Qu'est-ce qu'un alliage d'or ?

Un alliage d'or est l'union de deux ou plusieurs métaux, parmi lesquels l'or constitue le métal de base (au minimum 50 % du mélange). Il peut être présent à l'état natif, ce qui est très souvent le cas en ce qui concerne l'or, ou recherché et induit par l'homme, la plupart du temps pour améliorer les propriétés phyiques, mécaniques et parfois esthétiques d'un ou de plusieurs des différents métaux qui entrent dans sa composition, parfois pour créer des propriétés nouvelles.

Liste des principaux alliages à base d'or

Attention, les proportions indiquées dans le tableau suivant sont celles que l'on trouve le plus couramment. Elles sont données ici à titre indicatif.

Liste et composition des alliages naturels
Nom de l'alliageQuantité d'orAutres métaux
Amalgame d'orOr en quantité variableMercure en quantité variable
ÉlectrumArgent en quantité variable
PorpézitePalladium en quantité variable
RhoditeRhodium en quantité variable
Liste et composition des alliages artificiels
Nom de l'alliageQuantité d'orAutres métaux
Everose76 %22 % de cuivre + 2 % de titane
Or blanc75 %19 % de cuivre + 6 % d'argent
Or gris75 %25 % palladium
25 % nickel
Or rouge75 %25 % de cuivre
Or rose75 %20 % de cuivre + 5% d'argent
Or vert75 %25 % d'argent
Or 18 carats75 %25 % autres métaux
Or 750 millièmes
TumbagaDe 3 à 97 %Cuivre et argent (de 3 à 97 %)

Parmi les alliages au sein desquels l'or est mêlé à un autre métal, on peut donc distinguer ceux que l'on trouve à l'état naturel (dont les proportions varient), et ceux que l'on doit au travail de l'Homme (dont les dosages sont généralement fixes, obéissant à une recette et parfois même règlementés, comme c'est le cas du titrage minimum d'or que suppose l'appellation 750 millièmes).

Dans le cas de l'or gris, la composition peut varier : ou bien le second métal employé est soit du palladium, ou bien il s'agit de nickel (moins onéreux).

L'électrum mériterait de figurer dans les deux tableaux : s'il préexiste dans la nature, il est ensuite abondamment produit, sous le même nom, notamment pour la fabrication de monnaies.

Les alliages naturels

L'électrum, la porpézite et la rhodite sont ansi trois alliages naturels : parmi ceux-ci, l'électrum est de loin le plus courant. Ce minerai que l'on trouve fréquemment à l'état natif, est connu depuis l'Antiquité par des peuples sans contact.

L'amalgame dont il est question dans le tableau ci-dessus se rencontre à l'état naturel, mais c'est son utilisation par l'Homme, notamment dans l'industrie minière (extraction et orpaillage), qui a longtemps prévalu. En effet, le mercure a la particularité de s'amalgamer (c'est-à-dire de s'agglomérer) à l'or : c'est cette propriété qui lui permet de séparer l'or du minerai dans lequel il se trouve. Sa toxicité pour les milieux et pour les personnes qui l'utilisent est telle que cette utilisation est aujourd'hui interdite.

La porpézite est un alliage contenant différentes proportions d'or, de palladium, et dans certains cas (plus rarement) d'argent.

La rhodite est quant à elle composée d'or et de rhodium, là encore dans des teneurs extrêmement variables, selon les hasards de la chimie naturelle.

Les alliages artificiels

Les tout premiers alliages artificiels, issus des expériences métallurgiques menées par l'Homme, ont été créés (si l'on se fonde sur les vestiges archéologiques retrouvés), autour de 3000 à 2500 ans av. J.-C. Il s'agissait en tout premier lieu du bronze, car les métaux qui le composent (le cuivre et l'étain) sont présents (en abondance) à l'état natif et ne nécessitent pas d'être extraits d'un minerai.

L'or et l'argent sont également deux métaux abondants à l'état naturel, et pour cette raison connus et façonnés depuis le 5ème millénaire avant notre ère ; ils ont donc très rapidement eux aussi été mélangés, notamment pour modifier la couleur ou la dureté de l'or.

Une infinité de combinaisons et de propriétés

Théoriquement, il existe une infinité d'alliages. Le procédé de base est simple : il suffit de chauffer deux ou plusieurs métaux jusqu'à ce qu'ils atteignent leur point de fusion respectif, puis de les mélanger, selon des dosages précis, et d'opérer leur refroidissement.

Par conséquent, il suffit de faire varier, même de façon infime, le dosage des ingrédients, pour créer un nouvel alliage, lequel aura des propriétés uniques.

