Restitution de la chaîne opératoire ancienne de forgeage manuel du fer sur la base d'une étude morphométrique et minéralogique des oxydes de fer

Recovery of the ancient sequence of iron hand forging based on a morphometric and mineralogic study of iron oxides

¹ UMR 5608, CNRS, UTAH, Université de Toulouse II, Le Mirail
² UMR 5085 CIRIMAT, ENSIACET, INPT, Toulouse

Résumé

Les battitures – particules de métal oxydé – issues de la surface d'un objet en cours de forgeage constituent des témoins significatifs des conditions de mise en forme à chaud. Des investigations microstructurales et microanalytiques ont été conduites conjointement sur des battitures archéologiques de l'époque romaine, exhumées de sols d'ateliers de forgeage antiques et sur des battitures issues d'opérations de forgeage restituées sur du fer obtenu par réduction directe au charbon de bois en bas fourneau. Cela a permis la réalisation d'un corpus de données morphométriques et minéralogiques de ces micro-déchets, dont les caractéristiques sont très directement dépendantes du choix des matières premières, de leur réactivité physico-chimique à chaud et des conditions thermo-mécaniques du forgeage. Ainsi est-il possible, du stade de l'épuration de la loupe de fer cinglée à celui du produit forgé final, de spécifier les conditions du forgeage en fonction de la nature et de la structure des battitures produites. Ceci constitue un progrès significatif dans l'identification du savoir-faire des forgerons de l'antiquité.

Abstract

Hammer scales (particles of oxidized metal), which are issued from the metal surface during forging, are representative of hot-forming conditions. Microstructural and microanalytical studies were jointly developped on two types of such particles: firstly, on archeological ones (of roman age), found near old iron working sites; secondly, on oxidized waste parts coming from our own forging experiments with iron (direct reduction of iron ore by charcoal in a low furnace). This let us to define a corpus of morphometric and mineralogic data from these micro waste particles, depending on the choice of iron ores and charcoal origin, their reactivity at high temperature and the thermodynamical parameters for forging. Then, one of the main conclusion of this research states that the structure and the nature of hammer waste particles are very significant elements for a better description of technical operations involved during forging of archeological artefacts.