Cet été, des chercheurs de l’université ont réalisé des expériences pour produire du fer comme à la fin de l’âge du Bronze et au début de l’Antiquité. À terme, l’enjeu est de mieux comprendre les origines de cette métallurgie.

Mais quand les hommes ont-ils commencé extraire et utiliser le fer ? Contrairement à ce qu’on pourrait penser, les origines de l’exploitation de ce métal si important dans l’histoire de l’humanité sont mal connues. À l’inverse du cuivre qu’ils ont rapidement su faire fondre, le fer est plus coriace. En obtenir à partir de minerai requiert des opérations délicates, des difficultés qui ont probablement retardé son adoption. Les anciens textes, comme ceux d’Homère, l’évoquent comme un métal plutôt précieux, apprécié notamment pour son tranchant (armes, etc.) Les plus anciens objets en fer retrouvés étaient d’ailleurs pour l’essentiel des objets de prestige.

La métallurgie du fer a peut-être été inventée dans le royaume hittite (dans la Turquie actuelle), où les archéologues retrouvent d’assez importantes quantités d’objets en fer à partir du IIIe millénaire av. J.-C. Mais ils ne savent pas vraiment si elle s’est diffusée ou si elle est apparue indépendamment dans les autres régions, et en particulier en Grèce. Quelques objets qui comportent du fer, notamment des bagues, sont connus en Mer Égée après le milieu du IIe millénaire.

De ce point de vue, l’île de Thasos semble jouer un rôle central. Cela fait des décennies que des archéologues de l’université étudient cette île du nord de la Grèce, des travaux pour lesquels ils ont reçu cette année l’un des plus grands prix de leur discipline en France. Fréquentée par les Grecs mais avant cela par les Thraces, peuples des Balkans, l’île renferme d’importants gisements, dont certains, contenant un genre d’ocre, semblent avoir été exploités depuis la préhistoire.

L’une des particularités de Thasos est de contenir aussi des gisements mêlant plusieurs métaux, notamment du cuivre et du minerai de fer ensemble. C’est pourquoi plusieurs archéologues se demandent depuis quelques décennies, si ce n’est pas en exploitant le cuivre que les anciens métallurgistes auraient peu à peu essayé de récupérer le fer, par tâtonnements et expérimentations. Vers 1000 ans av. J.-C. en tout cas, la production de fer à Thasos avait commencé.

Pour reconstruire toute cette histoire, les vestiges de cette métallurgie sont donc particulièrement précieux. L’équipe menée par Giorgos Sanidas, du laboratoire histoire, archéologie, littérature des mondes anciens (Halma) les soumet à de multiples analyses physico-chimiques pour en tirer le maximum d’informations. Mais avant d’écrire le scénario des origines du fer à Thasos, il leur faut savoir quels minerais les Anciens utilisaient, et de quelle manière. Combien de temps de chauffage, est-ce qu’ils ajoutaient des additifs, etc.

Bien qu’abondamment exploités, les minerais de l’île ne sont « pas en général d’une qualité extraordinaire », explique Giorgos Sanidas. Pour comprendre comment les habitants les exploitaient, les chercheurs veulent commencer par analyser comment ils réagissent dans les bas-fourneaux (les fours qu’utilisaient les Anciens pour obtenir du fer par une réaction chimique appelée réduction). C’est une première étape, qui va leur permettre de mieux aborder la sidérurgie antique. Ensuite, ils compareront le fruit de leurs essais aux résidus de celle-ci, les scories, retrouvées dans les fouilles à Thasos.

Depuis 2016, l’équipe a donc entrepris de tester les minerais « très divers » de Thasos. « L’année dernière nous avons utilisé du minerai de la mine de Koumaria (vallée de Mariès), indique Giorgos Sanidas, et cette année nous avons réduit du minerai de la mine d’Elia (vallée de Théologos). » En 2016, dès le premier essai, l’équipe parvient à produire du fer. Mais celui-ci était encore très fortement aggloméré avec les scories.

Cet été, mieux préparés, ils s’appuient sur l’expérience de l’année dernière. « Cette année nous avons pu construire, grâce à l’aide d’un bon technicien, un four plus important et plus adapté » explique Giorgos Sanidas. Il n’est plus à base de pierres mais entièrement en briques de terre crue (pisé). Car ce type de matériau conserve mieux la chaleur. Il est aussi plus solide s’il est correctement réalisé. Quant à l’alimentation du four en air, chaque chose en son temps : pour le moment, l’équipe ne se sert pas encore des soufflets en peau ou en gros tissus utilisés par les Anciens, mais d’une soufflerie électrique, qu’elle contrôle mieux que l’année précédente. Résultat : cet été, l’équipe a réussi à produire une loupe de fer brut et des scories bien distinctes. En sidérurgie, la loupe est une masse de fer informe, que le forgeron martèle ensuite à chaud pour l’homogénéiser et en expulser les dernières scories.

