Etude du comportement des éléments traces du minerai aux produits finis dans la chaîne opératoire indirecte
A.-M. Desaulty, P. Dillmann, J.-L. Joron, P. Fluzin, M. Treuil logo_tutelle logo_tutelle 

Cartographie des éléments traces dans une bille de fonte piégée dans un laitier obtenue par µXRF sur générateur à anode tournante

La chaîne opératoire destinée à transformer le minerai en métal qui s’est généralisée dans le Nord de l’Europe au 16ème siècle est le procédé indirect. Résultant de l’utilisation de la force hydraulique, celui-ci a remplacé le procédé direct apparu aux origines de la sidérurgie. Le procédé indirect se déroule en deux étapes : la réduction du minerai en haut fourneau donnant naissance à la fonte, suivie de l'étape d'affinage qui consiste à la décarburer afin d'obtenir du fer ou de l'acier. Cette étude a pour but de comprendre le comportement des éléments traces dans cette chaîne opératoire ancienne (13ème-17ème AD). En effet une fois ce comportement connu, il sera possible de tracer la signature chimique d’un minerai et ainsi remonter à la provenance d’un objet ferreux. La méthodologie de ce travail consiste à étudier l’ensemble des déchets et produits (minerais, laitiers, fontes et scories d’affinage) issus d’un site de référence de la chaîne opératoire indirecte ancienne. Il s’agit ici du site de Glinet (16ème AD, Pays de Bray) sur lequel un haut fourneau ainsi qu’une affinerie ont été mis au jour. Dans un premier temps on s’intéressera à l’étape de réduction où une partie des éléments, les sidérophiles vont passer dans la fonte alors que d’autres, les lithophiles se concentreront dans le laitier. Dans un deuxième temps le comportement des éléments traces lors de d’affinage sera étudié.Une fois la répartition des éléments traces établie pour le procédé indirect, il sera intéressant d’effectuer l’analyse des produits issus de la chaîne opératoire directe dans la même région (le pays de Bray) on pourra ainsi comparer le comportement des éléments traces des deux procédés. En raison de l’hétérogénéité des objets étudiés, des méthodes permettant d’effectuer des analyses à différentes échelles devront être utilisées. Pour les dosages macroscopiques l’ICPMS, l’activation neutronique, ainsi que la fluorescence X sur générateur à anode tournante seront appliquées. Les dosages ponctuels permettant de sonder différents endroits de l’échantillon pourront être effectués par micro fluorescence, ainsi que par microsonde de Castaing.Ces dosages seront utilisés pour vérifier l’homogénéité de l’échantillon et s’intéresser aux interphases par exemple entre une bille de fonte et du laitier.

Techniques utilisées :

Analyse par activation neutronique, Microsonde photonique pour l'analyse des matériaux, Spectrométrie de masse.

 

Maj : 06/03/2018 (386)

 

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