Acier

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  • Publié le : 4 mars 2010
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LE FER ET l’ACIER
1/ LE DEVELOPPEMENT DE LA SIDERURGIE . L’apparition des premières formes de fer naturel se situe vers 1700 avant notre ère en Asie mineure chez les Hittites. A cette époque, en Europe, on est encore à l’âge de bronze, l’âge du fer commencera bien plus tard vers 700 av.J.-C. Pour transformer le minerai de fer en métal, les premiers métallurgistes utilisaient des fourneauxrudimentaires en terre, les « bas fourneaux ». Ces fours étaient simplement constitués par un trou paré de pierres où étaient entassés en couches alternées du minerai de fer et du charbon de bois, le tout recouvert d’une couche d'argile. L’oxyde de fer, ramassé à même le sol, se présentait sous la forme de petites roches. On allumait ce fourneau et on exerçait un soufflage peu efficace à l’aide de tigescreuses. Dans ces fours rudimentaires, la température ne pouvait pas atteindre celle de fusion du fer pur soit 1535 degrés Celsius malgré les impuretés du minerai qui abaissaient cette température autour de 900 degrés. Après bien des efforts pour entretenir jour et nuit un feu le plus vif possible, les métallurgistes obtenaient une masse pâteuse, incandescente, appelée la loupe ou massiot, sorted'éponge de grains de fer amalgamés, mêlés à des scories. Il fallait battre énergiquement ce produit pour éliminer les impuretés dues à la chauffe et au charbon de bois. Le forgeage permettait ensuite d’obtenir des objets de la vie quotidienne, des outils agricoles ou des armes. Cette méthode dite directe permettait de produire du fer en petite quantité, faisant de ce métal une matière rare etprécieuse. Le fer n'apparaîtra vraiment en Gaule que vers 500 avant notre ère. Nos ancêtres celtes utilisaient un foyer à demi enterré dont les côtés s'élevaient un peu plus audessus du sol : le bas foyer. Le minerai y était toujours chauffé directement au contact du charbon de bois. Au cours des siècles, ces foyers s’élevèrent progressivement audessus du sol et le rendement devint supérieur grâce àun meilleur tirage et surtout grâce à l’activation de la combustion au moyen de soufflets manuels confectionnés à partir de peaux de bêtes. La température montait aux environs des 1100 à 1200°, ce qui éliminait l'oxygène contenu dans le minerai donnant alors une sorte d’acier nuturel. Les masses pâteuses sortant des fours étaient toujours martelées énergiquement et ne dépassaient guère unkilogramme. Pour extraire ces loupes, on devait systématiquement détruire les fours et en reconstruire d'autres à chaque fois. Ces techniques assez primitives de réduction directe dans lesquelles le charbon de bois servait à la fois d’agent thermique et de réducteur pour fixer l’oxygène vont perdurer en France jusqu’au XIIè siècle.
Dossier Enseignant. « VOYAGE EN INDUSTRIE » CAP SCIENCES 2006.

Onassiste à une évolution technologique assez rapide au XIIIè siècle afin d’élever encore la température et la taille des fours. Les bas foyers se dressent de plus en plus haut au-dessus du sol pour atteindre deux mètres de haut. Ils sont construits en pierre avec un revêtement intérieur de briques réfractaires. On utilise l'énergie de l'eau pour actionner de grands soufflets et des marteaux servant àbattre le fer. Grâce à l'emploi de la force hydraulique, des températures très élevées, proches du point de fusion sont atteintes et une loupe plus fluide peut s’écouler vers l'extérieur à travers un orifice à la base du four. Ces améliorations répondent à des besoins toujours grandissants de fer et les loupes produites atteignent plusieurs dizaines kilogrammes au début du Moyen Age. 2 /L’EVOLUTION TECHNOLOGIQUE DES HAUTS-FOURNEAUX. Au XVIè siècle, les fourneaux sont devenus d’imposantes constructions en pierre : ce sont les premiers « hauts fourneaux ». La hauteur augmente, le tirage et le soufflage se perfectionnent encore de sorte que la température de combustion s'élève de plus en plus. Dans ces premiers hauts fourneaux, le minerai de fer peut absorber une quantité croissante de...
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