partie de sa substance, et je présume que sa fusibilité peut
provenir du feld-spath et du schorl qui s’y trouvent mêlés, et
qu’elle ne contient point de substance calcaire à laquelle on
pourrait attribuer sa fusibilité; ma présomption est fondée
sur ce que cette mine descend jusqu’à quatre-vingts toises jdans un terrain qui n’est environné que de granit, et où
M. Jars ne dit pas avoir observé de> bancs de pierre calcaire;
il me parait donc que cette mine de Danemora est de première formation, comme celle de Presbei’g et de Nordmark, et que, quoiqu’elle soit plus fusible, elle ne contient que de la matière vitreuse, comme toutes les autres mines de fer primitives
a minéral attendri par ce grillage 1 est broyé | « sous un marteau ou brocard , après quoi on « le jette àu fourneau seul et sans addition de « castine. »
Dans plusieurs endroits , les mines de fer en roche sont assez magnétiques pour qu’on puisse les trouver à la boussole; cet indice est l’un des plus certains pour distinguer les mines de première formation par le feu , de celles qui n’ont ensuite été formées que par l’intermède de l’eau: mais de quelque manière et par quelque agent que ces mines aient été travaillées, l’élément du fer est toujours le même 2, et l’on peut, en y mettant tous les soins nécessaires , faire du
* « Le but du rôtissage des mines est moins pour dissiper « les parties volatiles, quoiqu’il remplisse cet objet lorsque « le minéral en contient, que de rompre le gluten, et de dés- « unir les parties terreuses d’avec les métalliques... De dur « et compacte, il devient, après le rôtissge. tendre, friable et « attirable par l’aimant, supposé qu’il ne le fût pas aupara- « vant: l’air avec le temps peut produire le même effet que « le rôtissage, mais il ne rend pas le minerai attirable par l ai-
« niant . Si le rôtissage est trop fort, le minerai produit
« moins de métal... En Norwége et en Suède, où les minerais « sont attirables par l’aimant, et par conséquent plus métalli- « sés naturellement que ceux que nous avons en France , on « les rôtit toujours préalablement à la fonte qui se fait dans « les hauts fourneaux...
« Si l’on prend les mêmes espèces de minerai de fer, que « l’on en fasse rôtir la moitié, et qu’on les fonde séparé- « ment... on obtiendra des fontes dont la différence sera « sensible; la fonte qui proviendra du minerai rôti sera plus « pure que l’autre, le feu du grillage ayant connu ncé à dés- « unir les parties terreuses d’avec les métalliques, et à dis- « siper l’acide sulfureux s’il y en avait, ainsi que les parties « volatiles.» Voyages Métallurgiques, par M. Jars, tomel, pages 8 et 12.
3 Le fer est un ; ce qui en a fait douter, c’est la variété presque infinie qui se trouve dans les fers, telle qu av< c la même mine et dans la même forge, on a souvent de bon et de mauvais fer ; mais ce n’est pas que l’élément du fer ne soit le même, et ces différences viennent d’abord des matières hétérogènes qu’on est obligé de fondre avec lamine, et ensuiie du différent travail des ouvriers à raffinerie. On fait en Suède le meilleur fer du monde avec les plus mauvaises mines, c’est-à-dire, avec les mines les plus aigres et les plus réfractaires; mais au moyen du grillage, avant de les jeter au fourneau, et ensuite en tenant plus longtemps la Ionie en fusion , et enfin par l’emploi du charbon doux à 1 affineric, on donne au fer un grand degré de perfection: nous pouvons rendre bons tous nos mauvais fers en les forgeant une seconde fois et repliant la barre sur elle-même; le marteau en fera sortir une matière vitrifiée , il y aura du déchet pour le volume et le poids, mais la qualité du fer en sera bien meilleure. Nous pouvons de même purifier nos fontes d’abord en les laissant plus longtemps au fourneau, et mieux encore en les faisant fondre une seconde fois.
Pour avoir du bon fer avec toute espèce de mine, en masse de pierre ou roche, il faut nécessairement les faire griller d’abord en les réduisant en très-petits morceaux avant de^j les jeter au fourneau : cette préparation, par le grillage, n'est pas nécessaire pour les mines en grains,, qu’il suffira de bien laver pour en séparer, autant qu’il est possible les terres et les sables. Mémoires de Physique deM.de Grignon, page 39.
DES MINÉRAUX
bon fer avec les plus mauvaises mines ; tout dépend du traitement de la mine et du régime du feu, tant au fourneau de fusion qu’à raffinerie.
Comme l’on sait maintenant fabriquer le fer dans presque toutes les parties du monde , nous pouvons donner ici l’énumération des mines de fer qui se travaillent actuellement chez tous les peuples policés. On connaît en France celles d’AUevard en Dauphiné, qui sont en masses concrètes, et qui donnent de très-bon fer et d’assez bon acier par la fonte, que l’on appelle acier de rive : « J’ai vu , dit M. de Grignon , « environ vingt filons de mines spathiques dans « les montagnes d’Allevard; il y en a qui ont « six pieds et plus de largeur sur une hauteur
« incommensurable rilsmarchcntrégulièrement « et sont presque toujours perpendiculaires. On « donne le nom de maillai à ceux des filons « dont le minerai fond aisément et donne du fer « doux , et l’on appelle rive les filons dont le « minerai est bien moins fusible et produit du « fer dur. C’est avec le mélange d’un tiers de « maillai sur deuxtiers de rive qu’onfait fondre « la mine de fer, dont on fait ensuite de bon « acier conuu sous le nom d , acier de rive »
Les mines du Berry 2, de la Champagne, de la Bourgogne, de la Franche-Comté, du Nivernois, du Lauguedoc 3 et de quelques autres
1 communiquée par M. le chevalier de Grignon , le 2 1 septembre 1778.
- Dans le Berry, le fer est si commun que je ne crois pas quon puisse assigner aucun endroit dont on n’en puisse tirer; aussi travaille t-on beaucoup ce métal , et fait-il l’objet d’ün commerce important. Ou ne le cherche pas bien profondément dans les entrailles de la terre , et il n’est pas distribué par filons comme les autres métaux ; il est répandu sur la
surface, ou tout au plus à quelques pieds de profondeur .
On creuse jusqu’à quatre à cinq pieds, et on en tire une terre jaune mêlée de cailloux et de petites boules rougeâtres, grosses comme des pois , c'est la mine de fer : la meilleure est celle qui est la plus ronde, pesante , rouge et brillante en de- . dans et non pas noire. On débarrasse cette mine de la terre jaune (qui est une espèce d’ocre), en la mettant dans des corbeilles que Ion promène dans les mares, l’eau délaie et emporte la terre, et ne laisse que la mine et les cailloux : par une autre opération , mais fort grossière , on sépare les cailloux d avec la mine, en sorte qu’il en reste toujours une quantité considérable. Cette mine en grains donne un fer trcs- < oux, mais fournit peu ; on la mêle avec une autre qu’on tire eu gros quartiers, dans des carrières au village de Sans, près Sancerre; on casse celle-ci en petits morceaux d’un pouce cubique, etc. Observations d Histoire Naturelle, par M le Monter ; Paris, 1739, page 1 17.
d On trouve dans le vallon de Trépalon (diocèse d’Alais ) une quantité de mines de fer à l’opposite de celles de charbon •
tr.verïrif r'e i”""6 <l"aU,é- ' Leurs vcines ■ »P>*s avoir i ncise te Gardon , un. peu au-dessous de la Biaquière , se
i '.pT1? 7’C°UVeries ,l nn ba,lC (,'ocre naturelle qui est très- - - . et dont on pourrait tirer parti. Les veines de fer tra-
provinces de France, sont pour la plupart en rouille et en grains, et fournissent la plus grande partie des fers qui se consomment dans le royaume. En général, on peut dire qu’il y a en ï rance des mines de fer de presque toutes les sortes : celles qui sont en masses solides se trouvent non-seulement en Dauphiné, mais aussi dans le Roussillon , le comté de Foix , la Bretagne et la Lorraine, et celles qui sont en grains ou en rouille se présentent en grand nombre dans presque toutes les autres provinces de ce royaume.
L’Espagne a aussi ses mines de fer dont quelques-unes sont en masses concrètes, qui se sont formées de la dissolution et du détriment des masses primitives; d’au très qui fournissent beaucoup de vitriol ferrugineux et qui paraissent être produites par l’intermède de l’eau chargée d’acide : il y en a d’autres en ocre et en grains dans plusieurs endroits de la Catalogne, de l’Aragon , etc. ' .
versent celles du charbon qu’elles interceptent un peu audessus du Mas-des-bois , après quoi celles de charbon reprennent leur cours et se divisent en deux branches vers la Biaquière. Histoire Naturelle du Languedoc, par M. de Gensanne, tomel, page 216. — a un petit quart de lieue des mines de charbon ( qui se trouvent entre Bize et le Pont-de- Cabessac, au diocèse de Narbonne), au lieu appelé Saint- Aulaire, sur le chemin de Montaulieu, on trouve de très-bonnes mines de fer; elles sont en général en grenailles rondes, semblables à de la dragée de plomb , et ces grenailles sont fort pesantes , et donnent ordinairement du fer de la première qualité ; cette espèce de minéral est ici très-abon-
. Nous avons trouvé également de très-bonnes mines
de fer au pied de la montagne du Tauch (même diocèse ), et à Segure , auprès du ruisseau , une mine d’argent mêlée de mine de fer . La montagne de Eergueiroles, dans la paroisse de Saiut-Paul de la Coste, au diocèse d’Alais . est
pénétrée de toutes parts par de grosses veines presque horizontales de mine de fer cristallisée, blanche et noire: ces veines, qui sont les unes au-dessus des autres, sont séparées par de fortes couches de pierres à chaux, en sorte que le minéral n’a pas la moindre communication avec les roches vitrifîables, et se trouve à plus de deux cents toises au-dessus de la • base de la montagne qui, comme presque toutes les montagnes calcaires, porte sur un fond schisteux . Je puis dire
la même chose des riches mines de fer des Cerbières , telles
que celles de Cascatel, d’Aveja, de Villerouge et autres .
J ai trouvé dans les laudes de Cérisy, au diocèse de Bayeux, quantité de coquillages bivalves , dont toute la substance de la coquille et du poisson est changée eu véritable mine de fer. J ai aussi trouvé dans les Gorbières, au diocèse de Narbonne, des morceaux de bois entièrement changé en mine de fer. Histoire Naturelle du Languedoc, par M. de Gensanne, tome II, pages 12, 13, 14, 173 176 et 183.
* Entre Alcocer et Orcllena, il y a une mine de fer dans une espèce de grès, où j’ai vu l’ocre la plus belle et la plus fine qu’il y ait au monde. Ou traverse une rude montagne pour arriver à Nabalviilar, où il y a des pierres hématites, et une espèce de terre noire qui reluit eu la frottant dans les main*, c’est un minéral mort de fer réfractaire, dont on ne peut jamais rien tirer... En sortant d’Albaracin par l’est, on trouve,
HISTOIRE NATURELLE
En Italie, les mines de fer les plus célèbres sont celles de l’ile d’Elbe; on en a fait récemment de longues descriptions , qui néanmoins sont assez peu exactes. Ces mines sont ouvertes depuis plusieurs siècles, et fournissent du fer à toutes les provinces méridionales de l’Italie L
à la distance de quelques milles , une mine de fer en terre calcaire, entourée d'un grès rougeâtre , et aussitôt après on trouve une autre mine noire de fer, où le métal est comme de gros grains de raisin. D’Albaracin nous tûmes à Moline d'Aragon , en traversant les montagnes où il y a deux mines de fer; l’une est dans la partie calcaire de la montagne, et donne
du fer si doux qu’on peut le travailler à froid . La seconde
mine est à une lieue de la première . Elle donne un fer
aigre ; elle est dans une roche de quartz, et est plus abondante que la première .... Cette mine, qui donne quarante pour cent de métal, est un peu dure à fondre. Histoire Naturelle d'Espagne, par M. Bowles, pages 06, 107 et 274 . La
mine de Saromostro provient de la dissolution et du dépôt du fer par l’eau — C’est un composé de lames ou petites écailles très-minces , appliquées les unes sur les autres . Il est
si sûr que cette mine *e forme journellement, qu’on ne doit pas être étonné de ce qu’on y a trouvé des fragments de pics, de pioches, etc., dans des endroits qu'on y a creusés il y a plusieurs siècles, et qui se sont ensuite remplis de minéral.... Le minéral forme un lit interrompu, qui varie dans son épaisseur depuis trois pieds jusqu’à dix: la couverture est
une roche calcaire de deux à six pieds d'épaisseur . Aux
environs de Bilbao (en Biscaye), on découvre le fer en quelques endroits sur la terre ; et à un quart de lieue de la ville, est une montagne remplie d’une mine de fer qui contient du vitriol : c'est une vaste colline ou un monceau énorme de mine de fer, qui charrie et attire en acide vitriolique, lequel pénétrant dans la roche ferrugineuse dissout le métal, et fait paraître à la superficie des plaques de vitriol vertes, bleues et blanches. Vis-à-vis de cette montagne, de l’autre côté de la rivière, il y en a une autre semblable qui produit une grande quantité de vitriol , qui est de toute couleur,
jaune clair, etc . A peu de distance de ce grand rocher
ferrugineux, un ingénieur fil couper un morceau de la montagne pour applanir la nouvelle promenade de la ville; et comme il la fit couper d’à-plomb et de cinquante à quatrevingts pieds de hauteur, on découvrit la mine de fer qui est en véritables veines, qui plongent, tantôt directement , tantôt obliquement, et représentent grossièrement les racines d'un arbre. Il y a des veines qui ont un pouce de diamètre, et d’autres qui sont plus grosses que le bras , variant à l’infini, selon le plus eu moins de résistance que la terre oppose au charriage de l’eau ; car ou ne peut douter que ce ne soit son ouvrage. Idem, pages 326, 331 et suiv.
* Dans l'ile d’Elbe, deux montagnes méritent principalement l'attention des minéralogistes, savoir :1e mont Calainita
et celui de Itio, où sont les célèbres mines de fer . A la !
distance d’environ deux milles de l'endroit où se trouve la j pierre d’aimant, dans ce mont Calamila, le terrain commence j à être ferrugineux et parsemé de pierres hématites noirâtres ou rougeâtres, et de pierres ferrugineuses micacées et écailleuses: on y trouve, surtout du côté de la mer, plusieurs morceaux d'aimant détachés des grandes masses de la montagne , et d’autres qui y sont enfoncés, et il semble que la montagne n’est elle-même qu’un amas de blocs ferrugineux et de morceaux d’aimant, car toute la superficie est couverte de ces morceaux écroulés.
On exploite la mine de Itio en plein air, comme une carrière de inarbre... Tonie la superficie de la montagne est couverte d'une terre ferrugineuse rougeâtre et noirâtre, mêlée de quantité de petites écailles luisantes de minéral de fer... L’intérieur de la montagne, su vaut ce qu’on déepuvre dais les
Dans la Grande-Bretagne, il se trouve beaucoup de mines de fer ; la disette de bois fait que depuis longtemps ou se sert de charbon de terre pour les fondre : il faut que ce charbon soit épuré
excavations , présente un amas irrégulier de diverses matières, I « des masses de minéral de différentes qualités..... La première que les ouvriers appellent ferraia , et l’autre lu ciola. La fer rata a presque la couleur et le brillant du fer, même de l'acier lustré , et est très-dure , très-pesante ; c’est l’hématite couleur de fer de Cronstedt: la luciola, qui est un minéral écailleux de fer micacé , est moins dure , moins pesante et moins riche que la ferrata . Ces mines ne courent
point par filons , elles sont en masses solitaires plus ou moins grosses, et quelquefois voisines les unes des autres ; elles n’ont point de directions constantes, et l’on en trouve du haut en
bas de la montagne , et jusqu'au niveau de la mer . Le bon
minéral de fer est le plus souvent accompagné d'une terre argileuse de différentes couleurs , qui paraît être de la même nature que le schiste argileux qui abonde dans cette montagne.
On trouve aussi dans la même montagne des pyrites , mais
en médiocre' quanti té et quelques morceaux d'aimant .
Cette mine de Rio est très-abondante , et fournit du fer à Naples. au duché de Toscane, à la république de Gènes, ij la Corse , à la ltoinague , etc... Et l’on voit par un passage d’Aristote , que les Grecs de son temps tiraient déjà du fer de cette île; elle a été célébrée par Virgile , Strabon et d autres auteurs anciens, à cause de l’abondance de son fer...
Le fer que produit cette mine de Rio est d’une très-bonne
qualité ; il égale en bonté celui de Suède . On réduit la mine
en fusion, sans addition d’aucun fondant...
La montagne de Rio n’est point disposée par couches horizontales, et il semble que les matières ferrugineuses, ocreuses et argileuses y aient été jetées confusément. Observations sur les mines de fer de l’île d’Elbe. Journal de Physique, mois de décembre 1778, page 416 et suiv... Les montagnes de l'île d'Elbe, dit M. Ferber, sont de granit : il y en a du violet qui est très-beau , parce que le spath dur (feld spath ) qu’il renferme, est violet et à grands cubes, larges ou épais, oblongs et polygones...
La mine de fer n'est pas eu veines ou filons , et cependant il y a une montagne entière, qui n’est formée que de mine
de fer environné de granit . La monlagne ferrugineuse de
l'île d'Elbe consiste pour la plupart en une mine compacte, c’est. ou de l’hématite couleur de fer, ou de la mine de 1er attirable par l’aimant sans être grillée. Il y a aussi du vrai aimant très-bon et très-fort : ces mines se cristallisent dans toutes les cavités en forme de crête de coq , en polygones et autres stalactites de différentes formes... On trouve aussi dans ces mines de la pyrite cristallisée , ou des inarcassites polygones et cubiques, un peu de pyrite cuivreuse, de l’amiante blanc, de la crème de loup ( spuma lupi ) en longues aiguilles concentriques. Dans les fentes, qui souvent sont très-longues et larges, et qu’on peut appeler des filons, il y a beaucoup de bol blanc, rouge et couleur de foie : une partie de cette terre bolaire est quelquefois endurcie jusqu’à la consistance d'un vrai
jaspe. Lettres sur la Minéralogie, page 440 et suiv . M. le
baron de Dielrich ajoute qu’il ne paraît pas qu’on ait tiré du fer dans aucun autre endroit de l’île d'Elbe que dans celte montagne ; la mine de fer n'est qu’à une portée de fusil de la mer ; * tous les rochers, dit-il, que l’on voit sur le rivage sont « ferrugineux ; cent cinquante ouvriers y travaillent cons- « tamrnent ; on se sert de poudre à canon pour l'exploiter : « on assure qu’on trouvait toujours la même qualité domine « jusqu’à six ou sept milles de distance... Toutes les mines de « fer de l'île d’Elbe . qui ont un aspect métallique , cristalli- « sées ou micacées , sont attirables à l'aimant ; celles au con- « traire qui sont simplement ocreuses ou sous la forme de « chaux ne lç sont point sans avoir été grillées... » La p;erre
DES MINÉRAUX
lorsqu’on veut s’en servir, surtout à raffinerie; sans cette préparation il rendrait le fer trèscassant. Les principales mines de ferde l’Ecosse sont près de la bourgade de Carron1 ; celles de l’Angleterre se trouvent dans le duché de Cumberland2 et dans quelques autres provinces.
