Le cuivre, premier métal travaillé par l'homme

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Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/terre/infos/dossiers/d/geologie-cuivre-

premier-metal-travaille-homme-779/

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Lecuivre,premiermétaltravailléparl'homme

Le cuivre, à la couleur si fascinante est l'un des métaux les plus connus, et le premier avec l'ortravailléparl'homme.Quelleestsonhistoire?Quellessontsespropriétes?découvrirl'âgedebronze,lesalliages,quefait-onaveclecuivre?

Page1/13-Lecuivre,premiermétaltravailléparl'hommeLecuivreest lepremiermétaltravaillépar l’hommeavec l’or : l’âgedubronzeportebiensonnom!Dans ce dossier vous découvrirez ses propriétés physiques, chimiques, la civilisation du bronze, les celtes, lescomposésducuivre,lesalliages,lesminesdecuivre,lamétallurgie.....

«Puis,autourdesontorse,ilpasselacuirasse.Sursonépaule,iljetteensuitesonépéeenbronzeàclousd’argent,ainsiquesonsolideetvastebouclier,dontl’éclatresplenditdanslelointain,pareilàceluidelalune.»Homère,L’Iliade,lesarmesd’Achille.

Cuivre

Ducuivre, on en trouvepartout : dans le soleil où il a été identifiépar spectroscopie, dans les aérolithes, dans lesroches, les plantes, les animaux, chez lesquelsil remplace parfois le fer dans le sang des crustacés parexemple.

Vidéoréaliséeen2007pourl’InstitutEuropéenduCuivre(ECI),etprésentantlesexpérimentationsrécentessurlecuivre

enmilieuhospitalier.(3.56Mo-formatMPEG-4)

Facileà travailler, abondantetpas tropcherparvoiedeconséquencec’estenplusunmétalpourvude toutes les

10/03/2008-ParClaireKönig,EnseignanteSciencesNaturelles




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propriétésquepeut souhaiterunmétallurgistecommenous leverronset sesusagessont innombrables.Utiliséenmétallurgie traditionnelle il est aussi l’objet d’applications très pointues commeson utilisation en laboratoirecommecibledanslestubesàrayonsXpourladiffractionsurpoudres.

CoupestratigraphiquedevertégyptiensynthétiséauC2RMF,montrantl'influencedelatempérature.A1000°C,lacouronneamorphecernantlesgrainsdequartzrésiduelsaprisuneteinteturquoise,provenantdeladiffusiondesionscuivredanscettematrice.Lecuivren'estpascomplètement

dissoutdanslesphasessiliceusesetlequartzdemeureencoretrèsprésent.©CNRSPhotothèque/PAGES-CAMAGNASandrine-UMR171-Laboratoireducentrederechercheet

derestaurationdesmuséesdeFrance(LC2RMF),PARIS-Tousdroitsréservés

Enplus,ilestbeauetvieillitbien,donnantuncharmeparticulieràsesvieuxtoitsvert-de-grisquiontvutantettantdecielsbleusetd’orages,àsesstatuesdebronzequiornentnosruesetnosplaces.C’estdonclecuivrequenousallonsdécouvrirdanscedossierselonunplandevenuhabituelaufildecesdossiers«métalliques».

Azurite©LouPerloff-PhotoAtlasofMinerals

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Pourobtenirducuivrepur,aujourd’hui,onprocèdeparaffinageélectrolytiquedusulfate.

Lecuivreà l'étatnatif se trouve rarementdans lanature.Généralementon letrouvedans lessulfurestelsquelachalcopyrite(CuFeS2),lacovellineoucovellite(CuS),lachalcosineouchalcocite(Cu2S)oulacuprite(Cu2O).

Chalcopyritewww.fabreminerals.com-FabreMineralsphoto

-Symbole:Cu-Poidsatomique:63,54-Numéroatomique:29-Rayonatomique(VanderWaals)0,128nm-Structureélectronique1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,3d10,4s1

-Isotopes:Cu63(69,2%);Cu65(30,8%)-Densité:8,92(selonuneautresource8,86à15°Cet8,36à1100°C)-Dureté3(Mohr)-Températuredefusion:1084°C-Températureébullition:2305àPatm.-Résistivité:1,7347microohmparcm3à20°C-Potentielélectrode:Cucristallisé–0,3472Và25°C-Potentielélectrode:Cufinementdivisé–0,3452Và25°C-Coefficientdedilatation:1,7mm/mpour100degrés-CoefficientdePoisson0,34à20°C-Solubilitédansl’eauà30°Caprès6jours:170.10-6g/l-Solubilitédansl’eauà30°Caprès29jours:180.10-6g/l-PropriétéscatalytiquesbonnespouradsorptiondeH2ouSO2ouCOparex.

Avecl'or,leseulmétalnaturellementcoloré.-Présencemoyennedansl'ensembledel'écorceterrestre:55gàlatonne.-Présencedanslesorganismesvivants:1à10milligrammesparkg.-LaraieKαducuivreapourlongueurd'ondemoyenne1,54182Å.




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Cuivrenatif©DanWeinrich

Lemeilleurconducteurdel'électricitéaprèsl'argent.LaconductibilitéélectriqueducuivreaétéprisecommeréférenceparlaCommissionÉlectrotechniqueInternationaleen1913etlarésistivitéducuivre,d'unevaleurde1,724microhm.cmàl'étatrecuit,estl'étalondecettemesure.Laconductibilitéducuivreest,pardéfinition,égaleà100%IACS(InternationalAnnealedCopperStandard).Seull'argentadesperformanceslégèrementmeilleuressurcepoint(environ106IACS).

La solidité du fil cuivre et la fiabilité des contacts qu'il permet d'obtenir sont les raisons essentielles de l'emploigénéralisé du cuivre dans toute l'industrie de la construction électrique et des composants électroniques. A titred'exemple,95%desfilsconducteursd'unAirbussontencuivre.Siunetrèshautefiabilitédecontactestnécessaire,commedansunsatellite,onenvisagealorsunedorure,uneargentureouunétamage:lecuivres'adaptetrèsbienàcesrevêtementsdesurface.




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Cuprite©DanWeinrich

Conductibilitéthermique:lecuivreétantlemétalusuelconduisantlemieuxlachaleur,cettepropriétéestmiseàprofitpourchaufferourefroidirrapidementunliquideouungaz:chauffe-eauouchaudières,radiateurs,condenseursetréchauffeurs des centrales électriques, thermiques, nucléaires (environ 200 tonnes d'alliages de cuivre pour 1000mégawattsinstallés).

Résistance à la corrosion : le cuivre et ses alliages ne sont pas attaqués par l'eau ni par un grand nombre deproduits chimiques : tuyaux en cuivre, récipients, conteneurs robinetterie toitures. En milieu marin, on l'allie àl'aluminium ou au nickel pour lui donner une bonne résistance à l'agression contre l'eau de mer. Les pompes etcanalisationsd'eaudemer,dontlesdébitsatteignentparfoisplusieursm3parseconde(plate-formespétrolièresoff-shore, navires, centrales électriques de bord de mer sont et en cupro-aluminium ou cupro-nickel). Les bronzes etlaitonsrésistentmieuxàl’eaudemerseulementsile%decuivreestplusgrandque70.Ladégradationdescuivresdans lesmilieuxcontenantde l’oxygèneestsouventdueauxcourantsélectriquesrésultantde l’inégalitéd’accèsdel’oxygèneauxdifférentespartiesdelasurfacedumétal.Dansleschaudièresparexemples,lacorrosionestalorsdueàlasoudecaustiquequiseformedansl’eau.

Usinabilité et traitements de surface : le cuivre n'a pas en lui-même une grande aptitude à être usiné. Enrevanche, certains de ses alliages, et tout particulièrement le laiton ont d'excellentes capacités d'usinabilité etnotammentauxgrandesvitesses.Lecuivreetsesalliagesseprêtenttrèsbienàlaplupartdestraitementsdesurface.

Malléabilitéetplasticité:c’estunmétalextrêmementductile.Nonallié,iln'yapratiquementpasdelimiteàsontravailàfroid.Lecuivreetlesalliagescuivreuxselaminentfacilemententôles,semartèlentenfeuillestrèsmincesets'étirentenfilsextrêmementfins.Ilsseprêtentparticulièrementbienàladéformationàchaud.

Soudabilité:lecuivreetsesalliagessesoudentbien,qu'ils'agissedesoudageautogène,desoudureélectrique,debrasageoudesoudageàl'étain




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Soudure

Esthétique : l'or de bijouterie contient d'ailleurs jusqu'à 15 % de cuivre. La couleur naturelle du cuivre est rosesaumon, mais il apparaît souvent rouge par suite de son oxydation superficielle ; cette couleur est recherchée endécorationdemêmequelacouleurjaunedulaiton,quiserévèleplusoumoinssoutenuesuivantlepourcentagedezinccontenu.Soumisauxintempérieslorsqu'ilestutiliséentoiture,lecuivreprenddansunpremiertempsunecouleurbrunfoncé,puisunepatinevertclairtrèsadhérente,quileprotègedetouteoxydationultérieure.

Amagnétisme:cettepropriétéluivautdenombreusesapplications,entoutpremierlieudansl'horlogerie,maisaussidanslaconstructionélectriqueetélectronique,etdansl'armement(dragueursdemines).

UnnouveaucomportementmécaniqueobtenudanslecuivrenanocristallinCentred'étudesdechimiemétallurgiqueduCNRS(CECM,Vitry-sur-Seine)etduLaboratoired'ingénieriedesmatériauxet des hautes pressions du CNRS (LIMHP, Villetaneuse). Ce matériau présente un comportement élasto-plastiquequasi-parfait,unphénomènequin'avaitencorejamaisétéobservé.PublicationdansSciencedu11.04.2003.

Lesgrainssonttrèspetits:80nanomètres.Onsuitladéformationenfonctiondelaforceappliquée.Pourobteniruntelmatériau,deuxtechniquesontétéemployées:laproductiondepoudreultrafineparévaporation-condensationcryogénique et l'extrusion différentielle à froid. Les propriétés mécaniques obtenues sont exceptionnelles : le cuivrenanocristallin est trois fois plus résistant que le cuivre classique, il se déforme de manière homogène par unécoulementconstantdeladéformationjusqu'à larupture.Leschercheursontainsiobservépour lapremièrefoisuncomportementélasto-plastiquequasi-parfait.Cecomportementpourraits'expliquerparunglissementdesgrains lesuns par rapport aux autres dans un écoulement fluide. Le comportement observé ouvre des perspectives trèsintéressantespourlamiseenformeplastiquedesmatériauxàtempératureambiante.(textetirédujournalduCNRS)

Propriétés biologiques : La circulaire DRT no 92-14 du 29 août 1992 précise l'interdiction de recourir à destravailleurs temporaires,notammentpourdes travauxde soudurepouvantexposerà l'inhalationdespoussièresdemétauxdurs(nickel,cuivre,...)(Circ.DRTno92-14,29août1992).

Poisondangereux,ladosemortelleestde15mg/kgdepoidscorporel,ilestengénéraléliminéparl’organismemaispeuts’accumulerdanslefoieoulesreins.

La maladie de Raynaud :Le cuivre est nécessaire à la vie : l'homme et les animaux ont besoin d'absorberquotidiennementquelquesmilligrammesdecuivrepourassurerlaformationdel'hémoglobinedusang.Lecuivreest




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largement distribué dans l'organisme, qui en contient environ 100 mg, principalement musculaire, hépatique etcérébral.

Le cuivre intervient dans diverses enzymes aux fonctions variées :minéralisation osseuse, synthèseprotéique,neurotransmission,immunité,oxydationduglucose,c'estaussiunpuissantanti-oxydant.

Lacuprémieesthabituellementcompriseentre64et156µg/dletlesvaleursnormalesdelacéruléoplasminevariententre180et400mg/l.

Hypocuprémie.LesyndromedeMenkès,maladierécessiveliéeàX,carencemajeureencuivre,setraduitparuneanémieavecleucopénie,desanomaliesosseuses(fractures,déformations),destroublescutanés,descheveuxblancscassants,unretardmentalsévère,deshémorragiesinternes,desconvulsionschezl'enfantetlamortvers3ans.

Ladéficiencemodéréeencuivreestquantàellefréquente,30%,danslapopulationfrançaisemaisestcliniquementasymptomatique.Ledéficitencuivreestun facteurde risquedesmaladiescardiovasculaires.Ellealtèreégalementl'immunité,provoquedel’ostéoporose...

L'apportmassifdecuivreestresponsabled'uneintoxicationaiguëavecdiarrhéehémorragique,vomissements(couleurbleuedesselscuivriques)etuneanémiehémolytique.

Uneintoxicationchroniquepeutrésulterd'unapportencuivrequotidientropélevé(plusde0,5mgdecuivreparkiloetparjour).Lacirrhoseindienneestdueàlacuissondansdesrécipientsdecuivre.Unesupplémentationnoncontrôléepeutconstituerunrisqued'intoxication.LamaladiedeWilson,héréditaireautosomiquerécessive,résulted'undéfautd'excrétionbiliaire.

IIn'existepasdemaladieprofessionnelledansl'industrieducuivre.Lecuivreadespropriétésbactéricidesreconnuesetassainitlescanalisationsquisontutiliséesdanslemondeentierpourl'eau,labière,lesconfituresetladistillationdesalcools.

Antifouling

Ces propriétés anti-fouling consistent à empêcher la fixation d'algues et d'organismesmarins . Cettepropriété,quis'ajouteàlarésistanceàlacorrosion,estutiliséepourtouteslesapplicationsmarines.

Les sels de cuivre, comme le sulfate, ou l'oxychlorure, présentent des propriétés fongicides mises à profit pour laviticulture et l'agriculture : bouillie bordelaise par exemple, qui fait même partie des produits chimiques utilisés enagriculturebiologique.




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Lespropriétéschimiquesducuivre:lesréactionsREDOXetlespilesLecuivreest,eneffet, lecasd’écolepourétudiercesréactions.Cetypederéactionestcaractériséparuntransfertd’électronsentreunoxydant,capabledecapterdesélectrons,etunréducteur,capabledecéderdesélectrons.Cesderniersn’existentpaslibresensolutionaqueuse,doncilfautquetoutélectronperduparunréducteursoitcaptéparunoxydant.Lesoxydantsetlesréducteurspeuventêtredesatomes,desionsoudesmolécules.Lesionscuivresontdetrèsbonsoxydants.

