Echelle de Mohs


Echelle de Mohs

Échelle de Mohs

L'échelle de dureté de Mohs fut inventée en 1812 par le minéralogiste allemand Friedrich Mohs afin de mesurer la dureté des minéraux. Elle est basée sur dix minéraux facilement disponibles.

Comme c'est une échelle ordinale, on doit procéder par comparaison (capacité de l'un à rayer l'autre) avec deux autres minéraux dont on connaît déjà la dureté. Cette échelle n'est ni linéaire ni logarithmique.

Sommaire

Les dix minéraux de l'échelle de Mohs

Dureté Minéral Composition chimique Structure cristalline
1 Talc, friable sous l'ongle Mg3Si4O10(OH)2 monoclinique
2 Gypse, rayable avec l'ongle CaSO4·2H2O monoclinique
3 Calcite, rayable avec une pièce en cuivre CaCO3 rhomboédrique
4 Fluorine, rayable (légèrement) 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 une vitre SiO2 trigonal
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

Pour s'en souvenir aisément, voir la liste de mnémoniques

Quelques exemples

La moissanite assez récemment découverte est beaucoup plus dure que le corindon mais bien moins que le diamant. Sa dureté se situerait à 9,5.

L'ongle a une dureté de 2,2 et raye donc le gypse mais pas la calcite.

Certaines pierres ont une dureté variable selon la surface ou la direction où s'exerce la pression. Ils sont anisotropes. L'exemple le plus frappant est celui de la cyanite, qui a une dureté de 8 dans une direction et de 4 dans une autre.

De nouveaux matériaux, plus durs que le diamant et qui pourraient bien le remplacer dans de nombreuses activités industrielles sont en cours de développement : carbonitrure de bore cubique (c BC2N), des nitrures de carbone tridimensionnels (C3N4) ou encore les nanobaguettes de diamants agrégées (ADNR).

Échelles complémentaires

Il existe aussi une échelle comportant 15 classes, destinée à remédier au manque de régularité de l'échelle de Mohs. Il existe plusieurs échelles de dureté expérimentales dont les degrés sont déterminés expérimentalement par indentation (au moyen d'un poinçon de diamant de forme déterminée). On pourra citer par exemple l'échelle de Knoop, l'échelle de Brinell, l'échelle de Rockwell, etc. qui sont appliquées en fonction des matériaux étudiés. Il existe enfin des classifications absolues en fonction de paramètres physiques précis (module de compressibilité ou module de cisaillement).

Dureté de quelques gemmes

Dureté de quelques pierres précieuses et de pierres fines (ou ornementales)
Pierre Dureté Pierre Dureté
Diamant 10 Corindon 9
Rubis 9 Saphir 9
Topaze 8 Aigue-marine 7,5 - 8
Béryl 7,5 - 8 Émeraude 7,5 - 8
Tourmaline 7 - 7,5 Améthyste 7
Citrine 7 Cristal de roche 7
Quartz 7 Grenat 6,5 - 7,5
Zircon 6,5 - 7,5 Kunzite 6,5 - 7
Péridot 6,5 - 7 Opale 5,5 - 6,5
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