MÉTALLURGIE
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« Quelle est la différence entre le fer et l'acier ? » demandait, un jour de 1962, le professeur Cyril Stanley Smith, éminent métallurgiste, à un forgeron d'Iran réputé pour son habileté. L'homme lui répond : « Fer et acier sont deux espèces aussi différentes que le saule et le chêne. » Ainsi se trouvaient mis face à face l'homo sapiens de la seconde moitié du xxe siècle, capable de relier l'observation instrumentale de la structure des métaux à la somme des connaissances acquises sur l'état solide, et l'homo faber, héritier des artisans qui ont fait l'histoire de leurs mains, et qui, sauf en Chine, n'ont eu d'interlocuteur valable qu'à partir du xviiie siècle. L'industrie métallurgique s'est fondée sur l'expérience, l'audace, l'ingéniosité ; elle est déjà implantée dans l'Ancien et le Nouveau Monde alors qu'on ignore encore le rôle du carbone dans le fer.
Dès ses débuts, la métallurgie est une aventure : l'homme puise dans l'écorce terrestre les matières dont il va tirer successivement sa parure, ses outils, ses armes, avant de s'engager dans de vastes constructions. Quelle que soit la région du globe considérée, les étapes à franchir pour chaque métal seront à peu près les mêmes, mais leurs dates, leur succession, leur nature varient considérablement, suivant les peuples, leur mode de vie sédentaire ou nomade, les ressources minières qu'ils découvrent, les échanges, l'organisation des sociétés.
Tout au long de l'histoire, l'essor des industries sera motivé par des soucis de qualité et de quantité des produits fabriqués, produits de plus en plus diversifiés pour répondre aux besoins et aux ambitions des civilisations.
Les progrès de la métallurgie
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Jusqu'au Moyen Âge, en Occident, la production de fer est réalisée dans un bas-fourneau, four pourvu d'une cheminée de faible hauteur. La ventilation par des soufflets installés à la base de la cheminée permet d'atteindre les températures de plus de 1 000 0C nécessaires à l'opération....
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Les premiers âges
Les métaux natifs
La première rencontre de l'homme et du métal se situerait – il y a quelque dix ou onze mille ans – au bord d'un torrent alluvionnaire, dans le massif d'Elbourz ou celui du Taurus. À la recherche de galets chatoyants, l'homme vit briller une pépite d'or qui n'était pas une pierre comme les autres, ni par son aspect, ni au toucher.
Une autre pierre, moins brillante, plus rouge, pli [...]
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Écrit par :
- Adrienne R. WEILL : conseiller scientifique du laboratoire du musée du Louvre
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Autres références
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ACIER - Technologie
Dans le chapitre « Traitements thermiques des aciers » : […] Ces considérations sur la structure de l'acier, fonction des conditions de refroidissement, ont une grande importance pratique. Elles sont, en effet, à la base des divers traitements thermiques qui permettent d'attribuer à un acier un large éventail de propriétés […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/acier-technologie/#i_855
AIMANTS
Dans le chapitre « Les aimants obtenus à partir de poudres » : […] En application des théories sur les grains fins, les recherches se sont orientées vers la production d'aimants permanents à partir de poudres dont les dimensions sont de l'ordre de celles des monodomaines magnétiques. Le processus de fabrication comporte deux stades : la préparation de la poudre et l'agglomération par compression en présence ou non […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/aimants/#i_855
ALLEMAGNE (Histoire) - Allemagne moderne et contemporaine
Dans le chapitre « Les progrès de l'industrialisation » : […] se concentre dans les bassins de la Ruhr et de la Sarre, ainsi qu'en haute Silésie. La métallurgie de transformation est beaucoup plus dispersée : à la Ruhr s'ajoutent la région berlinoise, la Saxe, les ports, l'Allemagne du Sud. Les fabrications de précision – métallurgie et optique – ont un de leurs centres en Thuringe. Dispersion, également, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/allemagne-histoire-allemagne-moderne-et-contemporaine/#i_855
