Pour les minéraux, pierres précieuses, pierres fines et ornementales, la dureté signifie la résistance plus au moins grande qu’ils offrent d’une part au rayement et d’autre par à la taille.. Au temps ou lezs méthodes optiques de recherche n’étaient pas aussi développées que maintenant, le procédé de rayement ou » trait » jouait un grand rôle dans l’examen d’une pierre précieuse, il n’est encore employé de nos jours que par les collectionneurs et pour les pierres de peu de valeur. Sur le plan professionnel ce procédé n’est pas assez précis en gemmologie, le seul avantage qu’il présente est de permettre par des moyens réduits, un examen superficiel des pierres, en revanche ce moyen est encore utilisé en minéralogie.
echelle de moÉchelle de mohsLa découverte du test de dureté par rayures, comparatives, échelle de Mohs, revient au minéralogiste viennois Fréderic Mohs (1773-1839). C’est lui, qui pour la première fois définit la dureté d’un minéral par la résistance qu’il oppose au TRAIT pratiqué avec un objet pointu. Mohs choisit 10 échantillons de minéraux durs comme spécimens de comparaison et les numérota de 1 à 10. Ils forment une sé&rie progressive où chacun des minéraux raye le précédent, mais est rayé par le suivant.
Deux minéraux de dureté identique se rayent mais avec difficulté. L’emploi comparatif de l’échelle de Mohs permet de déterminer la dureté de chacune des gemmes. Les pierres de dureté de 1 et 2 passent pour des pierres tendres, celles entre 3 et 6 ont une dureté moyenne, celles entre 6 et 10 sont de dureté dure.
Certaine pierres ont une dureté variable selon la surface ou la direction où s »exerce la pression. La Cyanite par exemple présente une dureté de 4 1/2 sur la longueur de ses faces naturelles mais de 6 et 7 dans une direction oblique aussi l’a-t-on surnommée » Disthène » ou pierre contenant deux forces de résistance. Le diamant offre également de grandes variations de dureté. La grande dureté du diamant en facilité sa taille à condition que le lapidaire connaisse parfaitement ces différences de dureté et de résistance au choc. Ces données lui sont indispensables pour réussir son travail à la perfection.
Les dix minéraux de l’échelle de Mohs
| Dureté | Minéral | Composition chimique | Structure cristalline |
|---|---|---|---|
| 1 | Talc, friable sous l’ongle | Mg3Si4O10(OH)2 | triclinique |
| 2 | Gypse, rayable avec l’ongle | CaSO4·2H2O | monoclinique |
| 3 | Calcite, rayable avec une pièce en cuivre | CaCO3 | rhomboédrique |
| 4 | Fluorine, rayable (facilement) avec un couteau | CaF2 | cubique |
| 5 | Apatite, rayable au couteau | Ca5(PO4)3(OH-, Cl-, F-) | hexagonale |
| 6 | Orthose, rayable à la lime, par le sable | KAlSi3O8 | monoclinique |
| 7 | Quartz, raye le verre | SiO2 | rhomboédrique |
| 8 | Topaze, rayable par le carbure de tungstène | Al2SiO4(OH-, F-)2 | orthorhombique |
| 9 | Corindon, rayable au carbure de silicium | Al2O3 | rhomboédrique |
| 10 | Diamant, rayable avec un autre diamant | C | cubique |
Le clivage est l’aptitude de certains minéraux à se fracturer selon des surfaces planes dans des directions privilégiées lorsqu’ils sont soumis à un effort mécanique (un choc ou une pression continue). L’existence et l’orientation des plans de clivage dépendent de la symétrie et de la structure cristalline (plans des liaisons les plus faibles du réseau) et sont donc caractéristiques des espèces.
Lorsque les surfaces de fractures sont irrégulières, on parle de cassure. Clivages et cassures sont des critères importants de détermination des minéraux.
Il existe parfois des plans de séparation qui ne sont pas des clivages. Ces séparations (parting en anglais) ne sont pas directement liées à la structure du cristal mais s’expliquent par des variations dans la géométrie du réseau causées par un accident : altération, présence de macle, etc.
C’est à partir de ses observations sur les clivages de la calcite que René Just Haüy a développé la notion de « molécule intégrante » qui donnera naissance à celle de maille cristalline, introduite en 1840 par Gabriel Delafosse, son élève. Il passe à ce titre pour l’inventeur, avec Jean-Baptiste Romé de L’Isle, de la cristallographie.