FlammebleueaubecBunsen,caractéristiqueducuivre©Webmineral

Parexemple,enplongeantunelamedezincdansunesolutiondesulfatedecuivreCuSO4undépôtrougedecuivremétalliquepurseformesurlalamedezinc.Lesionscuivreontréagi:Cu+2e¯->Cu.Encaptantdeuxélectrons,lesionscuivrejouentlerôled’oxydant,ilssubissentuneréduction(gaind’électrons).

Le zinc métallique a lui été transformé en ions : Zn -> Zn + 2 e¯. En cédant deux électrons, Zn joue le rôle deréducteuret subituneoxydation (perted’électrons).Ce sont des couples oxydant/réducteur. Chaqueoxydantpossèdeeneffetsonréducteurconjugué,ilexisteainsiunnombreimportantdecouples,répertoriésdansdestables.Voiciquelquespotentielsderéductionpourdeséquationsavecducuivre:




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Potentielsderéduction

LespilesetgénérateursUnepileestungénérateurélectrochimiquequidoitsonfonctionnementautransfertd'électronsd'unréducteurversunoxydant,parl'intermédiaired'uncircuitélectriqueextérieur.Laréactiond'oxydoréductionquialieupermetdestockerdel'énergiesousformechimique.Celle-ciestalorsrestituéesousformed'uncourantélectrique.Alessandro Voltaestl'inventeurdelapileélectrique.

Unepileestungénérateurquitransformedel’énergiechimiqueenénergieélectrique.Unepileestconstituéededeuxcompartiments séparés comportant chacun une électrode, et d’une jonction (un pont salin ou une paroi poreuse)permettantdelesreliertoutenévitantlemélangedesdeuxsolutions.

Unedemi-pileestforméed’unesolutioncontenantuncationmétalliquedanslaquelleestplongéeuneélectrodesolidedumétal.Lecationetl’électrodesolideformentlecoupleoxydant/réducteur.L'électrodepeutêtreconstituéed'unmatériauconducteurinertecommeleplatineoulegraphite.

-PiledeVoltaToutcoupledemétauxplongeantdansunliquideioniquepeutconstituerunepile,parexempleunelamedecuivreetune lame de zinc piqués dans une pomme de terre ou un citron. On n'augmente pas la force-électromotrice enaugmentantlasurfacedesélectrodes.Ellenedépendquedelanaturedesmétaux.Pourobtenirunetensionplusforte,ondoitplacerplusieurspilesensérie.




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PiledeVolta

BiographierésuméedeAlessandroVolta: IlestnéàCômeen1745d'unefamillenoblequelamalchanceetlesmalheursontappauvrie.En1758,VoltaentraaucollègedesJésuitesoùsespoèmesétaienttellementbonsquelesJésuitesluiontdemandéd'entrerdansl'Ordre.Voltarefusa.

Vers1775,Voltacommençasespremierstravauxsurl’électricité. Ilmitaupointl'électrophorequipermettaitde multiplier des charges électriques et l'électroscope qui permettait de déceler les différences de potentiel qu'ondésignadutermeVoltensonhonneur.Ensuite,ilfutnomméprofesseurdephysiqueexpérimentaleàl'ÉcoledeCômeeten1777,ileffectueradesrencontresimportantesDanielBernoullietAlbrechtVonHallerparexemple.

En1779,ilestnomméàlachairedephysiquedePavie.Suiteàcestravaux,en1800,lapremièrepileétaitnée.




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FonctionnementpiledeVolta

Bien sûr c’était « dans l’air du temps » et d’autres chercheurs avant lui l'ont influencé : Luigi Galvani, professeurd'anatomieàl'UniversitédeBologneenestun.LesexpériencesdeGalvanidémontraientquelesgrenouillesavaientdescontractionsmusculairesetque lescontractionsétaientoptimales lorsque lagrenouilleétait reliéeparunfildecuivreetunfildezinc.Aprèsmaintesobservations,Voltadémontraquelesconvulsionsdelagrenouilleétaientrésultatd'unesourcedecourantextérieur.Ilémitdoncl'hypothèsequel'électricitéétaitgénéréeparlesdeuxplaquesdemétal.Sesplaquesdoiventalorsêtremisesencontactavecunconducteurhumide.Voltaréalisalapremièrepile.Cettepileétaitcomposéederondellesdemétaldifférent,soitduzincetducuivre.Entrechaquesuperpositionderondelle,ilyenavaituneimbibéedesaumurepourconduirelecourant.AlessandroVoltaintéressalemondeentierparladécouvertedesapile.

Ensuite, lespremièresbatteriesfirent leur apparition.Ellesétaientcomposéesdeplusieurspilesvoltaïquesréunies. En 1820, on découvrit que les phénomènes électriques étaient reliés aux phénomènes magnétiques : laboussolechangeaitdedirectionquandonladéplaçaitautourd'unfilreliéàlapiledeVolta.En1836,Daniellmitaupointsapremièrepile…

-LapiledeDaniellElleestconstituéededeuxdemi-piles.Lapremièreforméed’unesolutiondeionszincetd’uneélectrodedezinc.Laseconded’uneélectrodedecuivreplongéedansunesolutiond’ionscuivre.




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PiledeDaniell

Uneparoiporeuseséparelesdeuxsolutionsetlesélectrodessontreliéesparunfilconducteur.L’électrodedecuivreconstituelepôlepositifetl’électrodedezinclepôlenégatif.Lesélectronssedéplacentdanslesensinverseducourantélectrique.

Lepôlepositifdelapileesttoujourslesièged’uneréduction.Lesionscuivrecaptentlesélectronsetse transformentencuivremétal :Cu(aq)+2e¯ ->Cu(s).Lasolutionperdsacouleurbleuecaractéristiqueundépôtdecuivres'installesurl'électrode.Lezinccèdedesélectronsaucircuit:Zn(s)->Zn(aq)+2e¯.L'électrodedezincestconsommée.L’équationglobaled’oxydoréductions’écritdonc:Cu(aq)+Zn(s)->Cu(s)+Zn(aq).

Unepilefonctionnedoncgrâceàuneanodequi libèredesélectrons,unecathodequi lesreçoitetunélectrolytequipermet aux électrons de voyager entre les deux pôles. L’énergie chimique de la réaction d’oxydoréduction esttransformée,grâceautransfertd’électrons,enénergieélectrique.Tantquelapiledébitedesélectronssonttransférésdu réducteur vers l’oxydant. Lorsque le quotient de réaction devient égal à K, constante d’équilibre, le systèmechimiqueestàl’équilibreetlapilenedébiteplus.Lapileestalorsuséeoudéchargée.

Unepartiedel’énergiechimiqueestcédéeaumilieuextérieurpartransfertthermique.C’estpourquoiunepiles’échauffe.

-PetitebiographiedeJohnFredericDaniellPhysicien et chimiste anglais né à Londres en 1790, mort dans cette même ville en 1845. Diplôme à l'Universitéd'Oxford.Ilcommencesacarrièredansunesucreriepuisquittel'industriepourunpostedeprofesseurdephysiqueàl'université d’Edinburgh à 23 ans. Vers 1817, il dirige la Continental Gas Company où il développe de nombreusesaméliorationsdanslestechniquesgénéralesdefabricationdugaz. Ilest,entreautres, l'inventeurd'unhygromètreàcondensationdit"àpointderosée"en1820,etd'unpyromètreen1830.

Il est nommé en 1831 professeur de chimie et météorologie au King's College de Londres où ilenseignerajusqu'àsamort.IlyrencontreMichaelFaradayquirechercheunesourcedecourantplusperformantequelapiledeVolta.Ilvamettreaupointen1836,unepileimpolarisableà2liquides:«sa»pile.

Sonprestigeetsesqualitésdechimisteluivaudrontd'êtrenomméen1841Vice-PrésidentdelaChemicalSocietyofLondon.Ils'intéresseraaussiàlamétéorologie.Ilmeurtà55ansd'unecrisecardiaquelorsd'unexposédevantlaRoyalSociety.




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1-L'âgeducuivreIl correspondauChalcolithiquedespréhistoriens français, c’est l’Eonéolithiquedes Italiens. Il désignel'industrie métallurgique naissante. La production demeure en pierre et en os même si on travaille déjà quelquesmétaux:lecuivre,l’oretl’argentnatifs.L'âgeducuivren'étantpasunepériodehistoriquereconnue,ilestexclud'endonner une chronologie, on peut dire cependant que le chalcolithique se situe vers 3000 -2500 av. JC en zonetempérée,mêmesilapremièreproductionmétallurgiquedelafaçadeatlantiqueestcelledel'orsuividirectementparle bronze, sans passer par le cuivre.Les populations ont d'abord utilisé les ressources de cuivre et d'ornatifs,leprécieuxmétalétantdestinéauxobjetsdeparureetlecuivreemployéprincipalementpourlesoutils.

L'évolutiondesgrandsgroupesculturelsduChalcolithique,beaucoupplusanciens:Vinca,Gumelnita,Cucuteni,Varnaagénérél'apparitiondecentresmétallurgiquesindividualisés.Pourl’Europementionnonslesanctuaired’artrupestreduMontBegoenFrance,ladécouverted’Otzi,l’hommedesglaces,danslesAlpes,etlacitadelledeLosMinaresdanslapéninsuleIbérique.

À la différence du bronze et du fer, le cuivre semble avoir coexisté avec la pierre, sans amener debouleversementsdanslescivilisations:recueilliàl'étatnaturel,ilestmartelé,puisfonduetmoulévers1000°C,onnesavait pas faire des fours dont la température était plus élevée.Quelques points valent la peine d’êtresoulignés:

Céramiquecampaniforme

--La«retoucheparpression»détachementsuccessifdepetitséclatsdelapierretaillée--Lacéramiquecampaniformedite«cordée»desrégionsduJutland,del'AllemagneetdelaHollande.--Lesmégalithesdelafaçadeatlantique,Carnac,Stonehenge.--Lesstèlesanthropomorphes(Sardaigne).




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CartedudéveloppementdelamétallurgieducuivreLégendecarte:LamétallurgieducuivreestprobablementapparueenAnatolievers-5000Ellesediffuseendeuxtemps.Unpremierparl'Europecentralejusqu'àlaSuisseautourde-4000,maiscecourantserabrutalementinterrompu,etvers-3000undeuxièmecourant,maritime,atteintla

Méditerranéeoccidentale,puislenorddel'Europe.

EnÉgypte,ontrouvedesobjetsencuivredepuis-4000:hachesetépinglesparexemple.EnIndec’est-2500etàTroies -2300alorsqu’enBulgariec’estcommepour l’orvers–4000.EnAmériquecependant l’arrivéede lamétallurgieducuivreesttardive.Toutceciestindicatif.

L'écriture,apparuepresquesimultanémentenMésopotamieetenChine,3à4.000ansavantnotreère,engendrelespremiersÉtatsavecunembryond'administration.L'humanitéentredansl'Histoire…

2-LebassindanubienetlaculturedeVincaOnsaitquelamétallurgies’estdéveloppéedanslebassindanubiendèsleVèmemillénairedemanièreautonome.Ils’agitde lacultureVincadans lebassinéruptifduTimok.Lesmineursyextrayaientuniquementdescarbonatesdecuivre, malachite et azurite, qui sont les premiers minéraux à avoir été utilisés dans toute culture préhistorique.L’apparitiondespremiersoutilsmassifsencuivreestattestéesurdenombreuxsitesdelaculturedeVincadanslapartiecentraledesBalkansainsiqu’enThraceetenPannonie.Ilyavaitd’ailleursdéjàuncommercedemétauxpuisquelesobjetsencuivredesculturesdeCucutenietTripolie,plusloinàl’est,au-delàdudeltaduDanubeontétéconfectionnésavecducuivreprovenantdeThraceoudesCarpathes.LamétallurgiedescontréesdanubiennesducentredesBalkansacontribuéàunerévisiondesthèsesconcernantl’origine,ledéveloppementetlerôlejouésparl’industrie minière et la métallurgie préhistoriques dans cette partie de l’ancienne Europe. Il apparaît ainsi unelongue période d’introduction des techniques :ce processus n’est pas uniforme et ne dénote pas unedécouverteuniqueetcapitale.Ilnecomportepasnonplusdevoiesdediffusionetd’échangeséconomiquesintensifsetcaractérisés.

3-L’âgedubronzeLesprogrèsdanslaconstructiondesfoursrendirentleshommescapablesdefairefondredesmineraismétalliques,lamaîtrisedestempératuresélevéesrendit l'hommecapabledefondredesmétauxdeplusenplusrésistants.Sur leplansocial,l'âgedesmétauxsemblemarquéparuneaccélérationdelahiérarchisationdelasociété.Lesguerresdel'époquenéolithiquedeviennentplusfréquentesetlacourseauxarmementsest,déjàpermiseparlamaîtrise du métal.D'abord les poignards en cuivre martelés, puis les épées de bronze quesupplanteront,plustard,lesarmesenfer.




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Différenteshachesenbronzededifférentesépoques

A)Lebronzeancien2500-1600ansav.J.-C.L'extraction du cuivre et de l'étain se fait en mines à ciel ouvert ou en galeries. En chauffant la roche et en larefroidissantbrutalement,elleéclate,onrecueilleleminerai,fonduetstockéenlingots.

Ce commerce permit au monde occidental d'avoir des contacts avec la civilisation d'Asie Mineure.Encoreattachésau travaildusilex, leshommesdubronzeancien façonnèrentde trèsbeauxobjetsenpierrepolie.Leurs sépultures évoluent bientôt en tumulus.C'est donc en bronze que sont coulés les fines épées, lespoignards triangulaires, les pointes de lance, les haches mais aussi les épingles, les alènes, lesbracelets,etc.quel’ontrouvedanslestombes.L'étudedesdépôtsdefondeurspermetaussidepréciserlessubdivisionschronologiquesetdesinfluences.

EnCrètec’estlacivilisationminoenne,maisc’estaussilacultured’ElArgarducôtédeGrenadeetl’essordesprincesd’ArmoriqueetduWessexetdesphasestardivesdeStonehenge.

EnBretagne,lestumulusdubronzeancien(surlacôte)amènentàpenserquecepeuplementestd'originenordique.Dansle Juraet lavalléeduRhône, lebronzeancienestprochedeceluide laSuisse.Endehors, laFrancerecèledenombreuxvestigesisolés.