Par ailleurs, les conditions qui entourent l'obtention d'un nouvel alliage sont elles aussi cruciales : il suffit par exemple de faire varier la température de fusion, les conditions de cuisson, ou ne serait-ce que la durée du refroidissement pour que la cristallisation soit différente et que, à l'échelle atomique, la structure de l'alliage, et de fait ses propriétés, diffèrent elles aussi.

Cette complexité, ainsi que le nombre des paramètres qui entrent en jeux, font qu'il n'y a jamais eu (et ceci est encore vrai à l'heure actuelle) de modèle théorique permettant de prévoir avec certitude le résultat obtenu. En cette matière, la méthode expérimentale prévaut donc, si bien que de nombreux résultats sont purement fortuits et accidentels.

Les alliages les plus courants

Nous avons donc pris le parti de ne citer ici que les plus remarquables, ou à défaut les plus courants.

Le tumbaga fut abondamment produit par les civilisations précolombiennes, qui maîtrisaient de nombreuses techniques dans le domaine de la métallurgie. S'il s'agissait principalement d'un mélange de cuivre et d'or, les quantités de métal employées pouvaient varier : certains artéfacts présentent une teneur en or avoisinant les 97 %, d'autres montrent un titrage en or ne dépassant pas les 3 %, parfois d'autres métaux étaient mêlés à ce mélange, comme le cuivre.

Les dénominations or gris, or blanc, rouge, rose, vert ou jaune concernent quant à elles exclusivement l'orfèvrerie moderne, et sont issues des couleurs obtenues.

Notons que ce que l'on appelle couramment « or 18 carats » (ou plus récemment 750 millièmes) est le nom donné par les bijoutiers à un alliage comprenant 75 % d'or. Il en va de même pour les appellations courantes or 9, 14 ou encore plus rarement 22 carats, qui correspondent à des titrages différents.

Enfin, l'Everose, dont la formule exacte reste secrète, serait composé de 76 % d'or, de 22 % de cuivre et de 2 % de titane : mis au point par la marque Rolex, il permettrait à la couleur rose des boîtiers de montre d'abord conçus en or rose, d'avoir une durée de vie, sinon éternelle, du moins largement supérieure.

Pourquoi mélanger l'or à d'autres métaux ?

Comme on l'a vu précédemment, mélanger plusieurs métaux vise l'amélioration d'une ou de plusieurs propriétés déjà présentes, voire l'apparition de qualités nouvelles : et l'or ne fait pas exception à la règle. À l'état pur, sa grande malléabilité, avantageuse lorsqu'il s'agit de le laminer pour le transformer en feuilles d'une épaisseur infime, ou même de le façonner, devient un inconvénient dès lors qu'il s'agit de conserver cette forme, notamment en orfèvrerie.

C'est pour cette raison qu'il est, depuis la très haute Antiquité, mêlé à l'argent, ou au cuivre, métaux qui contrebalancent cette malléabilité en lui conférant une plus grande résistance.

En retour, si la proportion d'or qui entre dans la composition de l'alliage reste largement majoritaire, celui-ci, profitant de l'inaltérabilité de l'or, à défaut d'être inaltérable, résistera plus longtemps à l'oxydation. Ainsi, à l'état pur, le cuivre s'oxyde facilement et produit ce que l'on appelle communément le vert-de-gris, phénomène qui ne se produit pas lorsque celui-ci est mêlé (dans de faibles proportions) à l'or.

Si les artéfacts et bijoux en or pur existent, ils sont donc rares. Et de nos jours, les alliages prédominent, pour les raisons que nous venons d'évoquer, des motifs économiques tendent à revoir à la baisse la part du métal précieux. La flambée du cours de l'or, survenue en 2010, a ainsi renforcé cette tendance.

Métal biocompatible du fait de sa grande inertie chimique, l'or est utilisé dans l'industrie médicale et peut entrer dans la composition de certaines prothèses, notamment en dentisterie. Mélangé au titane, doué lui aussi d'une grande inertie mais d'une plus grande dureté, il permet de réaliser des implants particulièrement résistants. En 2016, un nouvel alliage a par ailleurs vu (accidentellement) le jour aux États-Unis : il s'agit du β-Ti3Au (c'est-à-dire, 75 % de titane mêlé à 25 % d'or, en phase béta) qui présente une dureté remarquable, quatre fois supérieure à celle du titane seul.

Les raisons de réaliser de nouvelles combinaisons ne manquent pas : les remarquables propriétés de l'or pur font que les alliages dans la composition desquels il entrera auront certainement eux-mêmes des qualités recherchées, et comme souvent dans ce domaine particulier de la métallurgie, inattendues.