Ce que mesure l'échelle de Mohs
Le minéralogiste allemand Friedrich Mohs l'a proposée en 1812. C'est un test de rayure : un minéral est plus dur que tout ce qu'il raye et plus tendre que tout ce qui le raye. Si un spécimen est rayé par l'apatite mais pas par la fluorine, sa dureté se situe entre 4 et 5.
L'échelle est ordinale, pas proportionnelle. Les nombres donnent un ordre, pas une mesure. Au scléromètre, le corindon (9) est deux fois plus dur que la topaze (8), mais le diamant (10) est environ quatre fois plus dur que le corindon. L'écart entre 9 et 10 dépasse toute la distance de 1 à 9.
Les dix minéraux de référence
Chaque degré est défini par un minéral courant. La dernière colonne donne la dureté absolue mesurée au scléromètre, qui montre l'irrégularité des écarts.
| Mohs | Minéral de référence | Formule | Dureté absolue |
|---|---|---|---|
| 1 | Talc | Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ | 1 |
| 2 | Gypse | CaSO₄·2H₂O | 2 |
| 3 | Calcite | CaCO₃ | 14 |
| 4 | Fluorine | CaF₂ | 21 |
| 5 | Apatite | Ca₅(PO₄)₃(OH,Cl,F) | 48 |
| 6 | Orthose | KAlSi₃O₈ | 72 |
| 7 | Quartz | SiO₂ | 100 |
| 8 | Topaze | Al₂SiO₄(OH,F)₂ | 200 |
| 9 | Corindon | Al₂O₃ | 400 |
| 10 | Diamant | C | 1500 |
La dureté de Mohs des pierres précieuses
Les gemmes se jugent sur la même échelle. Plus la pierre est dure, mieux elle résiste à l'usure d'une bague ; les pierres tendres comme l'opale, la turquoise et la perle se rayent facilement et conviennent mieux aux pendentifs et boucles d'oreilles.
| Pierre | Dureté de Mohs |
|---|---|
| Diamant | 10 |
| Moissanite | 9,5 |
| Rubis, saphir (corindon) | 9 |
| Topaze | 8 |
| Émeraude, aigue-marine (béryl) | 7,5 à 8 |
| Grenat | 6,5 à 7.5 |
| Améthyste, citrine (quartz) | 7 |
| Jade jadéite | 6,5 à 7 |
| Opale | 5,5 à 6 |
| Turquoise | Un peu moins de 6 |
| Perle | 2,5 à 4.5 |
Un test de rayure avec ce que vous avez déjà
Pas besoin d'un coffret de dureté pour situer un minéral. Les objets courants ont des duretés connues :
- L'ongle : environ 2,2 à 2,5. Il raye le gypse mais pas la calcite.
- Le cuivre : environ 3.
- Le verre à vitre et l'acier ordinaire, comme une lame de couteau : environ 5,5.
- L'acier trempé, comme une lime : environ 6,4.
- Le quartz raye le verre ; ce qui raye le quartz est plus dur que 7.
Tester sans abîmer un spécimen
Un test de rayure abîme ce qu'il touche : ne le faites jamais sur la face d'un spécimen auquel vous tenez.
- Testez au dos, sur une cassure ou sur un fragment détaché.
- Appuyez fermement et tirez sur quelques millimètres ; ne frappez pas.
- Essuyez la trace du doigt. Une ligne de poudre qui part est le matériau tendre déposé sur le dur, pas une rayure.
- Testez dans les deux sens : si A raye B et que B ne raye pas A, A est plus dur.
- Ne testez jamais à la rayure des minéraux toxiques en poussière, comme la galène, l'érythrite ou la skuttérudite, sans vous laver les mains et nettoyer la surface ensuite.
La dureté des minéraux marocains
La plupart des minéraux de collection marocains sont tendres. Presque tout ce qui vient des districts de plomb et de cobalt se situe entre 1,5 et 4, plus tendre qu'une lame d'acier et souvent qu'une pièce de cuivre. C'est pourquoi leurs pointes s'ébrèchent si facilement et qu'ils ne doivent jamais voyager en vrac.
| Minéral | Mohs | Conséquence pratique |
|---|---|---|
| Érythrite | 1,5 à 2,5 | Les lames plient et cassent au toucher |
| Rose des sables (gypse) | 2 | Rayée par l'ongle |
| Galène | 2,5 à 2,75 | Tendre et très lourde ; se clive en cubes |
| Wulfénite | 2,5 à 3 | Les fines plaques cassent facilement |
| Anglésite | 2,5 à 3 | Cassante ; protéger les arêtes |
| Calcite | 3 | La référence même du degré 3 |
| Barytine | 3 à 3,5 | Les lames se fendent selon le clivage |
| Cérusite | 3 à 3,5 | Les macles cassent aux branches |
| Vanadinite | 3 à 4 | Les arêtes s'ébrèchent facilement |
| Azurite, malachite, aragonite | 3,5 à 4 | Plus tendres que le verre |
| Fluorine | 4 | La référence même du degré 4 |
| Skuttérudite | 5,5 à 6 | Dure pour un minéral métallique |
| Améthyste (quartz) | 7 | Raye le verre et l'acier |
Ce que l'échelle ne dit pas
La dureté est la résistance à la rayure, pas la ténacité. Le diamant est le plus dur des minéraux naturels mais peut se fendre selon son clivage sous un choc sec. La fluorine (4) et la calcite (3) se clivent nettement dans plusieurs directions : un spécimen qui résiste à la rayure peut quand même casser en tombant. Les roches comme le granite ou le marbre sont des mélanges de minéraux, un seul chiffre de Mohs n'est donc qu'une moyenne.
Les questions des collectionneurs
Quel est le degré le plus élevé de l'échelle de Mohs ?
10, défini par le diamant, le plus dur des minéraux naturels connus quand Mohs a conçu l'échelle en 1812.
Quelle est la dureté du verre sur l'échelle de Mohs ?
Environ 5,5, comme l'acier ordinaire. Le quartz (7) le raye ; la plupart des minéraux marocains de collection, entre 2 et 4, ne le rayent pas.
Pourquoi le diamant est-il tellement plus dur que le corindon ?
Parce que l'échelle est ordinale. En valeur absolue, le diamant est environ quatre fois plus dur que le corindon, qui est environ deux fois plus dur que la topaze.
Comment tester la dureté chez soi ?
Avec l'ongle (environ 2,5), le cuivre (environ 3), le verre ou un couteau en acier (environ 5,5) et un morceau de quartz (7). Testez sur une zone cachée et essuyez la poudre avant de juger la trace.
Quelle est la dureté du saphir et du rubis ?
Ce sont deux variétés de corindon, qui définit le degré 9. Parmi les pierres courantes, seules la moissanite (9,5) et le diamant (10) sont plus dures.
Sources
- Wikipedia, Mohs scale (reference minerals, absolute hardness, history)
- Wikipédia, Échelle de Mohs (everyday reference materials)
- Terra Specimen mineral guides (hardness of each species)
- Wikipedia, Moissanite (hardness)
- Wikipedia, Beryl (hardness)
- Wikipedia, Garnet (hardness)
- Wikipedia, Jadeite (hardness)
- Wikipedia, Opal (hardness)
- Wikipedia, Turquoise (hardness)
- Wikipedia, Pearl (hardness)