Dans le pays de Liège3, les mines de fer sont presque toutes mêlées d’argile, et dans le comté de Namur 4 elles sont au contraire mélangées de matière calcaire. La plupart des mines d’Alsace et de Suisse 5 gisent aussi sur des pierres
d'aimant ne se trouve pas dans la mine de ferde Rio, c’est sur ia montagne la plus haute de l’ile d’Elbe , située à cinq milles de Capoliori, qu’il faut chercher cette pierre . Envi¬
ron à deux milles de la place où on la trouve , la terre est couverte de grands morceaux de pierres ferrugineuses, qui ressemblent à une mine de fer en roche, et paraissent avoir subi l’action du feu... « J’étais, dit M. de Dietrich , muni de « limaille de fer et d'une boussole ; à une certaine distance « de l'endroit où je trouvai la véritable pierre d’aimant, l’ai- « guille se porta entièrement au midi, parce que la pierre « d'aimant était en effet au midi de mon chemin et sur les « bords escarpés de la mer... La pierre d’aimant rougie au « feu et ensuite refroidie, perd sa vertu magnétique. » Note sur la minéralogie de Ferber, page 410.
* A Carron en Écosse, on use de cinq espèces de miues de fer, qui ne rendent pas plus de trente pour cent de fer en gueuse; les unes sont en pierre, d’autres en grains, et d’autres en hématites ou tète vitrée : on joint à ces mines, avant de les jeter au fourneau, un sixième de minerai plus riche, que l’on fait venir du duché de Cumberland, qui est aussi une espèce d’hématite ou tête vitrée... L'iron- atone ou pierre de fer, qui se trouve auprès de Carron en Écosse , se tire d’une terre molle et argileuse; elle se trouve en morceaux près de la superficie de la terre, et est très-pauvre ; mais la bonne mine de fer est en rognons dans une espèce d’argile , et se trouve eu couches presque horizontales, et cette mine en rognons surmonte un lit de schiste sous lequel se trouve une veine de charbon : la nature de minerai de ce fer est d’u.n gris noir et d’un grain serré. Voyages métallurgiques de M. Jars, page 270.
a Les mines qu’on trouve aux environs de la forge de Cliftonfurnace, dans le duché de Cumberland , sont à peu près semblables à celles que l'on tire aux environs de Carron en Écosse, mais elles sont en général plus riches en fer ; quelques-unes sont en pierres roulées, et on les nomme pierres de fer. Idem, page 235... Ou trouve des iron-stone ou pierres de fer en plusieurs endroits, et même dans le voisinage des mines de charbon prés de Litchefied et de Dudley, et dans la province de Lancastre ; et quelquefois ces pierres de fer forment des couches qui s’enfoncent à une assez grande profondeur. Du Charbon de terre, par M. Morand, page 1202.
5 Selon M. Krenger, les mines de fer du pays de Liège sont toutes argileuses, et au contraire celles du comté de Namur sont toutes calcaires ; il en est de même des mines d’Alsace. Journal de Physique, mois de septembre 1775, page 227.
4 Les mines du comté de Namur sont des ocres plus ou moins dures, et dont quelques-unes sont d’un assez beau rouge... Ces minerais-produisent en général un fer cassant à froid , et par conséquent très-bon pour la fabrication des clous ,. On ne grille point le minerai. Voyez les Voyages métallurgiques de M. Jars, tome , page 310.
5 Selon M. Guettardle fer est très-commun en Suisse ; le mont Jura offre de toutes parts des indices de mines de fer en grains, qui se trouvent aussi très-communément dans plusieurs autres cantons de la Suisse ; il y en a de fort abondau-
calcaires : toute la partie du mont Jura , cpii commence aux confins du territoire de Schafhouse , et qui s’étend jusqu’au comté de Neufchâtel , offre en plusieurs endroits des indices certains de mines de fer.
Toutes les provinces d’Allemagne ont. de même leur mines de fer, soit en roche, en grains, en ocre, en rouille ou en concrétions : celles de Styrie 1 et de Carinthie % dont nous avons parlé , sont les plus fameuses ; mais il y en a aussi de très-riches dans leTyrol3, la Bohême4, la Saxe, le comté de Nassau-Siegen , le pays de Hanovre 5,etc.
tes dans le comté de Sargans, qui donnent au fourneau de fort bon acier. Voyez les Mémoires de l’Académie des Sciences, année 1752, pages 343 et 314.
1 La mine de 1er de Styrie*, qui est écailleuse, et que, les Allemands appellent stahlstéin ou pierre d'acier, donne en effet de l’acier par la fonte, et peut aussi donner du très-bon fer. M. le baron de Dietrich dit qu’on trouve des mines écailleuses, toutes semblables à celles de Styrie, dans le pays de Nassau-Siegen dans la Saxe, le Tyrol, etc., et que partout on en fait de très-bon fer ou de l’excellent acier; et il ajoute que la mine d’Allevard en Dauphiné est de la même naturel et que l'on fait, dans le pays de Bergame et de Brescia, de très-bon acier d’une mine à peu près pareille. Lettres sur la Minéralogie, par M. Ferber, note, pages 37 et 38.
2 Depuis douze cents ans , on exploite dans deux liantes montagnes de la Carinthie, à deux lieues de Frisach, soixante mines de fer... Il y a des minerais bruns et d’autres rougeâtres.. et comme ils ne se fondent pas tous au fourneau avec la même facilité, on les fait griller séparément avant de les mélanger pour la fonte. Voyages métallurgiques, par M. Jars, tome I, pages 53 et 54.
3 Dans leTyrol, à Kleinboden, la plus grande partie du minerai esta petites facettes, et ressemble au pblintz deSlyrie. 11 yen a une autre espèce aussi à petites facettes, mais très-blanc ; et une autre à très-grandes facettes, qui est la vraie mine de fer spathique-; il y a de pareil minerai dans le Voigtland et dans le Dauphiné. Idem, page 64.
4 A tro's quarts de lieue de Platen en Bohême, on exploite deux filons perpendiculaires de mine de fer, larges chacun de deux à trois toises, et l’on y trouve un pied d’épaisseur en minerai tout pur, de l’espèce qu on nomme hématite ou télé vitrée ; on sait que l’hématite préente une infinité de rayons qui tendent tous au même centre. Les filons sont renfermés dans un grès, ou plutôt, ils ont pour toit et pour mur une pierre de grès à gros grains. Cette mine de fer avait, en 1757, cinquante-neuf toises de profondeur ; à mesure que l’on a approfondi , le filon est devenu meilleur : elle fournit du minerai à treize forges, tant en Saxe qu’en Bohême. Pour fondre ce minerai, on yjoint de la pierre à chaux: i'hématite ou tête vitrée donne du fer très-doux et d'une fmion très-facile lorsqu'on la mêle avec une plus grande quantité d'une mine jaune d'ocre, qu'on trouve presque à la surface de la terre. Voyages métallurgiques, par M. Jars, tome I, page 79 et suiv.
5 11 y a près deKonigs-lmtte, au pays d’Hanovre, des mines de fer (pii rendent jusqu’à soixante et quatre-vingts livres de fonte par cent, et d’autres (pii n’en rendent que quinze ou vingt ; on les mêle ensemble au fourneau où elles rendent < n commun trente ou quarante pour cent. . . II y a aussi d’autres minerais de fer qui sont plus durs et plus réfractaires, en sorte (pi on est obligé de les faire griller avant de les mêler avec les autres minerais pour les jeter au fourneau... Les mines de fer des environs de Blanckenbourg sont disposées par couches, et sont en masses à douze ou quinze toises de pro-
HISTOIRE NATURELLE
M. Guettard fait mention des mines de fer de la Pologne, et il en a observé quelques-unes : elles sont pour la plupart en rouille, et se tirent presque toutes dans les marais ou dans les lieux bas ; d’autres sont , dit-il , en petits morceaux ferrugineux , et celles qui se trouvent dans les collines sont aussi à peu près de même nature L
Les pays du Nord sont les plus abondants en mines de fer : les voyageurs assurent que la plus grande partie des terres de la Laponie sont ferrugineuses. On a aussi trouvé des mines de fer en Islande2 et en Groenland3.
En Moscovie, dans les Russies et en Sibérie, les mines de fer sont très-communes et font aujourd’hui l’objet d’un commerce important; car on en transporte le fer en grande quantité dans plusieurs provinces de l’Asie et de l’Europe, et même jusque dans nos ports de France 4.
fondeur sur des roches de marbre. Idem, page 70 et suiv.
4 En Pologne, il y a des mines de fer qui se tirent dans les marais; M. Guettard dit quelles sont d'un jaune d’ocre pâle, ou un peu brun, avec des veines plus foncées ou noirâtres... Le fer quelles donnent est cassant, et semblable à celui que fournit en Normandie la mine appelée Cosse, à laquelle elle ressemble beaucoup. Une autre mine de fer de Pologne est noirâtre avec des cavités entièrement vides ; on la prendrait, au premier coup d’œil, pour une pierre de volcans... De quelque nature que soient ces mines en Pologne, celles du moins que j ai vues, elles se trouvent dans des marais ou dans des endroits qui ont tous les marques d’avoir été autrefois marécageux. ltzaczynski dit qu’en général la Polésie polonaise a encore plus de mines de fer que la Volhinie, qu’elles se tirent aussi des marécages... et qu’elles sont jaunâtres ou couleur de rouille de fer...
Les marais de Cracovie, dit encore M. Guettard, renferment des mines de fer qu’on n’exploite point; les morceaux de minéral y sont isolés, ils ont un pied au plus de longueur sur quelques pouces d’épaisseur; dans quelques endroits cependant ces morceaux peuvent avoir trois ou quatre pieds dans la première dimension, sur un peu plus d’épaisseur que les autres; ils sont placés à deux ou trois pieds de profondeur au-dessous d’une terre qui tient de la nature de la tourbe, et 1 en trouve en fouillant plus bas du pareil minéral de fer sous d autres couches de terre... Comme les précédentes mines de marais, celles-ci sont poreuses, légères, terreuses, noirâtres avec des taches jaunâtres; on découvre de temps en temps dans ces fouilles, et dans les autres qu’on peut faire dans les marais, delà terre bleue appelée fleur-de-fer.... 11 y a des mines très-abondantes, mais qui ne sont pas de marais dans le Palatinat de Sandomir auprès de Sucbedniow et de Samsonow... Ces mines sont brunes, composées de plusieurs lames, et recouvertes d’une terre jaune couleur d’ocre. Mémoires de l’Académie des Sciences, année 1762, pages 246, 304 et 303.
3 Les Islandais font des ustensiles de ménage avec du fer, dont ils recueillent sans peine la mine en différents endroits. Histoire générale des Voyages, tome XVIII, page 30.
Idem, tome XIX, page 30.
4 Dans la province de Dwiine en Moscovie, on trouve plusieurs mines de fer (Voyages historiques de l’Europe , t. Vil, page 26)... Et à vingt-six lieues de Moscou auprès de Tuh, il y a d’autres mines fort abondantes. Voyages d’Oléarius; Pa-
En Asie , le fer n’est pas aussi commun dans les parties méridionales que dans les contrées septentrionales. Les voyageurs disent qu’il y a très-peu de mines de fer au Japon , et que ce métal y est presque aussi cher que le cuivre ' : cependant à la Chine le fer est à bien plus bas prix; ce qui prouve que les mines de ce dernier métal y sont en plus grande abondance. On en trouve dans les contrées de l’Inde , à Siam 2,
ris, 1636, tome I, page... Les Tartares qui habitent les bords des rivières de Kondoma et de Mrasa savent fondre la mine de fer dans de petits fourneaux creusés en terre et surmontés d'un chapiteau; ils pilent lamine et apportent alternativement dans le fourneau du minerai pilé et du charbon; ils se servent de deux soufflets , et ne font que deux ou trois livres de fonte à la fois. Gmelin , Histoire générale des Voyages, tome XVIII , pages 133 et 154. — En Sibérie, à quinze werstes de la ville de Tomsk, il y a une montagne composée entièrement de mine de fer; on en fait griller le minerai avant de le jeter au fourneau: il se trouve aussi chez les Barsajakes des mines qui donnent de très-bon fer. Idem, pages 160 et 161. — Dans les terres voisines du Léna, il se trouve des mines de fer mêlées avec des terres ferrugineuses jaunes ou rouges, et l’on en tire de très-bon fer. Idem, pages 284 et 283. — On trouve chez les Ostiaques, à quelque distance des bords du Jenisei , du minerai de fer fort pesant et fort riche, rouge en dehors et brun en dedans. Idem, page 561. — M. l’abbé Chappe a compté cinquante-deux mines de fer aux environs d’Ekatérinbourg en Sibérie. Ces mines sont, dit-il, mêlées avec des terres vitrifiables ou argileuses , et jamais avec des matières calcaires ; pas une de ces mines n’est disposée en filons, elles sont toutes par dépôts, dispersées sans ordre, du moins en apparence. On trouve presque toujours ces mines dans les montagnes basses et sur les bords des ruisseaux ; elles sont à trois pieds sous terre, elles ont vingt-quatre à trente pieds de profondeur... On fait griller toutes ces mines à l’air libre avant de les mettre au fourneau , et on en fait du très-bon fer. Gmelin , Histoire générale des Voyages, t. XIX, page 472... M. Pallasa trouvé en Russie , aux environs de la rivière de Geni, une masse de fer du poi ls de cent cinquantedeux livres, qu’il a envoyée à l’Académie de Pétersbourg. Cette masse a la forme d'une éponge, et est percée de trous ronds remplis de petits corps polis de couleur d’ambre : ce fer se plie aisément sans le secours du feu; un feu médiocre suffit pour le travailler. Onpeuten faire toutes sortes de petits outils; mais lorsqu’on l’expose à l’action d un grand feu , il perd sa souplesse, se granule et se casse au lieu de plier. Cette masse ferrugineuse a été trouvée sous la croupe d'une montagne couverte de bois , peu éloignée du mont Rénur, près duquel est une mine d'aimant. Journal historique et politique, 30 octobre 1773, article Pétersbourg.
4 On ne trouve du fer au Japon que dans quelques provinces; mais on l’y trouve en grande abondance , et cependant on l’y vend presque aussi cher que le cuivre. Histoire générale des Voyages, tome X, page 633.
2 A Siam, près de la ville de Cainpeng-pei, il y a une montagne au sommet de laquelle on trouve une mine de fer dont on tire même de l’acier par la fonte; cependant en général on connaît peu de mines de fer dans ce pays, et les Siamois ne sont pas habiles à le travailler ; car ils n’ont pas d’épingles, d’aiguilles, de clous, de ciseaux ni de ferrures; chacun se fait des épingles de bambou, comme nos ancêtres en faisaient d'épines. Histoire générale des Voyages, tome IX, pages 307 et 308. — Le village de Beausonin , au royaume de Siam, est composé de dix ou douze maisons, et est environné de mines de fer; il y a une forge où chaque habitant est obligé de fondre cent vingt-cinq livres de fer pour le roi : toute la
DES M1NÉBAUX.
à Golconde { et dans l’ile de Ceylan 2. L’on connaît de même les fers de Perse 3, d’Arabie 4 , et surtout les aciers fameux , connus sous le nom de damas, que ces peuples savaient travailler avant même que nous eussions, en Europe, trouvé l’art de faire de bon acier.
En Afrique, les fers de Barbarie 5 et ceux de Madagascar6 sont cités par les voyageurs; il se trouve aussi des mines de fer dans plusieurs autres contrées de cette partie du monde , à Bambouc 7, à Congo 5, et jusque chez les Hot-
forge consistait en deux ou trois fourneaux que Ion remplit de charbon et de mine alternativement ; le charbon venant à se consumer peu à peu, la mine se trouve au fond en une espèce de boulet. Les soultlets dont on se sert sont deux cylindres de bois creusés, dont le diamètre peut être de sept à huit pouces. Chaque cylindre a son piston avec de petites cordes, et un homme seul le fait agir. Second Voyage au* royaume de Siam ; Paris, 1689, pages 242 et 243.
1 A Golconde, on fabrique beaucoup de fer et d’acier qui se transportent en divers endroits des Indes. Histoire générale des Voyages, tome IX, page 517.
2 Le fer est commun dans 1 île de Ceylan, et les habitants
savent même en faire de l’acier. Idem, tome VIII, page 549. *
5 On fait à Kom, en Perse, de très-bonnes lames d’épées et de sabres: l'acier dont ces lames sont faites vient de Airis proche Ispahan, où il y a plusieurs mines de ce métal. Voyages de Jean Struys; Rouen, 1719, tome I, page 272. — Les principales mines de Perse sont dans l’Hyrcanie , la Médie septentrionale , au pays des Parthes et dans la Bactriane ; mais le fer qu’on en tire n’est pas si doux que celui qu’on fait en Angleterre. Voyages de Chardin ; Amsterdam, 1711, tome II, page 23.
4 Les Grecs ont dit mal à propos que l’Arabie heureuse n’avait point de fer, puisque aujourd’hui même on y exploite encore des mines dans le district de Saad . Mais ce 1er de Saad
est moins bon que celui qu’on apporte d’Europe, et leur revient plus cher, vu l’ignorance des Arabes et le manque de bois. Description de l’Arabie, par M. Niebuhr, page 123.
B Le plomb et le fer sont les seuls métaux qu’on ait découverts jusqu'ici en Barbarie. Le fer est fort bon , mais il n’est pas en grande quantité : ce sont les Kabyles des districts montagneux de Bon-jeirah qui le tirent de la terre et qui le forgent; ils l'apportent ensuite en petites barres aux marchés de Bon-jeirah et d’Alger. La mine est assez abondante dans les montagnes de Dwée et de Zikkar; la dernière est la plus riche et fort pesante, et l’on y trouve quelquefois du cinabre. Voyages de Shaw, tome I, page 306. — Il y a aussi du fer dans le royaume de Maroc, dans les montagnes de Gésula. L’Afrique de Marmol , tome II, page 76. — Et les habitants de Beni-Besseri , au pied du mont Atlas, en font leur principal commerce. Idem, tome III, page 27.
6 On trouve du fer à Madagascar, et les habitants de quelques parties montagneuses de cette île sont assez industrieux pour le fabriquer en barres; les mines sont très-fusibles et produisent un fer très-doux. Relation de Madagascar, par François Gauche; Paris, 1631, pages 68 et 69.
f On trouve du fer non-seulement à Bambouck, dans le royaume de Galain, de Kayne et de Dratnuret, où il est en abondance, mais encore dans tous les autres pays en descendant le Sénégal, surtout k Joël et Donghel, dans les états du Siratik , où il est si commun que les nègres en font des pots et des marmites. Histoire générale des Voyages, tome II, page 644.
* On trouve beaucoup de fer, ainsique plusieurs autres
tentots1. Mais tous ces peuples, à l’exception des Barbaresques, ne savent travailler le fer que très-grossièrement; et il n’y a ni forges ni fourneaux considérables dans toute l’étendue de l’Afrique : du moins les relateurs ne font mention que des fourneaux nouvellement établis par le roi de Maroc, pour fondre des canons de cuivre et de fonte de fer.
