Les autres catégories

3.4.1 Les battitures

Catalogue 71 à 80

Aspects morphologiques

Le site de Develier-Courtételle comporte, comme on l’a vu, la présence simultanée des travaux de raffinage et de forgeage. Lors de ces opérations, le martelage entraîne la fragmentation de la pellicule d’oxydes de fer qui se forme à la surface du fer chaud au contact de l’air. Les petits fragments ainsi obtenus, appelés batti-tures, sont alors projetés dans l’aire de forge. Leur présence dans une structure indique donc qu’un martelage à chaud du fer y a été effectué, ou du moins à proximité (fig. 84-85).

Il est très difficile d’estimer le nombre de ces minuscules déchets, de même que leur poids. Etant donné leur très petite taille, de l’ordre du millimètre, seul un prélèvement de sédiments dans les structures liées au travail du fer était envisageable afin d’en éva-luer la quantité.

Après passage aux tamis de maille de 2 puis 1 mm, les sédiments ont été triés à l’aimant afin d’en sortir les battitures ; une quantifi-cation et un pesage systématique ont alors été effectués. La faible quantité et la petite taille de ces déchets n’ont pas permis d’en donner une interprétation quantitative valable.

Un des premiers constats à l’œil nu ou à la binoculaire est qu’il n’y a pas un seul et unique type de battitures mais au moins deux groupes principaux, très réactifs à l’aimant : les battitures lamel-laires, petits fragments de métal plus ou moins plats, et les batti-tures globulaires, en forme de petites gouttes creuses. Deux autres types moins bien représentés ont encore été identifiés : les battitu-res scoriacées et les battitubattitu-res rouillées.

Résultats analytiques

Les différences morphologiques des battitures correspondent à des caractéristiques chimiques et minéralogiques distinctes (fig. 86-87). Alors que les battitures lamellaires sont souvent for-mées exclusivement d’oxydes de fer, les battitures globulaires et les battitures scoriacées sont le plus souvent formées d’une ma-trice vitreuse riche en fayalite et en wustite qui renferme des cris-taux isolés d’hercynite. Les battitures rouillées sont par contre des conglomérats formés à partir de battitures et de matériaux utilisés pour le forgeage (charbon de bois, quartz).

Sur le plan chimique, les battitures appartiennent aux matériaux les plus riches en fer parmi ceux examinés (fig. 10a). Ceci s’expli-que par le simple fait qu’elles proviennent directement des pertes au feu du métal durant le forgeage. D’où également une teneur moindre en potassium et en calcium que dans les calottes exa-minées (fig. 10c), car le charbon de bois ne participe pas à ce processus.

Les battitures globulaires peuvent se former de deux manières : – lors du soudage, à partir du métal et de fondants en cours de

forgeage ;

– lors du raffinage ou de l’élimination des restes de scories des éponges de fer.

Si les battitures globulaires se forment lors du forgeage à partir de fondants tels quel le sable, l’argile ou la limaille de fer, leur composition chimique est logiquement influencée par ces maté-riaux. Par contre, si elles se forment lors du raffinage, c’est alors la scorie de réduction qui influence leur composition. Les battitures examinées ici renferment davantage d’aluminium que la majorité des calottes (fig. 10b), toutefois leur teneur en vanadium n’est supérieure à celle du chrome que dans quelques cas (fig. 10d). La composition chimique des battitures scoriacées correspond à

Cat. Type Phases minérales

73 lamellaires fines oxydes de fer massifs 75 lamellaires fines wu, ma / oxydes de fer massifs

71 lamellaires *quartz, wu, ma, fa

72 lamellaires épaisses fa, ma, wu / oxydes de fer massifs

74 lamellaires épaisses **fa, ma, wu / wu, ma / oxydes de fer massifs 79 rouillées ^{agglomérat (charbon de bois, quartz, battitures} _{lamellaires et globulaires)}

80 scoriacées **fa, ma, wu

78 globulaires **wu, ma / fa, wu, ma

77 globulaires fa, wu, ma / wu, ma / ma

76 globulaires wu, ma / ma

Fig. 84 Battitures. A gauche, battitures globulaires ; à droite, battitures la-mellaires.

