Analyse de métaux précieux

Rédacteur: Jean-René Gonthier

>> Depuis que l'homme extrait des métaux précieux, il est aussi en mesure de les analyser. De nos jours, les techniques modernes permettent de déterminer de façon précise la composition de métaux précieux sans perte ni endommagement du matériau. Le chimiste allemand réputé Martin Heinrich Klaproth (1743–1817) a formidablement énoncé le dilemme des premières analyses commerciales de métaux précieux au 18ème siècle : «On y gagne l'analyse, mais on y perd le matériau analysé…»

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Substrat d'or issu des rivières helvétiques. (Image: Helmut Fischer)
Substrat d'or issu des rivières helvétiques. (Image: Helmut Fischer)

En effet, quelle que soit la méthode utilisée pour tester des métaux précieux de façon conventionnelle, l'objet est toujours endommagé et il en résulte une perte de matériau et une dépréciation. Que ce soit en utilisant une pierre de test pour abraser dans des acides - méthode usuelle depuis l'antiquité - ou par coupellation qui permet de séparer les parties non précieuses des parties précieuses pour les déterminer. Lorsqu'il s'agit de déterminer, de façon précise, des alliages comportant des éléments traces et des oligo-éléments, ou lorsque des revêtements sont en jeu, comme pour la rhodinisation de l'or ou dans l'industrie horlogère, on atteint les limites de la coupellation.

Eu égard aux différents alliages d'or et de métaux du groupe platine (ruthénium, rhodium, palladium ou osmium, iridium, platine) à travers le monde et pour des bijoux fantaisie présentant des alliages de métaux blancs de plus en plus complexes sur une base argent contenant du zinc, de l'étain, de l'antimoine, de l'indium, du plomb et du cadmium cancérigène, les associations de constructeurs exigent des tests fiables, rapides et non destructifs. De plus, l'augmentation continue des cours des métaux précieux conduit partout les acheteurs à rechercher le meilleur prix. Les méthodes de test correspondant au mieux aux normes antiques d'il y a 5000 ans - comme l'abrasion sur une pierre de test - sont dépassées. Un autre aspect déterminant est souvent sous-estimé : le poinçon officiel ne donne aucune indication sur les proportions d'autres éléments dans l'alliage. Il se cantonne à la teneur en métaux précieux. Ce qui implique qu'un alliage d'or 750 peut contenir une infinité d'éléments. Des teneurs élevées en zinc dans l'or, du platine avec trop de fer, un argent 800 avec 20 % de plomb, de l'antimoine ou du cadmium sont à prohiber. Il est quasiment impossible d'usiner sans dommages liés à sa fragilité de l'or 750 qui contient, en plus de 15 % d'argent, 5 % de zinc et 5 % d'antimoine. En pratique, il peut s'avérer important de connaître non seulement la teneur en métaux précieux, mais également les teneurs d'autres métaux dans l'alliage. En effet, ceux-ci influencent notoirement des propriétés comme la dureté du matériau ou son point de fusion.

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Spectrométrie par fluorescence de rayons X

L'analyse RFA DE (spectrométrie à fluorescence de rayons X par dispersion d'énergie) apparaît comme une solution idéale, opérationnelle et non destructive. Non seulement l'analyse ne nécessite pas de prélever de copeau ni de barrette sur le spécimen, mais elle ne laisse également aucune trace et n'endommage pas le spécimen. Elle ne dépose également aucun rayonnement radioactif. L'analyse RFA DE permet une détection rapide, sure et fiable de chaque élément contenu dans les métaux, alliages ou pierre précieuses.

Le principe de base de l'analyse RFA DE est relativement simple. Un tube de rayons X de forte puissance émet un rayonnement qui entre en contact avec le spécimen. Les atomes sont ionisés et renvoient un rayonnement caractéristique – la fluorescence des rayons X. Celle-ci est enregistrée sur un détecteur et apparaît sous forme de spectre à l'écran. Chaque pic est trié dans l'ordre du système périodique des éléments afin de simplifier l'identification. Quelques minutes seulement sont nécessaires pour l'analyse et l'impression des résultats. Et ce qui était encore inimaginable autrefois est aujourd'hui devenu la norme: à l'aide d'une caméra intégrée, on est même en mesure de détecter et d'analyser les plus petites soudures ou réparations sur des bijoux. De nos jours, un appareil d'analyse doit être convivial. Ce qui autrefois n'était possible qu'avec de gros et coûteux appareils de recherche est aujourd'hui la norme d'une nouvelle génération d'appareils. Le Fischerscope® est un bon exemple de manipulation simple. L'appareil permet d'analyser l'ensemble des métaux précieux et des alliages. Une option permet également l'analyse de revêtements.

Identification des contrefaçons

De nos jours, l'analyse RFA DE fait partie des équipements d'analyse standard dans le domaine des tests de métaux ; aucun laboratoire sérieux ne peut en faire l'économie. Elle permet une identification précise de tous les éléments; ainsi, on est aussi en mesure de détecter des cas de contrefaçon plus compliqués, comme par exemple les pièces en argent, or ou platine en numismatique. Une petite anecdote illustre bien la portée de l'analyse de métaux. Il y a quelques années, deux hommes se sont rencontrés à l'Institut für Zerstörungsfreie Analytik + Archäometrie (IfZAA - Institut pour l'analyse non destructive + archéométrie) de Bâle. L'un d'eux était un policier fédéral suisse avec une valise pleine de lingots de métaux, pièces et bijoux contrefaits ayant été saisis. L'autre faisait partie du service des métaux précieux d'une banque suisse et achetait tous les jours des métaux précieux. La banque n'avait pas détecté près de la moitié des contrefaçons, tellement la plupart des poinçons étaient réalistes. En une minute, le Fischerscope® a permis de déterminer la composition de chaque objet et de démasquer toutes les contrefaçon de façon univoque. Pour la plupart, il s'agissait d'alliages de laiton bon marché mais optiquement très réussis, d'objets plaqués or avec des noyaux en plomb ou d'alliages sophistiqués. Suite à cette expérience éloquente, la banque s'est équipée d'un Fischerscope® qu'elle utilise depuis tous les jours. <<

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