Il y a peut-être autant de mines de fer dans le vaste continent de l’Amérique que dans les autres parties du monde; et il paraît qu’elles sont aussi plus abondantes dans les contrées du nord que dans celles du midi : nous avons même formé, dès le siècle précédent, des établissements considérables de fourneaux et de forges dans le Canada , où l’on fabriquait de très-bon fer '2. Il se trouve de même des mines de fer en Virginie3, où les Anglais ont établi depuis peu
métaux, dans le royaume de Congo. Recueil des Voyages de la Compagnie des Indes ; Amsterdam, 1702, tome IV, page
4 Les mines de fer sont fort communes dans le pays des Ilot tentots, et les habitants savent même les convertir en fer par la fonte. Histoire générale des Voyages, tome V.page 172. Voyages de Kolbe. — Au cap de Bonne-Espérance, il y a des indices certains de mines de fer. Description du cap de Bonne- Espérance, par Kolbe; Amsterdam, 1741, partie II, page 174
2 Au Canada , la ville des Trois-Rivières a dans son voisinage des mines d’excellent fer. Histoire générale des Voyages, tome XIV, page 700.— Les mines de fer sont au Canada plus abondantes et plus communes que dans la plupart des provinces de l’Europe ; celles des Trois-Rivières , surtout , surpassent celles d’Espagne, par la quantité de fer qu’elles donnent. Histoire philosophique et politique ; Amsterdam , 1772, tome II, page 63. — « Les mines des Trois-Rivières, « dit M. Guettard, donnent d’excellent fer ; cependant il ne « faut pas croire que tout le fer du Canada soit d'une égale « qualité ; il y en a de très-doux et de très-malléable , et « d’autre qui est aigre et fort aisé à casser ; cette différence « peut venir, ou de la manière de le faire, ou de celle qui se « trouve entre les mines... Suivant M. Gautier, toutes lester- « res du Canada contiennent des mines de fer : il y en a « dans un endroit appelé la Mine au Bacourct, et au CY/p « Martin ; ces mines sont mêlées avec un peu de cuivre ou « d'autre métal... Les morceaux de celle du cap Martin pè- « sent autant que le fer, à volume égal : le fer y a paru pres- « que tout pur à en juger par la couleur... Lorsqu’on prend « un morceau de cette mine, et que sans l'avoir purifié ni « fait passer par le feu, on le présente à l’aiguille aimantée, « il la fait varier , et produit sur elle presque les mêmes ef • « fets et les mêmes mouvements qu’une lame de couteau or- « dinaire... Quand on pulvérise cette mine, et qu’on verse « dessus un peu d’esprit de vitriol , il fermente très-peu ou « presque point; mais quand on la jette dans un mélange « d’esprit de nitre et de sel marin , ce qui fait une eau régale, « il parait que ce qui est de couleur de cuivre s’y dissout « Ces expériences donnent lieu de penser que le fer est pres- « <pie partout pur dans cette mine du cap Martin ; celle du « ltaccourct est plus mélangée. » Voyez les Mémoires de l'Académie des Sciences de Paris, année 1732, page 207 et suiv.
5 il y a des mines de fer k Falling-Croak , sur la rivlere James, dans la Virginie. Histoire générale des Voyages, t. XIV, page 474. — Et même tous les lieux élevés de cette presqu'île sont remplis de mines de fer. Idem , page 492.
HISTOIRE NATURELLE
des forges ; et comme ces mines sont très-abondantes et se tirent aisément, et presque à la surface de la terre, dans toutes les provinces qui sont actuellement sous leur domination, et que d’ailleurs le bois y est très-commun, ils peuvent fabriquer le fer à peu de frais ; et ils ne désespèrent pas , dit-on , de fournir ce fer de l’Amérique au Portugal , à la Turquie, à l’Afrique , aux Indes orientales et à tous les pays où s’étend leur commerce1. Suivant les voyageurs, on a aussi trouvé des mines de fer dans les climats plus méridionaux de ce nouveau continent , comme à Saint-Domingue2, au Mexique3, au Pérou au Chili4 5, à la Guiane6 et au Brésil7; et cependant les Mexicains et les Péruviens , qui étaient les peuples les plus policés de ce continent . ne faisaient aucun usace du fer, quoiqu’ils eussent trouvé l’art de fondre les autres métaux ; ce qui ne doit pas étonner, puisque, dans l’ancien continent, il existait des peuples bien plus anciennement civilisés que ne pouvaient l’être les Américains , et que néanmoins il n’y a pas trois mille cinq cents ans que les Grecs ont, les premiers, trouvé les moyens de fondre la mine de fer, et de fabriquer ce métal dans l ile de Crète.
La matière du fer ne manque donc en aucun lieu du monde : mais l’art de la travailler est si difficile, qu’il n’est pas encore universellement répandu , parce qu’il ne peut être avantageusement pratiqué que chez les nations les plus policées, et où le gouvernement concourt à favoriser l’industrie : car, quoiqu’il soit physiquement très-possible de faire pariout du fer de la meilleure qualité, comme je m’ensuis assuré par ma propre expérience, il y a tant d’obstacles physiques et moraux qui s’opposent à cette perfection de l’art, que dans l’état présent des choses on ne peut guère l’espérer.
4 Histoire philosophique et politique des établissements des Européens dans les deux Indes. Amsterdam, 1772, toine VI,
2 L’ile de Saint-Domingue a des mines de fer. Histoire générale des Voyages, tome XII, page 218.
5 Ee canton de Mertitlan, au Mexique, renferme une quantité de mines de fer. Idem, page 648.
4 ün trouve aussi au Pérou, dans le territoire de Cneura, plusieurs morceaux de mines de fer altirables à l’aimant. Idem, toine XIII, page 598.
5 11 Y a ailssi des mines de fer au Chili. Idem, page 412.
,J La Guiane française est abondante en mines de fer. Idem , tome XIV, page 577.
7 Au Brésil , a trente lieues de Saint-Paul au sud , on rencontre les montagnes de Bera-Suéaba, abondantes en mines de fer. ld< m, page 225.
Pour en donner un exemple , supposons un homme qui , dans sa propre terre, ait des mines de fer et des charbons de terre , ou des bois en plus grande quantité que les habitants de son pays ne peuvent en consommer : il lui viendra tout naturellement dans l’esprit l’idée d’établir des forges pour consumer ces combustibles , et tirer avantage de ses mines. Cet établissement, qui exige toujours une grosse mise de fonds , et qui demande autant d’économie dans la dépense que d’intelligence dans les constructions, pourrait rapporter à ce propriétaire environ dix pour cent, si la manutention en était administrée par lui-même. La peine et les soins qu’exige la conduite d une telle entreprise, à laquelle il faut se livrer tout entier et pour longtemps , le forceront bientôt à donner à ferme ses mines , ses bois et ses forges , ce qu’il ne pourra faire qu’en cédant moitié du produit : l’intérêt de sa mise se réduit dès lors à cinq au lieu de dix pour cent. Mais le très-pesant impôt dont la fonte de fer est grevée en sortant du fourneau diminue si considérablement le bénéfice, que souvent le propriétaire de la forge ne tire pas trois pour cent de sa mise, cà moins que des circonstances particulières et très-rares ne lui permettent de fabriquer ses fers à bon marché et de les vendre cher1. Un autre obstacle moral tout aussi opposé, quoique indirectement, à la bonne fabrication de nos fer.s , c’est le peu de préférence qu’on donne aux bonnes manufactures , et le peu d’attention pour cette branche de commerce qui pourrait devenir l’une des plus importantes du royaume, et qui languit par la liberté de l’entrée des fers étrangers. Le mauvais 1er se fait cà bien meilleur compte que le bon, et cette différence est au moins du cinquième de son prix : nous ne ferons donc jamais que du fer
4 J ai établi dans ma terre de Buffon un haut fourneau avec deux forges ; l’une à deux feux et deux marteaux, et 1 autre à un feu et un marteau ; j’y ai joint une fonderie, une double batterie, deux martinets, deux brocards, etc.; toutes ces constructions faites sur mon propre terrain , et à mes Irais, m’ont coûté plus de trois cent mille livres; je lésai faites avec attention et économie; j’ai ensuite conduit pendant douze ans toute la manutention de ces usines, je n’ai jamais pu tirer les intérêts de ma mise au dernier vingt; et après douze ans d’expérience , j’ai donné à ferme toutes ces usines pour six mille cinq cents livres ; ainsi je n’ai pas dt ux et demi pour cent de mes fonds, tandis que l’impôt en produit à très-peu près autant et sans mise de fonds à la caisse du domaine : je ne cite ces faits que pour mettre en garde contre des spéculations illusoires les gens qui pensent à faire de semblables établissements, et pour faire voir en meme temps que le gouvernement qui en lire le profit le plus net leur doit protection.
de qualité médiocre , tant que le bon et le mauvais fer seront également grevés d’impôts, et que les étrangers nous apporteront, sans un impôt proportionnel, la quantité de bons fers dont on ne peut se passer pour certains ouvrages.
D’ailleurs les architectes et autres gens chargés de régler les mémoires des ouvriers qui emploient le fer dans les bâtiments et dans la construction des vaisseaux ne font pas assez d’attention à la différente qualité des fers; ils ont un tarif général et commun sur lequel ils règlent indistinctement le prix du fer , en sorte que les ouvriers qui l’emploient pour leur compte dédaignent le bon, et ne prennent que le plus mauvais et le moins cher : à Paris surtout , cette inattention fait que dans les bâtiments on n’emploie que de mauvais fers , ce qui en cause ou précipite la ruine. On sentira toute l’étendue de ce préjudice si l’on veut se rappeler ce que j’ai prouvé par des expériences ; c’est qu’une barre de bon fer a non-seulement plus de durée pour un long avenir , mais encore quatre ou cinq fois plus de force et de résistance actuelle qu’une pareille barre de mauvais fer.
Je pourrais m’étendre bien davantage sur les obstacles qui , par des règlements mal entendus , s’opposent à la perfection de l’art des forges en France : mais dans l’histoire naturelle du fer, nous devons nous borner à le considérer dans ses rapports physiques, en exposant nonseulement les différentes formes sous lesquelles il nous est présenté par la nature , mais encore toutes les différentes manières de traiter les mines et les fontes de fer pour en obtenir du I bon métal. Ce point de vue physique, aujourd’hui contrarié par les obstacles moraux dont nous venons de parler , est néanmoins la base réelle sur laquelle on doit se fonder pour la conduite des travaux de cet art , et pour changer ou modifier les règlements qui s’opposent à nos succès en ce genre. *
Nous n’avons en France que peu de ces roches primordiales de fer, si communes dans les provinces du Nord , et dans lesquelles l’élément du fer est toujours mêlé et intimement uni avec une matière vitreuse. La plupart de nos mines de fer sont en petits grains ou en rouille, et elles se trouvent ordinairement à la profondeur de quelques pieds : elles sont souvent dilatées sur un assez grand espace de terrain , où elles ont été déposées par les anciennes alluvions des eaux avant qu’elles n’eussent abandonné la sur-
face de nos continents. Si ces mines ne sont mêlées que de sables calcaires, un seul lavage ou deux suffiront pour les en séparer, et les rendre propres à être mises au fourneau : la portion de sable calcaire que l’eau n’aura pas emportée servira de castine ; il n’en faudra point ajouter, et la fusion de la mine sera facile et prompte : on observera seulement que, quand la mine reste trop chargée de ce sable calcaire, et qu’on n’a pu l’en séparer assez en la lavant ou la criblant, il faut alors y ajouter, au fourneau, une petite quantité de terre limoneuse, qui, se convertissant en verre, fait fondre en même temps cette matière calcaire superflue, et ne laisse à la mine que la quantité nécessaire à sa fusion, ce qui fait la bonne qualité de la fonte.
Si ces mines en grains se trouvent au contraire mêlées d’argile fortement attachée à leurs giains, et qu on a peine d’en séparer par le lavage, ü faut le reiterer plusieurs fois, et donnei à cette mine, au tourneau, une assez grande quantité de castine : cette matière calcaire facilitera la fusion de la mine en s’emparant de l’argile qui enveloppe le grain, et qui se fondra par ce mélange. Il en sera de même si la mine se trouve mêlée de petits cailloux : la matière calcaire accélérera leur fusion; seulement on doit laver, cribler et vanner ces mines, afin d’en séparer, autant qu’il est possible, les petits cailloux , qui souvent y sont en trop grande quantité.
J’ai suivi l’extraction et le traitement de ces trois sortes de mines : les deux premières étaient en nappes , c’est-à-dire dilatées dans une assez grande étendue de terrain ; la dernière , mêlée de petits cailloux, était au contraire en nids ou en sacs , dans les fentes perpendiculaires des bancs de pierre calcaire. Sur une vingtaine de ces mines ensachees dans les rochers calcaires j’ai constamment observé qu’elles n’étaient mêlées que de petits cailloux quartzeux, de calcédoines et de sables vitreux, mais point du tout de graviers ou de sable calcaire, quoique ces mines fussent environnées de tous côtés de bancs solides de pierres calcaires, dont elles remplissaient les intervalles ou fentes perpendiculaires à d’assez grandes profondeurs, comme de cent, cent cinquante et jusqu’à deux cents pieds : ces fentes, toujours plus larges vers la superficie du terrain, vont toutes en se rétrécissant à mesure qu’on descend, et se terminent par la réunion des rochers calcaires, dont les bancs devien-
DES MINERAUX
282 HISTOIRE NATURELLE
lient continus au-dessous. Ainsi, quand ce sac de mine était vidé, on pouvait examiner de haut en bas et de tous côtés les parois de la fente qui la contenait , elles étaient de pierre purement calcaire, sans aucun mélange de mine de fer ni de petits cailloux ; les bancs étaient horizontaux, et l’on voyait évidemment que la fente perpendiculaire n’était qu’une disruption de ces bancs, produite par la retraite et le dessèchement de la matière molle dont ils étaient d’abord composés ; car la suite de chaque banc se trouvait à la meme hauteur de l’autre côté de la fente , et tous étaient de même pafaitement correspondants du haut jusqu’en bas de la fente.
J’ai de plus observé que toutes les parois de ces fentes étaient lisses et comme usées par le frottement des eaux, en sorte qu’on ne peut guère douter qu’après l’établissement de la matière des bancs calcaires par lits horizontaux , les fentes perpendiculaires ne se soient d’abord formées par la retraite de cette matière sur ellemême en se durcissant; après quoi ces mêmes fentes sont demeurées vides , et leur intérieur, d’abord battu par les eaux , n’a reçu que dans des temps postérieurs les mines de fer qui les remplissent.
Ces transports paraissent être les derniers ouvrages de la mer sur nos continents : elle a commencé par étendre les argiles et les sables vitreux sur la roche du globe, et sur toutes les matières solides et vitrifiées par le feu primitif; les schistes se sont formés par le dessèchement des argiles, et les grès par la réunion des sablons quartzeux ; ensuite les poudres calcaires, produites par les débris des premiers coquillages, ont formé les bancs de pierre, qui sont presque toujours posés au-dessus des schistes et des argiles ; et en même temps les détriments des végétaux, descendus des parties les plus élevées du globe, ont formé les veines de charbons et de bitumes ; enfin les derniers mouvements de la mer, peu de temps avant d’abandonner la surface de nos collines, ont amené, dans les fentes perpendiculaires des bancs calcaires, ces mines de fer en grains qu’elle a lavés et séparés de la terre végétale, où ils s’étaient formés comme nous l’avons expliqué 1 .
Nous observerons encore que ces mines, qui se trouvent ensachées dans les roches calcaires, sont communément en grains plus gros que
4 Voyez dans le présent volume, page H 2, l'article qui a pour titre, de la Terre végétale.
celles qui sont dilatées par couches sur une grande étendue de terrain 1 : elles n’ont de plus aucune suite , aucune autre correspondance entre elles que la direction de ces mêmes fentes, qui, dans les masses calcaires, ne suivent pas la direction générale de la colline, du moins aussi régulièrement que dans les montagnes vitreuses; en sorte que quand on a épuisé un de ces sacs de mine , l’on n’a souvent nul indice pour en trouver un autre. La boussole ne peut servir ici ; car ces mines en grains ne font aucun effet sur l’aiguille aimantée, et la direction de la fente n’est qu’un guide incertain : car dans la même colline, on trouve des fentes dont la plus grande dimension horizontale s’étend dans des directions très-différentes et quelquefois opposées ; ce qui rend la recherche de ces mines très-équivoque , et leur produit si peu assuré , si contingent , qu’il serait fort imprudent d’établir un fourneau dans un lieu ou l’on n’aurait que de ces mines en sacs, parce que ces sacs étant une fois épuisés, on ne serait nullement assuré d’en trouver d’autres : les plus considérables de ceux dont j’ai fait l’extraction ne contenaient que deux ou trois mille muids de mine, quantité qui suffit à peine à la consommation du fourneau pendant huit ou dix mois. Plusieurs de ces sacs ne contenaient que quatre ou cinq cents muids, et l’on est toujours dans la crainte de n’en pas trouver d’autres après les avoir épuisés ; il faut donc s’assurer s’il n’y a pas à proximité , c’està-dire à deux ou trois lieues de distance du lieu où l’on veut établir un fourneau, d’autres mines en couches assez étendues pour pouvoir être moralement sur qu’une extraction continuée pendant un siècle ne les épuisera pas : sans cette prévoyance, la matière métallique venant à manquer , tout le travail cesserait au bout d’un temps , la forge périrait faute d’aliment , et l’on serait obligé de détruire tout ce que l’on aurait édifié.
Au reste, quoique le fer se reproduise en grains sous nos yeux dans la terre végétale , c’est en trop petite quantité pour que nous puissions en faire usage ; car toutes les minières dont nous faisons l’extraction ont été amenées, lavées et déposées par les eaux de la mer lorsqu’elle couvrait encore nos continents. Quelque
4 Ce n’est qu’en quelques endroits que l’on trouve de ces mines dilatées en gros grains sur une grande étendue de terrain. Al. de Grignon en a recounu quelques-unes de telles en Franche-Comté.
DES MINÉRAUX
graude que soit la consommation qu’on a faite et qu on faittous les jours de ces mines, il paraît néanmoins que ces anciens dépôts ne sont pas à beaucoup près épuisés , et que nous en avons en France pour un grand nombre de siècles, quand môme la consommation doublerait par les encouragements qu'on devrait donner à nos fabrications de fer : ce sera plutôt la matière combustible qui manquera si l’on ne donne pas un peu plus d’attention à l’épargne des bois, en favorisant l’exploitation des mines de charbon de terre.
Presque toutes nos forges et fourneaux ne sont entretenus que par du charbon de bois 1 ; et comme il faut dix-huit à vingt ans d’âge au bois pour être converti en bon charbon , on doit compter qu’avec deux cent cinquante arpents de bois bien économisés , l’on peut faire annuellement six cents ou six cent cinquante milliers de fer: il faut donc, pour l’entretien d’un pareil établissement, qu’il y ait au moins dixhuit fois deux cent cinquante ou quatre mille cinq cents arpents à portée, c’est-à-dire à deux ou tiois lieues de distance, indépendamment d’une quantité égale ou plus grande pour la consommation du pays. Dans toute autre position , 1 on ne pourra faire que trois ou quatre cents milliers de fer par la rareté des bois ; et toute forge qui ne produirait pas trois cents millieis de fer par an ne vaudrait pas la peine d’être établie ni maintenue ; or , c’est le casd’un grand nombre de ces établissements faits dans les temps où le bois était plus commun, où on ne le tirait pas, par le flottage, des provinces éloignées de Paris, où enfin, la population étant moins glande, la consommation du bois, comme de toutes les autres denrées, était moindre; mais maintenant que toutes ces causes, et notre plus grand luxe, ont concouru à la disette du bois, on sera forcé de s’attacher à la recherche de ces anciennes forêts enfouies dans le sein de la
Les charbons de chêne, charme, hêtre et autres bois durs, sont meilleurs pour le fourneau de fusion; et ceux de tremble, bouleau et autres bois mous, sont préférables pour raffinerie: majs il faut laisser reposer pendant quelques mois les charbons de bois durs. Le charbon de chcne employé à raffinerie rend le fer cassant ; mais au fourneau de fusion, c’est de tous les charbons celui qui porte le plus de mine ; ensuite c’est le charbon de hêtre, celui de sapin et celui de châtaignier, qui de tous en porte le moins, et doit être réservé , avec les bois Mânes, pour l’aftinerie. On doit tenir sèchement et à couvert ous les charbons; ceux de bois blanc surtout s’altèrent à air et a la plui ie dans très-peu de temps; le charbon des jeunes chenes, depuis dix-huit jusqu’à trente ans d’âge , est celui qui brûle avec le plus d’ardeur.
terre, et qui, sous une forme de matière minérale, ont retenu tous les principes de la combustibilité des végétaux, et peuvent les suppléer non-seulement pour l’entretien des feux et des fourneaux nécessaires aux arts, mais encore pour l’usage des cheminées et des poêles de nos maisons, pourvu qu’on donne à ce charbon minéral les préparations convenables.