LaSardaigne:Avecl'ageducuivre(2500ansavantJC),onassisteaupassagegradueldelacultureOzieriàcelledeFiligosa et Abelazu, avec un appauvrissement notable par rapport à la phase Ozieri, à cause d'une agressivitéprogressiveentrelespopulations?agressivitésévissantàlamêmeépoquedanstoutlebassinméditerranéen.Entrel'âgeducuivreet l'âgedubronzeontrouvedansl'île laculturedu"vasecampaniforme":uncourantculturelprésentailleursenEurope.

L'Age du bronze, dans sa phase antique, c’est la culture de Bonnanaro, caractérisée par unecéramique à anses particulières. A cette période les sépultures mégalithiques évoluent vers la "tombe desgéants".C'estdanslaphasefinaledelaculturedeBonnanaroquel'onsitueledébutdelacivilisationNuragique.Cettedernièresubsistera,parendroits,jusqu'àlaconquêteromaine.

Ondatedel'âgedufer,seulement,lescélèbres"petitsbronzes":ex-votofigurantdespersonnages,desanimauxdurichemondenuragique.




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L'exploitationdesmineraisfaitpartiedesressourcesdecettepériodeet,àcotédesbronzesfigurés, l'ontrouveuneproductiond'armes,d'ustensilesetd'objetsdiverscoulésdansdubronzedontlaqualitén'apassonégaldanslerestedu monde méditerranéen. Le métal de l'île poussa les marchands Crétois, Mycéniens, Chypriotes puis Phéniciens àfréquenterlaSardaigne,trèstôt,yétablissantdesescales,quidevinrentdesvillescommeKaralis,Tharros,Sulci,NoraetBithia.

B)Lebronzemoyen1600-1300Aubronzemoyen,lamétallurgiedubronzeconnaîtungrandessor,surtoutàl'embouchuredesgrandsfleuves,cequifacilite le commerce. L’apogéede l’âgedu bronze à Mycènes ne doit pas occulter la culture des tumulus d’EuropecentralenilesimpressionnantestombesduJutlanddanoisquidatentde1400environ.UnedesplusremarquablesdécouvertesdecetteépoqueestcelleduchariotsolairedeTrundholm(Danemark);ledisquesolaireenbronzeplacéverticalementestrevêtud'uneminceplaqued'orestampée.EnAlsace,Haguenauafourniuntrèsabondantmobilier:épingles,épéesàlanguettesàrivets,jambières....

Détaild'unobjetenbronze1200avJC.




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Chypre :Dans l’Antiquité, l’île de Chypre appartient à un large monde hellénistique.Vers 1450 av. J.C., lesMycéniensy fondentunecolonie.Dèsle14èmeavJ.C. lecuivredeChyprefait l’objetd’uncommercemaritime(épavesduCapGelidonya,d’UluBurun),déjàtransméditerranéen,commelemontrentleslingotsenformedepeaudebœuftransportésjusqu’enSardaigneetpeut-êtreauxBaléares.Etc'estàpartirde1200av.J.C.quesontfondéeslescités-royaumesgrecquesdeChypre.Vers1000av.J.C.,s'étaitétablie,àKition,unecoloniedePhéniciens.Onyextraitdu cuivre, que les Romains appellentaescypriumquideviendra cuivreen français.Chypreestensuiteinclusedansl’Empireromain…

Les grandes lignes du consensus actuel se fondent sur les conclusions d'analyses isotopiques du plomb provenantd'étudessurl'originedumétaletsurlesindicationsqu'apportelastructureducommerceducuivrependantl'âgedebronze en Méditerranée, en retenant spécialement les lingots de cuivre « peau de bœuf » de Chypre. Plusieursapproches erronées (Knapp1999, 2000) sont revues. On a démontré qu’il y a une corrélation isotopique entre ceslingotsetlesdépôtsdemineraisdelarégiond'Aplikisurl’îledeChypre,doncpasderegroupement,directouindirectdesmineraisdeChypre,niunrecyclagegénéraldesmétauxauniveaudelaMéditerranée.

Laroutedel'étainnécessaireaubronzeC’étaituneorganisationcommercialeinternationaleassurantl’épanouissementdescivilisationsméditerranéennesdel'antiquité.LesPhénicienssesontassociésauxGaulois(età leursprédécesseurs)pourconvoyer leprécieuxmineraid'étain d'Armorique et de Cornouailles jusqu'à la Loire et donc jusqu'à Roanne.Le minerai qui assurait laproductiondebronzepourl'ensembledescivilisationsméditerranéennes,étaittransbordéparvoiedeterrejusqu'àlavalléeduRhône.LesSégusiaves,tribugauloiseinstalléeentreLoireetRhône,ontentretenuunerelationprivilégiéeaveclesPhéniciens.Laroutedel'étain-Loire-Rhône-aétél'uniquevoied'approvisionnementenmineraid'étainpendantl'âgedubronze.LesGauloispréféraientlaLoirecarilsdevaientpartagerlaGaronneetlaSeineavecleursvoisinsAquitainsetBelges.

Routedel’étain

LesPhéniciensavaientdéveloppéunsystèmedenavigationenserepérantsurl’étoilepolaire;s’ilsavaientpratiquéunenavigationrégulièrelelongdescôtes,lapositiondesCornouaillesauraitétéconnuedepuisl’Âgedubronze!Verslemilieududerniermillénaireavantl'èrechrétienne,leferestvenuchambarderl'économie.LesPhéniciensontdûrenonceràlasuprématiedesmers.Desroutesparallèlessesontdéveloppées:SeineouToulouse-NarbonnepourlesÉtrusques.LesPhéniciensontcherchédenouvellessourcesd'approvisionnement.Lesalluvionsdecertainesrivièresd'Ibérieoccidentaleontfournidel'étainàCarthageviaCadizàl'embouchureduGuadalquivir.

D'autresGaulois,sous l'impulsiondesBituriges,vontpalierà lacrisede l'étainenexplorantd'autres routescomme




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celledel'ambre.Maisl'indisciplineetl'individualismedesGaulois(déjà!)onttransformécesentreprisescommercialesenvulgaireshordesdepillards.

C)Lebronzefinal1300-900avJC.Lapériodedubronzefinalestmarquéepardesguerresetdesinvasions.EnAsieMineureetenEuropeorientalecestroublesentraînentl’effondrementdel'Empirehittite,ladisparitiondelacivilisationmycénienne:lespeuplesdelamer. En Europe centrale, les peuples adoptent le rite de l'incinération (civilisation des champs d'urnes). On y voit lacivilisationdespalafittesémerger.Lavénérationdel’eauestattestéepardenombreuxlieuxcultuelsàcetteépoque(Saint-MoritzdanslesGrisonsenSuisse,parex.).LesrouesdeCoulon,enCharentessemblentavoirétécouléesd’uneseulepièce,cequireprésenteunprodigemétallurgique!C’estaussil’Epoquedeladomesticationducheval…letriomphedel’or…etl’achèvementdeStonehenge…C’estencorel’époquedontparleHomère!

On considère ces peuples comme étant les premiers Celtes qui se sont répandus vers l'ouest del'Europe. La délicatessede certains objets debronzemontre que ceux-ci ont été coulés par le procédéde la cireperdue.Cettepériodeest,àcertainsendroits,contemporainedudébutdupremierâgedufer(Hallstatt),commeenLanguedoc,enRoussillon,enCatalogne.D'autresrégionsn'ontpassubil'influencedesChampsd'urnes;c'estlecasdelazoneatlantique(voirci-dessous).

Agedubronzedatesfinales

LafaçadeatlantiqueDanscettedernièresemultiplientlesdépôtsdefondeurs.Lesrelationscommercialessonttrèsactives;ainsi,certaines haches fabriquées dans le nord-ouest de l'Espagne sont exportées en Bretagne, enAngleterreetdanslespaysscandinaves,etaussienSardaigne.L'épéeenbronze,diteenlanguedecarpe,est fort répandue. IlestnormaldetrouverenTouraineouenCharente,àlafoisdeséléments«Champsd'urnes»etd'autres«atlantiques».EnBretagne,leshachesenbronzeontunedouilledesectioncarréeetontétéexportéesjusqu'enBelgiqueetenAllemagne.

Lesépéessontlargementrépartiesdanslapartielaplusoccidentaledel’Europe,appeléeComplexeatlantique,maisaussidanslesrégionslimitrophes.LeComplexeatlantiqueregroupeplusieurscultures,dontlesaffinitésetlesmodesde vie sont analogues.Près de 4 000 épées de ce type, datant de 1350-800 avant JC environ, sontrecensées.Ellesproviennentdedépôtsetdedécouvertesisoléesetontététrouvéesenterréesouimmergées.Lesdécouvertesdansdessépulturesoudes lieuxhabitéssontpeunombreuses.À l’extrêmefinduBronzefinal,quatredynamiquesd'échangespeuventêtremisesenévidence:-- Les choix techniques de fabrication sont différents entre la zone cœur du Complexe atlantique (de part etd’autredelaManche)etlesrégionslespluséloignées.Lesactionsdedestructionetd’enfouissementdesobjetssontinterprétées,dufaitdeleurcaractèresystématique,commedespratiquesrituelles,desactesculturels.--L’oppositionnord-sudréapparaîtàlafinduBronzefinal, avecl’adoptionparlesgroupesdetypesd’épées




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différents : différencesde forme (lameàbordsdroits ou courbes), dedécor et de fabrication.Ceci témoigned’uneidentitémaisaussidetechniquesdecombatdifférentes.--Leszonespériphériquesnordetsudéchangentaussi l’uneavec l’autre.Malgrédesdifférencesdanslaformedesépées,unecirculationdirecteexiste.-- Enfin, des contacts avec les régions limitrophes du complexe atlantique sont identifiables. Cesinterfaces correspondent à des zones de passage, de contact, dans des milieux géographiques privilégiés (fleuves,plaines,vallées)oùs’exercentuneconcurrenceetdesinfluencesmutuellessoutenues.-- Il existe donc en Europe occidentale des groupes qui, sans être proches, ont des pratiques communes.Même dans les régions les plus éloignées, les hommes ont des habitudes culturelles ou artisanales similaires Cecimontrel’existencedecirculationssurdelonguesdistances,avecousansintermédiaires.Lesmersetlesfleuvessontdesvoiesnaturellesdecirculationsutiliséesdepuislongtemps.

Page5/13-Celtes,RomeetleMoyen-Age

1-LesCeltesetlebronzeL'appellationCeltesapparaîtenpremierchezHécatéedeMiletvers500avJC,puischezHérodotevers450avJC.Cemot viendrait de l'indo-européen "keletos", rapide, ou "kel-kol", habitant, colon. Le mot Galate apparaît dans lalittératuregrecqueen279avJC.Galliapparaîtpourlapremièrefoisen168avJCdansles"Origines"deCatonl'Ancien(traductionlatinedeGalates?).

LestermesdeGauloisetdeCeltessontaudébutsynonymes.PuislesRomainsréserventlepremiertermeseulementàunepartiedesCeltesquisontfixésenGaulecisalpineettransalpine.Césarétaitconscientducaractèreconventionneldecesdistinctions"CeuxquenousnommonsGauloisdansnotre langue,senommentCeltesdans laleur".Aujourd'hui,onadmetgénéralementletermedeGauloispourleshabitantsdelaGauleàpartirduIIIèmesiècleavJC.PourlespériodesprécédentesetlesautrezonesgéographiquesonparledeCeltes.MaislesBelgesetlesBoïenssontaussidesCeltes.

Les origines des Celtes demeurent obscures et, aujourd'hui, deux théories s'affrontent, celle,classique, desmigrations et une théorie plus récente qui laisse penser que les Celtes seraient unepopulationautochtone…

TorquebronzecelteIVàIIèmeav

LamigrationdesCeltes:uneculturehomogèneapparaîtsurlessteppesd'AsieCentraleauVIèmemillénaireavJC,lepeupledeKourgan(pratiquefunérairedutumulus)atteintl'Europeorientalevers4000avJC,puismigreversl'Europedel'Ouestàpartirde2500avJCetremplacelespopulationsautochtones,nonindo-européennes(culturedesvases




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campaniformes).LesCeltesauraientpénétréenGaule(etenEspagne)vers1200avJC.

L'utilisationintensivedubronzevaentraînerdesmutationsconsidérablesdanslaviedeshommes,desprogrèsdécisifssont accomplis, entre autres dans latechnique du bronze : coulage dans des moules, martelage à chaud,durcissementparécrouissagepourfabriquerdesarmes(couteauxetépées)beaucoupplustranchantesquecellesenpierreouenos.

Charcultuel,bronze,époqueHalstattvers800avJC.

Les échanges commerciaux : pour fabriquer le bronze il faut aller chercher l'étain qui vient d'Armorique ou deGrande-Bretagne,etlecuivrequivientdesAlpesoud'Europedel'Est.Deséchangesimportantsvontdoncvoirlejourentre la Gaule et le monde méditerranéen (Grecs et Etrusques) avide de bronze.La recherche de l'ambre(Baltique, mer du Nord) et du sel (Autriche) vont aussi contribuer à ces échanges. Au début du Iermillénaire,vers900avJC,unenouvellecivilisations'implantedansnotrepays,celleduferavecHallstattpuislaTène.Acesujetvoirledossiersurleferquitraitedeces2époques.

C’estsurcettefameuseroutedel’étainquesesituelatombedeVix.Aenviron5kmaunordnord-ouestdeChâtillon-sur-Seine,enBourgogneduNord,dominantlevillagedeVixsetrouveunebutteappeléelemontSt.MarcelouencoremontLassois.

C’était en Janvier 1953, René Joffroy, devait rentrer à Châtillon-sur-Seine et Moisson resta seul pour creuser. Lelendemainmatin,MoissonarrivetôtchezRenéJoffroy:«Hiersoir,dit-il,enenlevantlaterre,ungrosobjetestapparu.»