ALLIAGES
Les alliages représentent une illustration matérielle du vieux dicton « l'union fait la force ». L'homme a toujours cherché des
ALUMINIUM
Dans le chapitre « Procédés électrolytiques »
: […]
Le schéma de la production électrolytique de l'aluminium est le suivant : une cuve garnie de charbon contient de la cryolithe fondue avec quelque pour-cent d'alumine en solution. L'électrolyse de l'alumine donne de l'aluminium, qui se dépose au fond de la cuve (cathode), et de l'oxygène, qui brûle des anodes en
APPARITION DE L'INDUSTRIE DU FER
Les premières traces de l'industrie du fer sont attestées vers 1700 à 1500 avant J.-C. dans le sud du Caucase. À cette époque, les forgerons chalybes faisaient chauffer un mélange de minerai de fer et de charbon de bois dans un simple trou. Chez les Hittites, ce procédé primitif évolue vers le bas foyer, sorte de four semi-enterré dans lequel la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/apparition-de-l-industrie-du-fer/#i_855
APPARITION DES HAUTS-FOURNEAUX
En Occident, les premiers hauts-fourneaux apparaissent vraisemblablement dans la région de
ARGENT, métal
Dans le chapitre « État naturel » : […] quantités de divers minéraux, et la récupération de l'argent comme sous-produit d'autres métallurgies dépasse maintenant la production du métal à partir de ses minerais propres. La galène est presque toujours argentifère. Le minerai devient exploitable à partir de 500 grammes d'argent à la tonne. On le rencontre aussi dans les pyrites et les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/argent-metal/#i_855
BERG
En allemand, le mot Berg signifie tout à la fois la montagne et la mine, et l'association n'est pas fortuite. Il s'agit moins de la haute montagne, où l'on reconnaît plutôt des massifs (Gebirge) et des crêtes qui s'attirent les noms de Spitze, Stein, Kopf […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/berg/#i_855
BÉRYLLIUM
Dans le chapitre « Métallurgie » : […] La préparation du béryllium métallique a toujours été un problème difficile en raison du point de fusion élevé du métal, de sa grande réactivité à l'état fondu et de la toxicité des composés du béryllium. Deux procédés seulement se sont maintenus industriellement, auxquels s'ajoute un procédé pour la préparation directe de l'alliage mère cuivre- […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/beryllium/#i_855
BIRMINGHAM, Royaume-Uni
BISMUTH
Dans le chapitre « À partir de minerai de bismuth » : […] Après broyage, on sépare la gangue par les méthodes classiques de triage et de lévigation. Les oxydes et les carbonates sont dissous en milieu chlorhydrique ; par dilution, l'oxychlorure précipite. Après un nouveau traitement acide suivi de précipitation, une fusion avec du charbon et de la chaux permet d'obtenir le métal. Les sulfures sont grillés […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/bismuth/#i_855
CADMIUM
Dans le chapitre « Traitement métallurgique de l'éponge de cadmium » : […] L'éponge de cadmium issue des deux procédés d'extraction (voie sèche et voie humide de la métallurgie du zinc) est à son tour traitée suivant les deux méthodes : voie thermique ou voie humide selon les schémas donnés dans le tableau 5 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cadmium/#i_855
CHAMPAGNE-ARDENNE
Dans le chapitre « Trois générations d'industries »
: […]
e siècle, ont dû faire face au vieillissement de leurs structures. Le secteur le plus touché a été la petite
CHIMIE - Histoire
Dans le chapitre « La chimie et les secteurs socio-économiques » : […] de certains métaux ou minerais. Les chimistes doivent en particulier élaborer des procédés d'extraction de matières premières à partir de minerais de plus en plus pauvres, ou encore récupérer des métaux très dilués (domaine où peut intervenir l'hydrométallurgie). Une autre façon de résoudre les questions posées par l'appauvrissement des matières […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimie-histoire/#i_855
CHROME
Dans le chapitre « Métallurgie »
: […]
