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Sur la fabrication de l’acier dans l’Antiquité et au Moyen Âge

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COMMUNICATION

SUR LA FABRICATION DE L’ACIER DANS L’ANTIQUITÉ ET AU MOYEN ÂGE, PAR M. ROBERT HALLEUX, ASSOCIÉ ÉTRANGER DE L’ACADÉMIE

On a fabriqué de l’acier depuis l’Antiquité mais sa nature n’a été élucidée que par le développement de la métallurgie physique au

XIXe siècle1. L’acier est un composé de fer et de carbone. À 0,05 % de carbone, on parle d’acier doux. Puis viennent les aciers demi-doux, demi-durs, durs et extra durs, jusqu’à 1,2 % de carbone et au-delà. Au-dessus de 2,5 %, on obtient des fontes2. La différenciation des aciers dépend des différents systèmes de cristallisation du fer liés à la température et à la teneur en carbone. Pour parler simplement, il y a deux façons de faire de l’acier, enlever du carbone à la fonte ou en ajouter au fer. Aujourd’hui, le haut-fourneau transforme le minerai de fer en fonte liquide qui est décarburée à l’aciérie. Inversement, si l’on chauffe ensemble du fer et des matières carbonées à haute température (890° C), le carbone se dissout dans le fer, et l’on obtient un composé de structure particulière appelé austénite. Si l’on refroidit rapidement le métal par trempe dans l’eau froide, l’austénite se décompose en martensite, carbure de fer dur et cassant. C’est le procédé connu sous le nom de cémentation. De l’Antiquité au milieu du XIIe siècle, le bas-fourneau produit non pas de la fonte mais du fer, sous forme d’une loupe spongieuse, mêlée de scorie et très irrégulièrement carburée. Or, dès le début de l’Âge du Fer, des armes et des outils apparaissent constitués, au moins superfi ciellement, de martensite3. Ce sont donc des aciers, produits par cémentation et trempe. Dès

1. N. Chezeau, De la forge au laboratoire. Naissance de la métallurgie physique, Rennes, 2004. 2. A. Leroi-Gourhan, «Notes pour une histoire des aciers», Techniques et civilisations 2, 1951, p. 4-10 ; C. S. Smith, A History of Metallography, Chicago, 1965. 3. A. Carpenter, J. Robertson, «On the metallography of some ancient Egyptian implements»,

Journal of the Iron and Steel Institute 121, 1930, p. 417-454 ; E. Tholander, «Evidence of the use of carburized steel and quench hardening in Late Bronze Age Cyprus», Opuscula Atheniensia 10, 1971, p. 15-22 ; S. C. Bakhuizen, «Greek Steel», World Archeology IX, 2, 1977, p. 220-234.

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