Les mines en rouille ou en ocre, celles en grains et les mines spathiques ou en concrétions, sont les seules qu’on puisse encore traiter avantageusement dans la plupart de nos provinces de France, où le bois n’est pas fort abondant; car, quand même on y découvrirait des mines de fer primitif, c’est-à-dire de ces roches primordiales, telles que celles des contrées du Nord, dans lesquelles la substance ferrugineuse est intimement mêlée avec la matière vitreuse, cette découverte nous serait peu utile, attendu que le traitement de ces mines exige près du double de consommation de matière combustible, puisqu’on est obligé de les faire griller au feu pendant quinze jours ou trois semaines avant de pouvoir les concasser et les jeter au fourneau ; d’ailleurs ces mines en roche, qui sont en masses très-dures, et qu’il faut souvent tirer d’une grande profondeur, ne peuvent être exploitées qu’avec de la poudre et de grands feux qui les ramollissent ou les font éclater : nous aurions donc un grand avantage sur nos concurrents étrangers si nous avions autant de matières combustibles ; car avec la même quantité nous ferions le double de ce qu’ils peuvent faire, puisque l’opération du grillage consomme presque autant de combustible que celle de la fusion ; et, comme je l’ai souvent dit, il ne tient qu’a nous d’avoir d’aussi bon fer que celui de Suède, dès qu’on ne sera pas forcé, comme on l’est aujourd’hui, de trop épargner le bois, ou que nous pourrons y suppléer par l’usage du charbon de terre épuré.
La bonne qualité du fer provient principalement du traitement de la mine avant et après sa mise au fourneau. Si l’on obtient une très-bonne fonte, on sera déjà bien avancé pour faire d’excellent fer. Je vais indiquer le plus sommairement qu’il me sera possible les moyens d’y parvenir, et par lesquels j’y suis parvenu moi-même, quoique je n’eusse sous ma main que des mines d’une très-médiocre qualité,
U faut s attacher dans 1 extraction des mines en grains aux endroits où elles sont le plus
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pures ; si elles ne sont mêlées que d’un quart ou dTm tiers de matière étrangère, on doit encore les regarder comme bonnes : mais si ce mélange hétérogène est de deux tiers ou de trois quarts, il ne sera guère possible de les traiter avantageusement, et l’on fera mieux de les négliger et de chercher ailleurs ; car il arrive toujours que dans la même minière, dilatée sur une étendue de quelques lieues de terrain, il se trouve des endroits où la mine est beaucoup plus pure que dans d’autres, et de plus, la portion inférieure de la minière est communément la meilleure : au contraire dans les minières qui sont en sacs perpendiculaires, la partie supérieure est toujours la plus pure, et on trouve la mine plus mélangée à mesure que l’on descend. 11 faut donc choisir, et dans les unes et dans les autres, ce qu’elles auront de mieux et abandonner le reste si l’on peut s’en passer.
Cette mine, extraite avec choix, sera conduite aux lavoirs pour en séparer toutes les matièies terreuses que l’eau peut délayer, et qui entraînera aussi la plus grande partie des sables plus menus ou plus légers que les grains de la mine ; seulement il faut être attentif à ne pas continuer le lavage dès qu’on s’aperçoit qu’il passe beaucoup de mine avec le sable \ ou bien il faut recevoir ce sable mêlé de mine, dans un dépôt d’où l’on puise ensuite le tirer pour le cribler ou le vanner, afin de rendre la mine assez nette pour pouvoir la mêler avec l’autre. On doit de même cribler toute mine lavée qui reste encore chargée d’une trop grande quantité de sable ou de petits cailloux. En général, plus on épurera la mine par les lotions ou par le crible, et moins on consommera de combustible pour la fondre, et l’on sera plus que dédommagé de la dépense qu’on aura faite pour cette préparation de la mine par son produit au fourneau 2.
La mine épurée à ce point peut être confiée
* Ce serait entrer dans un trop grand détail, que de donner ici les proportions et les formes des différents lavoirs qu’on a imaginés pour nettoyer les mines de fei en grains , et les putger des matières étrangères , qui quelquefois sont tellement unies aux grains, qu’on a grande peine à les eu détacher. Le lavoir foncé de fer et percé de petits trous, inventé par M. Robert, sera très-utile pour les mines ainsi melecs de teire gr.isse et attachante; mais pour toutes les auties mines qui ne sont mélangées que de sable calcaire ou de petits cailloux vitreux, les lavoirs les plus simples suffisent, et meme doivent être préférés.
2 Les cribles cylindriques, longs de quatre à cinq pieds sur dix-huit ou vingt pouces de diamètre, montés en fil de fer sur un axe à rayons, sont l»s plus expéditifs et les meilleurs; j’en
fait construire plusieurs , et je m'en suis servi avec avati-
au fourneau avec certitude d’un bon produit en quantité et en qualité; une livre et demie de charbon de bois suffira pour produire une livre de fonte, tandis qu’il faut une livre trois quarts et quelquefois jusqu’à deux livres de charbon lorsque la mine est restée trop impure : si elle n’est mêlée que de petits cailloux ou de sables vitreux, on fera bien d’y ajouter une certaine quantitéde matière calcaire, commed’unsixième ou d’un huitième par chaque charge , pour en faciliter la fusion; si au contraire elle est trop mêlée de matière calcaire, on ajoutera une petite quantité, comme d’un quinzième ou d’un vingtième, de terre limoneuse, ce qui suffira pour en accélérer la fusion.
U y a beaucoup de forges où l’on est dans l’usage de mêler les mines de différentes qualités avant de les jeter au fourneau : cependant on doit observer que cette pratique ne peut être utile que dans des cas particuliers : il ne faut jamais mélanger une mine très-fusible avec une mine réfractaire, non plus qu’une mine en gros morceaux avec une mine en très-petits grains , parce que l’une se fondant en moins de temps que l’autre, il arrive qu’au moment de la coulée la mine réfractaire ou celle qui est en gros morceaux n’est qu’à demi fondue, ce qui donne une mauvaise fonte dont les parties sont mal liées; il vaut donc mieux fondre seules les mines de quelque nature qu’elles soient , que de les mêler avec d’autres qui seraient de qualités très-différentes. Mais comme les minesen grains sont à peu près de la même nature , la plus ou moins grande fusibilité de ces mines ne vient pas delà différente qualité des grains, et ne provient que de la nature des terres et des sables qui y sont mêlés. Si ce sable est calcaire, la fonte sera facile; s’il est vitreux ou argileux, elle sera plus difficile : on doit corriger l’un par l’autre lorsque l’on veut mélanger ces mines au fourneau; quelques essais suffisent pour reconnaître la quantité qu’il faut ajouter de l’une pour rendre l’autre plus fusible. En général, le mélange de la matière calcaire à la matière vitreuse les rend bien plus fusibles qu elles ne le seraient séparément.
Dans les mines en roche ou en masse , ces
tage; un enfant de dix ans suffit pour tourner ce crible dans lequel le minerai coule par une trémie : le sablon le plus fin tombe au-dessous de la tête du crible, les grains de mine tombent dans le milieu , et les plus gros sables et les petits cailloux vont au-delà par l'effet de la force centrifuge ; c'est de tous les moyens le plus sur pour rendre la mine au^si nette qu il est possible.
DES MINÉRAUX
essais sont plus faciles ; il ne s’agit que de trouver celles qui peuvent servir de fondant aux autres. II faut briser cette mine massive en morceaux d’autant plus petits qu’elle est plus réfractaire . Au reste, les mines de fer qui contiennent du cuivre doivent être rejetées , car elles ne donneraient que du fer très-cassant.
Ua conduite du fourneau demande tout autant et peut-être encore plus d’attention que la préparation de la mine. Après avoir laissé le fourneau s’échauffer lentement pendant trois ou quatre jours, en imposant successivement sur le charbon une petite quantité de mine (environ cent livres pesant), on met en jeu les soufflets en ne leur donnant d’abord qu’un mouvement assez lent (de quatre ou cinq foulées par minute ) : on commence alors à augmenter la quantité de la mine, et l’on en met pendant les deux premiers jours deux ou trois mesures (d’environ soixante livres chacune), sur six mesures de charbon (d’environ quarante livres pesant), à chaque charge que l’on impose au fourneau ; ce qui ne se fait que quand les charbons enflammés dont il est plein ont baissé d’environ trois pieds et demi. Cette quantité de charbon qu’on impose à chaque charge étant toujours la même, on augmentera graduellement celle de la mine d’une demi-mesure le troisième jour, et d’autant chaque jour suivant , en sorte qu’au bout de huit ou neuf jours, on imposera la charge complète de six mesures de mine sur six mesures de charbon ; mais il vaut mieux dans le commencement se tenir au-dessous de cette proportion que de se mettre au-dessus.
On doit avoir l’attention d’accélérer la vitesse des soufflets en même proportion à peu près qu’on augmente la quantité de mine, et l’on pourra porter cette vitesse jusqu’à dix coups par minute, en leur supposant trente pouces de foulée, et jusqu’à douze coups si la foulée n’est que de vingt-quatre ou vingt-cinq pouces. Le régime du feu dépend de la conduite du vent, et de tous deux dépendent la célérité du travail et la fusion plus ou moins parfaite de la mine : aussi dans un fourneau bien construit, tout doitil être en juste proportion ; la grandeur des soufflets, la largeur de l’orifice de leurs buses , doivent être réglées sur la capacité du fourneau : une trop petite quantité d’air ferait languir le feu ; une trop grande le rendrait trop vif et dévorant ; la fusion de la mine ne se ferait, dans le premier cas , que très-lentement et imparfaite¬
ment, et dans le second la mine n’aurait pas le temps de se liquéfier : elle brûlerait en partie au lieu de se fondre en entier.
On jugera du résultat de tous ces effets combinés par la qualité de la matte ou fonte de fer que l’on obtiendra. On peut couler toutes les neuf à dix heures; mais on fera mieux de mettre deux ou trois heures de plus entre chaque coulée : la mine en fusion tombe comme une pluie de feu dans le creuset où elle se tient en bain , et se purifie d’autant plus qu’elle y séjourne plus de temps ; les scories vitrifiées des matières étrangères dont elle était mêlée surnagent le métal fondu, et le défendent en même temps de la trop vive action du feu qui ne manquerait pas d’en calciner la surface. Mais comme la quantité de ces scories est toujours très-considérable, et que leur volume boursouflé s’élèverait à trop de hauteur dans le creuset, on a soin de laisser couler, et même de tirer cette matière superflue, qui n’est que du verre impur, auquel on a donné le nom de laitier , et qui ne contient aucune partie de métal lorsque la fusion de la mine se fait bien : on peut en juger par la nature même de ce laitier; car s’il est fort rouge, s’il coule difficilement, s il est poisseux ou mêle de mine mal fondue , il indiquera le mauvais travail du fourneau : il faut que ce laitier soit coulant et d’un rouge léger en sortant du fourneau ; ce rouge que le feu lui donne s’évanouit au moment qu’il se lefioidit , et il prend différentes couleurs suivant les matières étrangères qui dominaient dans le mélange de la mine.
On pourra donc toutes les dôuze heures obtenir une gueuse ou lingot d’environ deux milliers; et si la fonte est bien liquide et d’une belle couleur de feu, sans être trop étincelante, on peut bien augurer de sa qualité ; mais on en jugera mieux en examinant, après 1 avoir couverte de poussière de charbon, et l’avoir laissée refroidir au moule pendant six ou sept heures, si le lingot est très-sonore , s’il se casse aisément sous la masse, si la matière en est blanche et composée de lames brillantes et de gros grains à facettes, on prononcera sans hésiter que cette fonte est de mauvaise ou du moins de très-médiocre qualité, et que pour la convertir en bon fer, le travail ordinaire de raffinerie ne serait pas suffisant. Il faudra donc tâcher de corriger d’avance cette mauvaise qualité de la fonte par le traitement au fourneau : pour cela on diminue îa d un huitième ou même d’un sixième la
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quantitédeminequel onimposeàchaquecharge su)1 la même quantité de charbon, ce qui seul suffira pour changer laqualité de la fonte; car alors on obtiendra des lingots moins sonores, dont la matière, au lieu d’être blanche et à gros grains , sera grise et à petits grains serrés; et si l’on compare la pesanteur spécifique de ces deux fontes, celle-ci pèsera plus de cinq cents livres le pied cube, tandisque la première n’en pèseraguère que quatre cent soixante-dix ou quatre cent soixantequinze ; et cette fonte grise à grains serrés donnera du bon fer au travail ordinaire de raffinerie, où elle demandera seulement un peu plus de temps et de feu pour se liquéfier 1 .
* La fonte blanche , dit M. de Grignon , est la plus mauvaise; elle est blanche lorsqu’on surcharge le fourneau de trop de mine relativement au charbon; elle peut aussi devenir telle par la négligence du fondeur , lorsqu'il n’a pas attention de travailler son ouvrage pour faire descendre doucement les charges et qu’il les laisse former une voûte au-dessus de la tuyère , et toutes les fois que la fusion n’est pas exacte , et que la mine est précipitée daus le bain sans être assez préparée, et enfin lorsque , par quelque cause que ce soit , la chaleur se trouve diminuée dans le fourneau. La fonte blanche est sonore, dure et fragile : elle est très-fusible au feu . mais elle donne un fer cassant , dur et rouverain.
La fonte qu’on appelle truitée est parsemée de taches grises; elle est moins mauvaise que la fonte purement blanche ; cette foule truitée est très-propre à faire de gros ouvrages, comme des enclumes ; elle se travaille aisément et donne de meilleur fer que les fontes blanches.
Une fonte grise devient blanche , dure et cassante lorsqu’on la coule dans un moule humide , et à une petite épaisseur : la partie la plus mince est plus blanche que le reste ; celle qui suit est trmtée , et il n’y a que les endroits les plus épais dont la fonte soit grise,
La fonte grise donne le meilleur fer : il y en a de deux espèces, l’une d'un gris cendré , et l’autre d’un gris beaucoup plus foncé , tirant sur le brun noir; la première est la meilleure ; elle sort du fourneau aussi fluide que de l’eau : cette fonte grise dans son état de perfection donne une cristallisation régulière en la laissant refroidir lentement pendant plusieurs jours ; elle fait une retraite très-considérable sur ellemême : sa cristallisation est en forme pyramidale , et se (crin ne en une pointe très-aiguë ; elle se forme principalement dans les petites cavités de la fonte.
La fonte grise est moins sonore que la blanche, parce qu’elle est plus douce , et que ses parties sont plus souples.
La fonte brune ou noirâtre est telle, parce qu’on a donné trop peu de mine relativement au charbon , et que la chaleur du fourneau était trop grande : elle est moins pesante, et plus poreuse que l'autre fonte, et plus douce â la lime; elle s'égrène plus facilement, mais se casse plus difficilement; elle est trèsdure à fondre , mais elle donne un bon fer nerveux : ses cristaux sont de la même forme que ceux de la fonte grise, mais seulement plus courts. Cette fonte brune ou noire ne réussit pas pour mouler des pièces minces, parce qu’elle ne prend pas bien les impressions; mais elle est. très-bonne pour de grosses pièces de résistance , comme tourillons , colliers d'arbres, etc. il se forme beaucoup d’ écailles minces et de limaille sur cette fonte noire , poreuse et soufflée : celte limaille est assez semblable à du mica noir ou au sablon ferrugineux qui se trouve dans quelques mines , et qui ressemble aussi au sablon ferrugineux de la platine; ces petites lames sont autant de parcelles atténuées du régule de fer. Mémoires de Physique , par M. de Grignon , page 60 et suiv.
Il en coûte donc plus au fourneau et plus a raffinerie pour obtenir du bon fer que pour en faire du mauvais, et j’estime qu’avec la même mine la différence peut aller à un quart en sus. Si la fabrication du mauvais fer coûte cent francs par millier, celle du bon fer coûtera cent vingt-cinq livres ; et malheureusement dans le commerce, on ne paie guère que dix livres de plus le bon fer, et souvent même on le néglige pour n’acheter que le mauvais. Cette différence serait encore plus grande si l’on ne regagnait pas quelque chose dans la conversion de la bonne fonte en fer ; il n’en faut qu’environ quatorze cents pesant, tandis qu’il faut au moins quinze, et sou \ ent seize cents d’une mauvaise fonte pour faire un millier de fer. Tout le monde pourrait donc faire de la bonne fonte et fabriquer du bon fer; mais l’impôt dont il est grevé force la plupart de nos maîtres de forges à négliger leur art, et à ne rechercher que ce qui peut diminuer la dépense et augmenter la quantité : ce qui ne peut se faire qu’en altérant la qualité. Quelques-uns d’entre eux , pour épargner la mine , s’étaient avisés défaire broyer les crasses ou scories qui sortent du foyer de Raffinerie et qui contiennent une certaine quantité de fer intimement mêlé avec des matières vitrifiées; par cette addition, ils trouvèrent d’abord un bénéfice considérable en apparence : le fourneau rendait beaucoup plus de fonte ; mais elle était si mauvaise qu’elle perdait à raffinerie ce qu’elle avait gagné au fourneau, etqu’après cette perte, qui compensait le bénéfice ou plutôt le réduisait à rien, il y avait encore tout à perdre sur la qualité du fer qui participait de tous les vices de cette mauvaise fonte; ce fer était si cendreux, si cassant, qu’il ne pouvait être admis dans le commerce.
Au reste, le produit en fer que peut donner la fonte dépend aussi beaucoup de la manière de la traiter au feu de raffinerie. « J’ai vu , dit « M. de Grignon, dans les forges du basLimou- « sin, faire avec la même fonte deux sortes de « fer ; le premier doux , d’excellente qualité et « fort supérieur à celui du Berri ; on y emploie « quatorze cents livres de fonte : le second est « une combinaison de fer et d'acier pour les ou- « tils aratoires, et l’on n’emploie que douze « cents livres de fonte pour obtenir un millier « de fer ; mais on consomme un sixième déplus « de charbon que pour le premier. Cette diffé- « rence ne provient que de la manière de poser « la tuyère, et de préserver le fer du contact
DES MINÉRAUX
* immédiat du vent U » Je pense qu’en effet, si l’on pouvait, en affinant la fonte, la tenir toujours hors delà ligne du vent, et environnée de manière qu’elle ne fût point exposée à l’action de 1 air, il s’en brûlerait beaucoup moins , et qu avec douze cents ou tout au plus treize cents livres de fonte , on obtiendrait un millierde fer.
La mine la plus pure, celle meme dont on a tiié les grains un à un, est souvent intimementmêlée de particules d’autres métaux ou demimétaux, et particulièrementde cuivre etdezinc. Ce premier métal qui est fixe reste dans la fonte, et le zinc qui est volatil se sublime ou se brûle2.