« Nous allons faire des analyses de laboratoire pour mieux comprendre le résultat de cet été et celui de l’année dernière », indique Giorgos Sanidas. En 2018, ils comptent poursuivre les travaux avec trois ou quatre expériences de ce type, et en particulier fabriquer un soufflet. À terme, il pourra être envisageable de se mettre dans la peau des artisans grecs ou thraces, et d’essayer de reproduire leurs gestes.

L’expérimentation en images

(Cliquez sur une image pour les faire défiler plus facilement).

Les ingrédients pour construire le four : paille, eau et terre crue

Les ingrédients pour construire le four : paille, eau et terre crue.

La terre crue est mélangée avec de la paille pour obtenir du pisé

La terre crue est mélangée avec de la paille pour obtenir du pisé.

Les briques sont mises en forme avec un cadre en bois

Les briques sont mises en forme avec un cadre en bois, puis elles sont mises à sécher.

Préparation de l'emplacement qui va recevoir le four

Préparation de l’emplacement qui va recevoir le four

Début de la construction du four

Début de la construction du four

Insertion de la soufflerie électrique

Insertion de la soufflerie électrique

…

…

Le four achevé. Haut de 1,35 mètre, il est légèrement conique (un diamètre interne de 40 centimètres en bas, et de 25 en haut).

Le four achevé. Haut de 1,35 mètre, il est légèrement conique (un diamètre interne de 40 centimètres en bas, et de 25 en haut).

La construction du four a pris environ douze heures

Premier chauffage

Le 12 août, le four est chauffé une première fois pour vérifier qu'il tient et pour durcir ses parois.

Le 12 août, le four est chauffé une première fois pour vérifier qu’il tient et pour durcir ses parois.

…

…

Parallèlement, l'équipe fait « griller » le minerai, une opération qui vise à éliminer des portions pauvres en fer (les stériles) et les restes d'humidité.

Parallèlement, l’équipe fait « griller » le minerai, une opération qui vise à éliminer des portions pauvres en fer (les stériles) et les restes d’humidité.

Combustion du minerai

Une semaine plus tard, le minerai est trié pour ne garder que les éléments les plus riches en fer.

Une semaine plus tard, le minerai est trié pour ne garder que les éléments les plus riches en fer.

Fermeture de la porte

Fermeture de la porte

L'équipe enfourne le combustible, du charbon…

L’équipe enfourne le combustible, du charbon…

…et ajoute le minerai de fer.

…et ajoute le minerai de fer.

L'équipe contrôle le fonctionnement du four régulièrement

L’équipe contrôle le fonctionnement du four régulièrement

…
Après plusieurs heures, la fin de la combustion approche…

Après plusieurs heures, la fin de la combustion approche…

L'équipe ouvre le four…

L’équipe ouvre le four…

…et la loupe en sort !

…et la loupe en sort

L’équipe

L'équipe, de g. à d. : Dimitra Malamidou (Euphorie de Kavala-Thasos), Alex Bertaud (Univ. Bordeaux), Nikos Chrysafis (association culturelle locale), Giorgos Sanidas, Mathieu Pollet (licence, Univ. Lille), Takis Siampanopoulos (association culturelle locale), Alex Bézut (master, Univ. Lille), Benjamin Jagout (Inrap), Nerantzis Nerantzis (Halma)

L’équipe, de g. à d. : Dimitra Malamidou (Euphorie de Kavala-Thasos), Alex Bertaud (Univ. Bordeaux), Nikos Chrysafis (association culturelle locale), Giorgos Sanidas, Mathieu Pollet (licence, Univ. Lille), Takis Siampanopoulos (association culturelle locale), Alex Bézut (master, Univ. Lille), Benjamin Jagout (Inrap), Nerantzis Nerantzis (Halma)

Ces travaux sont conduits par l’équipe Habitat et métallurgie en Égée du Nord − Grèce (Hemen − resp. G. Sanidas) du laboratoire Halma. Takis Siampanopoulos est le principal constructeur du four, à partir du cahier des charges défini par l’équipe.

Crédits photos, hors vues aériennes : équipe Hemen

Le journal local de Thasos a consacré un long article aux expérimentations.

Le journal local de Thasos a consacré un long article aux expérimentations.

Vue aérienne de l'expérimentation (Thomas Nicq)

Vue aérienne de l’expérimentation (Thomas Nicq)

Share on Facebook9Tweet about this on TwitterShare on Google+0Share on LinkedIn0