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19 décembre 2011 1 19 /12 /décembre /2011 09:23

  Histoire d'un fer qui était acier

 

Le fer des Chalybes

 

 

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Others have ascribed this to the Cyclopes who must have first

come to forging iron. Still others consider

the Chalybes to have been the first inventors of this art before

 the Cyclopes had mastered it.

Walenty Rodziensky, Officina Ferraria, ( trans. Pluszczewski)

 

 

 

On tentera dans cette étude de  trouver dans la documentation très abondante fournie par les auteurs et spécialistes (hellénistes, linguistes, historiens, archéologues, géologues, métallurgistes…)  les conditions de fabrication du fer des Chalybes dont  il est convenu qu’il était  acier. Employaient-ils un minerai particulier et lequel ? Ou maîtrisaient-ils un  savoir faire exceptionnel ?

 

We shall try in this study to find in  the very plentiful documentation supplied by the authors and the specialists (Hellenists, linguists, historians, archaeologists, geologists, metallurgists),  the conditions of smelting  of the Chalybian iron, indeed steel . Did they use a particular ore and which? Or did the Chalybes master an exceptional knowledge?

 

Des forgerons réputés fabriquant de l’acier au Nord-est de l’Anatolie.

  Parmi les auteurs de sources historiques, Eschyle est le premier à désigner en 500BC les Chalybes comme le peuple forgeron ; avant lui, Homère avec les Halizones, après lui Strabon avec les Chaldéens et les Alybes les ont désignés sous d’autres noms (Anca Dan 2007, 4).

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Dans sa tragédie Prométhée Eschyle vante le fer le plus dur (adamantinon), le fer « qui est acier » fabriqué par les Chalybes forgerons (siderotektones Chalube) dont il tente de situer le pays.

La réputation du fer des Chalybes se transmettra de siècle en siècle jusqu’à à nos jours.

au XIXème on dira Chalybes « peuple d’Asie Mineure qui fabriquait l’acier » (Arbois de Jubainville 1902, 7-8) qu’ils étaient « très habiles à travailler le fer par l’emploi de la trempe » (Hoefer 1866, I, 48, note 5). Les Chalybes donneront leur nom au minerai de fer dont on fait l’acier : dans son traité De ferro (1734), Swedenborg parle de « vena chalybea ».Et aujourd’hui nous appelons Chalybite le minerai de fer carbonaté (Eluerd 1993, 155) dont certaines variétés, les mines de fer blanches, contenant du manganèse étaient considérées comme « mines d’acier » (Bergman 1774).

Mélangeant réalité, légende et mythologie, la tradition littéraire grecque, a fait des Chalybes, mineurs et forgerons les inventeurs de l’acier.

Pour situer le pays des Chalybes, Eschyle se livre dans le Prométhée, à un exercice de  géographie « poétique » en décrivant le périple d’Io,  du royaume d’Argos dans le Péloponèse à Byblos en Egypte.  Io est une jeune prêtresse que Zeus qu’elle avait séduit, avait transformé en génisse pour cacher son infidélité à  son épouse Héra et qu’il continuait à rencontrer en se transformant en taureau. Héra la plaçat alors  sous  la garde d’Argos, l’homme aux cent yeux.  Zeus chargea alors à Hermès de la libérer. Mais  Io ne jouit pas longtemps de sa liberté : Héra lui envoya un taon qui s’attacha au flanc de la génisse et la rendit si furieuse qu'elle erra pendant des mois à travers toute la Grèce sans jamais s'arrêter. Elle longea le golfe qui devait porter son nom (golfe Ionien) puis passa le Bosphore ("passage de la Vache") et rencontra sur le mont Caucase, Prométhée, qui selon Eschyle, lui prédit un beau destin. De là, Io gagna l'Egypte, y reprit sa forme humaine de belle et s’y installa définitivement identifiée à  la déesse Isis (Mythologica 2008).

 

 Au  cours de son périple, Eschyle fait traverser à Io le pays des Chalybes. La carte suivante, établie par Mark Griffith, montre à quel point lui-même et  ses contemporains connaissaient mal la Mer Noire, immense et inhospitalière, et les contrées qui l’entourent : Eschyle situe en effet  le pays des Chalybes très au nord du « Pont » (Bonafé 1991, 149).  Il   faudra attendre  Hérodote et Xénophon pour le voir correctement  situé  sur les rives méridionales de la Mer Noire

 

