Réductions expérimentales

Trois réductions expérimentales ont été réalisées pour disposer de scories et d’objets métalliques obtenus dans des conditions connues (minerais, contaminations…) et étudier le comportement des éléments du minerai à la scorie, jusqu’aux inclusions de l’objet fini.

1.2.1 Expérimentation 1 : XP03

Cette réduction a été réalisée en ventilation forcée dans un bas fourneau construit à partir d’argile et de sable. Ses dimensions sont basées sur les données archéologiques du site du Chemin des flots (Ø du four : 32 cm, hauteur au dessus de la tuyère : 60 cm). Le minerai utilisé est du minerai géologique de type I, c'est-à-dire des nodules ferrugineux constitués d’une croûte et d’un noyau. Le minerai a été prélevé à proximité du site archéologique du Chemin des flots (Figure 33). Il est introduit en poudre84 dans le bas fourneau (tamisé à 2 mm). De précédentes réductions ont en effet montré que ce type de concassage, qui permet d’avoir une grande surface de réaction entre les gaz de combustion et le minerai, facilite la réduction. Les quantités de minerai et de charbon de bois utilisées pour cette réduction ainsi que la masse de la loupe de fer obtenue sont indiqués dans le Tableau 13. Lors de cette expérimentation, la scorie a pu être évacuée à l’extérieur du fourneau. Cependant, les conditions de la réduction n’ont pas permis la récupération de toute la scorie coulée, la masse de scorie produite n’a donc pas pu être déterminée. Les échantillons étudiés sont présentés dans le Tableau 16.

Tableau 13 : Quantités de minerai et de charbon de bois utilisées et masse de la loupe de fer produite (XP03).

Matériaux Minerai Charbon de bois Loupe de fer

Masses 24 kg 32 kg 3,9 kg

1.2.2 Expérimentation 2 : XP05

Cette réduction a été réalisée en ventilation forcée dans le même bas fourneau que l’expérimentation XP03. Légèrement détérioré lors de la sortie de la loupe, il a du être rechapé avant la réduction XP05. Le minerai utilisé est du minerai archéologique de type I (nodules ferrugineux) collecté sur le site du Près de Montadet. Il est introduit sous forme de poudre dans le bas fourneau (tamisé à 2 mm). Lors de cette expérimentation la scorie n’a pu être évacuée à l’extérieur du fourneau. Le Tableau 14 indique les quantités de charbon de bois

103 84

et de minerai utilisées ainsi que la masse de métal et de scorie obtenue. Les échantillons issus de cette expérimentation qui ont été analysés sont présentés dans le Tableau 16.

Tableau 14 : Quantités de minerai et de charbon de bois utilisées et masse du métal et de la scorie produite (XP05).

Matériaux Minerai Charbon de bois Métal Scorie

Masses 24 kg 28 kg* Loupe : 4,4 kg + fragments

métalliques : 1,3 kg = 5,7 kg

3,5 kg

* Essence : chêne, châtaignier, Pin

1.2.3 Expérimentation 3 : XP09

Cette réduction a été réalisée en ventilation forcée dans un bas fourneau de diamètre inférieur à celui utilisé pour les deux expérimentations précédentes (Ø du four : 20 à 22 cm, four légèrement ovoïde ; hauteur au dessus de la tuyère : 63 cm) construit à partir d’argile et de sable prélevés à proximité du site du Prés de Montadet. Le minerai employé est du minerai géologique de type I collecté à 100 m environ de celui utilisé pour l’expérimentation XP03 (Figure 33). Ce minerai a été « grillé », c'est-à-dire qu’il a subit un chauffage préliminaire dans un feu en aire ouverte avant son introduction dans le bas fourneau. Nous avions en effet constaté lors de l’expérimentation XP03 que les nodules ferrugineux sont très durs et donc très difficile à concasser, alors que le « grillage » permet de les rendre beaucoup plus friables. Lors de cette expérimentation, la scorie n’a pu être évacuée à l’extérieur du fourneau, et la scorie de fond de four récupérée n’a pas été analysée car elle était très mélangée avec la paroi du bas fourneau qui a fondu lors de la réduction. Les quantités de minerai et de charbon de bois utilisées pour cette réduction ainsi que la masse de la loupe de fer et de la scorie obtenue sont indiquées dans le Tableau 15. Les échantillons analysés pour cette expérimentation sont présentés dans le Tableau 16.

Tableau 15 : Quantités de minerai et de charbon de bois utilisées et masse de métal et de scorie produite (XP05).

Matériaux Minerai Charbon de bois Loupe Scorie

Masses 10,3 kg 19 kg 3 kg 3,6 kg*

Tableau 16 : Corpus d’échantillons issus des réductions expérimentales.

Nom de l’échantillon Réduction expérimentale

Remarques

XP03-min1 XP03 Minerai géologique type I

Echantillon prélevé à partir de 120 kg

XP03-min2 XP03 Minerai géologique type I

Echantillon prélevé à partir de 120 kg

XP03-sc1 XP03 Scorie coulée

XP03-sc2 XP03 Scorie coulée

XP03-sc3 XP03 Scorie coulée

XP03-sc4 XP03 Scorie fond de four

XP03-p1 XP03 Fragment de paroi du bas fourneau

XP03-p2 XP03 Fragment de paroi du bas fourneau

XP03-l XP03 Loupe de fer issue de la réduction

XP05-min1 XP05 Minerai archéologique type I

Echantillon prélevé à partir de 50 kg

XP05-min2 XP05 Minerai archéologique type I

Echantillon prélevé à partir de 50 kg

XP05-sc1 XP05 Scorie fond de four

XP05-sc2 XP05 Scorie avec des gros morceaux de charbon de bois

XP05-sc3 XP05 Scorie avec des gros morceaux de charbon de bois

XP05-sc4 XP05 Fragment de scorie coulée à l’intérieur du fourneau

XP05-p1 XP05 Fragment de paroi du bas fourneau

XP05-l XP05 Loupe de fer issue de la réduction

XP09-min1 XP09 Minerai géologique type I « grillé »

Echantillon prélevé à partir de 150 kg

XP09-min2 XP09 Minerai géologique type I « grillé »

Echantillon prélevé à partir de 150 kg

XP09-l XP09 Loupe de fer issue de la réduction

Site du Chemin des Flots XP09 XP03 Site du Prés de Montadet 250 m

Figure 33 : Localisation des prélèvements des minerais géologiques utilisés dans les expérimentations XP03 et XP09.