Forgeron

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Forgeron

Message  Invité le 6/7/2012, 11:07

Traditionnellement le forgeron évoque un homme au torse nu et musclé, penché sur son enclume, tenant dans sa main gauche une longue pince dans laquelle il serre une pièce de fer rougie au feu de sa forge et qu’il va frapper du marteau levé dans sa main droite…ou son apprenti en train de faire fonctionner un vaste soufflet avec lequel il attise le feu de la forge.

Cette forge artisanale existe depuis des milliers d’années et nos ancêtres les Gaulois étaient des maîtres dans l’art du fer, exportant leurs productions réputées jusqu’à Rome, bien avant Jules César.

1 Origines

Dès le 5ème siècle av. J.C. les Gaulois produisaient du fer par réduction directe du minerai dans un « bas fourneau » qui ne permettait qu’une production limitée. Cette technique perdure jusqu’au Moyen-Age. Au 15ème siècle on trouve des « forges » pré-industrielles. Ainsi, par un contrat d’ « abergement », Vuynet Rochat obtient le 28 janvier 1480 de l’abbé Pollens, le droit d’établir une « ferrière » et devient le premier « Maître de forge » connu d’une longue lignée à coté de l’Abbaye de Joux en Suisse. De telles forges existaient dès le 14ème siècle dans ou auprès des abbayes, apparues avec la mécanisation de la soufflerie par la force hydraulique et les roues à eau, qui autorisent des températures plus élevées et des fours plus grands.
Les dimensions augmentant, le fer se carbure et de la fonte est produite fortuitement. Celle-ci doit être affinée pour donner du fer, par une méthode indirecte qui permet des productions beaucoup plus importantes. Des forges apparaissent alors un peu partout dans des lieux proches des mines de fer où l’on trouvait charbon de bois (donc forêts..) et énergie hydraulique.

2 L’élaboration du fer.
D’Alembert distingue diverses phases : préparation du minerai et élaboration des gueuses fer puis des procédés de transformation : d’une part le moulage qui permettait de fabriquer des pièces de formes très variées, du pot au tuyau de fonte, d’autre part le forgeage et le fendage qui permet d’élaborer des barres de formes diverses : celles-ci pourront être transformées en tôle ou en fil qui pourront à leur tour devenir casseroles ou clous…

Pour faire du fer il faut du minerai, du bois et de charbon de bois, de l’eau courante et des bras …De l’air pour attiser le feu est aussi nécessaire, fourni par des soufflets mus à l’énergie hydraulique. Ainsi les « forges » chargées d’élaborer les gueuses seront près des mines, au bord d’une rivière et près d’une forêt.



2.1 Pour faire du fer : préparation du minerai et métiers environnants

D’Alembert appelle « mine » ce que nous nommons aujourd’hui minerai. Il nomme aussi « mine » le trou percé dans la roche pour y mettre de la poudre à canon…pour donner de la « mine » ! A cette époque des puits étaient percé dans la campagne dont on tirait soit la « mine » en roche soit la « mine » en grain , d’où sans doute le nom de « tireur de mine » que l’on trouve dans le Littré. D’Alembert nomme « Mineroi » l’ouvrier mineur en général.

La « mine » est hissée du puits dans des paniers à l’aide d’un treuil, et transportée par brouette puis tombereau pour être menée au « lavoir » pour la débarrasser de sa gangue de terreuse avant de la conduire au « fourneau » où elle sera calcinée.

Pour briser les morceaux de roches trop gros on peut utiliser un « bocard » composé d’une roue à aube, d’un arbre à cames et de plusieurs pilons garnis d’un « mentonnet » pour permettre aux cames de les soulever avant de les laisser retomber sur le minerai.
Dans le « lavoir » les ouvriers agite le minerai dans l’eau courante à l’aide d’une pelle ou d’un « riaule » ou rabot pour l’exposer au courant. Le mirerai pouvait aussi être placé dans un panier ou un crible en cuivre (seau percé de trous).

Pour un meilleur rendement le lavoir est mécanisé avec un « patouillet » grande « huche » (auge) dans lequel tourne un arbre auquel sont fixées des barreaux de fer qui agitent le minerai.

Dans le « fourneau » sont disposés alternativement des lits de charbon (de bois à cette époque) et de bois et des lits de minerai. Le lit supérieur, de minerai, est convexe et beaucoup plus épais que les autres.

Autour d’une telle usine vont donc graviter des bûcherons, des charbonniers, des voituriers, des fabricants de paniers, toute une foule de « sous-traitants »…
2.2 Le fourneau à fer

Le minerai ainsi préparé est traité dans le « fourneau à fer » dans lequel il sera fondu (« haut-fourneau » car il est rempli par le haut..). Pour obtenir une température suffisante le feu est attisé par de grands soufflets mus par une roue à aube. Il doit donc être situé prés d’une rivière que l’on aura barrée pour stocker l’eau qui ne sera utilisée que durant les périodes de fonte. Dans la Vôge, ces barrages sont nommés « vannes ».