Fig. 85 Battitures. A gauche, battitures rouillées ; à droite, battitures

scoria-Fig. 86 Phases minérales des battitures types examinées (* déterminé par XRD, ** analyses par microsonde électronique, annexe 4). Caractères gras : phases dominantes. fa : fayalite ; wu : wustite ; ma : matrice vitreuse.

10 mm 10 mm

Les battitures lamellaires fines à grossières examinées sont plus riches en fer que les battitures globulaires (fig. 86). On constate dans un seul cas une nette influence de la scorie de réduction sur la formation de battitures lamellaires grossières. Sur le plan chimique, les battitures rouillées sont nettement apparentées aux battitures lamellaires.

En plus du fer, les battitures contiennent également des éléments traces typiques du métal, tels que le nickel et le cobalt. D’une ma-nière étonnante, près de la moitié des battitures renferme davan-tage de cobalt que de nickel, ce qui ne correspond absolument pas à la composition, riche en nickel, du métal des scories ferrugineu-ses (chap. 3.3.2). De même, les analyferrugineu-ses effectuées sur des déchets de forge expérimentaux (Serneels et Crew 1997, p. 79) montrent que les battitures connaissent normalement un enrichissement en nickel et en arsenic, au détriment du cobalt. De nombreuses ca-lottes contiennent également davantage de cobalt que de nickel. Cela s’explique par le rôle joué par la paroi du bas foyer dans leur formation, rôle qu’elle ne joue évidemment pas dans la formation des battitures scoriacées et rouillées. L’origine de la teneur élevée en cobalt demeure inexpliquée.

3.4.2 Les scories d’aspect coulé

Problématique

D’un point de vue archéologique – et ceci dès les débuts de l’étude du mobilier métallurgique – il a fallu s’interroger sur la présence de cette catégorie de déchets sur un site reconnu comme site de postréduction. En effet, on connaissait jusqu’alors essentielle-ment les scories coulées sur les ateliers de réduction, c’est-à-dire de production du fer. Plusieurs hypothèses ont été étudiées : – les scories coulées auraient pu être amenées par l’érosion

natu-relle. Ceci impliquerait cependant que la zone de réduction se trouve à proximité du site, ce qui, à notre connaissance, n’est que peu probable. En effet, la réduction du minerai de fer se pratique, logiquement, de préférence à proximité des gisements, les éponges de fer étant par la suite amenées sur les sites où se déroulent les travaux de postréduction (Eschenlohr 2001).

De plus, l’érosion impliquerait une distribution spatiale spéci-fique, ce qui n’est pas le cas à Develier-Courtételle. L’hypothèse a dès lors été écartée ;

– les scories coulées auraient été amenées sur le site « accidentel-lement » lors du transport des éponges, et proviendraient du site de réduction. Cependant, de par leur nombre élevé, cette hypothèse n’est pas réaliste ;

– elles auraient également pu être amenées volontairement de-puis le site de réduction, et ce pour diverses raisons : remblais, assainissement de surfaces, dégraissants, fondant lors des opé-rations métallurgiques. Cette hypothèse n’a pas pu être étayée par une quelconque observation (chap. 6) ;

– les scories coulées présentes sur le site de Develier-Courtételle, as-sociées aux autres catégories de déchets, se seraient formées lors du travail de postréduction et non lors de la réduction. Les deux types de scories coulées ne résulteraient donc pas d’un même processus de travail, malgré leur similitude morphologique. Les analyses chimiques et minéralogiques, ainsi qu’une étude fine de la répartition, doivent alors apporter des éléments susceptibles d’éclaircir la question, en mettant en évidence des différences chimiques ou la présence de différents oxydes de fer.

Aspects morphologiques

Les 12 469 fragments regroupés dans cette catégorie de scories di-tes « d’aspect coulé » représentent 12 390 pièces individuelles pour un poids total de 86,7 kg (fig. 30). La divergence de pourcentage entre nombre et poids total indique la très petite taille moyenne de cette catégorie de déchets (± 7 g) comparée à celle des calottes (± 84 g). Les scories d’aspect coulé sont facilement identifiables : leur surface, légèrement bombée, est noire, lisse et brillante tan-dis que leur face inférieure, plus ou moins plane, porte en creux les empreintes des matériaux sur lesquels le liquide s’est écoulé puis solidifié (fig. 88). C’est de cette dernière caractéristique que découle leur appellation. Elles ne réagissent pas ou que très rare-ment à l’aimant.