Joffroyserendsurlesfouillesetréalisel’importancedeladécouverte:l’objetapparuestl’ansed’unvase,d’uncratèreantique,maissigrande…

C’estdanslapluie,lefroidetlabouequeseraextraitlecratère;avectouteslesprécautionsnécessaires,ilfaudra4jourspourlesortiretilestdansuntristeétat:écrasé,lecoletlepiedsontrentrédanslapanse,lesansesnetiennentqueparunrivet.Maistouslesmorceauxsontlà!LecratèreesttransportéàChâtillonetnettoyé.Labouemisedansdescaissespourlespasserdansuntamisafinderécupérerlespetitsmorceaux.Maisvoilàdescurieuxquiviennentgêner les travaux. Il faudra leurdireque les fouillessontfinies.Les12et13 février1953,ondécouvrait lecorpsdel’inhuméeparéedenombreuxbijouxdontdesbraceletsenschisteetenperlesd’ambre.Lecrâneapparutavecunadmirable torqueenorde24caratsetde480gencoreaucoude la femmedepuis2500ans.Cette femmed’unetrentained’annéesestmortevers500av.J.-C.Ladéfunteappartenaitàlaracenordiquequisembleavoirprédominéparmilespeuplesgermano-celtiquesdelafindel’âgedubronzeetdudébutdel’âgedefer.Aenjugerparlarichesse




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desesbijoux,parlasomptuositédesesfunérailles,elleétaitdehautrang.

CratèredeVix

LecratèredelatombedeVix.C’estunvaseantiqueàdeuxanses,enformedecoupe,danslequelonmêlaitl’eauetlevin.Ilpeutcontenirquelque1100litres.Lacuveetlecolsontmartelésenuneseulepièce.Laplupartdesautrespartiessemblentavoirétécoulées.Lecratèreétaitrecouvertd’uncouverclesurlequelétaitfixéeunestatuettedefemmehautede19cm,dontlatêteestsignificativedelafindel’artgrecarchaïque.Selontoutevraisemblance,levaseaété fabriquédans l’unedescoloniesgrecquesd’ItalieduSud.Letransportducratère(208kg)jusqu’enBourgogneapparaîtcommeextraordinaireet,selon leconservateur il semblequ’ilaitétédémontépour letransport et remonté surplace, il apparaît, eneffet, sur le vase lui-même,desmarques – repèresdemontage. Lavallée du Rhône n’était pas une voie de communication facile.L’usage du vase reste obscur. Des traces decorrosionsemblentindiquerqu’aumomentdelafermeturedelatombe,lerécipientétaitàmoitiéremplid’uneboissonsansdoutealcoolisée,commec’étaitlecaspourunchaudrondebronzedansunetombedeHallstatt(Autriche).

2-Lesgallo-romainsetlebronzeenBourgogneAusuddeChevrochessetrouveunméandrefossiledel’Yonne.CesiteestoccupédepuisleNéolithique.Audébutdenotreèreunegrosseagglomérationgallo-romaineavulejouraufranchissementdel’YonneparlavoiereliantEntrains-sur-NohainàAutunetceguérestevisibleaujourd’hui.Alafindupremiersiècleuneimportanteréorganisationdeslieuxavec des constructions en pierre et une trame romaine apparaît. Plusieurs remaniements sont faits au cours dessièclessuivants jusqu’à ladésaffectationdusitevers lafindu IVèmes.ap. J.C.Un incendie?Unabandonviolent?Personne, en tous cas n’est venu récupérer les dépôts d’objets en métal enfouis…pour notre plusgrandbonheur!L’activitémétallurgiqueytenaituneplace importanteauIVesiècle(feretbronze)ets’organisaitdansdevastesateliersimplantésauseind’îlotsdélimitéspardesrues.Deremarquablespiècesdemobilierenbronze,ferouplombontétédécouvertesenabondance:outils,élémentsdomestiques,harnachement,barresetchutesdeforge, éléments de parure et même un élément de garniture de fourreau ajourée, trésors monétaires et dépôtsd’objetsmétalliques,quiconstituaientdesréservesdemétalvouéàlarefonteafindefabriquerdesfaussesmonnaiesoudeservirauxréparations.




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Onyatrouvéquatreairesdetravaildemétalontétédécouverteset2objetsremarquables:--UnegarnituredefourreauenbronzesignéeGemellianusàAquaeHelveticaequiconfirmelarenomméedecetartisanHelvètequi vientdeBaden (AquaeHelveticae)etqui oeuvrait au IIèmes. cequiprouveuncommercecertain!--Undisquedebronzede6cmdediamètre,magnifiqueetgravésuscitenombred’interrogations!Lepourtourde ce disque bombé est divisé en 12 compartiments égaux dans chacun desquels sont gravés trois mots grecssuperposés : la ligneextérieure indique les12moiségyptiens, la lignemédiane les12moisduzodiaqueet la ligneintérieureles12moisromains….était-ildestinéàétablirdeshoroscopes?Unmystère…L’analysepermetdedaterlafabricationdecedisqueastrologiqueà lafindu IIIe siècledenotreère.Pourplusdedétails consulter ledossierdel’expositionvirtuelledel’INRAPdontesttiréledocumentci-dessous.

DisquedeChevroches©INRAP

3-LebronzeauMoyenAgeAux Ve/VIe siècles, les orfèvres produisent des bijoux cloisonnés magnifiques. C'est àMohenjo-Daro (vallée del'Indus),dansunecouchearchéologiquedatéed'environ2750avantJC.,quefurentretrouvéslesplusanciens témoins de l'orfèvrerie cloisonnée connus. Ce sontles Sarmates qui l'ont transmise à l'Occident.ElèvesàlafoisdesatelierssarmatesethellènesdelamerNoire,lesorfèvresGothsontlargementcontribuéàcettediffusion.

La technique de l'orfèvrerie cloisonnée - le cloisonné - est l'art de sertir dans un réseau de cloisons en métal, despierresdecouleur.C'estunetechniquequifaitpartiedel'orfèvreriebattue(opposéeàmoulée):lemétalestbattuen feuilles,mincesetonsertit, à froid,des tablesdeverreoudespierresprécieusesdécoupéesselon laformedésirée,dansdescloisonsdemétalrapportées,souventducuivre,oudel’or.Pourdonnerdel'éclatauxtablesdegrenat,onfixedessousunpaillon,quiestunpetitélémentdemétalgaufréouguilloché,souventd’argent.




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Fibulesbronzeorargentgrenatetverre,VIIèmes.ap.JC.

Dans le cas de l'émail cloisonné, les cloisons de métal sont rapportées sur le fond et soudées oucollées(colledepépindecoingparex.).L'adhérencesefaitaumomentdelafusionduverre,aufour.Lescloisons,épaissesoufines,sontrapportéesselonlestechniquesdupleinémailoudel'émailenfoncé.Danscederniercas, laplaquedemétalestpréalablementcreusée.

Unatelierde fondeurdeplaques-bouclesmérovingienàStDenis,Paris,datantdupremiermillénaire.DocumentduMinistèredelaculture:StDenis,unevilleauMoyenAge.

Schémadelafabricationenséried'unardillondeplaque-boucle.©UASD/M.Wyss.




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L'artisan créeunprototype,enboisouenmétal (B),qui luisertà fabriquerunmoulebivalve(A)dans lequel ilcouledelacirepourobtenirplusieurstirages(C)facilesàdécorer(D).Ilenrobechacund'argile(E);lorsdelacuissondumoule,sous l'effetde lachaleur, lacirefond(F),mais l'objetdécoré laissesonempreintequiseraremplied'unecouléedebronze(G).Unefoislemétalrefroidi,l'artisancasselemoulepourlibérerlapièce(H).

Uneairedetravail,reconnueenborduredelanécropole,surprèsde30mdelong,comprenaitdessolesdefoyerssemi-enterrés, des fosses-cendriers et quantité de scories provenant de la fonte d'alliages cuivreux. Au centre del'atelier,unfonddecabaneétaitréutilisécommedépotoir.Soncomblementrenfermaitdesrésidusdecuragedefoyersetdes fragmentsdemoulesen terre cuiteattestant la techniquede la fonteà cireperdue. L'atelier produisait desplaques-bouclescaractéristiquesdelafinduVIeetdudébutduVIIesiècle.

Ladinanderieexistedepuistrès longtempsmaissedéveloppebeaucoupauMoyenAge.Leterme,lui,vientdeDinant,surlaMeuse.Ils’agitdel’artdebattreundisquedemétal(cuivre,étain,argent)etdeleformeraumarteaupourexécuterpoteriesetsculptures,parretreint,recuitetplanage.Piècesuniquesallantdescalicesàdessculpturesmonumentales.ActuellementlepoinçonDDD(dinanderiededinandier) indiqueuneœuvremartelée,PMD(poteriedemétaldudinandier)unepiècemarteléeavecsoudure,brasureetmanchonnage.

Chandelier,dinanderieimportéeàVenisedeDamasvers1400,lesVénitienscommerçaientbeaucoupavecl’Orient

LeCuivreàVilledieuSilarégionnepossèdepasdemines,ilsemblebienquelecuivreyaitététravaillédèsledébutduXIVè,puisqueles




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premiersstatutsdes"poesliers"ontétéapprouvésen1328-1329.Vraisemblablement,ondoit lanaissancedecettecorporationaufaitqueVilledieuétaitsituéeà lacroiséedenombreusesroutes,à laprésencede la Sienne et aux privilèges accordés par Henri 1er Beauclerc à l'ordre de Saint Jean de Malte,dispensant les populations de nombreux impôts. Cette incitation fiscale a dû jouer un grand rôle dans leregroupementdesartisansducuivreàVilledieu.Cesontactuellementunedizained'artisansetquatreentreprisesquiperpétuentcettetradition.

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Malachite©LouPerloffPhotoAtlasofMinerals

Lecuivreformecouramment2ions.

-Cu+dont lescomposéssont réducteurs,viteoxydésetsionse trouveensolutionconcentréeonaassezvite :2Cu+->Cu+Cu2+Lescomposésducuivremonovalentssontengénéralincoloresrougesoujaunes.-LeCu+2donnedescomposésbleuintense,ontunesaveurmétalliquetrèsprononcée,sonttoxiquesetsi lemilieudevientbasiqueilsdeviennentvertsetprécipitent.

Lasolubilitéducuivredans l’eauest fonctionentreautresde la concentrationenanhydridecarboniquemais aussi de la quantité de sel de mer par exemple ou d’autres chlorures. On obtient ainsi del’atakamite :Cu2Cl(OH)3, si on a un milieu basique de lamalachite : Cu2(CO3)(OH)2 et si on a un milieu acide del’azurite :Cu3(CO3)2(OH)2.Touscescomposésexistentàl’étatnatureletsontlerésultatdeprocessusgéologiques,engénéralduthermalisme.




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Atacamite-www.fabreminerals.com-FabreMineralsphoto

Lescomposésducuivresontinnombrablestantcemétalselieàtout!Nousallonsprendrequelquesexemples.1-Lesoxydes:onnesaitpasexactementsiCu4OexistemaisenrevancheonaobtenuCu3O(BaileyetHopkins),une poudre orange, en calcinant CuO à 1700°C, mais ce sont surtout Cu2O qui peut se fabriquer de nombreusesmanières,lacupritedontlePF=1100°cetd=6

Cuprite©TomLoomis/DakotaMatrix

L’autreoxydecourantestleCuO.Ilestnoiretobtenusouventparoxydationducuivre,déshadratationdel’hydroxydeouparélectrolyse.Al’étatnaturelc’estlamélaconiteouténorite.

Cecomposéestgénéralementsolubledansunesolutionalcalineetdonneuncomplexeanioniqueselon la réactionsuivante:CuO+OH-<-->HCuO2-<-->H++CuO22-cedernierestleiondominantmêmeàdesconcentrationsde0,1N.




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2 - les hydroxydes : Il n’existeque l’hydroxydebleuCu(OH)2 insoluble dans l’eau. S’il est sec et pulvérent il estnomméBleudebrême.Leshydroxydesdecuivresetrouventsouventsousformesdecomplexesdiversspécialementdansl’altérationsdesbronzesparexemple:

Brochantite-www.fabreminerals.com-FabreMineralsphoto

--Hydroxydesulfatedecuivre(II);brochantite;Cu4(SO4)(OH)6--Hydroxydesulfatedecuivre(II);antlérite;Cu3(SO4)(OH)4--Chlorurehydroxydedecuivre(II);atacamite;Cu2(OH)3Cl--Chlorurehydroxydedecuivre(II);paratacamite;Cu2(OH)3ClMaisaussidescomplexesdutype:Na2[Cu(OH)4]ouencoreBa2[Cu(OH)6]etd’autresencore.




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Antlérite©ThomasWitzke

3-leschlorures:OntrouveleCuCl,ounantoquiteduChiliounantokite,danslesfumerollesvolcaniques,découverteen1868parBreithauptàNankoroauChili.

LeCuCl2, lui est une poudre jaune ou marron de densité Egale à 3,05 de PF 498°C et cristallise dans le systèmemonoclinique:latolbachite.

Tolbachite©ThomasWitzke

Elleestsouventassociéedanslesfumerollesvolcaniquesàdelamélanothalliteets’altèrefacilementenériochalcite.

Eriochalcitedel’éruptionduVésuveen1875©ThomasWitzke

LeschloruressontfacilementhydratésavecunouplusieursH2O.Maisleschloruresaussiformentfacilementdesions




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complexesenmilieuaqueux,parexemple:[Cu(H2O)n]2++2Cl-

4-Lesoxychlorures:lechloriteCu(ClO2)2bruncristallin,explosifetlechlorateCu(ClO3)2.6H2Oliqueurvertequidonne des cristaux bleus, perchlorate, chlorate basique etc... Mais il existe beaucoup de combinés de chlorures decuivreetd’oxydesdecuivre:--atélineCuCl2.2CuO.H2O--atacamiteCuCl2.3CuO.nH2O--tallingiteCuCl2.4CuO.nH2Oavecn=6ou8--footéiteCuCl2.8CuO.12H2OIlyenasûrementd’autres.

5-composésaveclesoufre:cesontdessulfuresoudessulfitesoudessulfates…lecuivreétantassezfacilementattaquéparlesacides(c’estleprincipedelatailledouceparexemple).