La tribu des  Chalybes faisait partie d’une confédération hittite, peuple découvert depuis seulement une soixante  d'années (Laroche 1983,15). Cette  confédération Hittite a contrôlé l’Anatolie de 1600 à 1200BC. Elle est  à l’origine  de la métallurgie du fer en Eurasie, origine attestée par la découverte de  quelques morceaux d’armes en fer d’origine météorique ou terrestre datés de 1400BC. Un siècle plus tard,  les Hittites connaissent bien le fer mais  son mode de production est gardé secret  Les objets en fer  ont un rôle cultuel ou font l’objet de cadeaux royaux . En témoigne, une lettre  adressée par le roi des Hittites Hattisi III à un correspondant inconnu dans laquelle il  s’excuse  du report d’un envoi de dagues en fer. Le manque momentané de la  matière première appropriée empêche la fabrication  de fer de bonne qualité et  il donnera des ordres pour que cette fabrication soit reprise à une époque plus favorable. La référence à la  nature du minerai utilisé, montre que c’est au minerai que le fer sans doute de l’acier doit ses qualités (Pleiner 2000,  19-21). Un siècle plus tard,  la destruction de l’empire Hittite par les « Peuples de la mer » (Sandars 1981, 80-83) ralentit et ralentit la diffusion de la métallurgie du fer vers le Moyen Orient et la Mer Noire .

 

      Chalybes figure 1

   

 

En 1730, Bruzen de la Martinière, géographe «moderne»  situe  le peuple des Chalybes  au sud-est  de la Mer Noire, en trois endroits à vrai dire voisins  mais  différents suivant les auteurs anciens auxquels il se référe :  Hérodote,  Xénophon, Pomponius Mela…  (Bruzen de la Martinière 1730, 489-491). En fait, pour le géographe d’aujourd’hui, l’Anatolie reste   un espace complexe où il  doit faire face à d’incessantes modifications territoriales dues aux changements historiques, aux dominations successives et aux nombreux mouvements de populations. (Rottier 2010, 4)

 

Après la légende et  l’histoire…

 

A ce jour, les archéologues n’ont pas découvert de sites de production du fer qu’ils puissent attribuer aux Chalybes. Compte-tenu de la difficulté à situer ces derniers dans le temps et l’espace, il faut se demander si de tels sites n’existeraient pas chez les peuples contemporains qui ont été leurs voisins.

 

En premier lieu les Hittites auxquels la tribu des Chalybes avaient été  liée dans une confédération . Les grecs anciens pensaient que les Chalybes avaient  découvert  la métallurgie du fer et l’avaient  transmise  aux Hittites (Thomson 1948, 18). On notera à ce sujet que le grec Halybes, autre ethnonyme pour  Chalybes, découlerait du Hittite « Khali-wa », terre de Halys, autre nom du fleuve Thermodon (Allen 1910, 315). Autrement dit les Chalybes devraient leur nom au territoire qu’ils occupaient au sud-est de la mer noire. La  carte de l’Anatolie ci-dessous montre en effet que l’une des zones de peuplement Hittite était située dans une boucle du fleuve  Halys, à proximité  du Pays des Chalybes.   Tsetskhladze , The Greek Colonisation of the Black Sea Area, , 1998, 74.

En second lieu la Colchide que l’archéologie associe à l’Anatolie pour en faire au premier âge du fer

la zone initiale de développement de  la métallurgie du fer en Eurasie (Pleiner 2000, 21).

Pour les grecs, la Colchide était le pays des Aëtes (nom grec des Colches) et des Mèdes et la légendaire  destination des Argonautes. Elle s’étendait, dès l’Age du Bronze moyen,  sur l’ouest de la Géorgie et le nord de la Turquie modernes, englobant peut être au sud une  partie du pays des Chalybes. Les points extrêmes étaient au sud Trabzon (Trébizonde) et au nord la région de Phasis.

Pendant les deux derniers millénaires BC,  l’histoire de la  Colchide est très agitée. Attirés par ses richesses naturelles et les matériaux fabriqués par les Colches (Dundua 1999, 114),  elle est envahie successivement par les Assyriens, le peuple d’Urartu, les Scythes, les Perses achéménides, le peuple du Pont (le Pays des Chalybes) avant de tomber en 63BC  sous la domination de Rome. En 750BC Les Milésiens y fondent leurs premières colonies et cent ans plus tard  les Grecs sont de plus en plus présents en Colchide  

 

Selon certains auteurs, la métallurgie du fer  aurait été pratiquée en Colchide dès la fin du deuxième millénaire BC  sur plusieurs sites   (Khakhutaishvili 1976, 1987, 2001,  2009), (Pleiner 2000, 38) ; une  affirmation discutée par d’autres  faute de pouvoir préciser  la nature de la métallurgie, cuivre ou fer,  pratiquée sur les sites en question  (Veldhuijzen 2007, 1).