Comme déjà vu, on parle également de scories coulées dans le contexte de la réduction du minerai de fer, ces dernières s’écou-lant hors du bas fourneau. A l’œil nu, il est difficile de faire la

Fig. 87 Caractéristiques chimiques des différents groupes de battitures. Bien que pratiquement tous les groupes de battitures soient riches en aluminium (excep-tion: battitures rouillées), le vanadium et le chrome ne dominent que dans quelques groupes, indiquant que du matériau argilo-sableux a exercé une influence notable sur la composition chimique de ces battitures. La distribution des éléments nickel et cobalt, typiques du métal dans les battitures, ne correspond pas à celle relevée dans les scories ferrugineuses. Ce qui frappe, c’est que près de la moitié des battitures renferme davantage de cobalt que de nickel.

distinction entre une scorie coulée, résidu de la phase de produc-tion, et une scorie dont l’aspect est également coulé, mais issue de la phase de transformation et d’élaboration du métal.

A Develier-Courtételle, c’est surtout la proportion de scories d’as-pect coulé par rapport aux autres catégories – notamment les scories en forme de calotte – qui permet d’exclure, sans avoir re-cours à des analyses, que ces scories puissent être les déchets de la phase productive. Sur les sites de réduction, les scories coulées constituent le déchet type et l’écrasante majorité de tous les rési-dus ; sur un site intact, même de petites dimensions, les quantités rencontrées de scories coulées sont de l’ordre d’une à plusieurs tonnes (Eschenlohr et Serneels 1991). Dans le cas d’un atelier de postréduction, même quand il est de l’importance de celui de Develier-Courtételle, cette catégorie de déchet en est une parmi d’autres et nettement minoritaire par rapport au déchet type constitué, dans le cas présent, par les calottes (3667 kg conser-vés à Develier-Courtételle). On n’en rencontre alors que quelques dizaines de kilogrammes au maximum, précisément 86,7 kg sur le site étudié. Cette approche quantitative simple devrait dans tous les cas constituer la première démarche archéologique face à des déchets métallurgiques provenant d’un ensemble bien défini

dans l’espace et dans le temps. Enfin, il convient de rappeler que dans la filière directe, lors des deux étapes principales de la chaî-ne opératoire – soit la réduction suivie de la postréduction – il est nécessaire de séparer le métal de la scorie en liquéfiant cette dernière. Ceci implique que parmi les déchets de chacune de ces étapes peuvent se trouver des pièces présentant un aspect coulé. Dans le corpus qui nous intéresse, on observe cette fluidification de la scorie, outre les scories d’aspect coulé, sur de très nombreu-ses calottes, et notamment sur les calottes fluides, les calottes avec quille et à partir de tuyaux localisés à l’extrémité ou sur la face inférieure de certaines calottes (fig. 35).

Seuls 49 fragments se distinguent par leur morphologie en for-me de tuyau (fig. 89). S’ils ne représentent que 0,3 % de tous les fragments attribués aux scories d’aspect coulé, leur poids moyen (36 g) est cinq fois supérieur à celui d’une scorie ordinaire de cette catégorie. En plus de ces fragments en forme de tuyau enregis-trés individuellement, il faut encore mentionner la présence de 33 tuyaux ou amorces de tuyau sur des calottes, dont trois avec quille. L’origine de la morphologie en tuyau peut s’expliquer par un écoulement de la scorie liquéfiée dans une sorte de canal. Tou-tefois, en l’absence de tout indice concret dans les bas foyers étu-diés, il n’est pas possible d’étayer davantage cette hypothèse. Résultats analytiques

Sept scories du type « aspect coulé » ont été analysées. Ces scories étant généralement très petites, il a fallu parfois broyer ensemble plusieurs fragments du même complexe pour obtenir la quantité de poudre nécessaire à l’analyse.

Composants ^{Develier-Courtételle Boécourt, Les Boulies}

scories d’aspect coulé scories coulées

FeOtot 66 52

SiO2 27 27

Al2O3 7 21

CaO 5 2

SiO2 / Al2O3 3,9 1,3

Fig. 88 Scories d’aspect coulé.