*Voicidoncquelquesréactionsavecl’acidesulfurique:5Cu+4H2SO4->CuS2+3CuSO4+4H2Oetsilatempératureaugmente:CuS2+2H2SO4->S+CuSO4+SO2+2H2Ol’équilibreestalorsentièrementdéplacéàdroitepardégagementdegazSO2*Uneréactiontrèscélèbreestcelledelasynthèseduméthane:2H2S+CS2+8Cu->CH4+4CuS2iciaussidégagementdegaz.*Ilyaungroschapitreaveclesselsdesoufre:selsdoublesdesoufreetd’oxydes,complexessulfurés,thiocyanates,etc…

6 - autres composés : il y en a des milliers évidemment surtout avec le cuivre ! Avec les autres éléments descolonnes5,6et7naturellement,descomposéssimple,binairesvoireternairesetunechimiedescomplexesducuivrequiseraituntraitéàelletouteseule.Onneparlepasdechimieorganiqueicinonplus!Etlebutdecesdossiersn’estpasdedonnerunelisteexhaustivedescomposésducuivre.

Onprendradeuxexemplesdontlepremierestbienconnudesétudiants:laliqueurdeFehling.LaréactiondeFehlingestuneréactioncaractéristiquedesaldéhydes.Pourl'essentiel,lasolutiondeFehling(ouliqueurdeFehling)estuncomplexebasiqued’ioncuivrique-LiqueurdeFehlingA(liquidebleu)-parlesionstartrate–LiqueurdeFehlingB(liquidetransparent)–ànemélangerqu’auderniermomentcarellesedégradeassezvite.

La liqueurdeFehlingcontient,enmilieubasique,des ionscuivreCu2+compléxéspar les ions tartrate –O2C-CHOH-

CHOH-CO2-(notésT2-).LaliqueurdeFehlingrenfermedoncdesionscomplexesCuT22-decouleurbleufoncélimpide.Aucoursde la réaction,nonstoechiométrique, lecuivreoxyde l'aldéhydepourdonnerunacideselon la réactionbiland'oxydo-réductiongénérale:R-CHO+2Cu2+(aq)+5HO-(aq)->RCOO-+Cu2O(srouge)+3H2OLaliqueurdeFehlinginitialementbleueprécipiteenundépôtdecouleurrougebrique,àchaud,etcelauniquementenprésenced’unsucreréducteur,pourcequiconcernelessucres.

Et le second répond à la question : «Quel estdonc ceproduit vert qui se forme sur les toits enbronze ? »d’aprèsunarticleparudansleBulletindel'ICC(InstitutcanadiendelaConservation),no21,1998:Lesbronzesdelacolline du Parlement : Analyse des dépôts en surface. Lyndsie Selwyn, scientifique principale en conservation,Recherchesurlesméthodesderestaurationetlesmatériaux.

Dans le cas d’un chantier de rénovation des statues et toits au Québec un programme d’étude des altérations dubronzeaétémisenplace.Les168échantillonsprélevéssursiteontétéanalysés,cequiapermisl’identificationde94composés cristallinset9matièresorganiques. Le tableau ci-dessous, tiréde l’article, comprenddeux sections, soit«corrosion superficielle» (le bronze réagit avec l'environnement local) et «contamination superficielle» (matières




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étrangères).

TableaubronzesQuébec

L'altérationdelasurface,aprèsuneexpositionprolongéeàl'extérieur,estconstituéedecomposésdecuivre:d’abordunecouchedecomposésdecuivre(I);aprèsuncertaintemps,unedeuxièmecoucheapparaîtdecomposésdecuivre(II):hydroxydes,sulfates,chlorures,cesontcescomposésquidonnentlacouleurverte;ilscontiennentdusoufreetduchlore, mais sont dépourvus de carbonates. Pourquoi ? Les concentrations élevées de soufre et de chlore dansl'environnement(urbain)favorisentlaformationdesulfatesplutôtquedecarbonates.Lesoufrevientdesprécipitationsacidescauséesparlesgazpolluants.LavaleurdupHdesprécipitations,àOttawa,sesituaitentre4,2et4,4entre1979et1994.Leschloruresproviennentduseldeschaussées(hiver).Unseuléchantilloncontenaitde lanantokite,CuCl,associéàla«maladiedubronze».

Denombreusesautresmatièrescristallinessontdescontaminants.Lequartz,leplusimportant,aétédécelédans75% des échantillons. Il y a aussi du gypse. Le gypse est utilisé durant le moulage et il est impossible de l'enlevercomplètement. Légèrement soluble dans l'eau, une partie se dissoudra dans l'humidité à l'intérieur des statuescreuses.Cesdépôtsontunecouleurgriseouverteenraisondesimpuretésqu'ilsrenferment.

Il y avait encore plusieurs matières organiques : cires, huile siccative probablement appliquées autrefoiscommerevêtementsprotecteurs.Unoxalatedecalciumetunoxalatedecuivrevenantdel'acideoxaliquesécrétépardesmicro-organismeset les lichensprésentenquantitédans labrumeet lapluie.Enfin,ontété trouvésde l'acideuriqueetsonhydratequiproviennentdesfientesd'oiseaux.

Poursecorroder, il fautuncontactavecde l'eauquicontiennedesselsensolution. Il importedebiennettoyerlasurfacepouréliminercesselshydrosolublesdurantlespremièresétapesdutraitementderestauration.

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L’alliageestunesolutionsolided’unmétaldansunautreet lasolubilitédumétaldevalenceélevéedansunmétalmonovalent est toujours supérieure à l’inverse.Un alliage n’a donc pas un point de fusion précismais enrevancheundiagrammebinaireouternaireplusoumoinscompliqué.

Lecuivreadespropriétésremarquables,nousl’avonsvu:saconductibilité-électriqueetthermique-etsarésistanceà la corrosion. Mais il faut ajouter la résistance mécanique, d'aptitude à l'usinage, que le cuivre possède, maisinsuffisamment:alorsonutilisesesalliages.

Lecuivrepeualliécontientdesélémentsauxenvironsde2%maximum,quipermettentd'améliorerlescaractéristiquesmécaniquessansaltérerlespropriétésducuivre.IIexistedenombreuxalliages:Be,Mg,Zn,Cd,Hg,Al,Ga,In,Si,Sn,Pb,As,Sb,Bietd’autres...dansdesproportionsdiverses,binairesouternaires.Mais lecuivre faitaussidesalliagesaveclesalcalins,lesalcalino-terreuxetlesterresrares:décidémentun«bonàtoutfaire»!LeRetDesttrèsimportantdanscedomaineetbeaucoupdebrevetssontdéposéspourdesnouveauxalliages…

Pour illustrer ces nombreuses possibilités, prenons un seul exemple : les alliages conducteurs avec laconductivitéexpriméeen%delaconductivitéducuivrepur(égaleicià100%)-Bronzeaucadmium1%85-90-Cuivreetzirconiumde0,1à0,15%80-90-Cuivreetchrome0,6à1%80-Bronzeaucadmium1%etétain0,15%72-Cuivreavec2,5nickelet0,7%silice40à50-Bronzeauglucinium->50-Diverslaitons30à45-Cuivreà5%denickel25

-Lecuivreà l'argent :piècesquidoiventêtreutiliséesàtempératureélevée(moteursélectriquesetcontacteursparexemple).L'aptitudeà l'usinagecaractérise lecuivreau tellurequi sert la fabricationparusinageoudécoupagerapidesdepiècesquidoiventgarderlespropriétésducuivre.

Casserolesencuivre

- Le chrome dans le cuivre améliore la résistance aux déformations, à chaud surtout : électrodes desoudure,élémentsdefrein,panneauxdelingotièrespourlacouléedel'acier.

- Le cupro-aluminium contient 4 à 15 % d'aluminium avec addition ou non de fer, nickel ou manganèse, à desteneurs de l'ordre de 5 %. Il est caractérisé par une bonne résistance à la corrosion marine (hélices de navire,gouvernails,pompes...)etdescaractéristiquesmécaniquesélevées.

-Lecuivreetlenickelsontsolublesentoutesproportions.

Les propriétés des cupro-nickels : résistance à la corrosion par l'eau de mer, anti-fouling bonnes caractéristiques




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mécaniquesd’oùleurutilisationpourlaprotectiondescoquesdenavires,lesunitésdedessalement,l’offshore…

DeuxCentavos1921deColombieencupronickel

1-LelaitonestunalliagedecuivreetdezincAnepasmanquerdeliresurnotresite"UnevisiteàCapGaronne".

Onytrouveentre5et45%dezinc.Leslaitonsalpha,laplupartdeslaitonscommerciaux,sontdessolutionsprimairesdezincdanslecuivreaveccommeimpuretésprincipaleslePbetleBi.C’estl'alliageleplusfabriquéetquiprésentelaplusgrandefacilitéd'emploi:moulage,matriçage,décolletage,emboutissage,usinage,etc...Deplus,ilpeutrecevoirtous les traitementsdesurfaceet laissedesdéchetsde fabricationdevaleurélevée.Les températuresdefilageetd’extrusion sont basses. Le tempsde laminageà chaudaugmente avec la quantité de zinc. Le plombqui est trèssouventprésentagitcommelubrifiantlorsdel’usinage,onpeutenajouterjusqu’à3%

Engrosl’additiondezincentraîne:--unediminutionduPF,deladensité,delaconductibilitéthermiqueetélectrique,--uneaugmentationducoefficientdedilatation,delarésistancemécaniqueetdeladureté.

Lelaitonchaufféperdduzincetlacorrosiondeslaitonsalphaestsurtoutune«dézincification».Lephosphorepermetdepallier,unpeu,àcedésagrémentetd’augmenterladuréedeviedeslaitons.

LesalliagesdefonderiecontiennentsouventdespourcentagesplusimportantsqueceuxmentionnésicideAl,Sn,Mn,Fe,Nietc…Voirtableauci-dessous.

Les usages courants du laiton : bâtiment, plomberie, échangeurs de chaleurs, navires, douilles et prisesélectriques,visserie,bijoux,monnaies,médailles,brasure,supportspourémailparexemple.




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CompositiondifférentslaitonscommerceFonderiesBordery

Onpeutyajouterdel’étainjusqu’à1%quidiminuelacorrosion:ceciestintéressantpourlaconstructionnavale.

-- Maillechort ou argentan : alliage inaltérable de cuivre, de zinc et de nickel. Son nom vient de celui de sesinventeurs:MailletetChorier(1827).C'estunalliageblanc,durdontl'aspectrappelleceluidel'argentd'oùl'autrenomqui lui est donné d'argentan. On l'utilise notamment dans la fabrication de pièces d'orfèvrerie ou d'instrumentsscientifiques.

Piècede25ctsRFenmaillechort,1939

-- Métal anglais : alliage à base de zinc et d'antimoine. Utilisé surtout par les anglais, il en a tiré son nom. Cemélangecontiententre70et94%d'étain,5à24%d'antimoine,ducuivrejusqu'àconcurrencede5%etparfoisduplombjusqu'à9%.Ilestnotammentemployédanslafabricationdeservicesdetable,decouvertsoudethéières.

--Tombac(Thaï:tambac): cenomestdonnéàdifférentsalliagesàbasedecuivreetdezinc(laitons)contenantplus de 80 à 83% de cuivre et pouvant renfermer de petites quantités d'étain. Il est originaire du Moyen-Orient etpossèdeunecouleurprochedecelledel'or.Ilestsouventutiliséenbijouteriesousformedebandesoudefils.




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Piècecanadienneentombac1942

--Zamak:(nomdéposé)c'estladénominationcommercialedésignantunalliageàbasedezinc,d'aluminium(3,9à4,3%),demagnésium(0,03à0,06%)etéventuellementdecuivre(1à3%).Dansl'industrieautomobile, ilestutilisédans la fabrication de poignées, de corps de pompe et de carburateurs. Dans l'industrie radio-électrique et de latéléphoniemobile, ilsertàréaliserdespiècesdepetitetaille.Enfin, iltrouveunlargeéventaildedébouchésdanslaserrurerieetlaquincaillerie.

2-Lebronzeestunalliagedecuivreetd'étainLebronzecontient,enprincipeentre3et20%d’étain,lafragilitéaugmenteaveclaconcentrationenétainmaislesclochescontiennent20à25%d'étain,lespropriétésacoustiquessontoptimalesentre16et30%poidsd’étaindonclebronzedesclochesesttrèsfragile.Lebronzeestl’alliagedefonderieavecuneexcellenterésistanceàlacorrosionetun bon coefficient de frottement donc une grande résistance à l'usure et de bonnes caractéristiques mécaniques(ressorts,bagues,rondelles,contacts…).

Lesalliagesalphacontiennenttoujoursaumaximum10%poidsenétain.Sicepourcentageestplusélevéonaalorsexclusivementdubronzedefonderie.L’étainaugmenteladuretéetlarésistancemécaniquemaisdiminuedePF,ladensitéetlesconductivités.

Lacouleurestrougejusqu’à3%d’étainpuisdevientjaunedeplusenplusclair.Lebronzeestpeutravailléàchaud,ilestfragile,lasoudureenesttrèsdifficileetl’étaindoitenêtretrèspurcequiestrare(l’étaincontientsouventunpeudeAs,deSBoudePb…)

Lesbronzescontiennentpresquetoujoursde0,02à0,35%dephosphore.Donc,lebronzeestpresquetoujourscoulé,puistravailléàfroid.

Compositiontypiquedesbronzes.Objets:cuivreétainzincmédailles90-9610-4-monnaies9541canons9010-cloches8020-statues80-856-78-14

Lebronzeestaussiutilisépourlasculpture.Lesbronzesancienssontrougesavecunepatineverteetnecontiennent




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queducuivreetdel’étaintandisquelesbronzesactuelscontiennentpresquetoujoursduzincetsontdoncprochesdeslaitons,leprixenétantbeaucoupmoinsélevéparcequeplussolideetfabriquéengrandequantité.

LaDouleurdeRodin

Lesanciensbronzeschinoisoujaponaisonttoujoursduplombetilsdisposaientdeplusieursalliagesdifférents:--avecplomb:leshirome--aveczinc:lesentoku--avecargent:leshibuichi--avecor:shadukoquipouvaitcontenirjusqu’à20%d’oretdevenaitainsiviolet,bleufoncé.

Lesalliagesdestinésàlajoaillerieouàladécorationnefurentvraimentdéfinisqu’àl’époqued’Edo(1603-1868)auJapon,ontrouvelelaiton,shinchû,desalliagesconsidéréscommenoblesetsurtoutemployéspourlesarmeset lesarmures,telsqueleshakudô,lerogin(mélangeàpartieségalesdecuivreetd’argent),leshibuichi(75%decuivre-25%d’argent),lekarakaneoumétalchinois(70à90%decuivre,2à8%d’étain,5à15%deplomb).