La fonte blanche, sonore et cassante que je réprouve pour la fabrique du bon fer , n’est guèie plus propre à être moulée; elle se boursoufle au lieu de se condenser par la retraite et se casse au moindre choc ; mais la fonte blanchâtre, et qui commence à tirer au gris , quoique très-dure et encore assez aigre , est tiès-piopre à faire des colliers d’arbres de loues, des enclumes et d’autres grosses masses qui doivent résister au frottement ou à la percussion. On en fait aussi des boulets et des bombes : elle se moule aisément et ne prend
que peu de retraite dans le moule. On peut d’ailleurs se procurer à moindres frais cette espèce de fonte au moyen de simples fourneaux à&réverbères \ sans soufflets, et dans lesquels on emploie le charbon de terre plus ou moins épuré. Comme ce combustible donne une chaleur beaucoup plus forte que celle du charbon de bois , la mine se fond etcoule dans cesfourneaux aussi promptement et en plus grande quantité que dans nos hauts fourneaux, et on a l’avantage de pouvoir placer ces fourneaux partout , au lieu qu’on ne peut établir que sur des courants d’eau nos grands fourneaux à souffïets;maiscettefonte faite au charbon de terre , dans ces fourneaux de réverbère , ne donne pas de bon fer, et les Anglais, tout industrieux qu’ils sont, n'ont pu jusqu’ici parvenir à fabriquer des fers de qualité même médiocre avec ces fontes, qui vraisemblablement ne s’épurent pas assez dans ces fourneaux ; et cependant j’ai vu et éprouvé moi-même qu’il était possible, quoique assez difficile, de faire du bon fer avec de la fonte fondue au charbon de terre , dans nos hauts fourneaux à soufflets, parce qu’elle s’y épure davantage que dans ceux de réverbère.
1 Lettre de M. le chevalier de Grignon à M. le comie d< Buffon, datée de Paris, le 29 juillet 17S2.
U sélève beaucoup de vapeurs qui s’étendent à une grandi hauteur au-dessus du gueulard d’un fourneau où l’on fond 1, mine de fer: cette vapeur prend feu au bord delà surface d< cette ouverture : les bords se revêtent d’une poussière blancht ou jaune, qui est une matière métallique décomposée et sublimée : outre cela il se forme sur les parois dans l’intérieur di fourneau, à commencer aux deux tiers environ de sa hautem depuis la cuve, une matière brune dont la couche est légère, mais tort adhérente aux briques du fourneau; cette matière sublimée est ferrugineuse ; il y a souvent dans le brun des taches blanches et jaunâtres, et l’on y trouve dansquelques cavités de belles cristallisations en filets déliés... Cette substance est la cadmie des fourneaux ; on en retire du zinc; ainsi ce demi-métal parait être contenu dans la mine de fer; il reste même du zinc dans la foute de fer après la fusion, quoique la plus grande partie de ce demi-métal, qui ne peut souffrir une violente action du feu sans se brûler et se volatiliser, soit réduite en tutie vers l’ouverture du fourneau où elle forme une suie métallique qui s’attache aux parois du fourneau , et cette suie de zinc et le fer est le pomphholix : non-seulement toutes les mines de fer de Champagne , mais encore celles des autres provinces de France contiennent du zinc. Mémoires de Physique, par M. de Grignon , page 273 et suiv. — M. Granger dit que toutes les mines de fer brunes opaques ou ocracées, contiennent delà chaux de zinc, et qui! y a un passage comme insensible de ces mines à la pierre ealaminaire, et réciproquement de la pierre calaminaire à ces mines de fer. On voit tous ces degrés dans le pays de Liege et dans le duché de Limbourg : « Nous croyons ,
« ajoute-t-il, que cette dose du zinc, contenue dans les mines « de fer , est ce qui leur donne la facilité de produire des fers * de tant de qualités différentes, et quelle est peut-être plus « con iderable qu'on ne pense. » Journal de Physique, mois
de septembre 1773, page 223 et suiv.
Cette fonte faite dans des fourneaux de réverbère peut utilement être employée aux ouvrages moulés : mais comme elle n’est pas assez épurée, on ne doit pas s’en servir pour les canons d’artillerie ; il faut au contraire la fonte la plus pure, et j’ai dit ailleurs 2 qu’avec des précautions et une bonne conduite au fourneau, on pouvait épurer la fonte, au point que les pièces de canon, au lieu de crever en éclats meurtriers, ne feraient que se fendre par l’effet
' C est la pratique commune en plusieurs provinces de la Grande-Bretagne où l’on fond et coule de cette manière les plus belles fontes moulées et des masses de plusieurs milliers eu gros cylindres et autres formes. Nous pourrions de même faire usage de ces fourneaux dans les lieux où le charbon de terre est à portée. M. le marquis de Luchet m’a écrit qu’il avait tait essai de cette méthode dans les provinces du comlé de Nassau. « J ai mis, dit-il, dans un fourneau construit selon « la méthode anglaise cinq quintaux de mine de fer, et au « bout de huit heures, la mine était fondue. » Lettre de M. le marquis de Luchet à M. le comte de Buffon , datée de Ferney le 4 mars 1773... Je suis convaincu de la vérité de ce fait , que M. de Luchet opposait à un fait également vrai, et que j’ai rapporté. (Voyez , dans le premier volume , la Théorie de la Terre et l’Introduction à l’Histoire des Minéraux). C’est que la mine de fer ne se fond point dans nos fourneaux de réverbère, même les plus puissants , tels que ceux de nos verreries et glaceries ; la différence vient de ce qu’on la chauffe avec du bois, dont la chaleur n’est pas, à beaucoup près, aussi forte que celle du charbon de terre.
3 l héorie de la Terre , tome I , Mémoire sur les movens de perfectionner les canons de fonte de fer.
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d’une trop forte charge , et dès lors résisteraient sans peine et sans altération à la force de la poudre aux charges ordinaires.
Cet objet étant de grande importance mérite une attention particulière. 11 faut d’abord bannir le préjugé où l’on était, qu’il n’est pas possible de tenir la fonte de fer en fusion pendant plus de quinze ou vingt Ire u res , qu’en la gardant plus longtemps elle se brûle, qu’elle peut aussi faire explosion, qu’on ne peut donner au creuset du fourneau une assez grande capacité pour contenir dix ou douze milliers de tonte , que ces trop grandes dimensions du creuset et de la ‘cuve du fourneau en altéreraient ou même en empêcheraient le travail, etc. ; toutes ces idées , quoique très-peu fondées et pour la plupart fausses, ont été adoptées : on a cru qu’il fallait deux et même trois hauts fourneaux, pour pouvoir couler une pièce de trentesix et même de vingt-quatre , afin de partager en deux ou même en trois creusets , la quantité de fonte nécessaire, et ne la tenir en fusion que dix-huit ou vingt heures. Mais indépendamment des mauvais effets de cette méthode dispendieuse et mal conçue, je puis assurer que j’ai tenu, pendant quarante-huit heures, sept milliers de fonte en fusion dans mon fourneau, sans qu’il soit arrivé le moindre inconvénient, sans qu’elle ait bouillonné plus qu’à 1 ordinaire, sans qu’elle se soit brûlée, etc.1, et que j'ai vu
« Ayant fait part de mes observations à M. le vicomte de Morogues, et lui ayant demandé le résultat des expériences faites à la fonderie de Ruelle en Angoumois, voici l’extrait des réponses qu’il eut la bonté de me faire.
« On a fondu à Ruelle, des canons de vingt-quatre à un seul « fourneau; le creuset devait contenir sept mille cinq cents
< ou huit mille de matière; la fusion de la fonte ne peut pas « être égale dans deux fourneaux différents, etc est ce qui « doit déterminer à ne couler qu’à un seul fourneau.
* On emploie environ quarante-huit heures pour la fusion « de sept mille cinq cents ou huit mille de matière pour un « canon de vingt-quatre , et l'on emploie vingt-trois à vingt- « quatre heures pour la fusion de trois mille cinq cents pour « un canon de huit ; ainsi la foute du gros canon ayant été le
< double du temps dans le creuset , il est évident qu’elle a dû t se purifier davantage.
« Il n’est pas à craindre que la fonte se brûle, lorsqu’elle est « une fois en bain dans le creuset. A la vérité, lorsqu il y a trop « de charbon, et par conséquent trop de feu et trop peu de mine « dans le fourneau , elle se brûle en partie au lieu de fondre « en entier ; la fonte qui en résulte est brune , poreuse et f bourrue, et n’a pas la consistance ni la dureté d une bonne « fonte ; seulement il faut avoir attention que la fonte dans le « bain soit toujours couverte d'une certaine quantité de lai- « tier. Celte fonte bourrue, dont nous venons de parler, est « douce et se fore aisément; mais comme elle a peu de den- « site, et parc mséquent de résistance, elle nesl pas bonne i pour les canons.
ha fonte grise à petits grains doit être préférée à la fonte
clairement que si la capacité du creuset qui s’était fort augmentée par un feu de six mois eût été plus grande, j’aurais pu y amasser encore autant de milliers de matière en fusion , qui n’aurait rien souffert en la laissant toujours surmontée du laitier nécessaire pour la défendre de la trop grande action du feu et du contact de l’air : cette fonte au contraire, tenue pendant quarante-huit heures dans le creuset, n en était que meilleure et plus épurée; elle pesait cinq cent douze livres le pied cube, tandis que les fontes grises ordinaires qu’on travaillait alors à mes forges ne pesaient que quatre cent quatre-vingt-quinze livres, et que les fontes blanches ne pesaient que quatre cent soixante-
« trop brune qui est trop tendre, et à la fonte blanche à gros « grains qui est trop dure et trop impure.
« Il faut laisser le canon refroidir lentement dans sou « moule, pour éviter la sorte de trempe qui ne peut que don- « lier de l’aigreur à la matière du canon : bien des gens croient « néanmoins (pie cette surface extérieure, qui est la plus dure,
« donne beaucuup de force au canon.
« 11 n’y a pas longtemps que l'on tourne les pièces de canon,
« et qu’on les coule pleines pour les forer ensuite; l’avantage,
« en les coulant pleines, est d’éviter les chambres qui sc tur- « ment dans tous les canons coulés à noyaux. L’avantage de « les tourner consiste, en ce qu'elles seront parfaitement cen- « trées, et d'une épaisseur égale dans toutes les parties cor- « redondantes ■ le seul inconvénient du tour est que les « pièces sont plus sujettes à la rouille que celles dont on n a « pas entamé la surface.
« La plus grande difficulté est d’empêcher le;canon des’ar- « quer dans le moule ; or, le tour remédie à ce défaut et à tous « ceux qui proviennent des petites imperfections du moule.
« La première couche qui se durcit dans la fonte d un canon « est la plus extérieure ; l’humidité et la fraîcheur du moule « lui donne une trempe qui pénètre à une ligne ou une ligne « et demie dans les pièces de gros calibre, et davantage dans « ceux de petit calibre, parce que leur surface est proportion- « nellement plus grande relativement à leur masse :or, ce; te a enveloppe trempée est plus cassante, quoique plus dure que « le reste de la matière ; elle ne lui est pas aussi bien intimc- « ment unie, et semble faire un cercle concentrique , assez. « distinct du reste de la pièce ; elle ne doit donc pas auga inenter la résistance de la pièce. Mais si l’on craint encore de a diminuer la résistance du canon, en enlevant l'écorce par a le tour, il n’y aura qu’à compenser cette diminution en don- « nant deux ou trois lignes de plus d'épaisseur au canon.
a On a observé que la matière est meilleure dans la culasse « des pièces que dans les volées, et cette matière de la culasse a est celle qui a coulé la première et quiestsortie du fond du a creuset, et qui, par conséquent, a été tenue le plus longa temps en fusion ; au contraire, la masselutle du canon, qui a est la matière qui coule la dernière, est d’une mauvaise qua- « lité et. remplie de scories.
a On doit observer que, si i’on veut fondre du canon de vingla quatre à un seul fourneau , il serait mieux de commencer a par ne donner au creuset que les dimensions nécessaii es a pour couler du dix-huit, et laisser agrandir le creuset p ir « l'action du feu, avant de couler du vingt-quatre; et par la « même raison, on fera l'ouvrage pour couler du vingt-qma tre, qu'on laissera ensuite agrandir pour couler du treutc- « six. » Mémoire envoyé par M. le vicomte de Morogues à M. de Bulfon; Versailles, |'r fcv:ie 1709.
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cette première fonte et la faire refondre. Le pioduit de cette seconde fusion sera du régule , qui est une matière mitoyenne entre la fonte et le fer. Ce régule approche de l’état de métallisation : il est un peu ductile, ou du moins il n’est ni cassant, ni aigre, ni poreux, comme la fonte ordinaire; il est au contraire très-
dense, très-compacte, très-résistant, et par conséquent très-propre à faire de bons canons.
C’est aussi le parti que l’on vient de prendre pour les canons de notre marine. On casse en morceaux les vieux canons ou les gueuses de fonte, on les refond dans des fourneaux d’aspi-
douze livres le pied cube 1 . Il peut donc y avoir une différence de plus de trente-cinq livres par pied cube, c’est-à-dire d’un douzième environ sur la pesanteur spécifique de la fonte de fer ; et comme sa résistance est tout au moins proportionnelle à sa densité, il s’ensuit que les pièces de canon de cette fonte dense résisteront à la charge de douze livres de poudre , tandis que celles de fonte blanche et légère éclateront par l’effort d’une charge de dix à onze livres.
Il en est de même de la pureté de la fonte : elle est comme sa résistance , plus que proportion-
nelle à sa densité; car ayant comparé le pro- - , ™ iciuuu uans aes iourneaux d’aspi-
duit en fer de ces fontes , j’ai vu qu’il fallait rat>°n à réverbère : la fonte s’épure et se couquinze cent cinquante des premières , et seule- sertit en régule par cette seconde fusion. On a ment treize cent vingt de la fonte épurée qui confié la direction de ce travail à M. Wilkinpesaitcinq cent douze livres le pied cube pour son, habile artiste anglais, quia très-bien réussi faire un millier de fer. Quelques autres artistes français ont suivi la
Quelque grande que soit cette différence , je m^me méthode avec succès, et je suis persuis persuadé qu’elle pourrait l’être encore plus, suadé qu’on aura dorénavant d’excellents caet qu’avec un fourneau construit exprès pour lîons? pourvu qu’on ne s’obstine pas à les tourcouler du gros canon, dans lequel on ne verse- | ner ? car je ne puis être ici de l’avis de M le rait que de la mine bien préparée, et à laquelle vicomte de Morogues , dont néanmoins je reson donnerait en effet quarante-huit heures de Pecte ,es lumières, et je pense qu’en enlevant séjour dans le creuset avec un feu toujours Par le tour l’écorce du canon on lui ôte sa euiégal , on obtiendrait de la fonte encore plus rasse > c’est-à-dire la partie la plus dure et la dense , plus résistante, et qu’on pourrait par- P^us résistante de toute sa masse L venir au point de la rendre assez métal liane « v • . pour que les pièces, au lieu decrever en éclats, ÆE * “an*
ne fissent que se fendre, comme les canons de tra,vaux tres*.utlles dans ses forges du Nivernais. « vous re^ar bronze, par une trop forte charge.
Car la fonte n’est dans le vrai qu’une matte de fer plus ou moins mélangée de matières vitreuses : il ne s’agirait donc que de purger cette matte de toutes les parties hétérogènes, et l’on aurait du fei pui , mais comme cette séparation des parties hétérogènes ne peut se faire corn-
i . uu niYeriidis. « Vous resar-
« de/, monsieur, comme fai [certain que la fonte la plusdense « est la meilleure pour faire des canons;j’ai hésité longtemps « sur cette \erité, et j’avais pensé d’abord que la fonte pre- « mière, comme étant plus légère et conséquemment plus « élastique, cédant plus facilementà l’impulsion de la poudre « devrait être moins sujette à casser que la fonte seconde’ « c est a-dire la fonte refondue, qui est beaucoup plus pesante’ « Je n’ai décidé le sieur Frérot à les faire de fonte refondue « que parce qu’en Angleterre on ne les fait que de cet te façon- « cependant en France on ne les fond que de fonte première! « La fonte refondue est beaucoup plus pesante, car elle pèse « cinq cent vingt à cinq cent trente livres, au lieu que l’autre
plétement par le feu du fourneau , et au’elle
. j i . . ... ’ cl qu eue | « cinq cent vingt à cinq cent trente livres au H
exige de plus le travail de l’homme et la per- « ne pèse que cinq cents livres le pied cube...
CUSSion du marteau , tout ce que l’on peut ob- <( VoUS avez §rande raison> monsieur, de dire qu’il ne faut
tenir par le régime du feu le mieux conduit, le .* &SS ZZ plus longtemps soutenu, est une fonte 0^ I ® fond 1317131$ 311 fonrnpaii du mlooHLAMn « t 1 •
gule encore plus épurée que celle dont je viens de parler. II faut pour cela briser en morceaux
J’ai fait ces épreuves à une très-bonne et grande balance hydrostatique, sur des morceaux cubiques de fonte de quatre pouces, c’est à-dire de soixante-quatre pouces cubes tous également tirés du milieu des gueuses, et ensuite ajustés par la lune à ces dimensions. M. Brisson, dans sa Table des pesanteurs spécifiques, donne cinq cent quatre livres sept onces six gros de poids à un pied cube de fonte; cinq cent quarante-cinq ivres deux onces quatre gros au fer forgé, et cinq cent quarante-sept livres quatre onces à l’acier.
rr-, — m piu» uuie, ei ne se
« tond jamais au fourneau de réverbère, et sans le ringard on « retirerait presque les pièces figurées comme elles étaient « lorsqu on les a mises au fourneau. Cette enveloppe se con- « vei tit presque toute en fer à raffinerie ; car avec onze cents « ou onze cent cinquante livres de fonte, on fait un millier * detiès-bon fer... tandis qu’il faut quatorze cents ou quinze « cents livres de notre fonte première, pour avoir un millier
« de fer..,
« Vous désireriez, monsieur, qu’on pût couler les canons « avec la fonte d’un seul fourneau ; mais le poids en est trop « considérable, et je ne crois pas que le sieur Wilkinson les « coule à Indret avec le jet d’un seul fourneau, surtout pour
< les canons de vingt-quatre. Le sieur Frérot ne coule que des canons de d x-buit avec le jet de deux fourneauxde pareille « grandeur et dans la même exposition ; il coule avec un seul
290 HISTOIRE NATURELLE
Cette fonte refondue ou ce régule de fer pèse plus de cinq cent trente livres le pied cube; et, comme le fer forgé pèse cinq cent quarante-cinq ou cinq cent quarante-six livres, et que la meilleure fonce ne pèse que cinq cent douze, on voit que le régule est dans l’état intermédiaire et moyen entre la fonte et le fer. On peut donc être assuré que les canons faits avec ce régule non-seulement résisteront à l’effort des charges ordinaires , mais qu’ayant en même temps un peu de ductilité, ils se fendront au lieu d’éclater à de trop fortes charges.
On doit préférer ces nouveaux fourneaux d’aspiration à nos fourneaux ordinaires, parce qu’il ne serait pas possible de refondre la fonte en gros morceaux dans ces derniers, et qu’il y a un grand avantage à se servir des premiers , que l’on peut placer où l’on veut et sur des plans éleves, où l’on a la facilité de creuser des fosses profondes pour établir le moule du canon sans craindre l’humidité; d’ailleurs, il est plus court et plus facile de réduire la fonte en régule par une seconde fusion, que par un trèslong séjour dans le creuset des hauts fourneaux : ainsi l’on a très-bien fait d’adopter cette méthode pour fondre les pièces d’artillerie de notre marine 1 .