Fig. 90 Comparaison de la composition chimique des scories d’aspect coulé de Develier-Courtételle avec celle des scories coulées de l’atelier de réduction de Boécourt, Les Boulies (composition moyenne calculée à partir des valeurs, annexe 2 et Eschenlohr et Serneels 1991, p. 81). Valeurs normées à 100 pour la somme de FeO + SiO2 + Al2O3.

Fig. 91 Phases minérales des scories d’aspect coulé : dendrites de wustite et 20 mm 20 mm Ø~30 mm Ø~30 mm Ø~20 mm 50 µm

Ces scories présentent, à une exception près, une composition chimique relativement homogène (fig. 90 et annexe 2 ; exception CTT003). Comme le montrent les figures 10 et 11, elles se sont formées à partir de scorie de réduction (teneurs accrues en Al2O3, V et Cr), de cendre de charbon de bois (teneurs élevées en CaO et K2O) et de métal oxydé (teneur en FeO identique ou légèrement plus élevée que celle du minerai). La paroi du bas foyer, qui a une teneur en baryum plus haute, ne joue probablement aucun rôle dans leur formation, bien que les deux présentent une teneur élevée en rubidium (chap. 3.4.4.1). Elles renferment nettement moins de Al2O3 que les scories de réduction (fig. 90). Cette dif-férence peut s’expliquer par une nouvelle fusion partielle de la scorie de réduction contenue dans l’éponge.

Cinq autres scories d’aspect coulé ont été soumises à un examen minéralogique. Comme pour les calottes, la phase minérale dominante, en plus de la wustite, est la fayalite (fig. 91-92). La moitié des scories examinées contient des spinelles. La compo-sition chimique du spinelle est proche de celle de l’hercynite (annexe 4). Celle des phases minérales diffère de la majorité des scories de réduction de Boécourt, Les Boulies (Eschenlohr et Serneels 1991, p. 80-84) par la présence de wustite. L’absence de leucite ressort également dans les phases des scories d’aspect coulé, alors qu’elle est le plus souvent présente dans les calottes (cf. supra). La teneur en potassium de ces scories n’est cependant pas inférieure à celle des calottes (fig. 10c). Le potassium est ici lié dans la phase vitreuse (annexe 4) et la formation de leucite dépend donc encore d’autres facteurs que de la teneur en po-tassium de la scorie. La teneur élevée en rubidium des scories d’aspect coulé est d’origine inconnue et ne peut être mise en relation avec la teneur élevée en rubidium des parois sablo-argi-leuses (chap. 3.4.4).

De par leur composition chimique homogène, les scories d’as-pect coulé sont les témoins d’une opération métallurgique bien précise et entreprise dans des conditions invariables. La parti-cipation de la scorie de réduction à leur formation, en plus de celle de sable et de cendre de charbon de bois, indique qu’il doit s’agir du raffinage d’éponges de fer, avant tout afin d’en éliminer la scorie.

Des scories de morphologie similaire, interprétées elles aussi comme scories de raffinage, ont été découvertes dans un atelier de forge du Bas Moyen Age à Wissenbach, en Allemagne (Kronz 1997, p. 191). Leur composition minéralogique (fayalite, spinelle, leucite, rhönite et matrice vitreuse) diffère toutefois fortement des éléments décrits ci-dessus.

3.4.3 Le minerai

A Develier-Courtételle, site exclusivement consacré à la post-réduction, où la réduction du minerai de fer n’a jamais été menée (chap. 2.1), le minerai ne joue donc qu’un rôle mineur du point de vue quantitatif.

Quelques pisolithes (fig. 93), totalisant un poids d’environ 1,1 kg, ont été retrouvées sur le site. Ces dernières ne semblent avoir subi aucun traitement thermique (grillage, réduction incomplète en association avec l’éponge de fer, etc.). 35 g ont été retrouvés dans une seule et unique structure – le foyer 27 – dont la fonction reste tout autant énigmatique que la présence du minerai (CAJ 13, chap. 8.5.3 ; CAJ 14, chap. 6).

L’utilisation de ce matériau en guise d’amulette, démontrée sur d’autres sites (Herdick 2001), ne peut être étayée ici. On connaît, au Haut Moyen Age, quelques exemples de pisolithes retrouvées en contexte funéraire, en tant qu’offrande (Stoll 1939).

