiter la production de chaleur lors du polissage en utilisant des broches de polissage diamantées à refroidissement dynamique et en appliquant la pression la plus faible possible. Malgré tous nos efforts, l'image ci-dessus illustre la réalité dramatique du comportement imprévisible des diamants soumis à des contraintes.