L'industrie prépare, outre le métal lui-même, les ferrochromes destinés à la
COBALT
Dans le chapitre « Métallurgie » : […] Le traitement varie avec la nature du minerai et avec les régions où on l'exploite […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cobalt/#i_855
CORROSION
Dans le chapitre « Moyens de lutte contre la corrosion »
: […]
L'addition, même à faible teneur, d'un élément d'alliage améliore le plus souvent les caractéristiques mécaniques des trois grands métaux de base que sont le fer, l'
CUIVRE
Dans le chapitre « Mines et minerais » : […] Sulfurés ou oxydés, les minerais ne peuvent être réduits directement à cause de leur faible teneur. On doit donc concentrer au préalable la partie utile. Cette opération sépare les roches stériles des sulfures ou oxydes, augmente la teneur en cuivre de la partie à traiter ultérieurement et sépare, le cas échéant, les sulfures des différents métaux […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cuivre/#i_855
DARBY ABRAHAM (1678-1717)
Dans le chapitre « Le pionnier de la fonte au coke »
: […]
dans des meules, à l’instar du charbon de bois. Cette connaissance familiale de la
DÉCHETS
Dans le chapitre « La récupération : sélection et préparation des matériaux réutilisables » : […] siècles, avec la mécanisation des industries et des transports, pour approvisionner l'industrie métallurgique selon la règle du négoce : si le prix de revient de la matière régénérée à partir du déchet est inférieur au cours de la matière vierge, la récupération est économiquement justifiée. En outre, des conditions politiques sont venues […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/dechets/#i_855
DNIPROPETROVSK
DONETZ BASSIN DU ou DONBASS
Le bassin houiller du Donetz (le Donbass), le plus intensément exploité des charbonnages soviétiques fournissait dans les années 1970 le tiers du charbon extrait dans l'Union — dont plus de la moitié de son charbon à coke — et sa production excédait celle de la
ÉCONOMUSÉES
Dans le chapitre « La conservation active des techniques en Europe : un état des lieux »
: […]
À l'instar du travail du verre, la
ÉTAIN
Dans le chapitre « Métallurgie »
: […]
La métallurgie de l'étain est très ancienne : la pureté des objets confectionnés par les Romains atteint parfois 99,9 p. 100. L'oxyde est facilement réduit à l'état métallique par chauffage en présence de
FER - Minerais de fer
Dans le chapitre « Métallurgie »
: […]
Pour extraire le fer métallique des minerais où il se trouve principalement à l'état d'oxyde ferrique Fe
FER, FONTE ET ACIER - (repères chronologiques)
— 1700-— 1500 Début de l'industrie du fer avec les premières traces, au Sud du Caucase, de foyers permettant la réduction (élimination d'oxygène) de minerais de fer au charbon de bois […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/fer-fonte-et-acier-reperes-chronologiques/#i_855
FLOCONS, métallurgie
Défauts qui apparaissent essentiellement sur des pièces de forge, les flocons sont disposés suivant des orientations préférentielles […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/flocons-metallurgie/#i_855
FONTE AU COKE
Au début du xviiie siècle, la
INCLUSIONS, physique du solide
Presque tous les cristaux comportent des lacunes de cristallisation ou des cavités remplies par des corps à l'état gazeux, liquide ou solide. Ces inclusions sont connues depuis très longtemps puisque H. Sorby en donne les premières descriptions dès le début du xixe siècle, mais ce n'est que vers les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/inclusions-physique-du-solide/#i_855
INDUSTRIE - Industrialisation et formes de société
Dans le chapitre « La deuxième révolution industrielle : électricité, pétrole, chimie » : […] La deuxième révolution modifie sensiblement les proportions dans la masse de la production. L'acier est certes resté le symbole de l'industrialisation ; à cet égard, le classement des pays selon leur production d'acier coïncide toujours avec celui de la puissance industrielle dans son ensemble, ou de la puissance militaire. Mais ce symbole n'est […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/industrie-industrialisation-et-formes-de-societe/#i_855
LANTHANE ET LANTHANIDES
