Qualités des alliages ferreux : une approche diachronique et statistique

Ferrous alloys qualities : a diachronic and statistical approach

• Auteur / Autrice : Manon Gosselin
• Direction : Philippe Dillmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Histoire et archéologies des mondes médiévaux
• Date : Soutenance le 02/12/2021
• Etablissement(s) : Paris 10
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Espaces, Temps, Cultures (Université Paris Nanterre)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Archéologies et sciences de l'Antiquité (Nanterre ; 1999-....) - Archéologies et Sciences de l'Antiquité / ArScAn
• Jury : Président / Présidente : Ivan Guillot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Dillmann, Ivan Guillot, Paolo Piccardo, Caroline Robion-Brunner, Danielle Arribet-Deroin, Gaspard Pagès, Yohann Tendero, Florian Téreygeol
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Paolo Piccardo, Caroline Robion-Brunner

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biens intermédiaires

Archéométrie

Histoire

Sidérurgie

Métallographie

Europe de l'Ouest

Archéologie

Fer -- Alliages

Mots clés libres

Alliages ferreux

Demi-produits

Métallographie

Qualité

Diachronie

Statistique

Ferrous alloys

Semi-products

Metallography

Quality

Diachronic

Statistical

Résumé

Les études historiques, archéologiques et archéométriques menées jusqu’alors pour un contexte spatio-temporel précis montrent la diversité des alliages ferreux anciens. Ce projet vise à s’inscrire dans un temps long afin de déterminer les natures et les qualités du fer et de ses alliages et en évaluer la diversité de l’Antiquité au début de l’époque moderne en Europe Occidentale. Pour cela, plus d’une centaine de demi-produits, matériaux intermédiaires entre la masse brute et l'objet fini, ont été étudiés. Issus d’un ensemble de sites en Méditerranée Nord-Occidentale et en Haute-Normandie, ils reflètent l’évolution des procédés techniques sidérurgiques. La méthodologie employée relie la nature du métal, déterminée par analyses métallographiques, et ses propriétés mécaniques évaluées par analyses de microdureté et par essais de traction uniaxiale. La conception d’un algorithme semi-automatique basé sur du traitement d’images permet de diminuer par trois le temps d’interprétation des analyses métallographiques. Ces études fournissent des données quantifiables et comparables pour appréhender la qualité du point de vue du matériau. Quel que soit la période, les demi-produits présentent une grande diversité. Néanmoins, quelques spécificités ont pu être pointées par site ou par période. Afin de saisir l’origine d’une telle variabilité, les résultats des analyses site par site, couplés aux données de la bibliographie, ont été comparés de manière diachronique et rapprochés aux questionnements historiques. Cette approche inédite, comparatiste et statistique a permis de saisir l’impact des conditions opératoires et techniques sur la nature du métal et d’éclairer la façon dont les sociétés anciennes percevaient le matériau qu’elles travaillaient pour l’adapter à un usage spécifique.

For several years, historical, archaeological and archaeometrical studies, lead for a specific spatio-temporal context, have shown the huge diversity for ancient ferrous alloys. This project aims to determine ferrous alloys qualities and to evaluate its diversity for a long period from Antiquity to the beginning of modern period, in Western Europe. For that, more than one hundred semi-products, intermediate materials between raw material and final object, were studied. Coming from several archaeological sites in North-Western Mediterranean and in Normandy, they reflect the evolution of technical systems for considered periods .Analytical methodology used links the metal nature, determined by metallographical analysis, and its mechanical properties evaluated by microhardness measurements and uniaxial tensile tests. The creation of an innovative semi-automatic algorithm, based on image analysis, allowed reducing by three the time dedicated to the interpretation of metallographic analysis. These studies supply quantitative and comparative data to consider the quality notion by a material approach.Independently from the considered period, a huge diversity of metal nature has been enlighten. Some period or site specificities have been pointed out. In order to understand the reason of such variability, the results concerning each context, coupled with bibliographic studies have been compared in a diachronic way and linked to historical issues. Reaching a comparative vision, inter and intra-sites, this approach permits to understand the impact of the technical and environmental conditions and the knowledge of craftsmen on the metal nature. It allows comprehending the way the ancient societies perceive and identify the different qualities and adapt them to a specific use.