Pour d’autres  archéologues en effet, la métallurgie du fer n’aurait été introduite en Colchide que vers 700 BC à la suite d’incursion scythes (Tsetskhladze 2007 ). Un site important  de métallurgie du fer fonctionne  à Saïrkhè vers le 600-400BC (Lordkipanidze, 1990, 214).

L’apparition de la  métallurgie du fer en Colchide comme au royaume d’Urartu (Pleiner 2000,16),  est donc  plus tardive  qu’au pays  des Chalybes ou chez les Hittites.

  Chalybes figure 2

 

 

Le report sur la carte de l’Anatolie  du pays des Chalybes,  des zones de peuplement hittite,  de la Colchide et du royaume d’Urartu , est révélateur de la situation relative de ces zones et lorsqu'elles sont connues  de la date d’apparition de la métallurgie du fer.

 

 Il n’y a pas d’évidence archéologique de production du fer au pays des Chalybes et au royaume Hittite ; pour ce dernier par contre les textes et la présence d’objets en fer permettent de situer vers 1400BC l’apparition de la métallurgie du fer.

Le constat est le même pour le royaume d’Urartu où le développement de la métallurgie du fer est attestée par des trouvailles d’objets en fer et qui, à la recherche de ressources minérales s’est développé vers le nord et la  Colchide (royaume de Quilhi).  Ce dernier épisode semble plaider  pour le schéma le plus tardif de l’apparition du fer en Colchide : les quatre sites de production du fer présumés comme ayant fonctionné  vers 1000BC  sont situés plus au nord de la zone de Quilhi, au nord et au sud de Phasis.  La  redécouverte des Chalybes forgerons. 

 

Strabon (58BC-21AD) , géographe grec né  à Amysia à la frontière du  Pays des Chalybes , consacre aux Chalybes un chapitre de sa Géographie  (Livre XII, 3). Il décrit les Chalybes, vivant de la pêche  et de la métallurgie du fer entre la mer et la forêt riche en mines de fer (jadis argentifères)  sur un littoral très étroit  jusqu’à Pharnacia.  Au  7ème siécle AD, on travaille encore le fer et le cuivre  près d’Unieh mais la production décline. (Lombard 1974). En 1404 AD,  Clavijo, ambassadeur du roi d’Espagne voit à Unieh, quelques petites forges le long de la côte  qui fabriquent du fer à partir du fin sable noir rejeté par la mer (Clavijo 1928, 108).

 

En  1835, le géologue anglais William John Hamilton fait un voyage géologique qui le conduit sur les bords de la Mer Noire. A la mi juillet, il suit  la côte de Trébizonde à Sinope. Les habitants  n’ont que de  vagues informations sur l’extraction du minerai de fer dans la région  et c’est  à sa curiosité et sa persévérance qu’il doit  de retrouver le pays des Chalybes. Il raconte sa découverte dans un livre publié en 1842 et plusieurs fois réédité. Les  pages dans lesquelles il raconte sa rencontre avec les forgerons lointain descendants des Chalybes sont citées plus loin .

 

C’est par référence aux auteurs classiques qu’il connaît et cite souvent dans son récit, qu’arrivant au Cap Jason Hamilton entre  dans le pays des Chalybes  (fig.3). Il note le changement brutal de la structure géologique du pays traversé

      Chalybes figure 3

 Figure 3.

 

Il cherche sans les trouver les fameuses mines de fer. Par contre  il est frappé par le changement de la structure géologique du pays .  Les roches volcaniques et trachytes qu’il observait depuis  Trébizonde ont totalement disparues remplacées par des collines de craie et de graviers inclinées vers l’ouest et  couvertes d’une végétation  luxuriante. Il traverse une rivière puis une autre, ramasse sur le rivage de beaux échantillons de jaspe et d’agathe.  Les falaises basses sont formées de lits alternés de chaux rouge et blanche surmontés par un couche alluviale riche en  galets. A quelques miles  d’Unieh, ces falaises s’arrêtent sur une plaine arrosée par l’ancien fleuve Phygamus. Un mile plus loin il remarque dans la falaise une coupe de terrain  remarquable  .et en prend un relevé (figure 4) . Au dessus du calcaire rouge et blanc, une couche de marne contient des morceaux angulaires de jaspe ; elle est stratifiée par des lits de jaspe strié et ondé dont on il  trouve de gros morceaux sur la plage.

Il cherche à se renseigner sur les fameuses mines de fer qu’il attendait à trouver mais sans succès.

