Récits sidérurgiques d’hier et d’aujourd’hui , livre ebook

EDP Sciences - Jean Le Coze

Découvre YouScribe en t'inscrivant gratuitement

Je m'inscris

Obtenez un accès à la bibliothèque pour le consulter en ligne
En savoir plus

660 pages

Français

Obtenez un accès à la bibliothèque pour le consulter en ligne
En savoir plus

A propos
Informations
Extrait

Description

La métallurgie du fer s’est développée de façon discontinue en améliorant les performances de ses procédés et de ses produits, et en accroissant ses niveaux de production. Une analyse a posteriori montre que cette évolution fut sous-tendue par un impératif de purification déjà cité par Aristote.

L’analyse de textes de l’Antiquité à nos jours constitue l’essentiel de ce livre. Les traductions des descriptions techniques à partir des langues anciennes sont réexaminées à la lumière de nos savoirs métallurgiques actuels. La transition du XVIIIe siècle entre le langage alchimique et la classification chimique, en passant par l’épisode du phlogistique, est abordée en présentant le langage des auteurs. La définition de « acier » considéré comme un fer purifié était brouillée par la confusion entre le « fer de réduction directe ou puddlé » et le « fer de fonte », sachant que le minerai était aussi un « état du fer ». Au milieu du XIXe siècle, l’élaboration de l’acier en phase liquide permettra une purification par des moyens chimiques. La définition de « acier » resta floue jusqu’au début du XXe siècle, malgré l’établissement du diagramme Fe-C vers 1899. Les 2000 ans d’existence des aciers fondus en creuset (wootz, acier de Damas) sont décrits ainsi que leur redécouverte en Europe à la fin du XVIIIe siècle qui fut à l’origine des aciers alliés et inoxydables, dont le développement au XXe siècle devint effectif grâce aux outils modernes : aciérie électrique, métallurgie sous vide, ... Quelques chapitres concernent les acteurs des métiers du fer dans différentes sociétés jusqu’au début du XXIe siècle.

Ces « récits sidérurgiques » s’adressent à tous ceux qui aiment qu’on leur raconte des histoires. Les lecteurs devront posséder des notions de base en chimie minérale et un peu de curiosité. Les quelques notions théoriques utilisées sont définies, expliquées et reprises quand il le faut.

Jean Le Coze est ingénieur civil des mines, docteur ès sciences ; il a travaillé à l’IRSID (département chimie-physique) et à l’École des mines de Saint-Étienne en tant qu’enseignant-chercheur. Il a enseigné la thermochimie appliquée à la sidérurgie et la science des matériaux, avec une activité de conseil en direction de PME locales. Son intérêt pour les fondements historico-scientifiques de la sidérurgie lui a permis de publier des articles qui fournissent la matière de ce livre.

Sujets

Sciences expérimentales

Physique

Physical attractiveness

Matériaux

Applieds Sciences

Sciences et techniques

Histoire des sciences

Matériau

Science

XVIIIe siècle

Antiquité

Informations

Publié par	EDP Sciences
Date de parution	19 octobre 2017
Nombre de lectures	2
EAN13	9782759821709
Langue	Français
Poids de l'ouvrage	7 Mo

Informations légales : prix de location à la page 0,7950€. Cette information est donnée uniquement à titre indicatif conformément à la législation en vigueur.