Bronzechinois




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Les bronzes, seidô, avaient des compositions fort diverses : avec du zinc, sentoku, du plomb, de l’arsenic sawari,shirome,etc...Cependant,cesalliagestraditionnelsétaientsujetsàvariations,chaquefondeurpossédantsespropressecretsdefabrication.

Page8/13-Lesminesdecuivreetl'économie

1-Commençonsparl'économieEn2004, laproductionmondialedecuivreestde16,015millionsdetonnes.Lesprincipauxproducteurssont leChiliavec37,3%,lesÉtats-Unis8%,dontles2/3enArizona,lePérou7,1%etl'Indonésie5,7%.EnEurope,leprincipalproducteur est la Pologne avec 585 000 tonnes/an.Enavril2006, lecoursestà6300euros/tonne,en fortehausse.Surles8premiersmois2006,lahausseestde69%.LepremierconsommateurestlaChine,quiabsorbe22%delaproductionmondiale(3Mt).

Saumonsdecuivre,produitssemi-finis

La production mondiale de cuivre secondaire à partir du recyclage s'est élevée à 2 Mt en 2005, soit 13 % de laproductiontotaledecemétal.

2-LesminesLecuivreestprésentdansl'écorceterrestreàlaconcentrationde55ppmenviron.IIn'existeplusàl'étatnatif,commedans l'antiquitémaissousformedeselscontenant30à90%decuivre,mélangésàd'autresmétauxcommel'oretl'argentparfois.Unmineraiestricheàpartirde1,8%decuivrepur.Lesmineraisseprésententsous2formes:




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Bornite©LouPerloffPhotoAtlasofMinerals

--mineraissulfuréspurifiésparpyrométallurgie ontuneorigineprofondeetproviennentde lacristallisationàl'abridel'airdecomposéssulfurésdecuivreetd'autresmétaux.Cesontlesmineraisprimaires.Ilsreprésententplusde80%delaproductionetsonttrèsnombreux.Lesespèceslespluscourantessont:-lachalchopyriteCuFeS2,lachalchosineCu2S,lacovellineCuS,laborniteCu5FeS4,l'énargiteCu3AsS4

Enargite-©IsaiasCasanovaICMinerals

- -minerais oxydés purifiés par hydrométallurgie. Leur teneur en cuivre varie de 0,7 à 2%. Ce sont descarbonatesayantsubiuneoxydationpar l'eauet l'air.Onrencontre:malachiteCu2CO3(OH)2,cupriteCu2O,azuriteCu3(CO3)2(OH)2,dioptaseCuO3H2O




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Dioptase©DanWeinrich

--lesnodulespolymétalliquesprésentssurlesfondsd’océanscontiennentducuivre,dunickel,ducobalt,etdumanganèse.Maisdesproblèmessontencoreàrésoudredepouvoirlesexploiter.

A-LamineàcielouvertdeChuquicamataauChili,pourlaquellelerapportdéchets-mineraisestde3à1.LamineappartientàlaCodelco,c’estlaplusgrandeminedecuivreàcielouvertaumonde.Ellesesitueà30kmaunorddeCalama.Lepuitsprincipalmesure4,3kmdelarge,3kmdelonget800mdeprofondeur.Chaque jourenviron630000tonnesderochesontextraites.L'industrieducuivrereprésente40%desexportationsdupays.

La division compte 110 camions d'extraction d’une capacité de 360 tonnes et une vitesse maximale de 60 km/h.Chacuncoûte2,5millionsdeUSDetconsommeentre1000et1300litresdefuelparjoursoitenv.2l/min!

Ilsmesurent:13mdelong,7,5mdehautet8mdelarge,lespneusontundiamètrede3,80metcoûtentenviron10000USD.




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Chilicamiondemine

L'extractions'effectueà ladynamite,et letrouest formédegradinssuccessifsde26mdehaut. Laroche est transportée jusqu'à la raffinerie et est envoyée dans un broyeur. Puis un deuxième broyage à l'eau vatransformer letoutenunepâtequiseramélangéeàdesréactifsdansdescellules.Uneinjectiond'airvaséparer labouestériledelamoussericheenmétal.Epaississement,filtrageetséchageetconcentréà30%decuivreet1%demolybdène.

Chili,Chuquicamata,hauteurdesmarches26mètres!

Le concentré passe dans des fours, afin d'obtenir des plaques qui serviront d'anodes à la prochaine étape, à99.7%decuivre.Lesanodes,plongéesdansunesolutionélectrolytique,quivalestransformerencathodesde185kgà99,99%depureté.Cetteétapevadurée12jours.

Pouravoiràlafoislecuivrepurà99,90%etlesmeilleurescaractéristiques,onrefondlescathodescequipermetd'obtenirlesdifférentesqualitésdecuivreutiliséesdansl'industrie.Ondistinguelestroisprincipalescatégories




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decuivresuivantes:

-LecuivreCu/al,contenantdel'oxygène,quiestcaractériséparsahauteconductibilitéélectrique,maisseprêtemalausoudageàtempératuresupérieureà400°C,àcausedesasensibilitéauxatmosphèresréductrices(hydrogène),- Le cuivre Cu/bl, désoxydé au phosphore, à conductibilité électrique réduite, mais particulièrement apte auxdéformationsetausoudage,-LecuivreCu/cl,exemptd'oxygène,quiréunitlesavantagesdesdeuxcatégoriesprécédentes.IIcorrespondàdesapplicationsparticulières.

Baissede40%delaproductionenété2006auChili.

En raison de la grève, BHP Billiton estime que la production est réduite à 40 % de sa capacité. Le groupe anglo-australienad’oresetdéjàprévenusesclientsqu'ilneserapasenmesured'assurer la totalitédeses livraisonsdecuivre.Selonlapressechilienne,l'entrepriseauraitembauchédesbriseursdegrèvepourremplacerlesgrévistes.LagrèveàEscondidaetlesproblèmesdeChuquicamata,touchéparunglissementdeterrainetbloquéepourtroismois,ontaccrulespressionssurlesmarchés.ALondres,lanouvelleafaitgrimperlecuivreà8.000USD/t, près de ses records. LeChili est le premier producteur d’or rouge, Escondida, en plein désert d’Atacama, à1.300kmdeSantiago,fournit8%delaproductionmondiale…

B-LaminedecuivredePalabora(AfriqueduSud)estaussiundesplusgrandtrouartificieldelaplanète,voiràcesujetl’articledeFSsuivant:http://www.futura-sciences.com/news-plus-grand-trou-artificiel-monde-surveille-depuis-espace-images_7960.php

C - Au Canada, les peuples autochtones utilisaient le cuivre natif provenantdesminesde la régionde larivièreCopperminedanslesTerritoiresduNord-Ouest.LaproductionindustriellecommenceàBruce,en1846,àl'estdeSault-Ste-Marie (Ontario).Des mines sont ensuite ouvertes dans le bouclier précambrien. Puis ondécouvrelesimportantsgisementsdelaCordillèrecanadienne.

L'OntarioetlaColombie-Britanniquesontlesdeuxprovincesproduisantleplusdecuivre.Lecuivreextraitdesminesdel'Ontario est traité sur place, celui de la Colombie-Britannique est expédié en Extrême-Orient pour l'affinage. Uneproportionimportantedecuivreprovientdematériauxrecyclés(30%).

En 2000, la production canadienne s'élève à environ 700 000 t, faisant du Canada le quatrièmeproducteur de cuivre après le Chili, les États-Unis et l'Indonésie. Les raffineries de cuivre sont situées àMontréal, à Timminset àSudburyet enfinWilliamsLake (Colombie-Britannique)qui produit du cuivremétalliqueenprocédantàlalixiviationdeterrilsàfaibleteneurencuivre.

KennecottopenpitUtah-USA




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D -Falunse trouvedans le centrede laSuèdeest laplusgrandeminehistorique.ElleexistaitauXIVecommevillemarchande. L'extractionducuivreétait aucentrede lavieéconomiquedepuis lemilieuduXIIIe.StoraKopparbergetestunedesplusgrandesminesdecuivre.OnsupposequelesdébutsdelamineremontentauMoyenÂge.AuXVIIe,untiersdelaproductiondecuivreprovenaitdeFalun.Lamineacessédefonctionnerdanslesannées1990. Le rouge typique des maisons est appelé rouge de Falun, Falurött, provenant du cuivre de Falun. La zoned'extractionminièreestaupatrimoinedel'humanitédel'UNESCO.

E-FraudeetabuscommisdanslesminesdecuivreduKatangaRapportGlobalWitness.

«Àl'approchedesélections,leshommespolitiquesetlesentreprisestententdemanièreeffrénéedes'emparerd'uneparttoujoursplusimportanteducommercelucratifdesminéraux,ensesouciantpeu,voirepasdutout,dubien-êtredelapopulationcongolaise»,déclarePatrickAlley,directeurdeGlobalWitness.«LepillagedesressourcesnaturellesdelaRDCcontinuedemettreenpérillesopportunitésdepaix,destabilitéetdedéveloppementdupays.»

Le nouveau rapport de Global Witness renseigne sur les pratiques que sont la corruption, les extorsions et lesexportations illicites commises au Katanga et sur l'exploitation sans pitié, sans mesures de sécurité, des creuseursartisanaux qui gagnent souvent 2-3 USD/j. L'exportation illicite par la frontière RDC - Zambie apporte des gainsconsidérablespourunpetitnombreaudétrimentdupays.L'arrivéedesociétésétrangèresdepuis2004accroît cespossibilités.

«Desdizainesdecreuseurssontdécédésneserait-cequ'en2005,essentiellementaprèsavoirétébloquésàlasuitedel'éboulementd'unpuitsdemine»,apréciséPatrickAlley.«Personnenemèned'enquêtesurcesmortsnin'agitpour empêcher que de nouveaux accidents ne se reproduisent. Le gouvernement semble ne manifester que del'indifférencefaceàlatragédiedecescreuseurs,etlessociétésdenégocen'ontaucunscrupuleàacheterdesproduitsextraitsdansdetellesconditions,ensachantpertinemmentquelescreuseursrisquentleurvieauquotidien.»

LingottraditionneldecuivreduKatanga

Lacorruptionestégalementprésentedanslesecteurdel'exploitationminièreindustrielleauKatangaàcause,entreautres,del'ingérencedesacteurspolitiquesdeKinshasa,surtoutenmatièredecontrats.Lesmodalitésassurentauxmultinationalesunepartdisproportionnéeparrapportaumontantquirevientàlasociétéd'État.

LapopulationduKatangamanifesteunressentimentcroissant.Uncreuseuradéclaré:«NoussavonsqueleCongoestriche.Maismalgréça,nousn'avonsmêmepasassezpourmanger.Ilyauneseulecatégoriedegensàquicelaprofite.»Les élections du 30 juillet 2006 pourraient représenter une opportunité de réforme. Le rapport recommande desactionsprioritairesaunouveaugouvernement,auxentreprisesetauxdonateursinternationaux.




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Page9/13-LamétallurgieducuivreAprèsletraitementduminerai:tamisage,concassage,broyage,triage,enrichissementparflottation,décantationetséchageonobtientunconcentréetonpasseàlamétallurgieproprementdite.

1 - Elaboration par passage au four à réverbère et dans le convertisseur ensuite soit coulée des anodes soitblisters.

La coulée des anodes est directe. La fabrication des blisters l’est moins : il y a un premier traitement à hautetempérature:àl'étatliquideenprésencedefondants,onséparelesstérilespluslégersdesselsdecuivrepluslourds,pourobtenirlamattefortementchargéeensoufre,contenant40à60%decuivre.Ledeuxièmetemps,àenviron1300°dansunfourrotatif,permetdeséparerlecuivredesautresconstituants.Cetteopérationaboutitàlaproductiondeblistersplaquescontenant98à99,5%decuivre.LeJaponetl'AllemagneFédéralesontlesprincipauxacheteursdeblisters.

Coulée

2 - L’affinage thermique pour les blisters n’est pratiquement plus utilisé aujourd’hui, il s’agit d’un grillage à feuoxydant pour que les impuretés s’évaporent. En fait aujourd’hui on utilise souvent directement les blisters commeanodes

3-Affinageélectrolytiquepourlesanodes.

Principedel'affinageélectrolytiqueducuivre.




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Lesanodescontiennentdéjàde95à99,5%decuivremaisaussid'autresmétaux:fer,nickel,or,argent,...

Les différents couples qui entrent en compte dans cette réaction sont au niveau du blister, et par ordre de forcesdécroissantes:Au++/Au;Ag+/Ag;Cu++/Cu;Ni++/Ni;Fe++/Fe.-àl'anode:oxydationdeFe->Fe 2++2e-puisdeNi->Ni2++2e-etenfindeCu->Cu2++2e-tandisqueAgetAutomberonttelsquelsdanslasolution(formemétallique).-àlacathode:réductiondeCu2++2e-->Cumétallique.Eneffet,Ni2+etFe2+neréagiraientaveclacathodeques'iln'yavaitplusdutoutd'ionsCu2+danslasolution,orlasolutionestalimentéeparl'anodeetlasolutiondeCuSO4régulièrementremplacée,doncçanedoitpasarriver.Lescathodessonttrèspuresetsonttransforméesenproduitssemi-finis:barres,tuyau,plaquesetc.

4-Lesproduitssemi-finisLesplaquessontobtenuesparlaminage.

Principedulaminoir.

Lesbarressontobtenuesparfilageàlapressed'unebillettecylindriqueportéeaurouge.Sousl'actiondelapression,lemétal est forcé à travers une filière qui lui donne la forme voulueL'industrie des fils et câbles représenteenvironlamoitiédelaconsommationfrançaisedecuivre,soitenviron200000tonnes.Ilssontfabriquésparunlaminagesuividetréfilage.




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Tréfilagedefilsfins

Lestubessontobtenusparunébauchageàchaud,consistantàobteniruncylindrecreuxàpartird'uncylindreplein.Lasectiondestubesestréduiteàfroid,enépaisseuretendiamètre,parécrasemententredescylindresetunmandrinconique.

5-LesproduitsfinisIlyalespiècesmouléesetlespiècesemboutiesàchaudouàfroid.

Cuivreproduitsfinis

Onfaitégalementdespiècesusinéespartournage,descâblagesdivers,etc...




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Câblesdecuivre

Onobtientainsiuneinfinitédepiècesencuivreoulaitonpourdesusagesdiverscommenousl’avonsvu.

