Production expérimentale de laiton par cémentation en creuset ouvert selon les recettes médiévales.
A. Doridot*, L. Robbiola**, F. Téreygeol logo_tutelle logo_tutelle 

Laiton produit par cémentation du cuivre avec de la calamine

Pour les périodes médiévales, la fabrication du laiton (alliages Cu-Zn) repose sur le procédé de cémentation - le laiton étant un alliage recherché tant pour ces qualités mécaniques que pour sa couleur imitant celle de l’or. Rappelons que ce procédé thermochimique d’élaboration vise à libérer, sous forme gazeuse, du zinc issu d’un minerai (calamine) qui diffuse dans du cuivre solide, en présence de charbon. La calamine peut être au préalable grillée (oxydée). Le charbon a pour rôle de maintenir un milieu réducteur et notamment de réduire l’oxyde de zinc formé lors du grillage. Les recettes médiévales dont nous disposons mentionnent exclusivement une cémentation à l’aide de creusets « ouverts » (par exemple : Théophile XIIe siècle, Biringuccio XVIe siècle, Agricola XVIe siècle). Cependant, les traces archéologiques de ce procédé, connues à ce jour en Europe et essentiellement données pour antique, reposent sur l’existence de creusets lutés et totalement fermés. Il y a donc ici un problème de concordance des sources entre les textes et les données archéologiques sur la nature des creusets employés. En d’autres termes peut-on élaborer du laiton par cémentation à partir d’un creuset ouvert ? Pour répondre à ce point précis de métallurgie, une approche expérimentale a été réalisée en variant la nature du minerai de zinc. Les essais ont été effectués à partir 1° d’oxyde de zinc, 2° de calamine non grillée, 3° de calamine grillée 30 minutes et 4° de minerai grillé pendant 12 heures. Les expérimentations ont été conduites en milieu réducteur en utilisant du cuivre sous forme de tournure et du poussier de charbon pendant 2 heures à des températures comprises entre 950 et 1050°C. Les échantillons métalliques obtenus pour l’ensemble des essais ont été caractérisés par EDS-MEB. Les résultats confirment la formation de laiton. Les données analytiques et structurales, notamment les teneurs en Zn et les hétérogénéités de composition, ont permis de conclure à la pertinence des recettes médiévales. Ces résultats ouvrent d’ors et déjà de nouvelles pistes de recherche notamment dans la reconnaissance des creusets destinés à la préparation de cet alliage. *   LAMOP, Université Paris I ** Laboratoire de Métallurgie Structurale, ENSCP, Paris

 

Maj : 23/03/2010 (329)

 

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