Matériaux gemmes

Emmanuel FRITSCH (PR-IMN), Benjamin RONDEAU (MC-LPGN) Olivier SEGURA (PhD student), Aurélien DELAUNAY (PhD student)

Les matériaux gemmes sont connus pour leur éclat (diamant), leur couleur (rubis, émeraude) et leur pureté. D'une façon générale, nous cherchons à comprendre les propriétés de ces matériaux optiques exceptionnels, à forte valeur ajoutée, et à faire la différence entre les vrais et les différents niveaux de « faux ». Nous nous intéressons à l'origine de leur couleur, qui fait souvent leur valeur et peut être parfois « améliorée » en laboratoire. On trouve même des gemmes naturellement thermochromes (diamants caméléons) et photochromes (sodalite hackmanite). La luminescence, très sensible aux faibles concentrations de défauts, permet de déceler des traitements en laboratoire parfois proches des processus naturels, notamment pour le diamant incolore. Les spectroscopies optiques et l'observation, non destructives, sont nos méthodes d'investigation privilégiées.

 

La luminescence orange des saphirs (Al2O3) aux ultraviolets courts (254 nm) est due à un centre à trou, tandis que la couleur bleue est émise par des groupements titanates

La variété photochromique naturelle du minéral sodalite, l'hackmanite, passe d'incolore à pourpre foncé sous les ultraviolets, grâce à des traces de soufre

Les diamants jaunes de type Ib naturels correspondent tous à une morphologie de croissance particulière, les cubes rentrants, qui sont aussi riches en H

Participants

• Emmanuel FRITSCH (PR), Benjamin RONDEAU (LPGN)
• Thomas HAINSCHWANG (doctorant). Diamants de type Ib : relation entre propriétés physiques et gemmologiques des diamants contenant de l'azote isolé
• HaiAn NGUYEN BUI (doctorante). Provenance géographique des matériaux gemmes: revue critique des données physiques, chimiques et géologiques, et compléments expérimentaux.

Publications

Gemology, the emerging science of gems
Fritsch E., Rondeau B.. Elements 5 , 147-152 (2009)

Chapter 13: Raman spectroscopy applied to gemology. In "Raman Spectroscopy applied to Earth Sciences and cultural heritage"
Fritsch E., Rondeau B., Hainschwang T., Karampelas S., EMU Notes in Mineralogy, 12, 453–488 (2012)

Luminescence spectroscopy and microscopy applied to the study of gem materials: a case study of C centre containing diamonds.
Hainschwang T, Karampelas S., Fritsch E., Notari F. Mineralogy and Petrology, 107-3, 393-413 (2013)

The origin of color in natural C center bearing diamonds.
Hainschwang T, Fritsch E., Notari F., Rondeau B., Katrusha A. Diamond & Related Materials 39, 27-40 (2013)

Collaborations

• LPGN, Université de Nantes, France
• GGTL, Genève, Suisse
• Gübelin Gem Lab, Lucerne, Suisse
• Laboratoire Français de Gemmologie et UFBJOP, Paris, France
• Opalinda, Strasbourg, France

ANR et contrats

Conseil scientifique & ingénierie de formation, Laboratoire Français de Gemmologie, Paris, France.