Page10/13-LafabricationdesclochesLestechniquesdefabricationutiliséesparlesfondeursdeclochesactuelsn'ontguèreévoluéesdepuisleMoyenAgemême si certains d'entre eux ont introduit récemment l'ordinateur pour effectuer certains calculs.L'activité resteartisanale.

Sans entrer dans le détail des aspects techniques, disons que la fonte d'une cloche comprend un certain nombred’opérations:

-letracépourdéterminerlaformeetlesproportionsdelacloche,-lemoulagequiluidonneralaformed'aprèslemoule:laplancheàtroussersertàbâtirlemoulequicomporte:




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lenoyau,mouleintérieur,constituédesableetdebriquesrecouvertesd'argile,espaceducreuxintérieur,la«faussecloche»,entièremententerre,elledoittenirsurlenoyaulaplacequ'occuperaplustardlemétal.Surunelégèrecouchedecendredestinéeàempêcherl'adhérencedunoyauàlafaussecloche,ondéposelaterreencoucheépaissed'abordpuistrèsfine,delamêmemanièrequepourlenoyau.Ainsifaite,elleestenduited'unecouchedeciremolle,lesornementationsetinscriptions,sontposéesenreliefsurlafaussecloche,doncencreuxunefoislaclochecoulée;onbadigeonnelemouledesuifchaudrâcléparuncalibrepoli.Lafausseclocheoffrealorsunesurfacelisseetbrillantecoupéeàdifférenteshauteurspardescordonscirculairesquefontlesencochespratiquéessurlatrancheducalibre.Lesornementsetinscriptionsontétépréparéssurdesmatricessculptéesdansdubuis,encreux,avecdelacirequi,tiédieetcomprimée,épousefidèlementtouteslesfinesses;quandilssontdécoupésetn'ontplusdebavures,onlescollesurlesuif,etlemoulealorsprésentel'aspectd'uneclochebrunecouleurdenoyervernisurlaquellesedétachentenblanclescordonsetenjaunelesinscriptionsetornements.Surlesornementsuneterretrèsfine,trèsdélayée,pulvériséeprendraplacedanslesmoindresdétailsdesmotifs.Cetteterres'appliqueparcouchesàmesureduséchagedumouleàl'air.lachape,partiedecoucheréfractairerenforcéeavecdelafilasse.

-etlacoulée.Dufaitquelemouleestbriséaprèslafontepourdégagerlacloche,maisaussiparcequelesinscriptionsetlesdécorsfigurantsurchaqueclocheluisontspécifiques,iln'estpasexagérédedirequelesclochessontdesœuvresd'artuniques.

Lebronzedecloche,alliagede78%decuivreet22%d'étain,estfonduetcontrôlé,portéà1050°,lemétalenfusionestversédanslemouleparunchenal.Quelquesjoursaprèslacoulée,lemoulecalcinéestbrisé:laclocheapparaîtgriseetnoire.

Laclochepossèdeunenotedéterminéeparsatailleetsonprofil.Plusuneclocheestgrosse,pluslesonestgrave,l'accordeurvaenleverauburindepetitesportionsdemétalàl'intérieurdelaclochepourquelesonsoitcorrect.




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Avecsesaccessoires(monture,battant,roue...),laclocheestfixéesurunepalettepourêtreexpédiée.

Ilexistebienentenduaussiunefabricationindustrielle…

1-LaSavoyarde,Sacré-CoeurdeMontmartre.Informationsd'aprèslesitedelamaisonPaccardquicomported’ailleursunmuséedelacloche.

C'esten1796quefutcouléelapremièreclochePaccard.Acetteépoque,lacommunedeQuintal,ayantbesoind'unecloche,s'adressaàunmaître-fondeurdeCarouge,prèsdeGenève, JeanBaptistePitton.C'étaitencoreletemps où la fonte des cloches se faisait à pied d'oeuvre. Jean-Baptiste Pitton eut besoin d'un aide, le syndic de lacommuneoffritsesservicesetc'estainsiqu'AntoinePaccard,fondateurdelamaison,fitsonapprentissageetcréalafonderiedeQuintal.Asamort,sesfilsJean-PierreetClaudePaccardcontinuèrentl'exploitationdelafonderie.Devantl'extensionpriseparlanouvelleindustrie,Georgesfittransférerl'usinedeQuintalàAnnecy-Ie-Vieuxen1857.

Petitehistoiredelasavoyarde.C'estàl'initiativedeMonseigneurLeuilleux,archevêquedeChambéry,qu'aétéfonduelaplusgrosseclochedeFrance:"LaSavoyarde".

Masseenmouvement25765kgPoids18835kgHauteur3,06rnCirconférence9,60rnPorte-battant525kgBattant850kgMontureoujoug4650kgDeuxrouesdelancement5,00mRouesetnoyauxenfonte905kg

C'était la contribution de la Savoie à l'édification de la basilique votive du Sacré-Coeur de Montmartre, dont lasouscriptionfutcommencéele29janvier1889etclôturéele18décembre1890.Elleavaitrapportéenuneannéelasommede14138francset50centimes.Le17octobre1889,lecontratétaitpasséaveclesFrèresPaccardd'Annecy-le-Vieuxetlaclocheétaitcouléele13mai1891.Ellefutlivréeàl'achèvementducampanileen1898.

Généralement inaccessible,perchéeenhautduclocherouducampanile, laclocheest rarementvuedeprès.Pourtant laplupartd'entreelles,notamment lesclochesd'église,méritentd'êtreadmirées: lesdécorsenreliefconstituentparfoisdevéritablestableaux,aveclareprésentationdelaViergeàl'Enfant,desaints(locauxouplusconnus), d'instruments de la Passion, de blasons ou de sceaux, de guirlandes de fleurs voire de représentationsanimalesentantquesurvivancedusymbolismereligieux.

Laquasitotalitédesgrossesclochesportentunedate,lamarquedufondeuretdesinscriptions;outrelamentiondesparrains et marraines, des autorités locales civiles ou religieuses, des donateurs, les cloches affichent souvent uneformuledédicatoireoulaudative,évoquantladévotionauChrist,àlaViergeouauxsaintsouexprimantlespouvoirsd'exorcismeetdeprotectiondelacloche(contrel'orage,latempête...).Quelquesclochescomportentdesinscriptionsdavantageliéesauxévénementshistoriques(aumomentdelaRévolution,aprèslesguerres).

Œuvred'art,laclocheestaussiunobjettémoinhistoriqueparl'épigraphiequ'ellesupporteetsonorecarsonmatériaun'évoluepas.

2-PetitehistoiredelaclochedelachapelledeBeauport.Clocheenbronze,fondueenFrancequisetrouvemaintenantdanslescollectionsdesArchivesnationalesduQuébec,c’estlaclochelaplusancienneduCanada.




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En1666,RobertGiffard(1587--décédéàBeauporten1668),maîtrechirurgien,premiermédecindel'Hôtel-DieudeQuébecetseigneurcolonisateur,verseàlaparoissedeBeauportcentlivrespourlepaiementd'uneportiondeterre.Cette somme sert à l'achat d'une cloche pour la première chapelle paroissiale construite vers 1662. En 1713, laparoisse de Beauport fait don de cette cloche à l'église de Saint-Pierre-de-la-Rivière du Sud, une nouvelle paroissefondéeprèsdeMontmagny.CettemêmeclocheseracédéeauMuséeduQuébecen1949.

La cloche de Beauport porte la lettre «L» surmontée d'une couronne royale, symbolisant Louis XIVrégnant,avecladatedelafonte,1666.Surlaparoiopposée,figurentlestroisfleursdelysduroyaumedeFrance.

N'oublionspasnonpluscarillonneur…- les clochesde carillon et les clochesd'horlogeoude jacquemart sont tintées :unmarteau,généralementexterne,frappesurlapartieinférieuredelacloche-lesclochesd'églisesonnentenvolée:ellessontmisesenbranleparlacorde(ouunechaîneetunmoteur)quiagitsurunbras,entraînantlaclocheetlejougquilasoutient.Lesforcesimportantesmisesenjeunécessitentunbonéquilibragepourpréserverlamaçonneriedel'édifice.C'estcequilimitelepoidsdesclochesdansnoscontrées.- dans d'autres régions,la sonnerie peut être provoquée par l'agitation du battant auquel est attachée lacorde(traditionorthodoxe);-letintementpeutencoreêtreprovoquéparunheurtoirhorizontalenbois(traditionasiatique).

Danscesdeuxdernierscas,laclocheestfixeetpeutdépasserles100tonnes!




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CarillondeCorenville-les-Cloches

- Le carillon (de…quatre cloches :quadrillo)estobtenuparunensembledecloches,auminimumde3.Lescarillons lesplusanciens,enChine,sontconstituésdeclochessuspendueset frappéesavecunmaillet.Ce typedecarillonétait courant enEuropeauMoyenAge.Dès leXVIe siècle, le carillonà clavier enbois est actionnéviaunetringlerie. Les grands carillons se sont développés en Flandre et aux alentours.Quelques carillons Paccard, lesplusconnus:

-Chambéry:TourYolande/70cloches-Douai:Beffroicommunal/62cloches-Dijon:CathèdraleSaint-Bénigne/56cloches-BerkeleyUniversity,1978/68cloches

-LesfanzhongElles se caractérisent par une coupe transversale circulaire, un rapport du diamètre de la bouche à la hauteurrelativementprécis-0,7-,unejupeépaissepourrésisterauxpercussions,uncorpsdiviséenplusieurssectionsetunanneaude suspension. Leur formeest dictéepar le concept chinois du sonqui doit être unique, épais et éclatant,pouvantseprolongerdansl'espace.C'estenraisondeleurtailleimposante,delarichesseharmoniquedeleurssonsetde leurcapacitéàproduireunegammecohérente,que les fanzhongsontqualifiéesde«grandesclochesauxsonsharmonieux».ApparuessousladynastiedesHan,auxenvironsdenotreère, lesclochesfanzhongontconnuuneévolutioncontinueetsilevocablefanzhongdésigne,ausensstrict,desclochesréservéesauxrituelsbouddhiques, il doit être compris comme un terme générique (elles marquent en effet les activités liturgiques etquotidiennesdestemples,lesaudiencesdupalais,lesheuresetlesveilles).




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ClocheZhou

Les 36 longs "éperons" qui font saillie des deux côtés constituent le fait le plusmarquant. La clocheémetunsonpuretsonore,adaptéàl'atmosphèresolennelledutempleimpérialdesancêtres.L'inscriptionde123caractèresestlapluslongueinscritesuruneseuleclochedeladynastieShangetladynastieZhou.LaclocheappartientauRoiLideZhou(878-827avantJ.C.

Page11/13-LesinstrumentsencuivreouenalliagesLes instruments en cuivre ou en alliages de cuivre : instruments de musique naturellement mais aussi balances,lunettes, microscopes, etc... On ne peut tout étudier et pourtant leur histoire est toujours intéressante pour unscientifique,c'est pour cela que 3 instruments seulement vont retenir notre attention, l’astrolabe, lesextantetl’horloge.

Rappelonsquandmêmequelelaitonesttrèsutilisédanslesinstrumentsdemarine,aujourd’huiencore,parcequ’ilnerouillepas.




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Hublot

1-AstrolabeVoicil'explicationdumot:astro=étoile,labe=prendre.Cetinstrumentpermetlamesuredelahauteurdesastres.Cettefonctionestlaseuleréaliséeparles"astrolabesdemer",utiliséspourlanavigationmaritime,etquineprésententpaslapartiecentrale.

Astrolabeenlaiton

Un astrolabe se compose d'un cercle gradué en degrés (rapporteur) avec un bras tournant attaché à soncentre.Quandilestsuspenduparsonanneausupérieur,lamarque0°surlecercleestalignéeavecl'horizon.Siuneétoile,outoutautrecorpscéleste,estviséàl'extrémitédubrasmobile,lapositiondel'étoilepeutêtrelue«prise»sur




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lecerclegradué.

Astrolabedémonté

L'astrolabeaprobablementétéinventéparHipparqueetaméliorédanslemondeislamique,avantd'atteindrel'Europevers970,parl'intermédiairedumoineGerbertd'Aurillac,quileramenad'Espagned'oùilrapportanombredeconnaissancesscientifiquestransmisesparlesArabes,quioccupaientenpartielapéninsuleibérique.

L’astronomiearabeélaboréeàpartirdeshéritagesgrecset indiensapermisd’amélioreer les instrumentsoude lesinventer, instruments qui ont servi à mesurer l’heure, les positions des objets célestes et à faire des opérationsd’arpentage.Ces instruments ont aussi permis de déterminer l’orientation des mosquées vers laMecque,dedéterminer lesheuresdesprières, lavisibilitéducroissant lunairequiannonce ledébutdumois.Cesperfectionnementsontaussipermislanaissancedel’astrologie,uneactivitétrèslucrative,maisrisquéeàl’époque,quiprétendaitprédirel’aveniroudéterminerlapersonnalitédesindividusdeprédireaussiledéroulementdecertainesopérations,guerresoumariages.




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AstrolabearabeduXIIè

Parmi ces astronomes arabes citonsHabash-al-Hasib (IXè) qui introduisit la tangente et la cotangente entrigonométrie etNasir ad Din at Tusi qui mit au point un modèle géométrique qui permet d’engendrer unmouvement rectiligne à partir d’un mouvement circulaire : que ferions aujourd’hui sans cela ? Une partie de cesouvragesontététraduitsenlatinauXIIè…etreprispar«nos»scientifiquescommeCopernicparexemple.

2-LesboussolescompasetsextantsdelamarineUn sextant est un instrument de navigation permettant de relever la hauteur angulaire d'un astre au-dessus del'horizon.Ilestutilisépourfairelepointenmer.Lesextantesttoujoursutilisébienquesonusageserestreigne,leGPSprendledessusmaislesextantnetombejamaisenpanne!




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Sextantenlaiton

Le sextant fut inventé auXVIIIè par JohnHadley (1682-1744),unmathématicienanglais,etThomasGodfrey(1704-1749),uninventeuraméricain,indépendammentl’undel’autre.Ilremplaçal'astrolabeetl'octantpourlanavigation.Laspécificitédusextantparrapportàl'astrolabeestquelesobjetssontmesurésrelativementàl'horizon.Uneautredifférenceestquel'angleestmesurédirectementalorsqu'unastrolabenemesurequelesinusdel'angleenquestion. Ces deux caractéristiques permettent d'obtenir une meilleure précision.Avec un sextant, l'horizon etl'objetàreleverrestentstables,mêmesurunbateauenmouvement.