Désappointé il reprend son chemin vers Unieh… 

 

 

 

Friday, July 15.-Having procured horses and a guide I started for the mountains five miles off to the S.S.E,, where I was to be conducted to an iron-mine. After ascending a narrow winding valley through the limestone rocks we reached the summit of the hills, where I observed many black tents of Turcomans, or Kurds, of whom my Suriji said there were many in this neighbourhood.

Proceeding in the same direction, the guide was soon at fault, and committed himself to the direction of a woman whom he met; she led us by a winding road, through thick natural woods and tangled coppices, to a sequestered spot, where we suddenly found ourselves in the presence of two men who were concealed amongst the bushes and who, after a considerable parley, which I did not understand, got up and led the way.

I thought myself in for an adventure; they would have had no difficulty in making me their prey, had they been so disposed; however I followed, and they soon brought me to a rude forge and hut, constructed of branches and trees. Here they spread a carpet, and invited me to be seated, and to partake of their humble fare. I had brought no me, and it was some time before they could be made to understand that I wished to see the mines from whence the iron-ore was extracted.

To this they replied that there were no mines, but that the ore was found everywhere about the hills near the surface. This they proved by scraping up the soil near their hut with a mattock, and collecting small nodular masses, which I understood was the form in which it is universally found in this district. The soil is a dark-yellow clay overlying the limestone rock to a thickness of two or three feet, and probably more in the hollows. The ore is poor, and the miners, like the Chalybes of old, must lead a hard and laborious life; they are at the same time charcoal-burners, for their own use; removing their huts and forges to a more productive spot, as soon as they have exhausted the ore and consumed the wood in their immediate vicinity. I thought myself highly fortunate in thus meeting with these primitive miners; the life they lead and their mode of working agreeing so closely with the vivid description which Apollonius Rhodius has left us of the Chalybes, in his account of  the Argonautie expedition: Virgil also alludes to the existence of iron in the country of the Chalybes; in juxtaposition, too, with the productions of Pontus; and yet the real site of the Chalybes has ever been a subject of doubt amongst modern geographers.

It may not, however, be quite undeserving of notice that the ore found on this spot, the abode of the oldest miners mentioned in profane history, or even alluded to by the earliest traditions, should occur precisely in such a manner, and under such circumstances, as most readily to attract the attention of a rude and ignorant people.

The mode of extracting the iron is however very slow and laborious; the ore is smelted in a common blacksmith's forge, in which 180 okes (552 kg) of the rude material produce three batmans or pigs of metal (18.4 kg.), weighing six okes or thirteen pounds and a half each ; consequently the ore only yields ten per cent of metal, and to procure this small quantity 300 okes of charcoal are requisite. The blast of the furnace is kept up for twenty-four hours, during which time the mass must be constantly stirred, and the scum and scoria raked off, after which the melted iron is found at the bottom, which, from the specimen I saw, appeared of a very good quality. Having no interpreter with me, I had some difficulty in ascertaining even these particulars. All the iron is sent to Constantinople, where it is bought up by the government, and is in great demand. Returning to Uniéh, we passed the remains of several forges in places where the ore had been completely worked out, and where the ground was strewed with ashes…(Hamilton 1842,  reprint 1984, 271, 274-279)

 

 

 

1. Redécouverte du  Pays des Chalybes .

 

Le Pays des Chalybes redécouvert par Hamilton est un pays qui depuis 2500 ans   s’est transformé sous l’effet de l’érosion .

Entre Le cap Jason et la ville d’Unieh,  les faibles apports de nombreux  petits fleuves côtiers, à faible débit en saison humide et à sec l’été ont permis le maintien d’une étroite plage littorale et de la forêt Pontique dans son état originel

  Cette forêt caractérisée par un ubac  humide se développe sur des collines qui s’élèvent rapidCeement. La végétation y est méditerranéenne et l’été d’une moiteur étouffante. (Charre 1974, 193-202). L’abondance végétale y est extrême et la roche n’affleure jamais . Dans l'arrière-pays d'Unieh, où la montagne s'abaisse considérablement, se développent suivant l’exposition, le degré d’humidité  et l’altitude : des aulnaies, chênaie-charmaies,  hêtraies, châtaigneraies, rhodoraies, l’'épicéa étant rejeté vers les sommets. Le navigateur qui longe la côte aperçoit des rivages et un pays intérieur couvert de denses forêts. (Beauchamp 1796,116)

Au-delà d’Unieh à Synope, deux fleuves importants débouchent dans la Mer Noire : le Yesilrmak à la Pointe Iris (ancien Thermodon), et le Kyzilrmak au Cap Bafra  (ancien Halys). Ils ont pris naissance sur le plateau anatolien et traversé par des brèches la chaîne Pontique. A leurs embouchures, des plaines littorales se sont formées par apport d’alluvions, expliquant selon certains, les ajustements successifs, d’un siècle à l’autre, du profil de la côte  par les anciens cartographes.  

