Programme Passion Recherche

Opération Passion Recherche CNRS
Fondre le métal comme il y a 4000 Ans…
Du 10/11 juin au 17/18 juin 2010
Expérimentation de la chaîne opératoire du bronze à partir de techniques métallurgiques issues de modèles
archéologiques. Mise en application avec des élèves du cycle 3 et des étudiants PRCE sur la plateforme
archéologique expérimentale de Montagney-Servigney (Doubs) et sur le site de l’IUFM de Lorraine, Site
d’Epinal (Vosges).
Illustration : Atelier de bronzier expérimental (Plateforme Archéologique Expérimentale ERMINA)
© Photographie Hélène Morin-Hamon
Présentation du projet : activités envisagées avec les étudiants et les élèves de classes élémentaires
Partenaires
L’opération est organisée par l’UMR CNRS 5608 en partenariat avec la délégation (Dr6) Nord-Est du CNRS, et
l’IUFM de Lorraine.
Lieu(x) :
L’opération se déroulera sur le site de la plateforme archéologique expérimentale ERMINA de MontagneyServigney (Doubs). Une seconde opération, mettant en activité des élèves de classes primaires et élémentaires
de la région d’Epinal, sera organisée autour de l’IUFM d’Epinal.
Objectifs
Reconstitution expérimentale de la chaîne opératoire du métal à partir de techniques anciennes issues de
modèles archéologiques régionaux.
Déroulement première phase
- Fabrication de combustible : Installation et mise à feu de meules de charbonnier en grandeur réelle afin
d'approvisionner en combustible l'expérimentation.
- Construction de bas foyers à ventilation forcée.
- Élaboration de creusets, et de moules à partir de modèles archéologiques (artefacts d’époque protohistorique)
- Préparation mécanique (enrichissement du minerai)
- Expérimentation de coulée de métal/cuivre/bronze in situ à partir de minerais locaux.
- Ébarbage sur meule dormante en grès
Installation de l'atelier de réduction, de fonderie et de forge sur le site de la base archéologique expérimentale
de Montagney-Servigney (Doubs). Chaque étape donnera lieu à observation suivant une démarche
expérimentale à la fois archéologique et archéométrique.
Déroulement deuxième phase
Mise en application d’un projet similaire avec des élèves du cycle 3 par une équipe de PE.2 sur le site de
l’IUFM d’Epinal.
Contact
Denis Morin (UMR 5608 CNRS) [email protected]
Hélène Morin-Hamon (UMR CNRS 5608)
Passion Recherche… Fondre du métal comme il y a 4000 ans…
Du minerai au métal… Du métal à l’objet
Retrouver les gestes et les techniques des premiers métallurgistes
Illustrations : Atelier de bronzier expérimental (Plateforme Archéologique Expérimentale ERMINA)
© Photographie Hélène Morin-Hamon
L’ensemble de l’opération sera filmé avec pour objectif d’élaborer un documentaire, outil de valorisation et de
formation. Ce document constituera l’amorce d’une production de documentaires multimédia consacrés à la
restitution de gestes et de techniques anciennes : arts du feu, arts du fil … etc… Le tournage sera assuré par la
cellule multimédia de l’IUFM d’Epinal.
Contact : Ernesto Feltrin (IUFM) [email protected]
L’exploitation des minerais de cuivre et d’étain
La métallurgie implique des procédés pyrotechniques permettant d’extraire le métal du minerai de cuivre et de
s’affranchir de la rareté du cuivre natif. Ces techniques apparaissent dans les Carpates et les Balkans durant
les VIe et Ve millénaires et au cours des IVe et IIIe millénaires avant notre ère dans l’arc alpin et le midi de la
France. Pendant plusieurs siècles entre la fin du Néolithique et le début de l’Age du Bronze (période appelée
Chalcolithique), les artisans qui travaillent le cuivre préparent déjà un terrain favorable à l’essor de la
métallurgie du bronze. Les plus anciennes traces de cette métallurgie se retrouvent en Anatolie et en Égée
autour du IIIe millénaire (B.C.) La production et l’usage de ce nouveau métal empruntent des itinéraires de
diffusion similaires à ceux du cuivre quelques millénaires auparavant. La diffusion est néanmoins beaucoup
plus rapide puisque, au tout début du IIe millénaire (B.C.), l’usage de cet alliage est attesté dans pratiquement
toute l’Europe.
Le bronze à l’étain
Le bronze est un alliage de cuivre et d’étain mélangés dans des proportions variables (environ 90% de cuivre
pour 10% d’étain) suivant les objets fabriqués. Les ressources en minerai étant inégalement réparties, la
généralisation de la pratique de cette métallurgie implique la mise en place d’importants réseaux d’échanges
entre les communautés où les métaux nécessaires à l’alliage vont circuler abondamment.
La chaîne opératoire de production
La connaissance de la chaîne opératoire de réduction de minerai et de fabrication d’objets en bronze a été mise
en évidence grâce aux vestiges archéologiques (foyers de réduction ou de bronziers, tuyères, creusets,
moules ...) et par de nombreux travaux d’expérimentation. Le minerai est préalablement concassé. Cette
première étape permet de réaliser plus facilement la réduction ; la chaleur nécessaire se situe entre 800 et 1
200°C. Cette opération requiert un foyer de réduction : cercle de pierres scellées par de l’argile ou simple
cuvette tapissée d’argile, dans lequel l’apport d’oxygène s’effectue avec un système de tuyères et de soufflets
en peau. Le combustible utilisé est le charbon de bois au pouvoir calorifique plus important que le bois brut. Il
faut compter quelques heures avant que le métal se liquéfie et coule dans le fond du foyer, où il forme une
matte. Pour obtenir du bronze, le cuivre et l’étain sont fondus dans un creuset. Le matériel utilisé diffère peu du
dispositif nécessaire à la réduction : foyer réfractaire, tuyères et soufflets. La température de fusion du bronze
se situe autour de 1 000°C, et celle de coulée, idéale pour une bonne fluidité du métal, autour de
1 200°C. Le bronze ainsi liquéfié peut alors être coulé dans des moules pour obtenir des lingots ou des objets.
Les moules sont en pierre, monovalves ou bivalves, en bronze, ou en argile. Pour cette opération seront
privilégiés des moules en pierre de grès provenant du massif Vosgien proche.
Au cours de l’Âge du Bronze les techniques de fabrication d’objets vont se diversifier et engendrer l’apparition
de nouvelles spécialisations : le travail de la tôle avec la dinanderie : récipients, cuirasses, casques...,
l’orfèvrerie et la création de bijoux, ainsi que la mise en place de vastes réseaux d’approvisionnement et de
distribution. L’élaboration d’outils et de bijoux en bronze fera l’objet de plusieurs séries d’expérimentations.
Pour en savoir plus, vous pouvez vous rendre sur le site : http://www.ermina.fr