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Identification des pierres précieuses par spectroscopie Raman

Objectifs scientifiques :

  1. Identifier et déterminer l’authenticité des pierres précieuses par spectroscopie Raman

  2. Comprendre l’importance de la différenciation entre les pierres précieuses

 

Introduction :

Les pierres précieuses peuvent être trouvées dans une grande diversité de couleurs, formes et tailles. Par exemple le quartz, un cristal très commun, a de nombreuses variétés incluant le cristal transparent ; l’améthyste translucide (violet), citrine (jaune), blanc, rose et fumé (gris) ; l’agate opaque, le jaspe et l’onyx

Du fait de la variété de manières dont ces minéraux se forment et leurs apparences très proches, il est important d’être capable de les identifier et discriminer les différents minéraux.

 

C’est particulièrement important d’identifier les pierres précieuses, précisément quand il s’agit du commerce de ces cristaux de valeur. De nombreuses gemmes synthétiques et colorées sont sur le marché. Les vendeurs peuvent aussi, par erreur ou non, vendre d’autres pierres qui ressemblent à celle désirée. Le zirconium peut être pris pour un diamant, un verre coloré pour un péridot, une citrine pour une topaze. Beaucoup d’entre eux peuvent échapper à l’œil d’un collectionneur expérimenté.

 

La méthode de spectroscopie Raman est la méthode ultime pour déterminer la composition du cristal. Les minéraux ont une emprunte Raman unique. Une fois que le signal Raman d’un échantillon est collecté, il peut être mis en corrélation avec sa composition réelle. Cette méthode fonctionne en détectant comment les liaisons s’étirent dans le cristal. Un minéral tel que le diamant, contenant uniquement des atomes de carbone, présentera seulement 1 pic représentant le mouvement des liaisons entre les atomes de carbone. Les minéraux avec une grande variété d’atomes présenteront de nombreux pics.

Quand on collecte des données Raman il est important d’obtenir un bon signal. Si le signal est saturé, l’instrument ne sera pas en mesure de capter la totalité du signal et les pics seront plats à leur maximum.

Si le signal est trop faible, le spectre sera bruiteux. Le moyen le plus simple de résoudre ce type de problème est d’adapter le temps d’intégration qui correspond à la durée de fonctionnement du laser.