BÉRYLLIUM

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Minerais

Peu abondant et très dispersé dans la nature, le béryllium se trouve sous forme de composés plus ou moins complexes : silicates (béryl, phénacite), aluminate (chrysobéryl), oxyde (bromellite), phosphate (béryllonite). Le seul minerai utilisé industriellement est le béryl.

Béryl

Le béryl (du grec β́ηρυλλος) est un minéral peu fréquent, mais dont l'importance économique est grande, non seulement en tant que minerai de béryllium, mais également en raison de ses variétés utilisées comme gemmes.

Structure et composition chimique

Le béryl appartient au groupe des cyclosilicates : le motif élémentaire est un anneau de six tétraèdres SiO4, dont chacun possède deux sommets libres, ce qui correspond à la formule (Si6O18)12-. Ces anneaux sont disposés dans des plans parallèles et leur empilement détermine l'existence de canaux creux parallèles à l'axe c du cristal. L'équilibre électrique et la cohésion de l'ensemble sont assurés par des ions Al3+ hexacoordonnés et Be2+ tétracoordonnés. La formule du béryl s'établit ainsi à Be3Al2Si6O18.

Disposition des ions du béryl

Dessin : Disposition des ions du béryl

La disposition des ions dans le plan basal du béryl (les ions Si4+ ne sont pas figurés). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Les béryls contiennent souvent des alcalins, de l'eau et des gaz rares, constituants qui prennent place pour la plupart dans les canaux creux de la structure.

Propriétés physiques

Les béryls cristallisent dans le système hexagonal et forment le plus souvent des prismes simples. Leur dureté est de 7,5 à 8, leur densité de 2,7 à 2,9 ; leurs indices optiques principaux sont respectivement voisins de 1,57 et 1,58. La coloration est très variable : on attribue au fer les teintes bleu et vert pâle, à l'uranium le jaune, aux alcalins le rose, et au chrome, ainsi qu'au vanadium, le vert des émeraudes. Les béryls ordinaires sont opaques ou laiteux, les variétés précieuses sont parfaitement transparentes.

Conditions de gisement

Les béryls ordinaires et les aigues-marines se trouvent dans des pegmatites, associés à la topaze, au lépidolite et aux colombo-tantalates. Ils peuvent atteindre des dimensions considérables, 200 t pour un béryl et 110 kg pour une aigue-marine. Les émeraudes, par contre, ne se rencontrent que dans des roches métamorphiques, mais toujours au voisinage d'intrusions pegmatitiques. Ces conditions de gisement correspondent à un milieu générateur riche en eau et en minéralisateurs, et à des températures de 400 à 500 0C.

Les béryls gemmes

Toutes les variétés limpides sont utilisées en joaillerie. La goshenite incolore, la morganite rose, l'héliodore jaune sont assez appréciés, ainsi que certains béryls vert pâle.

L'aigue-marine, d'un bleu-vert assez clair, provient de nombreux gisements, mais surtout du Brésil et de Madagascar, qui fournit des pierres d'un bleu plus soutenu.

L'émeraude, également connue depuis l'Antiquité, atteint, suivant sa coloration et sa pureté, des prix très variables : les plus beaux échantillons ne le cèdent sur ce point qu'au diamant ou au rubis. On en connaît trois sources principales : la Colombie, d'où proviennent la plupart des pièces de grande taille, le Zimbabwe, où le vert est très profond, et l'Oural, où les émeraudes sont un peu plus claires. L'une des émeraudes les plus célèbres atteint 16 300 carats (musée de Topkapi, Istanbul).

D'autres gisements importants de béryl se trouvent en Ouganda, en Argentine, aux États-Unis et en Inde.

Synthèse des béryls et des émeraudes

Dès 1888, Hautefeuille a préparé des cristaux de béryl, vers 800 0C, en présence de fondants. L'addition de chrome (ou de vanadium) a permis d'obtenir, par des procédés analogues, mais souvent tenus secrets, des émeraudes de plusieurs centimètres. On a également réalisé la synthèse de l'émeraude par voie hydrothermale, vers 600 0C et 1 550 bar (Wyart). L'observation des inclusions fluides ou cristallisées permet souvent de reconnaître l'origine artificielle de ces gemmes, mais la distinction devient très difficile pour les produits de grande pureté. La fluorescence rouge aux ultraviolets semble assez caractéristique des émeraudes synthétiques.

Traitement chimique du béryl

Le béryl, qui contient 10 à 12 p. 100 d'oxyde de béryllium, est un minerai très peu réactif. Deux procédés d'attaque sont utilisés, pour arriver ensuite à la glucine, que l'on t [...]

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Friedrich Wöhler

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Disposition des ions du béryl

Disposition des ions du béryl
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Béryllium : propriétés physiques

Béryllium : propriétés physiques
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Bronze au béryllium à 2 % Be

Bronze au béryllium à 2 % Be
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Écrit par :

  • : professeur de géologie à l'université de Bretagne-Occidentale, Brest
  • : ingénieur de l'Institut électrotechnique de Grenoble, directeur honoraire de la compagnie Pechiney
  • : docteur ès sciences, maître assistant à l'université de Haute-Normandie

Classification

Autres références

«  BÉRYLLIUM  » est également traité dans :

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Voir aussi

Pour citer l’article

Jean-Paul CARRON, Robert GADEAU, Jean PERROTEY, « BÉRYLLIUM », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 13 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/beryllium/