Le diamant industriel

Le diamant naturel, appelé également «Boart», est un diamant impur qui n'est  pas utilisable en joaillerie.

Les plus grosses pierres sont utilisées à l'état brut pour des meules à polir, des forages miniers, des recherches pétrolières et ainsi de suite, ou bien sous forme taillée au sein d'appareils de contrôle.

Sinon, la plus grande partie des diamants industriels est au contraire broyée, purifiée et triée par grandeurs en fonction des besoins. Ensuite, le tout est mélangé à un liant avant d'être fritté.

On trouve des outils de ce type dans tous les secteurs possibles de l'industrie et pour les procédés d'usinage  les plus divers, comme  par exemple dans l'industrie de la pierre naturelle, de la construction  civile ou souterraine, de la céramique, des matières plastiques, du  verre, de l'optique, de la métallurgie,  de l'électronique, des forages miniers, pétroliers et de gaz naturel.

1. Le diamant synthétique

Le diamant, de tous les temps, a été signe de richesse. Il est donc normal que durant des siècles on ait essayé de le contrefaire,  il suffit de penser par exemple aux alchimistes.

Il a fallu attendre les années cinquante  pour que les recherches soient couronnées de succès et  que l'on  parvienne  à réaliser et à contrôler  les conditions  nécessaires  de pression  et de température.  Presque 'au  même moment,  les firmes  ASEA (Suède)  et General  Electric (USA) ont réussi à produire du diamant synthétique. Ils ne resteront pas longtemps seules: l'Irlande,  l'Afrique  du Sud , l'URSS et le Japon ont également démarré leur production.

Le but premier était d'obtenir du diamant synthétique pour la production de pierres précieuses. On a toutefois  rapidement constaté que pour produire  un diamant de un carat le coût était bien supérieur à celui du diamant naturel de même grandeur puisque la  pression  et la  température doivent être maintenues pendant plus de 50 heures.

L'exploitation synthétique du diamant a donc penché vers l'utilisation industrielle où les petites pierres sont le plus utilisées. La production annuelle dépasse actuellement les 100 millions de carats.

2. Comment est produit le diamant synthétique?

En principe, on peut dire que les processus naturels qui ont conduit à la formation des diamants sont renouvelés dans des presses à haute pression et à haute température. La cellule  dans  laquelle  a  lieu  la  synthèse  est  entourée de céramique  faisant  office d'isolateur électrique et thermique,  et comporte des résistances électriques aux deux extrémités.

La cellule est remplie de poudre de graphite et de métal jouant le rôle de catalyseur. La capsule est mise dans une matrice et placée sous une presse d'une  puissance de 55000 Atmosphères tandis qu'un  courant de 1000 Ampères est envoyé  dans les résistances, portant graduellement la température à 1300° C. Le métal fond et le graphite se dissout. Lorsque le métal a pénétré le graphite jusqu' à saturation, le carbone se fixe sous la seule forme possible à de telles pressions : le diamant.

Au début, ce ne sont que de minuscules cristaux, mais il suffit que la température et la pression soient maintenues durant 10 minutes pour que les cristaux, alimentés par le carbone qui continue de se fixer, deviennent plus gros.

Après 10 minutes, le courant est coupé brutalement et la matrice est ouverte. La capsule est extraite et détruite.

Le diamant qui en est retiré est ensuite trié et tamisé selon les normes de qualité.

Un dernier contrôle de  pureté et de qualité est opéré  à l 'aide de rayons X et d'un diffractomètre. Cela fait, le diamant est prêt pour la fabrication d 'outils.

Schéma explicatif du procédé de fabrication du diamant synthétique   La flèche l indique la pression qui est exercée sur la cellule. La flèche 2 indique le passage du courant qui fait chauffer la cellule

3. Propriétés des diamants industriels

Diamant  naturel

a) Gamme de granulométrie étendue ;
b) Forme irrégulière des grains ;
c)  Fragile (chocs);
d) Bonne résistance aux températures élevées ;
e) Pouvoir mordant supérieur dans des matériaux tendres (marbre /molasse / grès tendre, etc.).

Diamant synthétique

a) Toutes les granulométries possibles :
b) Forme régulière ou irrégulière:
c) Résistance au choc déterminée à l'avance :
d) Résistance limitée aux températures élevées ;
e) Pouvoir mordant dans tous les matériaux  (granit /béton /quartzite /pierre réfractaire) selon le choix du type de diamant.