- Calibrage :Avanttouteutilisation, lesextantdoitêtrecalibré.Aprèsavoirajustéle0,regardezlaligned'horizon.L’imageperçuedanslemiroirdoitêtrealignéeavecl'horizon,peuimportesonorientation.

-Mesure:Enregardantparl'oculaire,visezlerepèreretenu.Ensuite,bougezl'alidadedusextantdemanièreàcequevousaperceviezunrepèrefixé.Bougezl'alidadedefaçonàcequel'imagedusecondsoitalignéeaveclepremier.

Moded'emploidusextant:Mesuredelahauteurdusoleilau-dessusdel'horizon-Amenerl'alidadeAsurzéro,viserdirectementlesoleil-AbaisserlesextantSpourviserl'horizon,toutendéplaçant

l'alidadeApourposerl'imagedusoleilsurl'horizon.

-Lecture:L'angleséparantlesdeuxrepèrespeutêtreluaudegréprèsenseréférentau0del'alidade.Vouspouvez




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préciserenlisantlevernierdel'alidade.

-Particularité:Lorsqu'unrapporteurd'angleestsuperposéausextant,100degrésdusextantcorrespondentà50degrésdurapporteurcarl'appareildoitcompenserl'effetderotationdumiroirmobile.Lalumièreréfléchieparunmiroirsedéplacedudoubledelarotationdecelui-ci,ilfallaitdoncdiviserpar2l'échelleangulaire.

Compasdemarine,cuivreetlaiton

3-Leshorloges,comtoises,dansnotreexemple,pourresterenFranceLa production commence au XVIIIe, dans les villages de Morbier et de Bellefontaine dans le Jura. D’abord modestejusquevers1820,elleculmineàplusde100000piècesparanvers1850.Elle remplace alors la clouterie quidominaitdanslasecondemoitiéduXVIIIesiècle.

LedéclindelacomtoiseintervientdanslasecondemoitiéduXIXesiècle:montresbonmarché,horlogesàmoindrecoûtdetypeForêt-Noire,arrivéetardiveduchemindeferet,surtout,activitéderemplacementplusrentableaveclaconfectiondesmonturesdelunette.

MorbieretMorez,deuxvillages,aveclespaysans-horlogers,réalisentuneproductiond'horlogesquivontserépandredanstoutelaFranceetau-delà…

Techniquement,l'horlogecomtoiserappellel'horloged'édificeàcage.




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Mécanismedel’horlogecomtoise

-Lesrouagessontplacésl'unàcôtédel'autre,mouvementetsonnerie.-Lesdeuxrouagessontsurdespiliersverticauxetcomportentchacun4axes.-Leremontagedespoidssefaittousleshuitjours.-L'échappement,àvergeetrouederencontreauXVIIIè,passeàl’échappementàancreàreculensuite.-Lesrouessontenlaiton,leresteenfer.Lasonnerieestàcrémaillèreetlimaçonetnedécomptepas.-Lebalanciermarquelaseconde.




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HorlogecomtoisesignéeJean-ClaudeAlonet,actuelle.

Page12/13-Larechercheactuellesurlebronzedel'histoire

Lesarchéo-métallurgistesd’aujourd’huiessaientderetrouverlestechniquesetlesrésultatsduMoyenAge.1 - Voici donc un article du DRECAM, Département de Recherche sur l'État Condensé, les Atomes et lesMolécules, Production expérimentale de laiton par cémentation en creuset ouvert selon les recettes médiévales. A.Doridot,L.Robbiola,F.Téreygeol

Pourlespériodesmédiévales,lafabricationdulaiton(alliagesCu-Zn)reposesurleprocédédecémentation-lelaitonétantunalliagerecherchétantpourcesqualitésmécaniquesquepoursacouleurimitantcelledel’or.

Rappelonsqueceprocédéthermochimiqued’élaborationviseà libérer,sousformegazeuse,duzincissud’unminerai(calamine)quidiffusedansducuivresolide,enprésencedecharbon.Lacalaminepeutêtreaupréalablegrillée(oxydée).Lecharbonapourrôledemaintenirunmilieuréducteuretnotammentderéduirel’oxydedezincformélorsdugrillage.




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Laitonproduitparcémentation,imagedel’articlecité

Les recettes médiévales dont nous disposons mentionnent exclusivement une cémentation à l’aide de creusets «ouverts»(parexemple:ThéophileXIIesiècle,BiringuccioXVIesiècle,AgricolaXVIesiècle).Cependant, les tracesarchéologiquesdeceprocédé,connuesàcejourenEuropeetessentiellementdonnéespourantique,reposentsurl’existencedecreusetslutésettotalementfermés.Ilyadonciciunproblèmedeconcordancedessourcesentrelestextesetlesdonnéesarchéologiquessurlanaturedescreusetsemployés.End’autrestermespeut-onélaborerdulaitonparcémentationàpartird’uncreusetouvert?

Pour répondre à cepoint précis de métallurgie, une approche expérimentale a été réalisée en variant la nature dumineraidezinc.Lesessaisontétéeffectuésàpartir:1°)d’oxydedezinc,2°)decalaminenongrillée,3°)decalaminegrillée30minuteset4°)demineraigrillépendant12heures.

Les expérimentations ont été conduites en milieu réducteur en utilisant du cuivre sous forme de tournure et dupoussier de charbon pendant 2 heures à des températures comprises entre 950 et 1050°C. Les échantillonsmétalliques obtenus pour l’ensemble des essais ont été caractérisés par EDS-MEB. Les résultats confirment laformationdelaiton.Lesdonnéesanalytiquesetstructurales,notammentlesteneursenZnetleshétérogénéitésdecomposition,ontpermisdeconclureà lapertinencedesrecettesmédiévales.Cesrésultatsouvrentd’orsetdéjàdenouvellespistesderecherchenotammentdanslareconnaissancedescreusetsdestinésàlapréparationdecetalliage.

2-Unautrearticlesurdesrecherchescontemporainesdumêmelaboàproposdesmonnaiescontenantducuivre.LacoupellationàlacendredesalliagescuivreuxF.Téreygeol,N.Thomas

....Ladéfinitiondutitred’unalliagedanslecadred’uneproductionmonétairenécessiteunegranderigueurcarc’estsurcetteopérationquereposel’acceptationounond’unlotdemonnaies.Unedesméthodesemployéespouryparvenirestl’essaid’argentparvoiesèche.Ils’agitdeséparerlemétalblancduplombetducuivreparoxydationdecesderniers.S’ilestrelativementaisédeséparer leplombdel’argent, lacoupellationducuivrenécessiteuneplusgrandemaîtrisetechnique.Lesdonnéesd’archivesfournissentlamarcheàsuivredansuncadreexpérimental.Ladifficultérésidedansl’ajoutnécessairedeplombpourpermettrelaséparationducuivre.Laquantitéàajoutervariede3à17foislamassedecuivreestimée.




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Coupellation

Unfourneaud’essayeuraétébâtiàMelle-DeuxSèvres,France,etuneséried’alliagesCu-Agréaliséeinsituapuêtreessayée.Le fourestappareilléafindecontrôler la température.Pourestimer laqualitéde l’opérationexécutée, lesboutonsderetoursonttoutd’abordpeséspuisilsfontl’objetd’uneanalysequantitative.Lescoupellesayantserviàces opérations sont aussi observées car elles permettent de recueillir des informations facilitant l’analyse etl’interprétationdesartefactsarchéologiques.

3 -Cette recherchen’estpas inutile,eneffet,unechercheuseduCNRSvientdemontrerqu’ilyavaitdefauxmonnayeurschezlesGaulois,etpourquoipasaprèstout?

Desfaux-monnayeurschezlesGaulois:AurélieDeraisme,del'Institutderecherchesurlesarchéomatériauxd'Orléans.VoiciunrésumédesathèsepubliéparleCNRS:

...Marqué par la scission entre les Empires romain et gaulois, le IIIe siècle connaît de graves crises politiques etéconomiques.Alors, enmargede laproductionde l'atelierofficieldeTrèves,desateliers secondaires semettentàfrapper, à grandeéchelle, desmonnaiesqui imitent lespiècesde l'usurpateur Postume, alors à la têtede l'Empiregaulois.

Postumesurlespiècesdemonnaie,IIèmeap.JC.Cettepièceestenargent.

Defaussesmonnaiesfinalementtolérées,encettepériodedepénuriemonétaireimportante.Detellespiècesontéténotamment retrouvées en Seine-et-Marne, à l'emplacement du village de Châteaubleau, près de Provins.La




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présencedeboudinsetdeflansmonétairesargentésàcetendroitlaissesupposerqu'ils'agissaitdel'unde ces ateliers secondaires. Pourensavoirplus surcespièces illégaleset leurs techniquesde fabrication,AurélieDeraisme,physico-chimistespécialiséedanslamétallurgiedesalliagescuivreux,etsescollaborateursenonttoutd'abordétudié la composition.Alorsque lespiècesofficielles contiennent15%d'argentet85%decuivre, lesautresnerenfermentque2%d'argentpour98%decuivre.Unebelleéconomiepourlesfaussaires!Parmicroscopieélectronique,elleaensuitedéterminéleurstructureinterne.Sil'argentestuniformémentrépartidanstoutelamassedespiècesofficielles,ilnesetrouvequedansunemincecouchedesurfacedanslesmonnaiesd'imitation.Pourcomprendrecommentlesartisansdel'époqueobtenaientdetellespièces,lascientifiqueacherchéà les recréer en laboratoire. Elle a, pour cela, utilisé des cylindres de cuivre recouverts d'une mince feuille d'argentqu'elle a ensuite chauffés, dans des conditions permettant d'éviter toute oxydation de surface, à différentestempératuresetpendantdesduréesvariables.C'estenleschauffantpendant4minutesà950°Cqu'elleaobtenu la composition et la structure de l'argenture les plus proches de celles des piècesarchéologiques.L'ensembledecesrésultatspermetd'imaginerplusprécisémentlestechniquesd'argentureutiliséesparlesmétallurgistesgallo-romains,notammentpourlafabricationdefaussespiècesdemonnaies.

Page13/13-Pourallerplusloin

1-Bibliographiesuccincte:-ArchéologieenBourgogne,l’agglomérationdeChevroches(Nièvre),plaquette,2006-Briard.J.(1997).L’ÂgeduBronzeenEurope,ÉconomieetSociété,2000-800av.J.-C.Paris:ÉditionsErrance,175p.-ColinRonan,HistoireMondialedesSciences,EdSeuil-ConnaissancedesartsNoHS263,L’âged’ordessciencesarabes-EcoUmberto.L'histoireillustrédesinventions,Paris,ÉditionsdePontRoyal,1961.-HandbookofWorldMineralTradeStatistics1994-1999publiéparlaCnucedfournitdessériesdedonnéesparproduit,sur six années, aux niveaux mondial, régional et national et concernant le commerce international des principauxminérauxetdesprincipauxmétaux,delaformeprimaireàlaformesemi-transformée.Cettepublicationestconsidéréepar l'industriecomme lapremièrepublicationcomplète,méthodiqueetà jour indiquantà la fois lesquantitéset lesvaleurspourcesproduits.-InstitutduMondeArabe,Paris,magnifiquecollectiond’astrolabesentreautres-KönigC,notesdecours(métallurgie)etdocumentspersonnels(visitemusées)-LatombeprincièredeVixpubliésousladirectiondeClaudeRolley,photosdeJacquesRenoux,éditionsPicard,Dijon,2003-Dossiersdel'archéologie,n°259,décembre2000-janvier2001LesfabuleusesdécouvertesduXXesiècle-Dossiersdel'archéologie,n°284,juin2003Vix,lecinquantenaired'unedécouverte-Dossiersd’ArchéologieNos:185,220,120,218,258-Pépin,Raynald.L'énergiequitombepile,QuébecScience,Vol.28no5,1990.-QuilliecB.(2001).«LesépéesduBronzefinaletlesvoiesfluvialesetmaritimes».InL’HelgouachJ.etBriardJ.,dir.,Systèmes fluviaux, estuaires et implantations humaines de la Préhistoire aux grandes invasions, Actes du 124eCongrès national des Sociétés historiques et scientifiques, Nantes 1999. Paris: Éditions du Comité des travauxhistoriquesetscientifiques,p.241-252.- Quilliec B. (2003). L’Épée atlantique : échanges et prestige au Bronze final. Paris: Université de Paris I, thèse dedoctorat(dactylographié),3vol.,893p.-Rival,Michel.Lesgrandesinventions,Paris,ÉditionsLarousse.-Taverne,Anne.Lafacecachéedelapile,Science&VieJuniorno42,1992.

2-Avoirsurinternet




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http://www.paccard.com/index.htm:MaisonPaccard;http://www.coeur-de-france.com/fonderie-cloche.html:MaisonBollée;http://www.arts-et-metiers.net/:Instrumentsanciens;http://horloge.edifice.free.fr/index.htm:Horlogescomtoisesetviedanscesvillagesdepaysans-ouvriers,avecunebibliographietrèsimportantesurlesujet;http://www.cuivre.org/index-0000.htmhttp://www.tistra.com/:PromenadedanslessitesindustrielsetartisanauxdelarégionRhôneAlpes;http://www.cuivreriedecerdon.com/visite.php:Cetteusineancestrale(lesatelierssontenactivitédepuis1854)vousproposedesvisitescommentéespourmieuxconnaîtrecevéritablepatrimoineindustrieletl'histoiredesaprofession;http://www.globalwitness.org/:GlobalWitnessestuneorganisationnongouvernementaleindépendantequienquêtesurlesliensqu'entretiennentlesressourcesnaturellesavecl'exploitation,lesconflitsetlacorruption,etquimènedescampagnesdanscedomaine.LesrapportsdeGlobalWitnesspeuventyêtreconsultés;http://www.chinaculture.org/gb/en_artqa/2004-01/19/content_45739.htm:Sitesurlaculturechinoiseavecexplicationsàproposdesbronzeschinois.http://lubumbashi.free.fr/savoir/savoir10.htm:SitesurlesexploitationstraditionnellesducuivreauKatanga.

Documents

Le cuivre, premier métal travaillé par l'homme