14 Fév, 2010

Posted par dans Le diamant | 3 commentaires

Le Diamant et la Science

Le Diamant et la Science


Des calculs mal faits, des expériences ratées ; mais toujours cette même persévérance de la part des scientifiques. L’histoire du diamant dans la science est vieille de plusieurs siècles ; mais, son avenir promet de nouveaux progrès dans le domaine scientifique, industriel et au niveau de la gemmologie.

La science a toujours voulu comprendre « l’indomptable », dans le but de l’imiter. De grands chercheurs ont consacré leurs travaux à analyser, comprendre et essayer d’imiter le diamant.

Ci-dessous les premières expériences avec le diamant :

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Ces grandes découvertes ont permis aux scientifiques de développer plusieurs industries :

  • La chirurgie (grâce aux scalpels qui sert à faire des incisions avec précision.)
  • L’aviation
  • L’industrie automobile (dans le fraisage et le forage des véhicules.)
  • Le forage au pétrole
  • La conquête de l’espace
  • L’informatique (pour transmettre les informations)
  • La biologie

Formation des diamants terrestres et extraterrestres

En outre d’analyser les diverses propriétés de cette pierre précieuse, les scientifiques ont étudié les conditions dans lesquelles le diamant se forme. Ils ont trouvé que le diamant naturel provenait principalement des:

  • Gisements volcaniques
  • Etoiles

Les gisements volcaniques

Les diamants sont formés à approximativement 150 km dans le sol terrestre. La pression est de l’ordre de 80 tonnes par cm2, tandis que la température s’élève à 1500 °C. Ces conditions sont favorables à la formation des diamants. Cinq molécules de diamant forment des liens entre elles et prennent la forme d’un tétraèdre. Comme la pression et la température continuent d’augmenter, le magma de kimberlites finit par être éjecté à la surface de la Terre ; puis, l’air le refroidit et le solidifie. La bouche du volcan devient généralement une mine à ciel ouvert dépendant de l’ampleur de l’éruption ; et à l’intérieur du volcan, une cheminée de kimberlites, renfermant les diamants, est formée.

Les diamants sont emprisonnés dans les volcans.

Les diamants sont emprisonnés dans les volcans.

Les diamants formés à partir des étoiles

Une théorie avance qu’un diamant pesant 2,98338 X1030 kilogrammes serait en orbite dans l’espace. Le diamant, dont la masse est 1,5 fois supérieure à celle du soleil, serait en fait une étoile de type « naine blanche ». Sa formation serait le résultat d’une collision entre deux étoiles qui se sont rapprochées. Le carbone présent au centre de la nouvelle étoile se serait cristallisé, d’où la formation du diamant.

Les scientifiques, Stephen Haggerty et Jozsef Garai, de l’université de Floride suggèrent que les diamants de type « carbonado » sont formés à partir de nuages gazeux, provenant des étoiles. La preuve de cela serait la présence d’azote et d’hydrogène présents dans ces diamants noirs. Donc, il a fallu que ces « carbonados » aient été formés dans un environnement riche en hydrogène.

Des océans de diamants

Le scientifique Marivin Ross assurait depuis 1981 que de très grandes quantités de carbone pur se trouvent sur des planètes géantes telles Uranus et Neptune. Mais aucune étude n’avait pu valider l’hypothèse que le carbone existe sur ces planètes sous la même structure moléculaire que le diamant. Cependant, des chercheurs californiens ont pu récemment démontrer qu’à une pression de 40 mégabars et une température à environ 50 0000 Celsius, la structure cristalline du diamant peut se stabiliser à un état liquide. Il se trouve que ces deux conditions sont réunies sur certaines planètes géantes. Il serait donc possible de trouver sur Uranus et Neptune des océans de diamants liquides. Si la pression diminue de 11 mégabars, il se peut aussi que le diamant liquide se solidifie en créant des icebergs.

La dérive des continents prouvée par les mines de diamants.

La formation des mines serait le produit de la dérive des continents, selon Alfred Wegener, astronome et météorologue allemand. Il explique cela par le fait que le changement de la Terre, durant le mouvement des plaques tectoniques, mettrait en contact des sols de différentes compositions. Ces terres aux compositions modifiées seraient le produit de deux plaques tectoniques se séparant ou entrent en collision.

La théorie d’Alfred Wegener a permis de constater que les gisements de diamants sont présents exactement où la dérive des continents a eu lieu il y a des millions d’années de cela. Ces gisements se trouvent particulièrement en Afrique de l’Ouest et en Amérique du Sud, deux plaques qui se sont séparées durant le mouvement des plaques tectoniques. Le même genre de gisements volcaniques se retrouve en Australie qu’en Afrique du Sud ; car ces deux plaques sont le résultat d’une séparation de la plaque indo-australienne et celle d’Afrique.

Carte du monde montrant la tectonique des plaques.

Carte du monde montrant la tectonique des plaques.


L’exploitation du diamant

Une fois la formation du diamant expliquée, les scientifiques ont essayé d’exploiter au maximum les diverses propriétés de cette pierre précieuse.

  • L’Université Macquarie a révolutionné les lasers. En faisant du diamant une partie intégrante du laser, ils ont créé le laser Raman. Le diamant s’y trouvant a été fabriqué par le « Chemical Vapor Deposition » (CVD) ou le « dépôt chimique en phase vapeur ». La conductivité thermique du diamant CVD augmente dans le laser Raman, rendant la lumière sortant du laser, plus claire et plus précise.

Le laser Raman en fonction.

Le laser Raman en fonction.

  • Des scientifiques venant de l’université de Melbourne sont à la tête de la fabrication du diamant le plus petit du monde. Sa taille est de 5X10-6 m de largeur et 3X10-7m. L’anneau produit des photons (des particules de lumière) et sert aussi à les détecter.

Le plus petit anneau du monde fait entièrement de diamant.

Le plus petit anneau du monde fait entièrement de diamant.

On utilise des diamants pour leur bonne conductivité thermique et leur résistance aux courants électriques. Ils ont aussi la capacité de transmettre des informations en qubits.

Le diamant ne nous a pas encore fait découvert toutes ses facettes. La science ne s’arrêtera jamais d’éclaircir les mystères de cette pierre aux multiples potentiels.

  1. Merci pour cette explication complète de la formation du Diamant. C’est un article très interessant qui mérite d’être parcourus. J’ai trouvé votre lien sur le site Wikipedia qui est une bonne source d’information sur le sujet. En tout cas bravo pour votre esprit de synthèse.

  2. Un article très interessant qui permet de bien comprendre les différentes applications que peut avoir le diamant dans les sciences.

  3. OUI !
    PASSIONNANT !
    Jérôme

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