La fonte , épurée autant qu’elle peut l’être dans un creuset ou refondue une seconde fois, devient donc un régule qui fait la nuance ou l’état mitoyen entre la fonte et le fer : ce régule dans sa première fusion coule à peu près comme la fonte ordinaire; mais lorsqu’il est une fois refroidi, il devient presque aussi infusible que le fer. Le feu des volcans a quelquefois formé de ces régules de fer, et c’est ce que les minéralogistes ont appelé mal à propos fer natif; car, comme nous l’avons dit, le fer de nature est toujours mêlé de matières vitreuses, et n’existe que dans les roches ferrugineuses produites par le feu primitif.
La fonte de fer tenue très-longtemps dans
« fourneau les canons de douze; mais il a toujours un four- « neau près de la fonte, duquel il peut se servir pour achever « le canon, et le surplus de la fonte du second fourneau s'em- « ploie à couler de petits canons; on ne fait pour cela que « détourner !e jet lorsque le plus gros canon est coulé. » Extrait d’une lettre de M. de la Belouze à M. de Buffon, datée de Paris, le 31 juillet 1781.
1 La fonderie royale que le ministre de la marine vient de faire établir près de Nantes, en Bretagne, démontre la supériorité de cette méthode sur toutes celles qui étaient en usage auparavant, et qui étaient sujettes aux inconvénients dont nous venons de faire mention.
le creuset, sans être agitée et remuée de temps en temps, forme quelquefois des boursouflures ou cavités dans son intérieur où la matière se cristallise4. M. de Grignon est le premier qui
* M. de Grignon rejette avec raison l’opinion de M. Romé Delisle, qui. dans sa Cristallographie, prétend « que l'eau te- « nue dans son état de fluidité et aidée du secours de l’air est « le principal et peut-être l’unique instrument delà nature « dans la formation des cristaux métalliques ; qu’on ne peut « attribuer la génération des cristaux métalliques à des fusions « violentes qui s’opèrent dans le sein de la terre , au moyen « des feux souterrains que l’on y suppose; qu inutilement on « tenterait d’imiter ces cristaux dans nos laboratoires pai le « secours du feu ou par la voie sèche, plutôt que parla voie « humide; qu'il ne faut pas confondre les figures ébauchées « par l’art avec les vraies formes cristallines, qui sont le pro- « duit d’une opération lente de la nature par 1 intermède de k l'eau. » Cristallographie, pages 321 et 322..... M. de Grignon oppose à cela des faits évidents; il a trouvé un morceau de fonte de fer niché dans une masse de fonte et de laitier, qui est restée en fusion pendant plusieurs jours, et dont le refroidissement a été prolongé pendant plus de quinze dans so-n fourneau.... On voyait dans ce morceau deux cristaux cubiques de régule de fer, et la partie du milieu était formée d une multitude de petits cristaux de fonte de fer, que l’on peut regarder comme les éléments des plus grands : ces petits cristaux étaient tous absolument semblables et fort réguliers dans toutes leurs parties.... Ils ne différaient entre eux que par le volume....
Cet exemple fait voir, comme le dit M. de Grignon, que l’on peut parvenir à la génération des cristaux métalliques en employant des moyens convenables, c’est-à-dire, un feu véhément, et un •refroidissement très-lent et sans trouble ; cela est non-seulement vrai pour le fer, mais pour tous les autres métaux que l’on peut également faire cristalliser au feu de nos fourneaux, comme les derniers travaux de nos chimistes , et les régules cristallisés qu’ils ont obtenus de la plupart des métaux et demi-métaux , l’ont évidemment prouvé; ainsi 1 opinion de M. Delisle était bien mal fondée : tout dissolvant qui rend la matière fluide la dispose à la cristallisation , et elle s’opère dans les matières fondues par le feu, comme dans celles qui sont liquidées par l’eau.
« Ces deux éléments, dit très-bien M. de Grignon, donnent « à peu près les mêmes produits par des procédés différents « avec des substances qui peuvent se modifier également « par ces deux agents ; mais l’eau qui peut dissoudre et cris*
« talliser les sels, charrier et faciliter la condensation d’un « métal minéralisé ou en état de décomposition , élever la « charpente des corps organisés, ne peut concourir à donner « à aucun métal, en son état de métalléité parfaite, une forme « régulière, c’est-à-dire, le cristalliser.... C'est au feu, 1 agent « le plus actif, le plus puissant de la nature, que sont réservées « ces importantes opérations; le feu achève en des instants « très-courts le résultat de ces opérations ; au lieu que l'eau y « emploie un longue suite de siècles. «Mémoires de Physique, page 476 et suiv. — J’ai fait moi-même un essai sur la cristallisation de la fonte de fer, que je crois devoir rapporter ici. Cet essai a été fait dans un très-grand creuset de molybdène, sur une masse d’environ deux cent cinquante livres de fonte: on avait pratiqué vers le bas de ce creuset, un trou de huit à neuf lignes de diamètre, que l’on avait ensuite bouché avec de la terre de coupelle : ce creuset fut placé sur une grille et entouré au bas, de charbons ardents, tandis que la partie supérieure était défendue de la chaleur par une table circulaire de briques; ou remplit ensuite le creuset de fonte liquide, et quand la surface supérieure de cette fonte, qui était exposée à l’air, eut pris de la consistance, on ouvrit promptement le bas du creuset; il coula d’un seul jet plus de moitié de la fonte encore rouge, et qui laissa une grande cavité dans l’intérieur de
DES Ml
ait observé ces cristallisations du régule de fer, et l’on a reconnu depuis que tous les métaux et les régules des demi-métaux se cristallisaient de même à un feu bien dirigé et assez longtemps soutenu, en sorte qu’on ne peut plus douter que la cristallisation , prise généralement, ne puisse s’opérer par l’élément du feu comme par celui de l’eau.
Le fer est de tous les métaux celui dont l’état varie le plus ; tous les fluides, à l’exception du mercure, l’attaquent et le rongent; l'air sec produit à sa surface une rouille légère, qui, en se durcissant, fait l’effet d’un vernis impénétrable et assez ressemblant au vernis des bronzes antiques; l’air humide forme une rouille plus forte et plus profonde, de couleur d’ocre ; l’eau produit avec le temps, sur le fer qu’on y laisse plongé , une rouille noire et légère. Toutes les substances salines font de grandes impressions sur ce métal et le convertissent en rouille : le soufre fait fondre en un instant le fer rouge de feu et le change en pyrite. Enfin l’action du feu détruit le fer ou du moins l’altère, dès qu’il a pris sa parfaite métallisation ; un feu très-véhément le vitrifie; un feu moins violent, mais longtemps continué, le réduit en colcothar pulvérulent, et lorsque le feu est à un moindre degré il ne laisse pas d’attaquer à la longue la substance du fer, et en réduit la surface en lames minces et en écailles. La fonte de fer est également susceptible de destruction par les mêmes éléments ; cependant l’eau n’a pas autant d’action sur la fonte que sur le fer , et les plus mauvaises fontes, c’est-à-dire celles qui contiennent le plus de parties vitreuses , sont celles sur lesquelles l’air humide et l’eau font le moins d’impression.
Après avoir exposé les différentes qualités de la fonte de fer et les différentes altérations que la seule action du feu peut lui faire subir jusqu’à sa destruction , il faut reprendre cette fonte au point où notre art la convertit en une nouvelle matière que la nature ne nous offre
toute la. niasse ; cette cavité se trouva hérissée de très-petits cristaux, dans lesquels on distinguait à la loupe des faces disposées en octaèdres; mais la plupart étaient comme des trémies creuses, puisque , avec une barbe de plume , elle se détachaient et tombaient en petits feuillets, comme les mines de fer micacées, ce qui néanmoins est éloigne des belles cristallisations de M. de Grignon , et annonce que dans cette opération, le refroidissement fut encore trop prompt; car, il est bon de le repéter , ce n’est que par un refroidissement trèslent que la fonte en fusion peut prendre une forme cristallisée.
1ÉRAUX.
nulle part sous cette forme, c’est-à-dire en fer et en acier, qui de toutes les substances métalliques sont les plus difficiles à traiter, et doivent pour ainsi dire toutes leurs qualités à la main et au travail de l’homme; mais ce sont aussi les matières qui, comme par dédommagement, lui sont les plus utiles et plus nécessaires que tous les autres métaux, dont les plus précieux n’ont de valeur que par nos conventions, puisque les hommes qui ignorent cette valeur de convention donnent volontiers un morceau d’or pour un clou. En effet, si l’on estime les matières par leur utilité physique, le sauvage a raison, et si nous les estimons par le travail qu’elles coûtent, nous trouverons encore qu’il n’a pas moins raison. Que de difficultés à vaincre ! que de problèmes à résoudre ! combien d’arts accumulés les uns sur les autres ne fautil pas pour faire ce clou ou cette épingle dont nous faisons si peu de cas ! D’abord de toutes les substances métalliques la mine de fer est la plus difficile à fondre 1 : il s’est passé bien des siècles avant qu’on en ait trouvé les moyens. On sait que les Péruviens et les Mexicains n’avaient en ouvrages travaillés que de l’or, de l’argent, du cuivre, et point de fer; on sait que les armes des anciens peuples de l’Asie n’étaient que de cuivre, et tous les auteurs s’accordent à donner l’importante découverte de la fusion de la mine de fer aux habitants de Pile de Crète, qui, les premiers, parvinrent aussi à forger le fer dans les cavernes du mont Ida2, quatorze cents ans environ avant Père chrétienne. Il faut en effet un feu violent et en grand volume pour fondre la mine de fer et la faire couler en lingots , et il faut un second feu tout aussi violent pour ramollir cette fonte ; il faut en même temps la travailler avec des ringards de fer avant de la porter sous le marteau
4 Nota. Il y a quelques mines de cuivre pyriteuses qui sont encore plus longues à traiter que la mine de fer ; il faut neuf ou dix grillages préparatoires à ces mines de cuivre pyriteuses, avant de les réduire en mattes, et faire subir à cette matte l’action successive de trois, quatre et cinq feux avant d’obtenir du cuivre noir ; enfin, il faut eucore fondre et purifier ce cuivre noir avant qu’il ne devienne cuivre rouge, et tel qu’on puisse le verser dans le commerce ; ainsi, certaines mines de cuivre exigent encore plus de travail que les mines de fer pour être réduites en métal; mais ensuite le cuivre se prête bien plus aisément que le fer à toutes les formes qu’on veut lui donner.
2 Hésiode cité par Pline, lib. VII, cap. LVI. — Strabon, lib. X. — Diodore de Sicile, lib. XV, cap. V. — Clément d’Alexandrie, lib. I, page 307.— Eusèbe, Préparation évangélique.— Enfin, dans les marbres d’Oxford, l’invention du fer est rapportée à l’année 1432 avant 1ère chrétienne.
HISTOIRE NATURELLE
pour la forger et en faire du fer ; en sorte qu’on n’imagine pas trop comment ces Crétois , premiers inventeurs du fer forgé, ont pu travailler leurs fontes, puisqu’ils n'avaient pas encore d’outils de fer. Il est à croire qu’après avoir ramolli les fontes au feu, ils les ont de suite portées sous le marteau, où elles n’auront d’abord donné qu’un fer très-impur, dont ils auront fabriqué leurs premiers instruments ou ringards; et qu’ayant ensuite travaillé la fonte avec ces instruments, ils seront parvenus peu à peu au point de fabriquer du vrai fer : je dis peu à peu, car, lorsque après ces difficultés vaincues on a forgé cette barre de fer, ne faut-il pas ensuite la ramollir encore au feu pour la couper sous des tranchants d’acier et la séparer en petites verges? ce qui suppose d’autres machines, d’autres fourneaux ; puis enfin un art particulier pour réduire ces verges en clous, et un plus grand art si l’on veut en faire des épingles. Que de temps, que de travaux successifs ce petit exposé ne nous offre-t-il pas ! Le cuivre qui , de tous les métaux après le fer, est le plus difficile à traiter, n’exige pas à beaucoup près autant de travaux et de machines combinées : comme plus ductile et plus souple , il se prête à toutes les formes qu’on veut lui donner ; mais on sera toujours étonné que d’une terre métallique, dont on ne peut faire avec le feu le plus violent qu’une fonte aigre et cassante, on soit parvenu , à force d’autres feux et de machines appropriées, à tirer et réduire en fils déliés cette matière revêche, qui ne devient métal et ne prend de la ductilité que sous les efforts de nos mains.
Parcourons, sans trop nous arrêter, la suite des opérations qu’exigent ces travaux. Nous avons indiqué ceux de la fusion des mines : on coule la fonte en gros lingots ou gueuses dans un sillon de quinze à vingt pieds de longueur sur sept à huit pouces de profondeur, et ordinairement on les laisse se coaguler et se refroidir dans cette espèce de moule, qu’on a soin d’humecter auparavant avec de l’eau ; les surfaces inférieures du lingot prennent une trempe par cette humidité, et sa surface supérieure se trempe aussi par l’impression de l’air. La matière en fusion demeure donc encore liquide dans l’intérieur du lingot, tandis que ses faces extérieures ont déjà pris de la solidité par le refroidissement : l’effort de cette chaleur, beaucoup plus forte en dedans et au centre qu’à la
circonférence du lingot, le force à se courber, surtout s’il est de fonte blanche; et cette courbure se fait dans le sens où il y a le moins de résistance, c’est-à-dire en haut, parce que la résistance est moindre qu’en bas et vers les côtés. On peut voir dans mes Mémoires 1 combien de temps la matière reste liquide à l’intérieur après que les surfaces se sont consolidées.
D’ordinaire, on laisse la gueuse ou lingot se refroidir au moule pendant six ou sept heures ; après quoi on l’enlève, et on est obligé de le faire peser pour payer un droit très-onéreux d’environ six livres quinze sous par millier de fonte ; ce qui fait plus de dix livres par chaque mil lier de fer : c’est le double du salaire de l'ouvrier auquel on ne paie que cinq livres pour la façon d’un millier de fer : et d’ailleurs ce droit
que l’on perçoit sur les fontes cause encore une perte réelle et une grande gêne , par la nécessité où l’on est de laisser refroidir le lingot pour le peser, ce que l’on ne peut faire tant qu’il est rouge de feu; au lieu qu’en le tirant du mouleau moment qu’il est consolidé, et le mettant sur des rouleaux de pierre pour entrer encore rouge au feu de raffinerie, on épargnerait tout le charbon que l’on consomme pour le réchauffer à ce point lorsqu’il est refroidi. Or un impôt qui non-seulement grève une propriété d’industrie qui devrait être libre, telle que celle d’un fourneau , mais qui gêne encore le progrès de l’art , et force en même temps à consommer plus de matière combustible qu’il ne serait nécessaire, cet impôt, dis-je , a-t-il été bien assis , et doit-il subsister sous une administration éclairée?
Après avoir tiré du moule le lingot refroidi , on le fait entrer, par l’une de ses extrémités, dans le feu de raffinerie où il se ramollit peu à peu , et tombe ensuite par morceaux , que le forgeron réunit et pétrit avec des ringards pour en faire une loupe de soixante à quatre-vingts livres de poids : dans ce travail la matière s’épure et laisse couler des scories par le fond du foyer. Enfin lorsqu’elle est assez pétrie, assez maniée, et chauffée jusqu’au blanc, on la tire du feu de raffinerie avec de grandes tenailles , et on la jette sur le sol pour la frapper de quelques coups de masse , et en séparer par cette première percussion les scories qui souvent
* Voyez le Mémoire sur la fusion fies mines de fer, Théorie de la Terre, tome I,
DES MINÉRAUX
s’attachent à sa surface, et en même temps pour en rapprocher toutes les parties intérieures, et les préparer à recevoir la percussion plus forte du gros marteau , sans se détacher ni se séparer : après quoi on porte, avec les mômes tenailles, cette loupe sous un marteau de sept à huit cents livres pesant, et qui peut frapper jusqu’à cent dix et cent vingt coups par minute, mais dont on ménage le mouvement pour cette première fois, où il ne faut que comprimer la masse de la loupe par des coups assez lents : car dès qu’elle a perdu son feu vif et blanc , on la reporte au foyer de raffinerie pour lui donner une seconde chaude ; elle s’y épure encore et laisse couler de nouveau quelques scories; et lorsqu’elle est une seconde fois chauffée à blanc , on la porte de même du foyer sur l’enclume, et on donne au marteau un mouvement de plus en plus accéléré, pour étendre cette pièce de fer en une barre ou bande qu’on ne peut achever que par une troisième , quatrième, etquelquefois une cinquièmechaude. Cette percussion du marteau purifie la fonte en faisant sortir au dehors les matières étrangères dont elle était encore mêlée, et elle rapproche en même temps , par une forte compression , toutes les parties du métal qui, quand il est pur et bien traité, se présente en fibres nerveuses toutes dirigées dans le sens de la longueur de la barre, mais qui n’offre au contraire que de gros grains ou des lames à facettes lorsqu’il n’a pas été assez épuré, soit au fourneau de fusion, soit au foyer de raffinerie ; et c’est par ces caractères très-simples, que l’on peut toujours distinguer les bons fers des mauvais en les faisant casser; ceux-ci se brisent au premier coup de masse, tandis qu’il en faut plus de cent pour casser une pareille bande de fer nerveux, et que souvent même il faut l’entamer avec un ciseau d’acier pour la rompre.
Le fer une fois forgé devient d’autant plus difficile à refondre, qu’il est plus pur et en plus gros volume; car on peut assez aisément faire fondre les vieilles ferrailles réduites en plaques minces ou en petits morceaux. Il en est de même de la limaille ou des écailles de fer1; on
* On met dans le foyer de l’affinerie un lit de charbon et de ferrailles alternativement, et lorsque le creuset de raffinerie est plein, on le recouve d'une forte quantité de charbon : on met le feu au charbon , et l’on donne une grande vitesse aux soufflets ; on remet du nouveau charbon à mesure qu’il s'affaisse ; on y mêle d'autres ferrailles, et l’on continue ainsi jusqu’à ce que le creuset contienne une loupe d’environ qua-
peut en faire d’excellent fer, soit pour le tirer en fil d’archal, soit pour en faire des canons de fusil, ainsi qu’on le pratique depuis longtemps en Espagne. Comme c’est un des emplois du
tre-vingts livres ; il n’est pas nécessaire de remuer et travailler cette loupe aussi souvent que celle qui provient de la gueuse; mais il faut jeter des scories dans le creuset et entretenir un baiu pour empêcher le fer de brûler; il faut aussi modérer la vivacité de la flamme en jetant de l’eau dessus , ce qui concentre la chaleur dans le foyer ; la loupe étant formée , on arrête le vent et on la tire du creuset ; elle est d’un rouge blanc très-vif; on la porte sous le marteau pour en faire d'abord un bloc de quelques pouces de longueur, après quoi on le remet au feu , et on fait une barre par une seconde et troisième chaude. Le déchet, tant au feu qu’au marteau , est d'un quart environ.
Il y a quelque choix à faire dans les vieilles ferrailles ; les clous à lattes ne sont pas bons à être refondus : toutes les ferrailles plates ou torses sont bonnes; les fers qui résultent des ferrailles refondues sont très-ductiles et très-bons; ou en fait des canons de fusils ; tout l’art consiste à bien souder ce fer, en lui donnant le juste degré de feu nécessaire. Les écailles qui se lèvent et se séparent de ce fer , sont elles-mêmes du bon fer , qu on peut encore refondre et souder ensemble et avec l’autre fer; il faut seulement les mêler avec une égale quantité de ferrailles plus solides, pour les empêcher de s’éparpiller dans le feu. La limaille de fer humectée , prend corps et devient , en peu de jours , une masse dure qu’on brise en morceaux gros comme des noix , et en les mêlant avec d’autres vieilles ferrailles , elles donnent de très-bon fer.