Dans le chapitre « Les terres rares en métallurgie » : […] L'utilisation des terres rares en métallurgie représente le quart de leur consommation. En général, les éléments employés ne sont pas d'une grande pureté chimique, ce qui limite la valeur économique ajoutée. Les terres rares jouent le rôle d'agent de stabilité et de renforcement des propriétés des aciers ; elles peuvent aussi modifier la structure […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lanthane-et-lanthanides/#i_855
MACHINES-OUTILS
L'expression « machine-outil » contient en elle-même sa définition : un matériel ayant pour but de faire mouvoir l'
MAGNÉSIUM
Dans le chapitre « Minerais » : […] À la suite des travaux de H. Sainte-Claire Deville et de O. Caron (1857), la réduction chimique du chlorure de magnésium a été la première méthode industrielle employée pour produire le métal. À la fin du xixe siècle, cette méthode a été complètement abandonnée et remplacée par le procédé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnesium/#i_855
MANGANÈSE
Dans le chapitre « Extraction du métal. Alliages » : […] Dans ses minerais, le manganèse est, en général, associé à des oxydes de fer. Les minerais ferrifères, qui ont des teneurs comprises entre 10 et 35 p. 100 de manganèse, et les minerais manganifères, qui sont des minerais de fer contenant du manganèse (de 5 à 10 p. 100), sont employés pour ajuster la teneur en manganèse des fontes produites au haut […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/manganese/#i_855
MERCURE, élément chimique
Dans le chapitre « Préparation »
: […]
Le mercure se rencontre à l'état naturel essentiellement sous forme de sulfure rouge appelé « cinabre ». Très simple, l'extraction à partir du cinabre s'effectue par grillage du minerai à l'air :
MÉTALLURGIE SCIENTIFIQUE
Le passage de la
MÉTAUX RARES
Dans le chapitre « Les producteurs de métaux rares »
: […]
De nombreux métaux rares sont des sous-produits de la
MOLYBDÈNE
Dans le chapitre « Aciers et fontes alliés » : […] Le molybdène, introduit comme élément d'alliage dans les aciers et les fontes, agit de façon plus ou moins spécifique sur les transformations allotropiques et invariantes, les carbures, la ferrite, le revenu, la résistance à chaud, à la corrosion, etc. Certaines actions lui sont spécifiques, d'autres sont semblables à celles d'autres éléments d' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/molybdene/#i_855
NICKEL
Dans le chapitre « Extraction du nickel » : […] Les méthodes d'obtention du nickel sont complexes et coûteuses […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nickel/#i_855
NOVOKOUZNETSK
Située dans l'oblast de Kemerovo en
PLATINE ET PLATINOÏDES
(Ru) et l'osmium (Os). Ils découvrirent la richesse de la chimie de ces éléments nouveaux : la variété de leurs sels et leur pouvoir catalytique. Ils mirent au point des procédés de séparation et de purification qui, malheureusement, ne fournissent ces métaux que sous forme de poudres appelées « mousses » ou, dans les pays anglo-saxons, « éponges […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/platine-et-platinoides/#i_855
PLOMB
Dans le chapitre « Métallurgie » : […] La métallurgie du plomb est très ancienne : la production de l'Empire romain aurait atteint 60 000 tonnes par an, chiffre qui ne fut ensuite égalé par le monde entier qu'au cours du xixe siècle […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/plomb/#i_855
POUDRES MÉTALLURGIE DES
La
PROCÉDÉ INDUSTRIEL DE FABRICATION DE L'ACIER
L'acier, alliage de fer et de carbone de teneur intermédiaire entre le fer et la fonte, est encore au milieu du xixe siècle un métal coûteux utilisé pour la fabrication d'outils de qualité. Avec le développement des
PROCÉDÉ INDUSTRIEL DE FABRICATION DE L'ALUMINIUM
Le Français
PUDDLAGE
L'Anglais Henry Cort dépose en 1784 un brevet sur le puddlage pour transformer la fonte (alliage de fer et de carbone) en fer, peu après celui de Peter Onions (1783). Dans ce procédé, qui représente un progrès décisif pour les techniques d'affinage, la fonte, cassée en morceaux et mélangée à des scories riches en oxydes de fer, est décarburée ( […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/puddlage/#i_855