 

Hamilton retrouve donc entre le Cap Jason et Unieh un cadre naturel, forêt dense et plage étroite, dans doute très semblable à celui qu’ont connu les Chalybes. Pendant 2500 ans, le jeu des mécanismes naturels (précipitations, érosion, absence de marée et dépôt de sédiments le long des côtes  ont conservé  ce cadre. Des recherches archéologiques récentes montrent qu’à l’est de Sinope, le relief sous marin conserve également le souvenir du paysage ancien: jusqu’à 200 mètres de profondeur des canyons ouverts dans la barre de dépôts littoraux prolongent les éboulis  des vallées côtières actuelles rappelant le cours anciens des fleuves littoraux.  Au-delà de, la Mer Noire plonge brusquement à plus de 1500 mètres (Hiebert 2001, 18).

 

A ces mécanismes naturels s’ajoute  les forces tectoniques qui s’expriment  en permanence depuis des millémaires et modifient lentement mais de façon continue la paysage. La poussée de la plaque arabique  qui  s’exprime vers l’ouest de l’Anatolie au-delà  de Samsun (Mualla G.C. et al.), et frontalement vers le Nord  entre Samsun et Trabzon. La  poussée tectonique  repousse le massif des  Taurides et la chaîne des Pontides vers la Mer Noire dont elle avait  soulevé les fonds en découvrant des  rivages recouverts par la mer aux temps géologiques et  qui aujourd’hui s’y éboulent.  A terme, a poussée de la plaque arabique effacera la concavité qu’offre à  cet endroit la côte de la mer Noire et Trabzon se retrouvera un jour à la latitude de Poti. D’un millénaire à l’autre, Le pays des Chalybes disparaît.    

Aujourdhui, une route européenne longe la côte de Sansun à la frontière Géorgienne  parallèle à celle qu’a suivi Hamilton Difficile à construire, critiquée quelquefois  pour ses atteintes aux paysages traversés,  elle est fort utile  aux habitants de la région.

 

2. Hamilton à la recherche de mines de fer.

 

Sur sa route,  Hamilton, qui est à la recherche des mines de fer du pays des Chalybes, avait peut-être vu à  l’est de Trébizonde le gisement  de minerai de fer rocheux qui sera exploité cent ans plus tard (Karajian 1920, 171). A Kerasun, il visite les restes d’une mine désaffectée  peut-être le gîte de Fol Maden jadis  exploité par les Byzantins (Pitarakis 1998, 164) ; qui avaient aussi extrait  du minerai de fer superficiel alluvionnaire au Cap Jason. Il savait sans doute qu’en 1404 les habitants d’Unieh  ramassaient sur la plage du sable noir  pour en fabriquer du fer (Clavijo 1928, 108). Mais ce n’est pas le minerai que travaillent  les forgerons qu’il rencontre.

 

 Le minerai travaillé par les forgerons que rencontre Hamilton près d’Unieh, se trouve partout dans les collines, en surface, en   petites masses nodulaires dispersées  dans  une couche d’argile jaune foncée de deux ou trois pieds reposant sur une roche calcaire.

On pourrait penser au  minerai sidérolithique superficiel également en nodules mais plus gros (jusqu’à 20 voir 100 cm) englobés dans l’argile rouge,   qu’on trouve  dans les régions pénéplanées calcaires ou siliceuses (Bubenicek, 1969, 14). Mais la géologie locale empêche la confusion. Une coupe stratigraphique de l’Anatolie de  Terme à Sivas  par Unieh, révèle sous une couche superficielle néogène continentale une succession  des couches  volcanogènes éocène et crétacé  inclinées de la chaîne Pontique vers  la mer Noire (MTA, 1966, 66).  

De même, Il est difficile sans en connaître plus   de  confondre ce minerai nodulaire  avec les sables ferrifères marins signalés  par les voyageurs. On ne peut écarter toutefois  l’hypothèse d’une origine commune : les sables marins étant formés par l’entraînement vers la mer des élèments du sol les plus fins et  le mélange de ceux-ci  aux  morceaux de magnétite apportés par les fleuves côtiers.

