Acier naturel
L'acier naturel est le métal obtenu par les procédés d'affinage de l'acier à partir de fonte, en la chauffant avec du charbon de bois, au-delà de 900 °C dans une atmosphère oxydante et de manière à en brûler une partie du carbone[note 1].
Histoire des techniques
[modifier | modifier le code]La plus grande partie de l'acier marchand provenait au Moyen Âge des régions rhénanes, en quelques dizaines de centres renommés, à proximité de Trêves ou de Clèves, de Cologne ou de Mayence[2]. Les minerais de fer spathiques du pays de Siegen donnaient des fontes grises et des fontes blanches lamelleuses, affinées par les plus anciennes aciéries de Solingen. A proximité, les mines de fer, aux minerais spathiques et manganésifères, du Stahlberg se caractérisent par des fontes lamelleuses propres à la fabrication d'acier et de fer renommé[3]. Les minerais de fer alpins de Styrie, de Carinthie et du Tyrol permettaient aussi la fabrication de grandes quantités d'acier naturel, induisant la fabrication locale de faux, armes, couteaux, limes, râpe et autres outils tranchants, à côté des cuirasses, casques, et autres lames de ressort, bandages, essieux de charronnerie etc[4].
Mais c'est plus tardivement au XVe siècle que se développent les principales techniques dites locales d'obtention d'acier naturel : méthodes catalane, wallonne, comtoise, osmonde, bergamasque, champenoise, etc. On recense, en effet, 6 ou 7 types de modes opératoires, sans parler des variantes locales selon la qualité de la fonte, laquelle dépendait étroitement du minerai utilisé (avec ou sans phosphore, notamment)[5].
Suivant les méthodes, l'acier est plus ou moins hétérogène et chargé en scories : on procède alors à un cinglage pour améliorer les caractéristiques du métal. Cette opération a donné le nom de forge à toutes les usines exploitant ce procédé. Ce procédé a disparu progressivement après l'invention du puddlage dans lequel un four à réverbère chauffe la fonte.
L'acier naturel est celui obtenu de la fonte par simple fusion : il est décrit en 1793 dans l'Avis aux ouvriers en fer, sur la fabrication de l'acier par Berthollet, Monge et Vandermonde[6]. Il porte aussi le nom de ses principales contrées d'importation, à savoir l'acier d'Allemagne. La fonte grise, qui doit sa couleur au charbon qu'il contient, doit être débarrassé de son gaz oxygène. La conversion de cette fonte charbonnée en acier s'explique par la combinaison de ce charbon (sic pour carbone) avec le fer. Par contre, une fonte blanche retirée du fourneau, parfaitement capable de donner par affinage un fer de bonne qualité, ne peut être convertie en acier. Il faut d'abord en augmentant les proportions de charbon dans la charge du fourneau la transformer en fonte grise.
L'aspect de la fonte est souvent trompeur. Une fonte grise réduite en plaques, subissant un refroidissement rapide, prend une teinte blanche. Mais l'homme de l'art sait qu'elle convient toujours.
Notes et références
[modifier | modifier le code]Notes
[modifier | modifier le code]- L'usage du charbon de bois permet une proximité entre le métal et le combustible. L'adoption de la houille est une rupture dans les procédés et on constate, « surtout après 1856 […] la mutation qui s'opère entre les aciers dits naturels fabriqués au charbon de bois dans les Pyrénées ou les Alpes, et les nouveaux aciers puddlés à la houille[1]. »
Références
[modifier | modifier le code]- Jean VIAL, L’industrialisation de la Sidérurgie 1814-1864, éd. Mouton, Paris - La haye -1967, cité par J. Corbion, § Acier de forge
- John Percy, Traité complet de métallurgie, opus cité, 1864, introduction p. CXIX. L'auteur nomme la province de Prusse rhénane de son temps, sans mentionner qu'il s'agit du cœur de l'Europe carolingienne et un legs lointain d'un art de la guerre, avec les armes.
- On retrouve ce type de minerais de fer en Styrie et en Carinthie. John Percy, Traité complet de métallurgie, opus cité, 1864, introduction p. CXVIII- CXIX
- John Percy, Traité complet de métallurgie, opus cité, 1864, introduction p. CLXVI
- Jacques Corbion (préf. Yvon Lamy), Le savoir… fer — Glossaire du haut-fourneau : Le langage… (savoureux, parfois) des hommes du fer et de la zone fonte, du mineur au… cokier d'hier et d'aujourd'hui, 5, [détail des éditions] (lire en ligne), § Affinage
- Claude-Louis Berthollet, Gaspard Monge, Alexandre-Théophile Vandermonde, Avis aux ouvriers en fer, sur la fabrication de l'acier, opus cité, Sur l'acier naturel, p. 4-10.
Bibliographie
[modifier | modifier le code]- Claude-Louis Berthollet, Gaspard Monge, Alexandre-Théophile Vandermonde, Avis aux ouvriers en fer, sur la fabrication de l'acier, in quarto, De l'imprimerie du département de la guerre, rue de la Michodière, n° 3, Tome 8, document publié par ordre du Comité de salut public (Convention nationale), Paris, 1793, 31 pages avec cinq feuilles de planches. Bibliothèque nationale de France, département Arsenal, RESERVE 4-NF-17625 (8), Accessible sur gallica.bnf.fr. Sur l'acier naturel, p. 4-10.
- Gustave Goldenberg (1805-1871), Acier, exposition universelle de 1867 à Paris, rapports du jury international publiés sous la direction de Michel Chevalier, Imprimerie et Librairie administratives de Paul Dupont, Paris, 1867, 172 pages. En particulier, § 1 Division des aciers p. 4-5 et § 3 Comparaison des divers aciers connus, p. 13-21.
- John Percy (trad. E. Petitgand et Antoine Renna, traduction sous les auspices de l'auteur), Traité complet de métallurgie, Paris, Librairie polytechnique de Noblet et Baudry éditeur, 1864 à 1867, en cinq tomes (lire en ligne). Lire le tome I, introduction en particulier § 8 et surtout Tome IV : Livre V : De l'Acier, p. 165-308.
