Dureté Mohs
Aussi : Échelle de Mohs, Dureté par rayure, Dureté minéralogique
La dureté Mohs est un indice adimensionnel sur une échelle de 1 à 10 qui décrit la résistance d'un minéral à l'égratignure par un matériau plus dur.
La dureté Mohs (également appelée échelle de Mohs ou dureté par rayure) a été mise au point en 1812 par le minéralogiste allemand Friedrich Mohs et demeure à ce jour la mesure qualitative la plus couramment utilisée pour évaluer la dureté à la rayure des minéraux et des métaux. Le principe en est très simple : un matériau de dureté Mohs plus élevée raye un matériau de dureté inférieure – et non l'inverse. L'échelle constitue ainsi un excellent outil d'orientation rapide pour la vérification d'authenticité des pièces et l'étude des matières premières.
L'échelle de Mohs en un coup d'œil
L'échelle va de 1 (talc, minéral le plus tendre) à 10 (diamant, matériau naturel le plus dur). Elle est non linéaire : l'écart entre les degrés est variable, si bien qu'aucune interpolation arithmétique n'est permise.
| Degré | Minéral de référence | Comparaison du quotidien |
|---|---|---|
| 1 | Talc | Se réduit en poudre à l'ongle |
| 2 | Gypse | Rayable à l'ongle |
| 3 | Calcite | Rayable avec une pièce en cuivre |
| 4 | Fluorite | Rayable au couteau (facilement) |
| 5 | Apatite | Rayable au couteau (difficilement) |
| 6 | Feldspath | Rayable à la lime en acier |
| 7 | Quartz | Raye le verre |
| 8 | Topaze | Raye le quartz |
| 9 | Corindon (saphir/rubis) | Raye la topaze |
| 10 | Diamant | Raye tout |
Les métaux précieux sur l'échelle de Mohs
Les métaux précieux présentent des duretés Mohs comprises entre 2,5 et 4,75, ce qui les rend relativement tendres – propriété qui explique leur caractéristique déformabilité (ductilité), mais aussi leur susceptibilité aux rayures :
| Métal | Dureté Mohs (env.) |
|---|---|
| Or (999) | 2,5 |
| Argent (999) | 2,5–3,0 |
| Platine | 3,5–4,5 |
| Palladium | 4,75 |
| Tungstène | 7,5 |
La faible dureté Mohs de l'or fin et de l'argent fin explique en grande partie pourquoi ces métaux sont alliés à du cuivre ou à d'autres métaux pour la frappe de pièces et la bijouterie : un alliage augmente sensiblement la dureté sans altérer de façon significative les propriétés du métal précieux.
Importance pour la vérification d'authenticité
La dureté Mohs est un critère utile, mais insuffisant à lui seul, pour juger de l'authenticité. Le tungstène (dureté Mohs 7,5) est certes nettement plus dur que l'or, mais il est utilisé comme noyau dans les lingots contrefaits, car sa densité (19,25 g/cm³) est quasi identique à celle de l'or (19,32 g/cm³). La contrefaçon au tungstène ne peut donc être détectée ni par la seule dureté à la rayure, ni par la seule pesée – seule une combinaison entre détermination de la densité, ultrasons et fluorescence X offre une certitude fiable.
Pour les contrôles courants de pièces au quotidien, il faut retenir ceci : une vraie pièce en or peut être rayée par un couteau en acier (dureté Mohs ~5,5) – opération que l'on ne devrait évidemment pas réaliser sur la pièce elle-même. La vérification d'authenticité des pièces et le vérificateur de poids des pièces offrent des alternatives non destructives bien plus sûres.
Principe de mesure
Dureté A > Dureté B → A raye B, B ne raye pas A
Dureté A = Dureté B → les deux se rayent mutuellement
La mesure s'effectue en pressant manuellement le matériau d'essai contre l'échantillon. On vérifie ensuite si un véritable sillon s'est formé ou s'il ne s'agit que de l'abrasion du corps d'essai le plus mou.
À retenir
La dureté Mohs classe les matériaux selon leur résistance à la rayure sur une échelle de 1 à 10 et aide à distinguer les métaux précieux des contrefaçons ou des éléments d'alliage – pour une évaluation fiable du prix de l'or ou une vérification d'authenticité, elle doit toujours être combinée à d'autres caractéristiques physiques telles que la densité et le point de fusion.