Qu'on prenne une barre de 1er, large de deux à trois pouces , épaisse de deux à trois lignes, qu’on la chauffe au rouge, et qu’avec la panne du marteau on y pratique dans sa longueur , une cannelure ou cavité , qu’on la plie sur elle-même pour la doubler ou corroyer , l’on remplira ensuite la cannelure des écailles ou paillettes en question; on lui donnera une chaude douce d’abord en rabattant les bords, p >ur empêcher qu’elles ne s’échappent, et on battra la barre comme on le pratique pour corroyer le fer, avant de la chauffer à blanc; on la chauffera ensuite blanche et fondante, et la pièce soudera à merveille ; on la cassera à froid , et l'on n’y verra rien qui annonce que la soudure n’ait pas été complète etp irfaite, et que toutes les parties de fer ne se soient pas î énétrées réciproquement, sans laisser aucun espace vide. J’ai fait cette expérience aisée à répéter, qui doit rassurer sur les pailles , soit quelles soient plates ou qu’elles aient la forme d’aiguille, puisqu’elles ne font autre chose que du fer, comme la barre avec laquelle on les incorpore et où elles ne forment plus qu’un même corps avec elle.
J’ai fait nettoyer avec soin le creuset d’une grosse forge , et l’ayant rempli de charbon de bois, et donné l’eau aux soufflets . j'ai, lorsque le feu a été vif, fait jeter par-dessus de ces paillettes ou exfoliations : après avoir successivement rechargé de charbon et de pailles de fer pendant une heure et demie, j’ai fait découvrir l’ouvrage. J’ai observé que ces pailles, qui sont aussi déliées que du talc, trempées par l’air, Irèslégères et très-cassantes , n’étant pas assez solides pour se fixer et s’unir ensemble , devaient être entièrement détruites pour la plupart; les autres formaient de petites masses éparpillées, qui n’ont pu se joindre et former une seule loupe, comme le font les ferrailles qui ont dix corps et de la cousis» tance. J’ai fait jeter dans l’eau froide une de ces petites masses, prise dans le creuset, et l'ayant mise au feu d’une petite forge au charbon de terre , et battue à petits coups lorsqu’elle a été couleur de cerise, toutes les parties s’en sont réunies. Je l'ai fait chauffer encore au même degré , et battre de même , après quoi on l’a chauffée blanc e: étirée; on l’a cassée lorsqu'elle a été refroidie , et il s’est trouvé un fer parfait et tout de nerf.
Si l’on veut réunir ces pailles dans le creuset et en former
histoire naturelle
fer qui demande le plus de précaution , et que Tou n’est pas d’accord sur la qualité des fers qu’il faut préférer pour faire de bons canons de fusil, j’ai tâché de prendre sur cela des connaissances exactes, et j’ai prié M. de Montbeillard, lieutenant-colonel d’artillerie et inspecteur des armes à Charleville et Maubeuge , de me communiquer ce que sa longue expérience lui avait appris à ce sujet. On verra dans la note ci-dessous 4, que les canons de fusils ne doivent
une seule loupe , il faut les mêler avec un sixième on plus de ferrailles , qui , tombant les premières, serviront de base sur laquelle elles se fixeront au lieu de s’éparpiller , et feront corps avec elles. Sans cette précaution, l’extrême légèreté de ces écailles ne leur permettant pas d’opposer à l’agitation vio. lente de l’intérieur du creuset une résistance suffisante , une partie sera entièrement détruite , et le reste se dispersera et ne pourra se réunir qu’en petites masses, comme cela est arrivé ; mais il résulte toujours de ces deux expériences , que ces écailles, pailles ou lames, comme on voudra les appeler, sont de fer, et quelles ne peuvent en aucune manière et dans aucun cas empêcher la soudure de deux parties de 1er qu’on veut réunir. Note communiquée par M. deMontbeillard, lieulenant-colonel d'artillerie . au mois de mai 1770.
A Le fer qui passe pour le plus excellent , c’est-à-dire d’une belle couleur blanche tirant sur le gris , entièrement composé de nerfs ou découches horizontales, sans mélanges de grains, est de tous les fers celui qui convient le moins : observons d’abord qu’on chauffe la barre à blanc pour en faire la macquette , qui est chauffée à son tour pour faire la lame à canon; cette lame est ensuite roulée dans sa longueur, et chauffée blanche à chaque pouce et demi deux ou trois fois, et souvent plus, pour souder le canon; que peut-il résulter de toutes ces chaudes ainsi multipliées sur chaque point , et qui sont indispensables ? nous avons supposé le fer parlait et tout de nerf ; s’il est parfait il n’a plus rien à gagner, et l'action d’un feu aussi violent ne peut que lui faire perdre de sa qualité, qu’il ne reprend jamais en entier, malgré le recuit qu’on lui donne. Je conçois donc que le feu , dirigé par le vent des soufflets, coupe les nerfs en travers, qui deviennent des grains d’une espèce d'autant plus mauvaise que le fer a été chauffé blanc plus souvent , et par conséquent plus desséché : j’ai quelques expériences qui confirment bien cette opinion. Ayant fait tirer plusieurs lames à canon du carré provenu de la loupe à l’affinerie et les ayant cassées à froid, je les trouvai toutes de nerf et de la plus belle couleur ; je fis faire un morceau de barre à la suite du même lopin , duquel je fis faire des lames à canon , qui , cassées à froid , se trouvèrent mi-parties de nerfs et de grains ; ayant fait tirer une barre du reste du carré, je la pliai à un bout et la corroyai, et en ayant fait faire des macquettes et ensuite des lames , elles ne présentèrent plus que des grains à leur fracture et d’une qualité médiocre,...
Étant aux forges de Mouzon , je fis faire une macquette et une lame aubout d'une barre de fer, presque toutes d’un bon grain avec très-peu de nerf : l’extrémité de la lame cassée à froid a paru mêlée de beaucoup de nerf, et le canon qui en a été fabriqué a plié comme de la baleine ; on ne l’a cassé qu’à l’aide du ciselet et avec la plus grande difficulté : la fracture était toute de nerf.
Ayant vu un canon qui cassa comme du verre , en le frappant sur une enclume, et qui montrait en totalité de très-gros et vilains grains , sans aucune partie de nerf, on m’a présenté la barre avec laquelle la macquetle et la lame qui avaient produit ce canon avaient été faites , laquelle était entièrement de très-beau nerf; on a tiré une macquetle au bout de cette barre sans la plier et corroyer, laquelle s’est trouvée de nerf avec
pas être faits, comme on pourrait l’imaginer, avec du fer qui aurait acquis toute sa perfection, mais seulement avec du fer qui puisse encore en acquérir par le feu qu’il doit subir pour prendre la forme d’un canon de fusil.
Mais revenons au fer qui vient d’être forgé, et qu’on veut préparer pour d’autres usages encore plus communs : si on le destine à être fendu dans sa longueur pour en faire des clous et autres menus ouvrages , il faut que les bandes n’aient que de cinq à huit lignes d’épaisseur sur vingt-cinq à trente de largeur ; on met ces bandes de fer dans un fourneau de réverbère qu’on chauffe au feu de bois ; et lorsqu’elles ont acquis un rouge vif de feu , on les tire du fourneau, et on les fait passer., les unes après les autres, sous les espatards ou cylindres pour les aplatir , et ensuite sous des taillants d’acier , pour les fendre en longues verges carrées de trois , cinq et six lignes de grosseur. Il se fait une prodigieuse consommation de ce fer en verge, et il y a plusieurs forges en France, où l’on en fait annuellement quelques centaines de milliers. On préfère pour le feu de ce fourneau ou four de fenderie les bois blancs et mous aux bois
un peu de grain ; ayant plié et corroyé le reste de cette barre dont on fit une macquette, elle a montré moins de nerf et plus de grains que celle qui n’avait pas été corroyée: suivons cette opération ; la barre était toute de nerf, la macquette. tirée au bout sans la doubler, avait déjà un peu de grains ; celle tirée delà même barre pliée et corroyée avait encore plus de grains; et enfin un canon , provenant de cetle barre pliée et corroyée, était tout de grains larges et brillants comme le mauvais fer, et elle a cassé comme du verre. Néanmoins je ne prétends pas conclure de ce que je viens d’avancer, qu'on doive préférer pour la fabrication des canons de fusil le fer aigre et cassant, je suis bien loin de le penser; mais je crois pouvoir assurer, d’après un usage journalier et constant, que le fer le plus propre à cette fabrication , est celui qui présente, en le cassant à froid , le tiers ou la moitié de nerf, et les deux autres tiers ou la moitié de grains d’une bonne espèce, petits, sans ressembler à ceux de l’acier, et blancs en tirant sur le gris ; la partie nerveuse se détruit ou s’altère aux differents feux successifs que le fer essuie sur chaque point, et la partie de grain devient nerveuse en s’étendant sous le marteau , et remplace l’autre.
Les axes de fer, qui supportent nos meules de grès, pesant sept à huit milliers, étant faits de différentes mises rapportées et soudées les unes d’après les autres, on a grand soin de mélanger pour les fabriquer, des fers de grains et de nerf ; si on n’employait que celui de nerf , il n’y a point d’axe qui ne cassât.
Le canon de fusil qui résulte du fer ainsi mi-partie de grains et de nerf, est excellent et résistera à de trè»-vives épreuves... - Si on a des ouvrages à faire avec du fer préparé en échantillon , de manière que quelques chaudes douces suffisent pour fabriquer la pièce , le fer de nerf doit être préféré à tons les autres, parce qu’on ne risque pas de l’altérer par des chaudes vives et répétées, qui sont nécessaires pour souder. Suite de lr Note communiquée par M.de Montbeillard, lieutenant-colonel d’artillerie.
DES MINERAUX. 2Wi
de chêne et autres bois durs , parce que la flamme en est plus douce, et que le bois de chêne contient de l’acide qui ne laisse pas d’altérer un peu la qualité du fer : c’est par cette raison qu’on doit, autant qu’on le peut, n’employer le charbon de chêne qu’au fourneau de fusion , et garder les charbons de bois blanc pour les affmeries et pour les fours de fenderie et de batterie ; car la cuisson du bois de chêne en charbon ne lui enlève pas l’acide dont il est chargé ; et en général le feu du bois radoucit l'aigreur du fer, et lui donne plus de souplesse et un peu plus de ductilité qu’il n’en avait au sortir de l’affinerie dont le feu n’est entretenu que par du charbon. L’on peut faire passer à la fenderie des fers de toute qualité : ceux qui sont les plus aigres servent à faire de petits clous à lattes qui ne plient pas, et qui doivent être plutôt cassants que souples ; les verges de fer doux sont pour les clous des maréchaux , et peuvent être passées par la filière pour faire du gros fil de fer, des anses de chaudières , etc.
Si l’on destine les bandes de fer forgé à faire de la tôle, on les fait de même passer au feu de la fenderie ; et au lieu de les fendre sur leur longueur, on les coupe en travers dès qu’elles sont ramollies par le feu ; ensuite on porte ces morceaux coupés sous le martinet pour les élargir; après quoi on les met dans le fourneau de la batterie, qui est aussi le réverbère; mais qui est plus large et moins long que celui de la fenderie, et que l’on chauffe de même avec du bois blanc ; on y laisse chauffer ces morceaux de fer, et on les en tire en les mettant les uns sur les autres , pour les élargir encore en les battant à plusieurs fois, sous un gros marteau, jusqu’à les réduire en feuillets d’une demi-ligne d’épaisseur ; il faut pour cela du fer doux. J’ai fait de la très-bonne tôle avec de vieilles ferrailles ; néanmoins le fer ordinaire, pourvu qu’il soit nerveux, bien sué et sans pailles, donnera aussi de la bonne tôle en la faisant au feu de bois, au lieu qu’au feu de charbon ce même fer ne donnerait que de la tôle cassante.
Il faut aussi du fer doux et nerveux pour faire au martinet du fer de cinq ou six lignes, bien carré , qu’on nomme du carillon , et des verges ou tringles rondes du même diamètre. J’ai fait établir deux de ces martinets, dont l’un frappe trois cent douze coups par minute ; cette grande rapidité est doublement avantageuse , autant par l’épargne du combustible et la célérité
du travail , que par la perfection qu’elle donne à ces fers.
Enfin , il faut un fer de la meilleure qualité , et qui soit en même temps très-ferme et trèsductile pour faire du fil de fer ; et il y a quelques forges en Lorraine, en Franche-Comté, etc, , où le fer est assez bon pour qu’il puisse passer successivement par toutes les filières , depuis deux lignes de diamètre jusqu’à la plus étroite, au sortir de laquelle le fil de fer est aussi fin que du crin. En général , le fer qu’on destine à la filière doit être tout de nerf et ductile dans toutes ses parties; il doit être bien sué, sans pailles, sans soufflures et sans grains apparents. J’ai fait venir des ouvriers de la Lorraine allemande , pour en faire à mes forges , afin de connaître la différence du travail et la pratique nécessairepour forger ce fer defilerie : elleconsiste principalement à purifier la loupe au feu de raffinerie, deux fois au lieu d’une, à donner à la pièce une chaude ou deux de plus qu’à l’ordinaire, et à n’employer, dans tout le travail, qu’une petite quantité de charbon à la fois, réitérée souvent, et enfin à ne forger des barreaux que de douze ou treize lignes en carré , en les faisant suer à blanc à chaque chaude. J’ai eu, par ces procédés , des fers que j’ai envoyés à différentes fileries , où ils ont été tirés en fils de fer avec succès.
Il faut aussi du fer de très-bonne qualité pour faire la tôle mince dont on fait le fer-blanc : nous n’avons encore en France que quatre manufactures en ce genre , dont celle de Bains en Lorraine est la plus considérable i . On sait que c’est en étamant la tôle , c’est-à-dire en la recouvrant d’étain que l’on fait le fer-blanc : il faut que l’étoffe de cette tôle soit homogène et trèssouple pour qu’elle puise se plier et se rouler, sans se fendre ni se gercer , quelque mince qu’elle soit. Pour arriver à ce point, on commence par faire de la tôle àla manière ordinaire, et on la bat successivement sous le marteau, en mettant les feuilles en doublons , les unes sur les autres jusqu’au nombre de soixante- quatre ; et lorsqu’on est parvenu à rendre ces feuilles assez minces , on les coupe avec de grands ciseaux pour les séparer, les ébarber et les rendre
* II s’en était élevé une à Morambert en Franche-Comté, qui n’a pu se soutenir, parce que les fermiers- généraux n’ont pas voulu se relâcher sur aucun des droits auxquels cette manufacture était assujettie, comme étant établie dans une province réputée étrangère.
296 HISTOIRE NATURELLE
carrées; ensuite on plonge ces feuilles une à une, dans des eaux sûres ou aigres pour les décaper , c’est-à-dire pour leur enlever la petite couche noirâtre dont se couvre le fer chaque fois qu’il est soumis à l’action du feu , et qui empêcherait l'étain de s’attacher au fer. Ces eaux aigres se font au moyen d’une certaine quantité de farine de seigle et d’un peu d’alun qu’on y mêle; elles enlèvent cette couche noire du fer; et lorsque les feuilles sont bien nettoyées, on les plonge verticalement dans un bain d’étain fondu et mêlé d’un peu de cuivre : il faut auparavant recouvrir le bain de cet étain fondu, avec une couche épaisse de suif ou de graisse, pour empêcher la surface de l’étain de se réduire en chaux. Cette graisse prépare aussi les surfaces du fer à bien recevoir l’étain, et on en retire la feuille presque immédiatement après l’avoir plongée , pour laisser égoutter l’étain superflu; après quoi on la frotte avec du son sec , afin de la dégraisser, et enfin il ne reste plus qu’à dresser ces feuilles de fer étamées avec des maillets de bois , parce qu’elles se sont courbées et voilées par la chaleur de l’étain fondu.
On ne croirait pas que le fer le plus souple et le plus ductile fût en même temps celui qui se trouve le plus propre pour être converti en acier, qui , comme l’on sait, est d’autant plus cassant qu’il est plus parfait; néanmoins l’étoffe du fer dont on veut faire de l’acier par cémentation doit être la même que celle du fer de filerie , et l’opération par laquelle on le convertit en acier, 11e fait que hacher les fibres nerveuses de ce fer, et lui donner encore un plus grand degré de pureté, en même temps qu’il se pénètre et se charge de la matière du feu qui s’y fixe. Je m’en suis assuré par ma propre expérience ; j’ai fait établir pour cela un grand fourneau d’aspiration , et d’autres plus petits, afin de ménager la dépense de mes essais , et j’ai obtenu des aciers de bonne qualité, que quelques ouvriers de Paris ont pris pour de l’acier d’Angleterre : mais j’ai constamment observé qu’on ne réussissait qu’autant que le fer était pur, et que pour être assuré d’un succès constant , il fallait n’employer que des fers de la plus excellente qualité, ou des fers rendus tels par un travail approprié ; car les fers ordinaires, même les meilleurs de ceux qui sont dans le commerce, ne sont pas d’une qualité assez parfaite pour être convertis par la cémentation en bon acier ; et si l’on veut ne faire que de l’acier commun , l’on 11’a pas besoin de re¬
courir à la cémentation ; car, au lieu d’employer du fer forgé , on obtiendra de l’acier comme 011 obtient du fer, avec la seule fonte, et seulement en variant les procédés du travail, et les multipliant à raffinerie et au marteau 1 .
On doit donc distinguer des aciers de deux sortes : le premier, qui se fait avec la fonte de fer ou avec le fer même , et sans cémentation ; le second que l’on fait avec le fer en employant un cément : tous deux se détériorent également, et perdent leur qualité par des chaudes réitérées, et la pratique par laquelle on a cru remédier à ce défaut , en donnant à chaque morceau de fer la forme de la pièce qu’on veut convertir enacier, a elle-même son inconvénient; car celles de ces pièces , comme sabres , couteaux , rasoirs, etc. , qui sont plus minces dans le tranchant que dans le dos, seront trop acier dans la partie mince , et trop fer dans l’autre ; et d’ailleurs, les petites boursouflures qui s’élèvent à leur surface rendraient ces pièces défectueuses. Il faut de plus que l’acier cémenté soit corroyé, sué et soudé pour avoir de la force et du corps ; en sorte que ce procédé de forger les pièces avant de les mettre dans le cément , ne peut convenir que pour les morceaux épais , dont
{ Pour obtenir de l’acier avec la fonte de fer, ou 11M dans le foyer beaucoup de petits charbons et du poussier que I on humecte, afin qu’il soit plus adhérent, et des scories légères et fluides... On presse davantage la fusion.... Le bain est toujours couvert de scories, et on ne les fait point écouler .
De cette manière , la matière du fer reposant sur du charbon en a le contact immédiat par dessous . La force et la vio¬
lence du feu achève de séparer les parties terreuses, qui, rencontrant les scories, font corps avec elles et s’y accrochent ; mais le déchet est plus grand, car on n’obtient en acier que la moitié de la fonte, tandis qu'en fer on en obtient les deux tiers.
