Couleur et pléochroïsme : pourquoi une pierre change de teinte selon l'angle

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La couleur d'un minéral vient de sa composition, d'impuretés, de défauts ou d'effets de lumière. Le pléochroïsme est le changement de couleur selon la direction d'observation.

À retenir

Couleur propre (idiochromatique) Due à un élément constitutif : malachite, péridot, rhodonite
Couleur d'impureté (allochromatique) Rubis (chrome), améthyste (fer et irradiation naturelle)
Couleur d'effet (pseudochromatique) Opale, labradorite : interférence, diffraction
Pléochroïsme Couleur qui varie selon la direction : dichroïsme (2) ou trichroïsme (3)
Pierres sans pléochroïsme Cubiques et amorphes : grenat, spinelle, diamant, verre, opale
Exemple frappant Iolite : bleu violacé, bleu clair, jaune pâle

D'où vient la couleur d'un minéral ?

Un minéral paraît coloré parce qu'il absorbe certaines longueurs d'onde de la lumière blanche et laisse passer ou renvoie les autres. Ce qu'il absorbe dépend de ses atomes, de ses impuretés et des défauts de son réseau. Les minéralogues distinguent trois grandes causes.

Famille Cause Exemples
Idiochromatique (« colorée par elle-même ») Un élément essentiel de la formule colore le minéral Malachite et azurite (cuivre), péridot (fer), rhodochrosite et rhodonite (manganèse), soufre
Allochromatique (« colorée par autre chose ») Impuretés en très faible quantité dans un cristal incolore à l'état pur Rubis (chrome dans le corindon), émeraude (chrome ou vanadium dans le béryl), aigue-marine (fer), citrine (fer)
Pseudochromatique Effets physiques de la lumière, sans pigment Opale (diffraction), labradorite, pierre de lune, irisation

S'y ajoutent les centres colorés : des défauts du réseau créés par une irradiation naturelle. L'améthyste (fer et irradiation) et le quartz fumé (aluminium et irradiation) en sont des exemples. Et des inclusions peuvent colorer à elles seules : l'aventurine verte doit sa teinte à des paillettes de mica vert (fuchsite). Pour le quartz rose, l'origine de la couleur est discutée : traces de titane, de manganèse ou de fer, ou fibres microscopiques, selon les études.

La couleur peut être modifiée

Plusieurs traitements courants changent la couleur, et doivent être indiqués :

  • le chauffage : l'améthyste jaunit en citrine, l'aigue-marine verdâtre devient bleue, la tanzanite brunâtre devient bleue à violette ;
  • l'irradiation : une topaze incolore devient bleue ; les professionnels contrôlent la radioactivité résiduelle avant la vente ;
  • la teinture : l'agate, la howlite, le jade ou la calcédoine peuvent être colorés en profondeur ;
  • le revêtement : les quartz « aura » reçoivent une couche métallique.

Un signe pour repérer une teinture : des couleurs vives qui n'existent pas dans la nature et qui s'accumulent dans les fissures. Voir reconnaître une agate teintée et nos engagements.

Le pléochroïsme : une couleur, plusieurs teintes

Dans un cristal qui n'est ni cubique ni amorphe, la lumière ne circule pas de la même manière dans toutes les directions. L'absorption varie aussi : on voit donc des teintes différentes selon la direction dans laquelle on regarde. Ce changement de couleur est le pléochroïsme.

  • Les cristaux uniaxes (quadratique, hexagonal, trigonal) montrent au plus deux couleurs : on parle de dichroïsme.
  • Les cristaux biaxes (orthorhombique, monoclinique, triclinique) peuvent en montrer trois : c'est le trichroïsme.
  • Les cristaux cubiques et les matières amorphes (verre, opale) n'en montrent pas, en principe.

Voir aussi les systèmes trigonal, orthorhombique et cubique.

