Brevet FR2858335A1 — publié le 20050204

Le chauffage de matières minérales avec des énergies conventionnelles: gaz,énergies fossiles,électricité,pour en améliorer la couleur et la transparence,est connu depuis des décennies. Il est ainsi pratiqué couramment dans les 5 pays producteurs de rubis et de saphirs. Cette opération exige généralement des températures comprises entre 1500 C et 20000C. Elle est donc coûteuse,éventuellement polluante, souvent brutale (chocs thermiques) ce qui induit une certaine fragilité dans les pierres ainsi traitées. L'invention consiste à remplacer de telles sources d'énergie par celle, photothermique,fournie par le soleil: gratuite, non-polluante et pouvant être maîtrisée sans brutalité tant au chauffage qu'au refroidissement. Les expériences correspondantes ont été menées dans un concentrateur solaire installé dans les Pyrénées-Orientales,et cela sur diverses matières: Des rubis de qualité médiocre provenant de Tanzanie et de Madagascar ont été portés ainsi jusqu'à 1900 C avec des résultats au moins aussi bons que ceux donnés par les éner20 gies conventionnelles. Des saphirs trop sombres ou verdâtres,originaires d'Australie ont évolué dans les mêmes conditions vers les teintes bleues souhaitées. Une couleur bleue correcte a été également obtenue sur des saphirs blanc-laiteux (geuda) venant 25 de Ceylan. Cette technique,simple chauffage,s'applique à d'autres minéraux: tourmalines trop sombres,éclaircies vers 650 C, zircons métamictes améliorés vers 1200 C. Le chauffage par l'énergie solaire s'applique encore avec 30 apport d'éléments chimiques extérieurs: - création d'astérisme sur des corindons cabochonnés selon des procédés d'enrobage avec oxyde de titane,par chauffage pouvant atteindre 1900 C; - incorporation par diffusion dans le réseau des corindons 35 d'éléments chromogènes,tels que chrome,cobalt,vanadium, béryllium,association fer- titane,etc... - dépôt par épitaxie sur un réseau cristallin donné,de couches de même structure,à partir d'un solvant fusible à - 2 haute température renfermant les molécules à déposer sur les cristaux-amorces. Le solvant est ensuite refroidi lentement ou au contraire porté à des températures où il est évaporé et condensé en zones plus froides. Du rubis artifi5 ciel a été déposé ainsi sur des corindons,aussi bien naturels qu'artificiels,en utilisant des solvants classiques: oxyde de plomb,oxyde de bismuth,sels fluorés,purs ou en mélange. On doit veiller à la toxicité de leurs vapeurs. Indépendamment des phénomènes précédents,il est possible d'utiliser de l'énergie solaire pour induire à des températures judicieusement choisies au cas par cas selon la substance chauffée,une microporosité les rendant aptes à s'imprégner après refroidissement à l'ambiante,de produits colorants. Exemples: - béryl médiocre traité quelques heures vers 700 C; quartzites à grain fin traités quelques heures par chauffage n'excédant pas 500 C; - roches banales de teinte verdâtre telles que serpentines, amphiboles, ainsi que des jades médiocres,contenant des mo20 lécules d'eau intégrées au réseau cristallin et chassées en tout ou en partie dans un traitement généralement entre 600 C et 1000 C. Dans le premier exemple et dans le troisième,l'eau chassée provoque une microfracturation. Dans le deuxième,c'est un 25 effet de trempe sur une matière anhydre. La totalité des exemples donnés concerne une production normalement destinée à la joaillerie,à la bijouterie fantaisie ou à la réalisation d'objet à caractère décoratif. - 3 REVENDICATIONS 1) Utilisation de l'énergie fournie par un concentrateur du rayonnement solaire,en substitution à des énergies conventionnelles,pour valoriser par chauffage aux températures spécifiques convenables,des matières minérales telles que cristaux et roches. 2) Utilisation selon revendication 1,caractérisée par une application à des cristaux naturels ou artificiels de corindon tels que rubis et saphirs,pour améliorer la couleur par chauffage au delà de 17000C. 10 3) Utilisation selon revendication l,pour induire par chauffage dans une zone de température choisie en fonction du matériau traité,une microporosité rendant celui-ci apte à prendre ensuite à froid une coloration dans un bain liquide renfermant le produit chromogène. 15 4) Utilisation selon revendication 3,où du béryl ordinaire est traité dans une zone de 600 à 900 C. 5) Utilisation selon revendication 3,où le matériau est une roche quartzeuse traitée dans une zone n'excédant pas 5000C. 6) Utilisation selon revendication l,où l'on provoque un dépôt épitaxique de rubis ou de saphir,à la surface de corindons naturels ou artificiels, par immersion dans un bain contenant de l'alumine en solution dans un composé fluoré en fusion. 7) Procédé utilisant la revendication 2,où les corindons sont,en outre, mis en contact avec des poudres chromogènes,à des températures supérieures à 1750 0C. 8) Procédé utilisant la revendication 2,où les corindons sont,en outre, mis en contact avec des poudres sus30 ceptibles de créer le phénomène d'astérisme,telles que l'oxyde de titane. 9) Utilisation selon revendications 1 à 8,où les minéraux traités en four solaire,sont utilisables en bijouterie.