MINES, Antiquité gréco-romaine

Les techniques de la métallurgie extractive

Un certain nombre d'opérations s'insèrent entre la sortie du minerai de la mine et la phase chimique de l'extraction même. À sa sortie de la mine, le minerai est dans son état brut, mêlé le plus souvent à la gangue filonienne. Il faut l'en séparer par concassage, broyage et lavage. Pour le concassage, des enclumes en pierre ont été utilisées, comme aux époques précédentes : on en trouve au Laurion, dans les mines de cuivre et de plomb-argent de la Sierra Morena ou des Cévennes, ainsi que dans les mines d'or filoniennes d'Espagne. L'or des filons sulfurés en effet, qui est souvent libre dans les parties altérées (superficielles) des gisements, n'a besoin que de ce traitement mécanique pour pouvoir être ensuite récupéré sur des tables de lavage (Agatharchidès, à propos des mines d'or d'Égypte) ou à la batée. Ce concassage a souvent lieu à la sortie même des mines et il est à l'origine des auréoles de déblais qui les entourent. Dans les mines de Carthagène, on a aussi utilisé à cet effet de lourds cylindres de pierre.

Dans le cas de minerais riches, ce premier tri était suffisant. Mais un minerai pauvre avait besoin d'être concentré plus fortement. Il était alors moulu finement dans des moulins rotatifs à bras, dont on a recueilli plusieurs exemplaires sur les lieux de traitement des minerais. Une fois transformé en une poudre fine aux grains de taille uniforme, le minerai pouvait être concentré par lavage, les particules les plus légères se séparant par densité différentielle du minerai plus lourd. Des déblais résultant d'une telle opération ont été observés en plusieurs endroits (El Centenillo, haute vallée de l'Orb) ; une installation de lavage constituée par une série de petits bassins alignés est connue à Coto Fortuna, près de Mazarrón.

Mais les systèmes les plus achevés que l'on connaisse sont ceux du Laurion, où des laveries hélicoïdales ont précédé la construction, au iv^e siècle avant J.-C., d'une multitude d'ateliers comprenant en général plusieurs laveries dites planes. Une laverie de ce genre comprend une espèce de vaste table rectangulaire recouverte d'un fin mortier ; à sa tête se trouve un réservoir, percé de tuyères à une vingtaine de centimètres au-dessus du fond. Les trois autres côtés de la table sont entourés par un canal dont la profondeur s'accentue au fur et à mesure de son parcours, ce qui indique le sens d'écoulement. Aux angles sont ménagés des bassins circulaires, plus profonds. Il paraît clair que ces bassins étaient destinés à recueillir les plus pesants des matériaux entraînés par l'eau issue du réservoir, à savoir les particules de galène, tandis que les plus légères allaient se rassembler dans le puisard de fin de parcours.

Avant d'être fondus, certains minerais sulfurés avaient besoin de subir une opération intermédiaire, le grillage, qui consiste à chauffer le minerai jusqu'à une température ne dépassant pas 500 à 600 ⁰C, de façon à libérer le soufre et à éliminer le fer, pour obtenir des oxydes faciles à réduire. C'est le cas des sulfures de cuivre, chalcopyrite et autres. Ce type de grillage est long et a besoin d'être répété plusieurs fois ; les mattes obtenues après chaque opération sont de plus en plus riches en cuivre, jusqu'à ce qu'enfin la dernière puisse être fondue. À Aljustrel, on a découvert un atelier métallurgique du i^er siècle après J.-C. qui comprenait plusieurs stalles de grillage. À La Loba, de nombreux fragments de mattes cuivreuses ont été recueillis dans le village de mineurs-métallurgistes.

Dans le cas des oxydes de fer, le grillage peut avoir un autre objet : fragmenter les blocs de minerai, ce qui équivaut à un concassage, et éliminer l'excès d'eau que renferment les minerais hydratés, telle la gœthite. Aux Martys (Aude), les minerais de fer semblent bien avoir subi un tel traitement.

La réduction, qui consiste à séparer l'oxygène du métal contenu dans les minerais, et par la même occasion à éliminer la gangue qu'il renferme encore, se déroule dans un fourneau conçu à cet effet. Les informations sur la réduction des minerais de cuivre, d'étain et de plomb-argent dans les mines romaines sont peu abondantes. On ne sait presque rien des types de fourneaux employés, seuls quelques dessins anciens, très succincts, nous sont parvenus. On pense que la galène allait directement dans les fourneaux, sans passer par le [...]

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