Exemples de pierres pléochroïques

Pierre Système Couleurs selon la direction Intensité
Iolite (cordiérite) Orthorhombique Bleu violacé, bleu clair, jaune grisâtre pâle Forte
Andalousite Orthorhombique Vert olive, brun-rouge, jaune-vert Très forte
Tanzanite (zoïsite) Orthorhombique Bleu, violet-pourpre, vert-jaune Forte
Alexandrite Orthorhombique Vert, rouge-orange, jaune Forte
Kunzite Monoclinique Presque incolore, rose, violet Forte
Rubis Trigonal Rouge pourpre, rouge orangé Moyenne
Saphir bleu Trigonal Bleu intense, bleu-vert Moyenne à forte
Tourmaline verte ou brune Trigonal Vert foncé, vert-jaune clair Forte
Émeraude Hexagonal Vert-bleu, vert-jaune Moyenne
Grenat, spinelle, diamant Cubique Une seule couleur Nulle

Cette dernière ligne a une utilité : un spinelle rouge, cubique, ne montre pas de pléochroïsme, alors qu'un rubis, trigonal, en montre. Une « pierre » rouge qui ne varie jamais peut donc être un spinelle, un grenat ou un verre. Il s'agit d'un indice, jamais d'une preuve : des tensions internes peuvent donner un faible effet dans les cristaux cubiques. Voir nos pages iolite, tanzanite, kunzite et spinelle.

Ne pas confondre avec d'autres effets

  • Changement de couleur : l'alexandrite paraît verte à la lumière du jour et rouge à la lumière d'une lampe à incandescence. C'est un effet de la lumière qui éclaire, non de l'angle de vue. Alexandrite et pléochroïsme coexistent dans la même pierre.
  • Dispersion (« feu ») : la décomposition de la lumière blanche en couleurs par une pierre taillée (très nette dans le diamant).
  • Irisation et jeu de couleurs : voir l'éclat.

Observer le pléochroïsme sans équipement

Les gemmologues emploient un dichroscope, un petit tube qui contient un morceau de calcite et montre deux images côte à côte. Vous pouvez improviser :

  1. Posez une pierre transparente ou translucide sur un fond blanc éclairé de façon uniforme (une feuille de papier à la lumière du jour).
  2. Faites-la tourner lentement sur elle-même et en l'inclinant : regardez si la teinte change nettement selon la direction.
  3. Mieux : posez-la sur l'écran blanc d'un ordinateur ou d'un téléphone (dont la lumière est polarisée) et faites-la tourner ; regardez aussi à travers des lunettes de soleil polarisantes. Sur l'iolite, la couleur passe du bleu au jaune pâle.

Le pléochroïsme est aussi connu depuis longtemps : un récit islandais médiéval mentionne une « pierre de soleil » utilisée par les navigateurs. On a proposé qu'il s'agisse de cordiérite (iolite) ou de calcite, qui polarisent la lumière du ciel. Cette hypothèse reste débattue et ne repose pas sur une preuve directe d'usage.

Ce qu'il faut retenir pour choisir une pierre

Un pléochroïsme marqué est une qualité pour le tailleur : il oriente la pierre pour obtenir la plus belle couleur (par exemple en tanzanite). Pour l'acheteur, il explique qu'une même iolite paraisse bleue de face et grise de côté : ce n'est pas un défaut. Les photos de nos fiches sont indicatives ; voir nos engagements. Pour la lecture des couleurs en tradition symbolique, voir plutôt nos guides par couleur : la science de la couleur et sa symbolique sont deux sujets distincts.

Questions fréquentes

Qu'est-ce que le pléochroïsme ?

C'est le changement de couleur d'un cristal selon la direction dans laquelle on l'observe. Il vient de l'absorption différente de la lumière dans chaque direction du cristal.

Quelle différence entre dichroïsme et trichroïsme ?

Dichroïsme : deux couleurs, dans les cristaux uniaxes. Trichroïsme : trois couleurs, dans les cristaux biaxes.

Le verre est-il pléochroïque ?

Non, en principe. Le verre est amorphe, sa couleur est la même dans toutes les directions. C'est un indice pour distinguer un verre d'un rubis ou d'une tanzanite.

Pourquoi l'améthyste est-elle violette ?

À cause du fer et de défauts du réseau créés par l'irradiation naturelle. Chauffée, elle peut devenir jaune (citrine).

Une pierre qui change de couleur selon la lumière est-elle pléochroïque ?

Pas forcément. L'alexandrite change selon la source d'éclairage, ce qui est un autre phénomène que le pléochroïsme.

À lire aussi

Les significations évoquées relèvent de la tradition et de la symbolique. Elles ne sont ni des promesses de résultat ni des conseils médicaux. Retour au minéralogie pour débuter.

Illustration originale Oracle & Opale