Les expérimentations de 1991

La découverte et l’étude d’une batterie de trois bas-fourneaux (F10, F11 et F12) relativement bien conservés ont fourni de nombreuses informations sur l’architecture des fours antiques. Sur la base de ces observations, un atelier sidérurgique a été reconstitué in situ, en 1991, afin de tester le fonctionnement de ces structures et d’améliorer notre connaissance du phénomène de réduction directe. En effet, un grand nombre de paramètres entre en jeu lors de la transformation du minerai en fer-métal :
Cliquer pour agrandissement et commentaires La cuve du bas-fourneau, constituée de 3 gros blocs de granite et de 2 piédroits, a simplement été revêtue d’une couche de matériau réfractaire (argile et sable trouvés sur le site, mêlés à de la paille). Un matériau identique a été préparé, sous forme de briques, pour reconstruire la cheminée et la porte de la structure. Des plaquettes de schiste, intercalées aux pains d’argile assurent une certaine rigidité à la construction.

La hauteur de la cheminée, environ 1,5 m, et l’épaisseur de la porte, ont été calculées en fonction des vestiges écroulés à l’intérieur de la cuve et devant les piédroits. Cliquer pour agrandissement et commentaires

Cliquer pour agrandissement et commentaires Une tuyère, ou conduit de ventilation, a été aménagée dans la porte face à deux gros soufflets installés sur une structure de bois.

Après une phase de séchage et de pré-chauffage de plusieurs heures, durant laquelle on alimente le four par la cheminée simplement avec du charbon de bois, sans ventilation artificielle, la température interne se stabilise autour de 500°C au niveau de la cuve, comme l’indiquent les différentes sondes placées dans la structure. Dans un deuxième temps, les soufflets sont mis en action, entraînant une importante augmentation de température. Cliquer pour agrandissement et commentaires

Cliquer pour agrandissement et commentaires On peut alors commencer à charger le minerai, en alternance avec le charbon de bois. Le minerai traité lors de ces expériences, essentiellement de la limonite, a été découvert en fouille, à proximité des bas-fourneaux.

Chacune des 3 opérations a produit un massiot d’environ 30 kg, pour une charge de minerai de 50 à 80 kg. Pour extraire la loupe de fer, la porte du bas-fourneau doit être cassée.

Sur le plan de la restitution archéologique, il était important, lors de ces expériences, de faire couler la scorie à l’extérieur du four, telle qu’on peut la trouver dans les ferriers antiques de la région. Un orifice, ou " trou de coulée ", a donc été aménagé à la base de la porte. Si les déchets en fusion ne se sont pas écoulés lors de la première opération, de faibles variations des paramètres (ventilation, nettoyage régulier du trou de coulée) ont permis leur écoulement lors des deux suivantes. Cliquer pour agrandissement et commentaires

Cliquer pour agrandissement et commentaires Les massiots produits lors de ces expériences ont été ensuite sciés et observés au microscope, afin de déterminer précisément leur composition. Il apparaît qu’un fer, légèrement carburé, s’approchant donc de l’acier, a été obtenu. Ce matériau relativement dur est cependant exploitable à la forge, comme l’a montré une expérimentation ultérieure.

Partenaires financiers de l’opération : CNRS, Université de Toulouse-Le Mirail, Conseil Régional de Midi-Pyrénées, Conseil Général de l’Aude, Usinor-Sacilor, Chambre Syndicale du Fer.

Organisation et Direction Scientifique : Claude Domergue (UTAH - UMR 5608 CNRS, Toulouse), P. Andrieux (Laboratoire d’archéologie du Val-de-Marne), F. Tollon (UMR 5563 CNRS, Toulouse).

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