Extrait

RÉCITS SIDÉRURGIQUES D’HIER ET D’AUJOURD’HUI
Fers, fontes, aciers : 4 000 ans d’afﬁ nage et de puriﬁ cation
Jean Le Coze
La métallurgie du fer s’est développée de façon discontinue en améliorant les performances de ses procédés
et de ses produits, et en accroissant ses niveaux de production. Une analyse a posteriori montre que cette
évolution fut sous-tendue par un impératif de puriﬁ cation déjà cité par Aristote. RÉCITS
L’analyse de textes de l’Antiquité à nos jours constitue l’essentiel de ce livre. Les traductions des descriptions
techniques à partir des langues anciennes sont réexaminées à la lumière de nos savoirs métallurgiques SIDÉRURGIQUES eactuels. La transition du XVIII siècle entre le langage alchimique et la classiﬁ cation chimique, en passant
par l’épisode du phlogistique, est abordée en présentant le langage des auteurs. La déﬁ nition de « acier »
considéré comme un fer puriﬁ é était brouillée par la confusion entre le « fer de réduction directe ou D’HIER ET
epuddlé » et le « fer de fonte », sachant que le minerai était aussi un « état du fer ». Au milieu du XIX siècle,
l’élaboration de l’acier en phase liquide permettra une puriﬁ cation par des moyens chimiques. La déﬁ nition
e D’AUJOURD’HUIde « acier » resta ﬂ oue jusqu’au début du XX siècle, malgré l’établissement du diagramme Fe-C vers 1899.
Les 2000 ans d’existence des aciers fondus en creuset (wootz, acier de Damas) sont décrits ainsi que leur
eredécouverte en Europe à la ﬁ n du XVIII siècle qui fut à l’origine des aciers alliés et inoxydables, dont le
edéveloppement au XX siècle devint effectif grâce aux outils modernes : aciérie électrique, métallurgie sous Fers, fontes, aciers : 4 000 ans
vide, ... Quelques chapitres concernent les acteurs des métiers du fer dans différentes sociétés jusqu’au
edébut du XXI siècle. d’afﬁ nage et de puriﬁ cation
Ces « récits sidérurgiques » s’adressent à tous ceux qui aiment qu’on leur raconte des histoires. Les lecteurs
devront posséder des notions de base en chimie minérale et un peu de curiosité. Les quelques notions
théoriques utilisées sont déﬁ nies, expliquées et reprises quand il le faut.
Jean Le Coze , est ingénieur civil des mines, docteur ès sciences ; il a travaillé à l’IRSID (département
chimie-physique) et à l’École des mines de Saint-Étienne en tant qu’enseignant-chercheur. Il a enseigné
la thermochimie appliquée à la sidérurgie et la science des matériaux, avec une activité de conseil en
direction de PME locales. Son intérêt pour les fondements historico-scientiﬁ ques de la sidérurgie lui a
Jean Le Cozepermis de publier des articles qui fournissent la matière de ce livre. Jean Le Coze
ISBN : 978-2-7598-2114-3 / 60 € TTC
www.edpsciences.org
9782759 821143
matériaux I métallurgie métallurgie I matériaux
Récits_siderurgiques.indd 1 05/07/2017 17:58
RÉCITS SIDÉRURGIQUES D’HIER ET D’AUJOURD’HUI Jean Le CozeRÉCITS SIDÉRURGIQUES
D’HIER ET D’AUJOURD’HUI
Fers, fontes, aciers : 4 000 ans
d’affnage et de purifcationRÉCITS SIDÉRURGIQUES
D’HIER ET
D’AUJOURD’HUI
Fers, fontes, aciers : 4 000 ans
d’affnage et de purifcation
Jean LE COZEerIllustration de couverture : Ferrite aciculaire dans un clou gaulois du 1 siècle avant notre
ère, voir Chapitre 8.
Imprimé en France.
© 2017, EDP Sciences, 17, avenue du Hoggar, BP 112, Parc d’activités de Courtaboeuf,
91944 Les Ulis Cedex A
Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous procédés réservés
pour tous pays. Toute reproduction ou représentation intégrale ou partielle, par quelque
procédé que ce soit, des pages publiées dans le présent ouvrage, faite sans l’autorisation
de l’éditeur est illicite et constitue une contrefaçon. Seules sont autorisées, d’une part, les
reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une
utilisation collective, et d’autre part, les courtes citations justifées par le caractère scientifque
ou d’information de l’oeuvre dans laquelle elles sont incorporées (art. L. 122-4, L. 122-5
et L. 335-2 du Code de la propriété intellectuelle). Des photocopies payantes peuvent être
réalisées avec l’accord de l’éditeur. S’adresser au : Centre français d’exploitation du droit
de copie, 3, rue Hautefeuille, 75006 Paris. Tél. : 01 43 26 95 35.
ISBN (papier) 978-2-7598-2114-3 – ISBN (ebook) 978-2-7598-2170-9À Elisabeth qui illumine ma vie.Sommaire
Avertissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Remerciements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Section I. Vocabulaires métallurgiques . . . . . . . . . 15
CChapitr h p Éléments de langage anciens et modernes . . . . . . . . 17
1.1. Langages anciens et modernes décrivant les produits ferreux . . . 18
1.1.1. Fer-Fonte et Acier – vocabulaire du diagramme Fe-C . . . . . . . . 18
1.1.2. Appellations anciennes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.1.3. Les « pièges » de la description scientifque actuelle
des alliages Fe-C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.2. Pureté, purifcation, propreté 22
1.3. Scories et laitiers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Quelles parentés entre scories et laitiers ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Les laitiers modernes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
« Histoire » des laitiers-scories. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
e1.4. Repérage des hautes températures avant le xx siècle . . . . . . . . . 29
CChapitr h p Signifcation du mot « fonte » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.1. Fonte : signifcation actuelle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2. Fer de fonte et fonte de fer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3. La fonte de la mine ou du minerai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.4. Fonte ou fusion ? 37
2.5. Fondage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.6. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39II Récits sidérurgiques d’hier et d’aujourd’hui
CChapitr h p Contenus techniques des noms donnés à l’acier . . . 43
3.1. Exemples de propriétés incluses dans les mots désignant
« l’acier ». . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.2. En Inde, la question du wootz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Section II. Quatre millénaires
de fers-fontes-aciers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
CChapitr h p Sur les origines du fer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1. Histoires du fer et des « âges du fer » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1.1. Chronologie habituelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1.2. Signifcation des « âges » du fer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.1.3. Origine de la notion des « âges » 52
4.2. Histoires de l’invention du fer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.3. Compétition entre Cu et Fe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.4. Point de vue philosophico-politique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
CChapitr h p Production des fers et des aciers
depuis quatre millénaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.1. Différents chemins de production des alliages de fer . . . . . . . . . . 61
5.1.1. Description générale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.1.2. Exigences techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.1.3. Point de vue thermochimique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.2. Réduction directe : fer forgé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
5.2.1. Procédé. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
5.2.2. Évolution technique des fours . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.2.3. Exemples de fers de réduction directe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.2.4. Résumé sur la pureté des fers forgés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
5.3. La fonte de fer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.3.1. Procédé de fabrication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.3.2. Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.3.3. Le haut-fourneau et le coke, évolution technologique. . . . . . . . 70
5.3.4. Intérêts du coke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
5.3.5. Résumé sur la pureté et la propreté de la fonte . . . . . . . . . . . . 72
5.4. Acier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
e5.4.1. Différents chemins de production jusqu’à la fn du xix siècle . . . 72
5.4.2. Commentaires sur la purifcation de l’acier . . . . . . . . . . . . . . 73
e5.5. Évolutions techniques au xx siècle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5.6. Nouvelles directions pour la production des alliages de fer . . . . . 79Sommaire III
5.6.1. Nouveaux procédés de réduction directe. . . . . . . . . . . . . . . . . 79
5.6.2. Fer « ultra pur » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
5.7. Analyse chimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Annexe 1. Fer de haute pureté . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Annexe 2. Évolution des moyens de mise e