Pour mettre le fourneau en feu, on l’emplit d’abord de charbon que les chargeurs portent dans des corbeilles, mannes ou vans. On bouche alors la tuyère par du mortier composé d’herbe et d’argile. Le fourneau est alors mis en feu par une pelletée de charbon embrasé. Il n’est pas encore attisé par les soufflets, de manière que le feu de propage insensiblement à toute la masse de charbon. Il faut souvent 36 heures après que le feu ait atteint le haut du fourneau pour amener celui-ci à une température suffisante. Pendant ce temps il faut l’entretenir et le débarrasser des matières vitrifiées qui en coule et au fur et à mesure que le niveau de minerai descend, il est rechargé en minerai.

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Quand le fourneau, en particulier le creuset destiné à recevoir la fonte en fusion, est assez chaud, celui-ci est chargé en « mine » et les soufflets sont activés. Douze à quinze heures plus tard on voit apparaître des étincelles brillantes au fond du fourneau ; il convient alors de nettoyer une dernière fois l’ouvrage et de couvrir le fond de plusieurs couches de « frasins » (sur 10 ou 12 centimètres d’épaisseur) . Ceux ci sont destinés à recevoir la première fonte. Ils doivent être biens secs et embrasés pour conserver la chaleur de la fluidité à la fonte en fusion

Pendant tout le tirage de la fonte, les « chargeurs » réalimentent le fourneau en « mine » de manière régulière en fonction de la chaleur dégagée. La fin des opérations est déterminée en observant la couleur de la flamme, la consistance du laitier et la qualité de la fonte.

Les charges ne sont pas composées uniquement de minerai de fer (~62%) mais aussi de charbon (~29%), de calcine (calcaire) (~6%) pour absorber les parties sulfureuse du minerai et d’herbue, argile charriée par les eaux et destinée à protéger les parois du four (~3%).


Le sol de la forge est en sable que l’on humecte et dans lequel le « garde-fourneau » prépare le moule en creusant un sillon avec la « charrue », rafle de bois de forme triangulaire. Ce sillon va recevoir la coulée de fonte issue du creuse pour former une gueuse de fonte de 5 à 6 mètres de long quand le « sous-fondeur » aura préparé l’entrée du moule avec du sable neuf. On procède alors à la coulée. On perce le bouchage d’argile du creuset avec un « ringard » (barre de fer légèrement effilée pouvant aussi servir de levier), le « lache-fer »; un canal d’environ 15cm de large amène la fonte en fusion au moule, dans lequel elle refroidit.



Une marque (d’identification) est imprimée sur un coté de la gueuse à l’aide d’une baguette de fer. Après refroidissement complet la gueuse est placée sur deux rouleaux de bois pour être déplacée puis sondée et pesée, à l’aide d’une balance romaine, sous le contrôle du « commis » qui en note les caractéristiques..

On peut alors procéder à la coulée suivante.

Pour être utilisée la fonte brute devait être refondue pour éliminer les scories (impuretés) et être mise soit en barres de dimensions convenables pour être chauffées « à blanc » et devenir acier ou fer doux, soit en objets usuels moulés.
2.3 Fourneau en marchandise et Moulage

Pour obtenir une fonte affinée, les gueuses de fonte brute sont placées au sommet d’un « fourneau à marchandise » ou cubilot, sur le « gueulard » qui constitue le sommet du fourneau.


Pour obtenir dans le foyer une température suffisante, on injecte de l’air au bas du foyer à l’aide de soufflets. Au bas de fourneau est injecté de l’air. On recueille la fonte épurée dans un creuset qui constitue le fond du foyer. Elle y est puisée à travers la « Dame » à l’aide d’une longue cuillère nommée « poche » pour être versées dans des moules de terre ou de sable.

On fabrique ainsi les ustensiles de cuisine : pots de fonte, crémaillères, des tuyaux de fonte des outils utilisés dans l’atelier de moulage (Cuillère, « secoueux » (sorte de masse en fonte).
A coté de la fonderie proprement dite où travaille les mouleurs est donc installé un atelier où sont fabriqués les moules. Ceux-ci qui utilisent des noyaux en bois (et en corde..) pour les moules en terre ou des caisses contenant le sable tassé et des modèles en bois pour les moules en sables
2.4 La Forge proprement dite

Pour obtenir un fer malléable propre à être travaillé, les gueuses de fonte , dites aussi « fers crus » sont menée à la forge pour être recuits.


Les gueuses de fonte, poussées sur des rouleaux, sont avancées graduellement sur un foyer attisé par un soufflet. Elles sont chauffées à blanc et un forgeron, l’«affineur », détache les parties de la gueuse ramollie à l’aide d’un «ringard à piquer». Il les rassemble dans le creuset et les soulève pour les exposer au vent de la tuyère (extrémité du soufflet).