SCORIES MÉTALLURGIQUES
On désigne sous le nom général de scories des sous-produits d'élaborations métallurgiques. Les anciens connaissaient déjà ces résidus et les Grecs les dénommaient skôria (scorie de fer), d'où dérive notre appellation moderne […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/scories-metallurgiques/#i_855
SHEFFIELD
SIDÉRURGIE
L'évolution de la sidérurgie dans les cent dernières années a été marquée par un accroissement considérable de la production d'acier brut : elle est passée, entre 1900 et 1993, de 35 à 725,3 millions de tonnes après un maximum de 785,1 millions de tonnes en 1989. Le niveau de la consommation annuelle d'acier par habitant dans les pays […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/siderurgie/#i_855
SODIUM
Dans le chapitre « Extraction du métal » : […] C'est par électrolyse de l'hydroxyde NaOH fondu que Davy isola l'élément pour la première fois en Angleterre, en 1807, quelques jours après le potassium. Joseph-Louis Gay-Lussac et Louis-Jacques Thenard, en France, l'obtenaient à leur tour l'année suivante, en réduisant l'hydroxyde par le fer au rouge […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sodium/#i_855
SWANSEA
Un des principaux centres industriels du
TANTALE ET NIOBIUM
Dans le chapitre « Minerais »
: […]
Les deux métaux sont présents dans les minerais sous forme de pentoxydes (Ta
TECHNOLOGIE CULTURELLE
Dans le chapitre « Techniques de fabrication » : […] En ce qui concerne la métallurgie, on retrouve dans toutes les cultures une chaîne opératoire similaire pour tous les métaux : extraction, fonte (pour débarrasser le métal d'impuretés ou en altérer la teneur) et travail (moulage, martelage à chaud, ciselure à froid). La métallurgie du fer fournit un bon exemple des préoccupations et des problèmes […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/technologie-culturelle/#i_855
THORIUM
En 1828,
TITANE
Dans le chapitre « Métallurgie extractive » : […] Les principales étapes de la métallurgie extractive classique sont les suivantes […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/titane/#i_855
TUNGSTÈNE
titre, il a joué à deux reprises un rôle fondamental dans deux étapes historiques de la métallurgie des poudres ; d'abord vers 1910, pour l'élaboration du tungstène ductile, exigé par les fils de lampe à incandescence, puis vers 1925, dans la découverte et l'expansion des outils de coupe ou de forage en carbure de tungstène cémenté. Les deux tiers […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tungstene/#i_855
UGINE-SÉJOURNET PROCÉDÉ
Technique spéciale de filage des métaux, utilisée pour fabriquer des barres ou des tubes d'un profil déterminé et de grande longueur. Une billette du métal à transformer, porté à une température convenable, est placée dans un récipient métallique fermé par une filière munie d'un orifice dont la section correspond au profil que l'on veut obtenir. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/procede-ugine-sejournet/#i_855
URANIUM
Dans le chapitre « Les utilisations de l'uranium métal, ses alliages et les composés d'uranium » : […] L'uranium possède une grande aptitude à former des alliages ; certains d'entre eux sont utilisés comme matériaux fissiles dans les éléments combustibles des réacteurs nucléaires. On ne décrira ici que les alliages employés dans les réacteurs de la filière graphite-gaz en France et Magnox en Grande-Bretagne […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/uranium/#i_855
ZINC
Dans le chapitre « Métallurgie » : […] Les teneurs en zinc du minerai varient de 4 à 20 p. 100. Le minerai sous forme de blende est enrichi par flottation. Les minerais oxydés, qui se prêtent mal à la flottation, sont moins exploités […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/zinc/#i_855
ZIRCONIUM ET HAFNIUM
Dans le chapitre « Métallurgie extractive »
: […]
La croûte terrestre contient environ 0,03 p. 100 de zirconium. Le minerai principal est un silicate, le
Voir aussi
Pour citer l’article
Adrienne R. WEILL, « MÉTALLURGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 28 novembre 2018. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/metallurgie/