 Nous disposons d’une analyse de  sable marin de la région d’Unieh (Tylecote 1992, 48-49) : pauvre en métaux (fer et manganèse), ce sable n’a rien de commun avec la  « vena chalybis», la « mine d’acier » dont on tirera de l’acier au XVIIIème.

 

Ainsi, le minerai de fer qu’Hamilton voit travailler ne se rattache à aucun type connu de minerai de fer. C’ est un minerai  pauvre, se présentant en petites masses nodulaires ramassées en grattant le sol avec une pioche, autour d’un chantier mobile, hutte et foyer de réduction : des conditions de collecte difficiles  qui  amènent Hamilton à se poser la question de savoir comment  les Chalybes du premier âge du fer  avaient pu   le découvrir .

 

 

3. Nature du minerai de fer traité au Pays des Chalybes : de 1500BC et au XIXème siècle 

 

Le  minerai qu’Hamilton voit traiter  donne un fer apprécié  à Constantinople. Se présentant en petites masses nodulaires, c’est un minerai pauvre.

Se posent donc trois questions : - Les forgerons d’Unieh fabriquent-ils de l’acier ?,               - comment se sont formés les nodules de minerai de fer, - comment faire de l’acier à partir d’un minerai pauvre ?

 

Les forgerons d’Unieh fabriquent-ils de l’acier ?

Cinquante ans avant qu’Hamilton entreprenne son voyage, un Traité sur le commerce de la Mer Noire  (Charles de Peysonnel, 1787) renseigne sur le commerce du fer et d’acier des ports qui encadrent le Pays des Chalybes (Rizé et Sinope). Rizé à 60  kilomètres de Trébizonde importe du fer en barres et des fers à cheval  de Roumélie (zone des Balkans sous domination ottomane).  Les fers à cheval de fabrication locale  ne durent pas et se rompent très vite. On y consomme aussi par an  cinquante à soixante caisses d'acier recherché par les nombreux et renommés  armuriers et couteliers locaux qui fabriquent des armes blanches, des sabres, des  grands couteaux appelés yatagans à tranchant en acier, et des couteaux ordinaires, Le commerce d’entrée de Sinope est de  cinq à six caisses d’acier, cinq à six mille quintaux de fer et mille assortiments de fer à cheval. La provenance de l’acier importé par Rizé et Sinope n’est pas indiquée.

Au début du XVIIIème, la sidérurgie ottomane exploite le minerai de Kerch dont la qualité souffre de la présence de phosphore, soufre et arsenic (B.Schomchynsky, Encyclopedia of Ukraine). En 1830, lors de la conquête de l’Algérie, les français ont découvert à l’arsenal d’Alger alors sous domination ottomane  des vieux boulets de canon en fonte à 1-1,5% de carbone et 10-30% d’arsenic (Percy 1864, II I, 74-77). Ces conditions difficiles  expliquent sans doute pourquoi le fer produit à Unieh lors du passage d’Hamilton était apprécié jusqu’à Constantinople et acheté par le gouvernement ; c’est un fer de qualité, très probablement de l’acier.

 Aujourd’hui la sidérurgie turque ne traite des ferrailles importées, les ressources nationales en minerai de fer  d’accessibilité difficile ne sont pas exploitées pour l’instant.  

 

Comment se sont formés les nodules de minerai de fer ?

Comme tout géologue le fait pour apprécier la densité d’un minerai, Hamilton a évidemment soupesé les nodules ramassés par les  forgerons d’Unieh. Leur densité  devait être faible : sans connaître sa composition, il a noté  que le  minerai était  pauvre.

Pauvre comme le sable ferrifère de la Mer Noire ramassé en face d’Ordu et d’Unieh,  minerai très pauvre (15 % de Fe203), dont la réduction facile donne un laitier à basse teneur en FeO (56% de SiO2, 37% de Ca0 + MgO, 7% de Al2O3), fusible à 1200-1300°C (Mac Conchie 2004, 43).

Calculée à partir de sa  composition, la  densité  du sable ferrifère est de l’ordre de 3. Sa nodulisation donnerait des nodules de densité 2 identique à celle des nodules polymétalliques très poreux (50%)  déposés  dans les fonds océaniques  (Académie des Sciences France 1984, p 64).

Ainsi les nodules qu’Hamilton a vu travailler pourraient résulter d’une sédimentation marine. 

On a lu plus haut,  qu’à son arrivée au pays des Chalybes, Hamilton avait remarqué dans la falaise deux couches stratifiées de galets de  jaspe (figure 4). 

