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La gravité spécifique (aussi appelée « densité relative ») est le rapport entre le poids d’une pierre dans l’air et le poids d’un volume égal dans l’eau. Par convention, la température de l’eau est de 4° C et à l’atmosphère standard car la densité de l’eau est la plus grande dans ces conditions. Les conditions de température ambiante sont adéquates à des fins gemmologiques, car la petite différence de densité de l’eau aura peu d’effet sur les lectures (mesurées à la deuxième décimale).

Puisque la gravité spécifique est relative au poids d’un objet dans l’air et à son poids dans l’eau, il s’agit d’un rapport et il n’est pas exprimé en unités (comme kg/m³). Par exemple, la SG du diamant = 3,52 (alors que la densité du diamant = 3,52 g/cm³).

En gemmologie, la gravité spécifique est, généralement, déterminée par un appareil basé sur le principe d’Archimède.
Le principe d’Archimède (ou la loi de la flottabilité) stipule que : la force ascendante sur un objet immergé est égale au poids du fluide déplacé.
Cela peut paraître compliqué mais c’est une loi assez simple et pourtant brillante.

Considérez deux boules de même poids mais de gravité spécifique différente, par exemple, une boule d’or de 10 grammes et une boule d’argent de 10 grammes. La boule d’or a une sg de 19,3, tandis que l’argent a une sg de 10,5.
Parce que l’or a une sg qui est presque deux fois supérieure à celle de l’argent, vous pouvez imaginer que la boule d’or de 10 grammes sera plus petite que la boule d’argent de 10 grammes. En d’autres termes, la boule d’or aura un volume plus petit que la boule d’argent.
Lorsque vous suspendez les deux boules dans l’eau (immergées), alors la boule d’argent déplacera beaucoup plus d’eau que la boule d’or en raison de son volume plus élevé.

L’eau a un sg de 1, donc le poids d’un centimètre cube d’eau est de 1 gramme (en réalité 0,0098 Newton, mais les grammes sont utilisés pour la simplicité). Grâce à quelques calculs simples, nous pouvons calculer le volume des boules. Le volume de la boule d’or est de 0,52 centimètre cube et le volume de la boule d’argent est de 0,95 centimètre cube (le volume est la masse divisée par la densité).
De ce fait, nous pouvons conclure que la boule d’argent déplacera 0,95 centimètre cube d’eau, qui pèse 0,95 gramme. La boule dorée déplacera 0,52 gramme d’eau (car 1 centimètre cube d’eau pèse 1 gramme).

Revenons maintenant au principe d’Archimède : la force ascendante sur un objet immergé est égale au poids du fluide déplacé (le fluide étant l’eau dans ce cas). La boule d’argent déplace un poids d’eau plus élevé, elle subira donc une force ascendante plus importante que la boule d’or et s’élèvera plus haut dans l’eau lorsqu’elle sera immergée.

Une erreur courante consiste à laisser tomber l’objet dans l’eau de manière à ce qu’il coule au fond. Cela ne peut pas fonctionner dans ce cas car il n’est alors plus « immergé ».

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