La fonte est alors oxygénée et transformée en fer par combustion partielle du carbone qu’elle contient. On obtient ainsi une masse de fer le « renard » (loupe de fer)

Le « renard » est tiré hors du feu et « refoulé » à coups de masse pour obtenir un bloc approximativement parallélépipédique. Ce bloc est saisi par des « tenailles à cingler » et porté sous le marteau.
Le « marteleur » aidé de son « goujat » « cingle le renard » (bat la loupe …) : il martèle longuement la masse de fer placée sur l’enclume à l’aide du lourd marteau mu par une roue à aube. Quand celui-ci est trop refroidi, le chauffeur le réchauffe en le replaçant dans le foyer. Cette opération permet non seulement d’étirer le « renard » mais aussi de le débarrasser de ses scories.

A Villefranche de Conflent a été remonté le martinet de Montgailhard ...

Après la seconde « chaude » (chauffe), le renard devient une « encrénée », dénomination liée à sa forme. Il va s’allonger sous les coups du marteau pour être transformée en barre. Cet étirage de l’ « encrénée » constitue l’opération de forgeage proprement dite. Lorsque le marteleur a aussi aplati l’ extrémité de l’« encrénée » qu’il ne tient pas, celle-ci devient « maquette ». Celle-ci est alors « parée » pour faire disparaître les marques du marteau. La seconde extrémité est alors réchauffée et étirée à son tour pour obtenir une bande ou un bandeau de la taille demandée.

Ainsi l’affineur et le marteleur transformaient la fonte en acier dur (trempable) ou en fer ( le nom de fer désigne généralement l'acier doux, non trempable; le fer à l'état pur n'est pas utilisé dans l'industrie). La différence entre les deux produits consistant essentiellement dans la teneur en carbone.
2.5 Fenderie

Ce mot désigne l’action de fendre les bande de fer en « verges » et l’atelier où on le faisait.
Les bandes de fer sont d’abord recuites dans un « fourneau de réverbère » chauffé au bois et portées au rouge. Des ouvriers chargés de les tirer avec de longues pinces les présentent aux « espatards » (cylindres) ou aplatissoirs où elles sont laminées et allongées. Elles sont présentées dans la foulée aux « taillans » pour être découpées dans le sens de la longueur. Cette opération permet de débarrasser les bandes de leurs dernières scories.

Les « taillans » sont constitués de disques d’aciers en quinconce et arrosés d’eau en permanence pour les rafraîchir.

Les « verges » sont portées à l’atelier de bottelage, éventuellement redressées et «bottelées » pour être transportées plus aisément.

Pendant ces opérations les bandes de fer sont tirées du four aux espatards et des espatars aux taillans avec de longues pinces à une vitesse égale et adaptée à la vitesse de rotation des espatards et taillans. Ce sont sans doute eux les "tireurs de fer" même si D'Alembert ne les désigne jamais ainsi …(mais ne parle que d’ouvriers)
3. Transformation en produits manufacturés
3.1 Les tôles de fer étamé.

Le fer blanc est une tôle de fer recouverte d’une mince couche protectrice d’étain, qui la rend peu oxydable. Il est donc très utile pour réaliser des seau ou de casseroles qui ne rouillent pas. Il est produit en grande quantité des le 15ème siècle en Allemagne, près des mines d’étain. En France il faut attendre le milieu du 17ème siècle pour voir se développer des ferblanteries industrielles.

La fabrication comporte deux phases : la préparation et la mise en forme des tôles puis le traitement de surface par étamage. La matière première est de la fonte brute dont les gueuses sont affinées et transformées en fer doux (voir ci-dessus).

Les « loupes de fer » (renards) sont converties au « martinet », petit marteau animé par un arbre à came, en plaques de fer, les « semelles », de 20 centimètres de large par les « martineurs ».

Ces semelles, regroupées par paquets de 50 à 60, sont ensuite aplaties et étendues sous un gros marteau.

Le traitement de surface se fait dans un bâtiment particulier, l’étamerie, où les tôles sont d’abord décapées dans un mélange d’eau et de seigle, puis sablées (nettoyées avec du sable), enfin plongées verticalement dans un bain d’étain fondu. Elles sont alors essuyées puis emballées dans des barils.

Associée à la fabrique de tôle étamée, on trouve généralement une atelier de fabrication d’ustensiles réalisés à partir de ces tôles.

Dans la platinerie, les « platineurs », martelaient les tôles pour en faire des ustensiles de quincaillerie.

Il en était ainsi à la Manufacture Royale de Bains les Bains. En 1793, des ouvriers et des voituriers ont été exemptés du service aux armées pour que la Manufacture puisse fournir à celles-ci des fournitures militaires, en particulier des «marmites de fer battu » qui y étaient étamées.
3.2 Du fils et des clous

Le fil de fer est obtenu par le passage d’une tige de fer, la « forgis » (la « verge » obtenue de la fenderie) à travers le trou conique d’une plaque appelée filière comprenant une face en fer et l’autre en acier, du coté du petit diamètre du cône. Le passage répété du fil dans des filières de plus en plus étroite permet de rendre le fil de plus en plus fin.

La première mécanisation du procédé apparaît en Allemagne au 16ème siècle. Elle consiste à actionner une « tenaille » servant à tirer le fil à l’aide d’un arbre à came, entraîné par une roue à aube.

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