 

 

    Chalybes figure 4

 

Les observations d’Hamilton justifient donc l’hypothèse d’une origine marine des nodules-minerai de fer et d’un pays des Chalybes formé par le soulèvement du fond de la Mer Noire originelle lors de la formation des Pontides  (Yilmaz Y. 2007, 537-569). Au-delà de la région charnière d’Unieh-Sansun, la poussée frontale de la plaque arabique est déviée du nord vers l’ouest.

 

Les  nodules dont les forgerons d’Unieh extraient le fer sont-ils des nodules de jaspe ? Quel est le minéral qu’Hamilton appelle jaspe ?

Les encyclopédies  modernes en parlent au pluriel comme de pierres diversement colorées connues depuis la plus haute antiquité : les  premières découvertes archéologiques de jaspe remontent à l’époque des Hittites. Les jaspes se forment dans des bassins sédimentaires par précipitation de la silice ou par accumulation  de squelettes de micro-organismes à structure siliceuse (radiolarite). Les jaspes contiennent en proportions variables (jusqu’à20-25%) des oxydes d’éléments métalliques comme le fer et le manganèse ainsi que des minerais argileux. Ils se présentent en bandes ou en strates dont l’épaisseur varie de quelques millimètres à quelques mètres (Atlas des Pierres et Minéraux 1998). Lorsque le jaspe est une radiolarite il a une couleur rouge violacée liée à la présence d'oxydes de fer, il se présente en bancs réguliers en alternance avec des lits d’argile  Ces roches constituent souvent la couverture sédimentaire d’ophiolites. Ces  ophiolithes sont des   lambeaux du plancher de la Mer Noire originelle  soulevés lors du surgissement des Pontides  et retrouvés dans les montagnes d’Anatolie et sur les plages du pays des Chalybes

Au XVIIIème, Buffon explique que le jaspe est comme le quartz un verre primitif plus ou moins pénétré de fer et  d’autres matières métalliques qui le colore,  et de feldspath qui lui donne une fusibilité comparable à celle de « nos  verres factices » (Histoire naturelle des minéraux, tome I,21).

A la même époque, on dit à Saint-Petersbourg que le vrai porphyre a du jaspe pour base et que  ses tâches sont de feldspath lui-même est composé d’une terre molle argileuse et de grains de quartz (Académie des sciences. Russie, 1788, 178)

 

Les observations d’Hamilton justifient donc l’hypothèse d’une origine marine des nodules qu’il a vu convertir en fer réputé jusqu’à Constantinople.

Le  pays des Chalybes s’est formé  par  soulèvement du fond de la Mer Noire originelle lors de la formation des Pontides  sous l’effet de  la poussée frontale de la plaque arabique (Yilmaz Y. 2007, 537-569) sur un étroit piedmont entre le cap Jason et Unieh. Sous l’effet de précipitations abondantes, les produits de l’érosion du sol  du versant d’ubac, drainés vers la mer  par quelques petits fleuves côtiers se sont déposés en cordons littoraux de sables ferrifères qui ont donc la même origine que les nodules travaillés par les forgerons de la forêt Pontique, justifiant l’hypothèse d’une composition voisine des sables et des nodules. 

Le pays des Chalybes est limité  à la région Cap Jason-Unieh ; à l’Est du Cap Jason, les  Pontides  arrivent à la mer ; à l’Ouest d’Unieh. les grands fleuves anatoliens Thermodon et Halys ont débouché vers la mer  créant de vastes plaines littorales. La poussée tectonique s’exerçant de plus en plus vers l’ouest,  la  région côtière Cap Jason-Unieh est la seule sur laquelle les fonds marins ont pu se déposer

   

 

Comment tirer  de l’acier d’un minerai pauvre ?

si Hamilton est un géologue confirmé, ses connaissances en matière d’extraction directe du fer  de ses minerais sont sans doute limitées. C’est sans doute la raison pour laquelle  Il évoque  la description du procédé beaucoup plus sophistiqué que  le major Robertson a vu mettre en œuvre à Tabriz en Perse. (Robertson 1840, 296). Le chantier qu’Hamilton visite sans interprète près d’Unieh,  est très rustique et le compte-rendu qu’il fait de sa visite est très succinct.

Le procédé d’extraction du fer est lent et laborieux.  L’opération dure  24 heures et produit 18,4 kilos de métal. Elle nécessite la consommation de 180  kilos de minerai dont le rendement  est donc très faible, 10% environ.  La consommation de charbon de bois que les forgerons fabriquent sur place est de 306 kilos. Le fourneau est un foyer de forge classique. Hamilton ne donne pas d’indication sur l’installation de soufflage d’air qui travaille à faible débit (80 litres minute environ). La masse est remuée et la scorie évacuée  pendant toute l’opération à la fin de laquelle le fer est   recueilli au fond du four. Ce fer  de bonne qualité selon Hamilton, est très recherché ; il est envoyé à Constantinople et acheté par  le gouvernement. Après sa visite,lors de son retour à Unieh, Hamilton remarque les emplacements reconnaissables au mâchefer qui jonche le sol  de plusieurs sites de forges autour desquelles le minerai a été complètement extrait et travaillé.  