Pour des époques plus anciennes, on peut également évoquer la présence, dans une urne funéraire de l’Age du Bronze retrouvée à Delémont, En La Pran (Pousaz et al. 2003, p. 10-11), de deux pisolithes d’un diamètre de 6 mm environ faisant partie du dépôt au même titre que d’autres offrandes d’objets en bronze ou de restes animaux. L’usage des pisolithes comme minerai n’étant à cette époque pas encore connu, on suppose que leur présence revêtait alors une toute autre signification.

Deux échantillons de minerai, formés exclusivement de pisoli-thes, ont été soumis à une analyse chimique. Leur composition correspond à la moyenne du minerai pisolithique jurassien mais présente toutefois des teneurs très élevées en chrome (Eschen-lohr 2001, p. 27-34). Le rapport Si-Al peu élevé (0,8) est sem-blable à celui des minerais pisolithiques du bassin de Delémont, et leur forte teneur en arsenic et en nickel (As 0,05-0,1 % masse, Ni 0,04 % masse) est typique des minerais du Val Terbi et de Glovelier.

Inv. ^{Olivine Wustite Matrice Spinelle}

% % % % CTT994/58359TI 40 20 35 1-5 CTT994/58361TI 60 30 10 CTT994/58357TI 40-50 3-7 40-50 3-7 CTT994/58362TI 60 5 25 10 CTT994/58354TI 60 20 20

Fig. 92 Composition minéralogique de cinq scories d’aspect coulé (estimation visuelle).

Fig. 93 Minerai pisolithique retrouvé à l’intérieur du foyer 27 de la zone d’ac-tivité 3.

3.4.4 Les éléments de construction

Sur les 22 648 fragments regroupés dans la catégorie des élé-ments de construction, on distingue 22 547 fragélé-ments de paroi et 101 fragments de tuile scorifiée. Leur poids total est de 221,5 kg (fig. 30).

3.4.4.1 Parois

Lorsque l’on parle de fragments de paroi (fig. 94), il s’agit d’élé-ments composés en majorité de matériau sablo-argileux prove-nant de la construction des bas foyers (CAJ 13, chap. 17.4). Ce matériau est généralement plus ou moins scorifié sur sa face ex-posée au feu. Celle-ci a fondu et présente un aspect vitreux, tandis que l’autre face a gardé un aspect granuleux. L’observation à l’œil nu indique la prédominance du sable. Cette composition est typi-que pour tous les éléments de paroi provenant des sites sidérurgi-ques jurassiens, à l’exception de certains sites localisés en Ajoie où la composante argileuse prédomine 12. Il a été démontré que cette composante majoritairement sableuse avait son rôle à jouer lors de l’opération de réduction, en compensation d’un minerai dont la gangue est plus argileuse (Eschenlohr et Serneels 1991, p. 101). Il est donc fort probable que, dans le Jura, ce mélange éprouvé a également été appliqué dans le cas de la postréduction. Les don-nées analytiques issues d’un contexte romain de postréduction (Lausanne, Vidy) et d’un site de réduction daté du Haut Moyen Age (Romainmôtier, Les Bellaires) dans le canton de Vaud confor-tent notre hypothèse de travail (fig. 95).

La couleur de ces fragments va du rose foncé au bleu gris, selon leur exposition à la chaleur. De faible poids, ce matériel est très fragmenté, et chaque pièce pèse en moyenne à peine 10 g. Les pa-rois scorifiées totalisent 211 kg pour l’ensemble du site.

Bien qu’aucune structure liée au travail du fer n’ait été retrouvée intacte, on suppose que lors de la construction d’un bas foyer, on tapissait les bords avec un mélange de sable et d’argile qui se solidifiait ensuite avec la chaleur. Des traces de parois sablo-argileuses ayant subsisté sur un grand nombre de calottes (4158 fragments), le plus souvent sur un des côtés mais très rarement sur la face inférieure, renforcent cette hypothèse (chap. 3.2.1). Il est également probable qu’un petit rebord a été construit autour

du foyer afin de se protéger de la chaleur. Parfois, on observe ce que l’on a appelé des « parois doubles » : il s’agit certainement de traces de rechapage du bas foyer.

On observe sur 74 fragments de paroi et sur une dizaine de ca-lottes une trace arrondie aux bords légèrement scorifiés : il s’agit du trou par lequel on insufflait de l’air dans le bas foyer à l’aide