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  • Reconstitution expérimentale d'un bas-fourneau de réduction du minerai de fer. Crédits : Marc Leroy et Paul Merluzzo

  • Reconstitution du système de soufflerie manuel. Crédits : Marc Leroy et Paul Merluzzo

  • Ecoulement de scorie par le trou de coulée. Crédits : Marc Leroy et Paul Merluzzo

  • Extraction du bloc de fer non liquide à la fin de l'opération. Crédits : Marc Leroy et Paul Merluzzo

  • Premiers martelages à chaud du bloc de fer brut après son extraction. Crédits : Marc Leroy et Paul Merluzzo

  • Lors des Journées Nationales de l'Archéologie. Crédits : Marc Leroy et Paul Merluzzo

Expérimentations

Vous pourrez apercevoir, dans le jardin du musée, une cheminée d’environ 1 mètre de haut. C’est la reconstitution d’un bas fourneau. Jusqu’au Moyen Age, le fer et l’acier étaient obtenus par réduction directe, dans des structures de ce type. Les archéologues paléométallurgistes (Laboratoire Métallurgies et Cultures/ IRAMAT) qui travaillent au musée y font des expérimentations publiques lors des Journées Nationales de l’Archéologie, en juin, et pour la Fête de la Science, en octobre.

La réduction directe

On appelle réduction directe le procédé qui consiste à produire du fer ou de l’acier directement à partir de la transformation de minerai de fer et de charbon de bois. La transformation se fait dans un bas-fourneau à 1200 degrés.
Par opposition, la production de fer dans un haut fourneau est appelée procédé indirect, car on obtient d’abord de la fonte liquide. Soit elle est coulée dans des moules pour fabriquer des objets en fonte, soit les blocs (les gueuses) de fonte sont affinés et épurés pour en ôter le carbone. C’est ainsi qu’on obtient du fer ou de l’acier.

Des reconstitutions, pour quoi faire ?


Pour comprendre la transformation du minerai de fer en fer métallique, puis en fer forgeable, les études en laboratoire ne suffisent pas. En parallèle, on a recours à un programme de reconstitutions expérimentales, sur la base des données recueillies lors de fouilles archéologiques.
L’approche expérimentale présente en effet de nombreux intérêts pour la recherche archéométallurgique, le contact avec la matière n’étant pas un des moindres. Par l’expérimentation, on met en pratique les données recueillies grâce aux études archéométriques. On les affine, de façon à les confirmer ou les infirmer. C’est en obtenant des produits et des résidus similaires aux spécimens archéologiques qu’on est à même de valider le résultat des reconstitutions. Au fil des reconstitutions, on fait varier les paramètres : proportion de minerai et de charbon de bois, hauteur de la cheminée, débit d’air injecté dans le fourneau… L’expérimentation permet ainsi  de restituer des gestes techniques dont il n’existe aucune source écrite.
Un programme d’expérimentations a ainsi été mis en place au musée de l’Histoire du fer pour étudier la réduction de la minette lorraine dans le bas fourneau, ainsi que l’élaboration par forgeage du métal qui en est issu. 

Pour aller plus loin :


LEROY Marc, MERLUZZO Paul, FLUZIN Philippe, LECLERE Daniel, AUBERT Michel, PLOQUIN Alain, « La restitution des savoir-faire pour comprendre un procédé technique : l'apport de l'expérimentation en archéologie du fer », in : PETREQUIN P., FLUZIN Ph., THIRIOT J., BENOIT P., Arts du feu et production artisanales, XXe Rencontres internationales d'Archéologie et d'Histoire d'Antibes, Editions APDCA, Antibes, 2000, 37-51.


LEROY Marc et MERLUZZO Paul, "Un protocole d’expérimentations de réduction en bas fourneau d’un minerai calcique (la minette de Lorraine)", Les Nouvelles de l’Archéologique, n°116, juin 2009, (dossier Archéologie expérimentale du bas fourneau), Editions de la Maison des Sciences de l’Homme, éditions Errance, Paris, 2009, p. 17-22.