 

La «forge» que voit  Hamilton n’est  sans doute qu’un simple trou  creusé dans le sol et rempli de charbon de bois, l’air de combustion y étant  introduit par une tuyère disposée latéralement et pénétrant en oblique  dans le  charbon.  Un  faible débit de soufflage (environ 80 litres/minute)  limite le volume de la partie oxydante de la zone de combustion.  Les forgerons qui fabrique eux-mêmes  le charbon de bois peuvent utiliser  les essences de bois durs, chêne notamment, abondantes dans la forêt pontique. 

Le chargement séparé et dissymétrique de ce type de  fourneau de réduction,  charbon d’un côté, minerai de l’autre, permet de faire pénétrer le  gaz de combustion, chaud et réducteur,  à la base de la couche  de  minerai qui subit de haut en bas  un grillage réducteur très poussé qui réduit et carbure le fer, puis l’échauffement nécessaire à la fusion des scories et leur séparation d’avec le métal    qui s’accumule progressivement au fond du fourneau. L’abondance des  scories nécessite  pendant toute l’opération,  un ringardage de la charge et leur extraction. Le faible volume de la partie oxydante de la zone de combustion et les chargements séparés du charbon et du minerai  permettent dans ce type de fourneau,  exploité en Méditerranée jusqu’à la fin du XVIIIème (forge catalane),  de limiter au maximum la décarburation et la réoxydation du fer réduit.

Le rendement en fer est très bon, exceptionnel pour une réduction directe.

 

Si l’on admet pour les nodules l’ analyse donnée par R.F. Tylecote (Anatolian Studies 1981) pour le sable ferrifère soit   14.4% de FeO et 0.35% de MnO et 45.3% de SiO2, 16.2% de CaO, 11.7% de MgO

Sur la base des éléments de  bilan matière fourni  par  Hamilton : -184 kilos de nodules et 306 kilos de charbon de bois  chargés et  -18.4 kilos de fer produit , un calcul de simulation du process est possible.

 Il faut pourtant  ajouter à cette analyse et aux éléments de bilan une donnée essentielle: la très longue durée de l’opération pendant laquelle l’action des fondeurs est permanente.  The blast of the furnace is kept up for twenty-four hours, during which time the mass must be constantly stirred, and the scum and scoria raked off, after which the melted iron is found at the bottom…”).

 

 Sa composition  rend très fusible le minerai: pour 45 3% de silice, il contient 42.6% d’oxydes métalliques (FeO+MnO) et  de fondants calcaires (CaO+MgO) . Cette composition impose une très longue durée d’opération pour permettre avant toute fusion une réduction complète de FeO et MnO et la carburation de la phase métallique formée :   le métal final obtenu après fusion en atmosphère la plus réductrice possible de la scorie restera carburé. Si l’on admet que le métal  final est  un acier à  0. 6% de carbone et 99.4% de fer, le rendement fer de l’opération (ou le taux de réoxydation du fer réduit) sera de 92%. Ce rendement serait de 86% si la teneur en carbone du métal était de 0.4%.

La scorie finale est à la fois bien fusible  et peu décarburante. La teneur et la composition des cendres du charbon de bois étant estimées, la production de scorie donnée par le calcul de simulation  est de  184 kilos d’analyse %  SiO2:54.3, CaO:26.0,  MgO:11.4,  Al2O3:5.9,  FeO:1.4,  MnO:0.4.

Si l’opération avait été conduite très rapidement, le rendement en fer aurait été très faible et la teneur en FeO beaucoup plus élevée de la scorie finale aurait empêché la formation d’acier.  

 

Ainsi, grâce à la nature très particulière du minerai de fer  traité  et surtout à leur grand savoir-faire, les forgerons d’Unieh produisaient un  fer  « qui était acier »...

 

... et cette étude n’aurait été qu’un exercice d’archéologie imaginaire comme était poétique la géographie d’Eschyle, si le géologue, J.R. Hamilton n’avait pas vu en 1830 au « Pays des Chalybes » fabriquer par réduction directe un fer apprécié jusqu’à Constantinople. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Published by Edmondtruffaut
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