Bas-fourneaux

Fabrication d'acier dans un bas fourneau au moyen-âge

Le bas fourneau est un four à combustion interne qui a servi, depuis l'âge du fer, à transformer le minerai de fer (hématite, limonite, etc.) en fer métallique.

Historique

En Afrique, les premiers bas fourneaux remontent à -2500 av. J.-C.. Les populations originaires du Sahara notamment les Noks connaissaient déjà cette technique.

En Europe, les premiers bas fourneaux sont apparus vers 1200 av. J.-C..

Vers la fin du Moyen Âge, le four évolua vers le haut-fourneau dans une large moitié du nord de l'Europe. La réduction directe au bas fourneau a cependant été pratiquée jusqu'au XIX^e siècle dans le sud de l'Europe (dans les « forges catalanes » de la région pyrénéenne) et jusqu'au XX^e siècle dans d'autres régions du monde.

Fonctionnement

Le bas fourneau se présente comme une cheminée de taille humaine (un ou deux mètres de haut) en briques et en terre cuite, dans laquelle on dispose en alternance une couche de minerai de fer et une couche de charbon de bois. Lorsque l'on met le feu, le charbon de bois produit du monoxyde de carbone (gaz CO) qui vient réduire le minerai : le fer est présent dans le minerai sous forme oxydée Fe₃O₄ ou Fe₂O₃, par réaction avec le CO, il se forme du fer :

Fe₃O₄ + 4CO → 3Fe + 4CO₂

Le tirage du fourneau est assuré soit par ventilation naturelle, soit par des soufflets, généralement manuels. Les impuretés qui accompagnent le minerai forment la scorie ou laitier qui s'écoule au bas du fourneau ou dans une fosse ménagée en dessous de sa base (« fourneaux à cuve » à usage unique).

Dans le bas du fourneau s'accumule un solide spongieux, composé de métal et de scorie, que l'on appelle « massiot » ou « loupe ». Le métal obtenu par ce procédé est très hétérogène. Le massiot peut être composé de fer et d'acier allant de 0,02% à 2% de carbone.

La loupe est d'abord épurée et corroyée, par martelage répété, afin de retirer la scorie et de rendre le métal homogène. Il reste quand même des inclusions de scories dans la matrice métallique. On obtient après ce long processus, un bloc de métal qui pourra être mis en forme par le forgeron pour fabriquer l'outil (soc de charrue, serpe, cerclage de roue...) ou l'arme.

Voir aussi

• Forge catalane
• Réaliser un bas fourneau
• Haut fourneau

Liens externes

• (en) The Smelter's Art — Experimental Iron Production at The Rockbridge Bloomery, une page de la Washington and Lee University (WLU) expliquant la fabrication du fer avec un bas fourneau (bloomery smelting)
• (en) Historical Background of Damascus blades
• Dossier sur le fer : Le fer tombe le masque Ce dossier sur le fer présente la réalisation d'un bas fourneau traditionnel en terre crue construit selon les éléments connus des modes traditionnels de l'âge du fer (expérience d'archéologie). L'objectif était d'essayer de retrouver le même type de scories que celles fournies par les fouilles.