A mesure que 1 acier est purgé de ses parties terreuses • il résiste davantage au feu et se durcit; lorsqu'il a acquis une consistance suffisante à pouvoir être coupé et à supporter les coups de marteau , l'opération est finie , on le retire; mais le fer et l’acier que l’on retire ainsi de ces deux opérations sont rarement purs et assez bons pour tous les usages du commerce.... Car l’acier que l’on retire du fer de fonte peut être uni à quelques portions de fer qui le rendent inégal, de sorte qu’il n’aura pas la même dureté dans toutes les parties .. Cependant on n’en fait pas d’autres en Allemagne, et c’est pourquoi l’on préfère les limes d'Angleterre, qui sont d’acier de fonte... Pour faire l’acier cémenté, il ne faut employer que du fer de bonne qualité , et tout fer qui est difficile à souder , qui se gerce ou qui est pailleux , doit être rejeté. Voyages métallurgiques de M. Jars, page 24 et suiv,... Le même M. Jars , après avoir donné ailleurs la méthode dont on se sert en Suède pour tirer de l’acier par la fonte, ajoute que les Anglais tirent de Danemora le fer qu'ils convertissent en acier par cémentation , qu ils le paient quinze livres par cent de plus que les autres fers, que ce fer de Danemora est marqué 00 , et que les Suédois ne sont pas encore parvenus à faire d’aussi bon acier cémenté que les Anglais. Idem , page 28 et suiv.
DES MINÉRAUX
ou ne* veut convertir que la surface en acier.
Pour faire de l’acier avec la fonte de fer, il faut commencer par rendre cette fonte aussi pure qu il est possible avant de la tirer du fourneau de fusion ; et pour cela si l’on met huit mesures de mine pour faire de la fonte ordinaire , il n’en faudra mettre que six par charge sur la même quantité de charbon , afin que la fonte en devienne meilleure. On pourra aussi la tenir plus longtemps en bain dans le creuset , c’est-à-dire quinze ou seize heures au lieu de douze ; elle achèvera pendant ce temps de s’épurer : ensuite on la coulera en petites gueuses ou lingots, et pour la dépurer encore davantage , on fera fondre une seconde fois ce lingot dans le feu de raffinerie : cette seconde fusion lui donnera la qualité nécessaire pour devenir du bon acier au moyen du travail suivant.
On remettra au feu de raffinerie cette fonte épurée pour en faire une loupe qu’on portera sous le marteau lorsqu’elle sera rougie à blanc , on la traitera comme le fer ordinaire, mais seulement sous un plus petit marteau , parce qu’il faut aussi que la loupe soit assez petite, c’està-diie de vingt-cinq à trente livres seulement ; on en fera un barreau carré de dix ou onze lignes au plus ; et lorsqu’il sera forgé et refroidi , on le cassera en morceaux longs d’environ un pied , que l’on remettra au feu de raffinerie, en les arrangeant en forme de grille, les uns sur les autres : ces petits barreaux se ramolliront par 1 action du feu , et se souderont ensemble •
1 on en fera une nouvelle loupe que l’on travaillera comme la première , et qu’on portera de même sous le marteau , pour en faire un nouveau barreau qui sera peut-être déjà de bon aciei , et même si la fonte a ete bien épurée , on aura de l’acier assez bon dès la première fois : mais supposé que cette seconde fois l’on n’ait encore que du fer, ou du fer mêlé d’acier, il faudra casser de nouveau le barreau en morceaux , et en former encore une loupe au feu de l affineiie , pour la porter ensuite au marteau, et obtenir enfin une barre de bon acier. On sent bien que le déchet doit être très-considérable, et d’ailleurs, cette méthode de faire de l’acier ne réussit pas toujours ; car il arrive assez souvent qu’en chauffant plusieurs fois ces petites barres on n’obtient pas de l’acier, mais seulement du fer nerveux : ainsi je ne conseillerais pas cette pratique , quoiqu’elle m’ait réussi, vu qu’elle doit être conduite fort délicatement, et
qu’elle expose à des pertes. Celle que l’on suit en Carinthie, pour faire de même de l’acier par la seule dépuration de la fonte, est plus sûre et même plus simple. On observe d’abord de faire une première fonte, la meilleure et la plus pure qu’il se peut : cette fonte est coulée en fl°ss , c’est-à-dire en gâteaux d’environs six pieds de long sur un pied de large, et trois à quatre pouces d’épaisseur. Cette floss est portée et présentée par le bout à un feu animé par des soufflets, qui la fait fondre une seconde fois et couler dans un creuset placé sous le foyer. Tout le fond de ce creuset est rempli de poudre de c barbon bien battue ; on en garnit de même les parois, et par-dessus la fonte l’on jette du charbon et du laitier pour la couvrir. Après six heures de séjour dans le creuset1, la fonte étant bien epurée de son laitier, on en prend une oupe d environ cent quarante à cent cinquante livres, que l’on porte sous le marteau pour être divisée en deux ou trois massets, qui sont ensuite chauffes et étirés en barres, qui, quoique lûtes, sont de bon acier, et qu’il ne faut que porter a la batterie pour y recevoir des chaudes successives , et être mises sous Je martinet qui leur donne la forme». Il me parait que le succès de cette operation tient essentiellement à ce que la fonte soit environnée d’une épaisseur de poudre de charbon, qui, de cette manière, produit une sorte de cémentation de la fonte , et la sature de feu fixe, tout comme les bandes de fer forge en sont saturées dans la cémentation proprement dite, dont nous allons exposer lespro-
vCUt/ij •
Cette conversion du fer en aeier, au moyen de la cementation , a été tentée par nombre d artistes , et réussit assez facilement dans de petits fourneaux de chimie; mais elle présente plusieurs difficultés lorsqu’on veut travailler eu grand , et je ne sache pas que nous ayons en France d’autres fourneaux que celui de Néronville en Gâtinois, où l’on convertisse à la fois jusqu’à soixante-quinze et quatre-vingts milliers de fer en acier; et encore cet acier n’est peut-être pas aussi parfait que celui qu’on fait en Angleterre : c’est ce qui a déterminé le gou-
1 S|xPourIa Première loupe, et seulement cinq ou quatre pour les suivantes, le creuset étant plus embrasé 4 ’ Voyez les Voyages métallurgiques de M Jars, tome I pages 61 et suivantes où ces procédés de la conversion de h
autng" aC'er’ ^ yne Ct Cn CarinUlie' SOut détaillées
HISTOIRE NATURELLE
vernement à charger M. de Grignon, de faire, J dans mes forges et au fourneau de Néronville, des essais en grand , afin de connaître quelles sont les provinces du royaume dont les fers sont les plus propres à être convertis en acier par la voie de la cémentation. Les résultats de ces expériences ont été imprimés dans le Journal de Physique , du mois de septembre 1782 ; on en peut voir l’extrait dans la note ci-dessous 1 : et voici ce que ma propre expérience
* En 1780, M. de Grignon fut chargé par le gouvernement de faire des expériences en grand, pour déterminer quelles sont les provinces du royaume qui produisent les fers les plus propres à être convertis en acier par la cémentation. M. le comte de Buffon offrit ses forges et le grand fourneau qu'il avait fait construire pour les mêmes opérations, et on y fit arriver des fers du comté de Foix, du Roussillon, du Dauphiné, de l’Alsace, de la Franche-Comté, des Trois- Évêchés, de Champagne, deBerri, de Suède, de Russie et d’Espagne,
Tous ces fers furent réduits au même échantillon, et placés dans la caisse de cémentation ; leur poids total était de quarante mille sept cent deux livres, et on les enveloppa de vingtquatre pieds cubes de poudre de cémentation: on mit ensuite le feu au fourneau, et on le soutint pendant cent cinquantesept heures consécutives, dont trente-sept heures de petit feu, vingt-quatre de feu médiocre, et quatre-vingt seize heures d’un feu si actif, qu’il fondit les briques du revêtissement du fourneau, du diaphragme, des arceaux, et de la voûte supérieure où sont les tuyaux aspiratoires...
Lorsque le fourneau fut refroidi, et que le 1er fut retiré de la caisse, on en constata le poids qui se trouva augmenté de soixante-une livres, mais une partie de cette augmentation de poids provient de quelques parcelles de matières du cément, qui restent attachées à la surface des barres. RI.de Grignon, pour constater précisément l’accroissement du poids acquis par la cémentation, soumit, dans une expérience subséquente, cinq cents livres de fer en barres, bien décapé, et il fit écurer de même les barres au sortir de la cémentation, pour enlever la matière charbonneuse qui s’y était attachée, et il se trouva six livres et demie d’excédant, qui ne peut être attribué qu’au principe qui convertit le fer en acier; principe qui augmente non-seulement le poids du fer, mais encore le volume de deux lignes et demie par cent pouces de longueur des barres, indépendamment du soulèvement de l’étoffe du fer qui forme les ampoules que M. de Griguon attribue à l’air, et même k l'eau interposée dans le fer, et s’il était possible d’estimer le poids de cet air et de l’eau que la violente chaleur fait sortir du fer, le poids additionnel du principe qui se cotntnné au fer dans sa conversion en acier, se trouverait encore plus considérable.
Le fourneau de Buffon, quoique très-solidement construit, s'étant trouvé détruit par la violence du feu, M. de Grignon prit le parti d’aller à la manufacture de Néronville. faire une autre suite d’expériences qui lui donna les mêmes résultats qu’il avait obtenus à Buffon.
Les différentes qualités de fers soumis à la cémentation ont éprouvé des modifications différentes et dépendantes de leur caractère particulier.
Le premier effet que l’on aperçoit est cette multitude d’ampoules qui s’élèvent sur les surfaces ; cette quantité est d’autrant plus grande que l'étoffe du fer est plus désunie par des pailles, des gerçures et des fentes.
Les fers les mieux étoffés, dont la pâte est pleine et homogène, sont moins sujets aux ampoules: ceux qui n’ont que l'apparence d’une belle fabrication, c’est-à-dire qui sont bien unis, bien sués au-dehors, mais dont l’affinage primitif n’a pas
m’avait fait connaître avant ces derniers essais.
J’ai fait chauffer au feu de bois , dans le fourneau de la fonderie , plusieurs bandes de mon
bien lié la pâte , sont sujets à produire une très-grande quantité de bulles.
Les fers cémentés ne sont pas les seuls qui soient sujets aux ampoules; les tôles et les fers noirs préparés pour l'étamage , sont souvent défectueux pour les mêmes causes.
La couleur bleue plus ou moins forte, dont se couvrent les surfaces des barres de fer soumises à la cémentation, est l’effet d’une légère décomposition superficielle; plus cette couleur est intense , plus on a lieu de soupçonner 1 acier de vivacité, c’est-à-dire de supersaturation : ce défaut s’annonce aussi par un son aigu que rend l’acier poule lorsqu’on le frappe ; le son grave au contraire annonce dans l’acier des parties ferreuses , et le bon acier se connaît par un son soutenu, ondulant et timbré.
I e fer cémenté en passant à l’état d’acier , devient sonore , et devient aussi très-fagile , puisque l’acier poule ou boursouflé est plus fragile que l’acier corroyé et trempé, sans que le premier ait été refroidi par un passage subit du chaud au froid : le fer peut donc être rendu fragile par deux causes diamétralement opposées , qui sont le feu et l’eau, car le fer ne devient acier que par une supersaturalion du leu fixe, qui en s’incorporant avec les molécules du fer, en coupe et rompt la libre, et la convertit en grains plus ou moins lins ; et c’est ce feu fixe introduit dans le fer cémenté qui en augmente le poids et le volume
RI. de Griguon observe que tous les défauts dont le fer est taché , et qui proviennent de la fabrication même ou du caractère des mines, ne sont point détruits par la cémentaiiou, qu’au contraire ils ne deviennent que plus apparenls , (pie c’est pour cette raison que si l’on veut obtenir du bon acier par la cémentation , il faut nécessairement choisir les meilleurs fers , les plus parfaits, tant par leur essence que par leur fabrication puisque la cémentation ne purifie pas le fer, et ne lui enlève pas les corps hétérogènes dont il peut être allié ou par amalgame ou par interposition : l’acier, selon lui , n’est point un fer plus pur , mais seulement un fer supersaturé de feu fixe, et il y a autant d’aciers défectueux que de mauvais fers.
M. de Grignon observe les degrés de perfection des différents fers convertis en acier dans l’ordre suivant :
Les fers d’Alsace sont ceux de France qui produisent les aciers les plus fins pour la pâte; mais ces aciers ne sont, pas si nets que ceux des fers de roche de Champagne , qui sont mieux fabriqués que ceux d’Alsace : quoique les fers de Berri soient en général pins doux que ceux de Champagne et de Bourgogne, ils ont donné les aciers les moins nets, parce que leur étoffe n’est pasbienliée; et il a remarqué qu’en général les fers les plus doux à la lime, tels que ceux de Berri et de Suède donnent des aciers beaucoup plus vifs que les fers fermes à la lime et au marteau, et que les derniers exigent une cémentation plus continuée et plus active. Il a reconnu que les fers de Sibérie donnaient un acier très-difficile à traiter, et défectueux par la désunion de son étoffe ; que ceux d’Espagne donnent un acier propre à des ouvrages qui exigent un beau poli ; et il conclut qu'on peut faire de très-bon acier fin avec les fers de France , en soignant leur fabrication : il désigne en même temps les provinces qui fournissent les fers qui sont les plus susceptibles de meilleur acier dans l’ordre suivant : Alsace , Champagne, Dauphiné , Limosin , Roussillon , comté de Foix, Franche-Comté, Lorraine, Berri et Bourgogne.
II serait fort à désirer que le gouvernement donnât des encouragements pour élever des manufactures d’acier dans ces différentes provinces, non-seulement pour l’acier par la cémentation , mais aussi pour la fabrication des aciers naturels , qui sont à meilleur compte que les premiers , et d’un plus grand usage dans les arts , surtout dans les arts de première nécessité.
fer de la meilleure qualité , et qui avait été travaillé comme les barreaux qu’on envoyait aux fileries pour y foire du fil de fer, et j’ai fait chauffer au même feu et en même temps, d’autres bandes de fer moins épuré , et tel qu’il se vend dans mes forges pour le commerce ; j’ai fait couper à chaud toutes ces bandes en morceaux long de deux pieds , parce que la caisse de mon premier fourneau d’essais , où je voulais les placer pour les convertir en acier, n’avait que deux pieds et demi de longueur sur dix-huit pouces de largeur, et autant de hauteur. On commença par mettre sur le fond de la caisse, une couche de charbon en poudre de deux pouces d’épaisseur, sur laquelle on plaça, une à une, les petites bandes de fer de deux pieds de longueur , de manière qu’elles ne se touchaient pas, et qu’elles étaient séparées les unes des autres par un intervalle de plus d’un demi-pouce ; on mit ensuite sur ces bandes une autre couche d’un pouce d’épaisseur de poudre de charbon, sur laquelle on posa de même d’autres bandes de fer, et ainsi alternativement des couches de charbon et des bandes de 1er, jusqu’à ce que la caisse fût remplie à trois pouces près , dans toute sa hauteur : on remplit ces trois derniers pouces vides , d’abord avec deux pouces de poudre de charbon , sur laquelle on amoncela en forme de dôme autant de poudre de grès qu’il pouvait en tenir sur la caisse sans s’ébouler. Cette couverture de poudre de grès sert à préserver la poudre de charbon de l’atteinte et de la communication du feu.
Il faut aussi avoir soin que les bandes de fer ne touchent, ni par les côtés ni par les extrémités, aux parois de la caisse dont elles doivent être éloignées et séparées par une épaisseur de deux pouces de poudre de charbon. On a soin de pratiquer dans le milieu d’une des petites faces de la caisse , une ouverture où l’on passe , par le dehors , une bande de huit ou dix pouces de longueur et de même épaisseur que les autres , pour servir d’indice ou d’éprouvette ; car en retirant cette bande de fer au bout de quelques jours de feu , on juge par son état de celui des autres bandes renfermées dans la caisse, et l’on voit, en examinant cette bande d’épreuve, à quel point est avancée la conversion de fer en acier.
Le fond et les quatre côtés de la caisse doivent être degrés pur, ou de très-bonnes briques bien jointes et bien lutées avec de l’argile. Cette
caisse porte sur une voûte de briques , sous laquelle s’étend la flamme d’un feu qu’on entretient continuellement sur un lisar à l’ouverture de cette voûte , le long de laquelle on pratique des tuyaux aspiratoires , de six pouces en six pouces , pour attirer la flamme et la faire circuler également tout autour de la caisse , audessus de laquelle doit être une autre voûte où la flamme, après avoir circulé, est enfin emportée rapidement par d’autres tuyaux d’aspiration , aboutissant à une grande et haute cheminée. Après avoir réussi à ces premiers essais, j’ai fait construire un grand fourneau de même forme, et qui a quatorze pieds de longueur sur neuf de largeur et huit de hauteur , avec deux iisars en fonte de fer, sur lesquels on met le bois qui doit être bien sec , pour ne donner que de la flamme sans fumée. La voûte inférieure communique à l’entour de la caisse par vingtquatre tuyaux aspiratoires , et la voûte supérieure communique à la grande cheminée par cinq autres tuyaux. Cette cheminée est élevée de trente pieds au-dessus du fourneau , et elle porte sur de grosses gueuses de fonte. Cette construction démontre assez que c’est un grand fourneau d’aspiration où l’air, puissamment attiré par le feu, anime la flamme et la fait circuler avec la plus grande rapidité; on entretient ce feu sans interruption pendant cinq ou six jours , et dès le quatrième on tire l’éprouvette pour s’assurer de l’effet qu’il a produit sur les bandes de fer qui sont dans la caisse de cémentation : on reconnaîtra, tant aux petites boursouflures qu’à la cassure de cette bande d’épreuve, si le fer est près ou loin d’être converti en acier; et d’après cette connaissance l’on fera cesser ou continuer le feu; et lorsqu’on jugera que la conversion est achevée , on laissera refroidir le fourneau ; après quoi on fera une ouverture vis-à-vis le dessus de la caisse , et on en tirera les bandes de fer qu’on y avait mises, et qui dès lors seront converties en acier.
En comparant ces bandes, les unes avec les autres, j’ai remarqué : 1° que celles qui étaient de bon fer épuré, avaient perdu toute apparence de nerf, et présentaient à leur cassure un grain très-fin d’acier , tandis que les bandes de fer commun conservaient encore de leur étoffe de fer, ou ne présentaient qu’un acier à gros grain?;
2° qu’il y avait à l’extérieur beaucoup plus, et de plus grandes boursouflures sur les bandes de fer commun que sur celles de bon fer; 3° que
HISTOIRE NATURELLE
les bandes voisines des parois de la caisse n’étaient pas aussi bien converties en acier que les bandes situées au milieu de la caisse , et que de même les extrémités de toutes les bandes étaient de moins bon acier que les parties du milieu.
Le fer, dans cet état, au sortir de la caisse de cémentation, s’appelle de l’acier boursouflé : il faut ensuite le chauffer très-doucement, et ne lui donner qu’un rouge couleur de cerise, poulie porter sous le martinet et l’étendre en petits barreaux ; car , pour peu qu’on le chauffe un peu trop, il s’éparpille et l’on ne peut le forger. Il y a aussi des précautions à prendre pour le tremper. Mais j’excéderais les bornes que je me suis prescrites dans mes ouvrages sur l’Histoire naturelle, si j’entrais dans de plus grands détails sur les différents arts du travail du fer ; peut-être même trouvera-t-on que je me suis déjà trop étendu sur 1 objet du ter en particulier ; je me bornerai donc aux inductions que l’on peut tirer de ce qui vient d’être dit.
Il me semble qu’on pourrait juger de la bonne ou mauvaise qualité du fer par l’effet de la cémentation ; on sait que le fer le plus pur est aussi le plus dense, et que le bon acier l’est encore plus que le meilleur fer: ainsi l’acier doit être regardé comme du fer encore plus pur que le meilleur fer; l’un et l’autre ne sont que le même métal dans deux états différents , et 1 acier est, pour ainsi dire, un fer plus métallique que le simple fer : il est certainement plus pesant, plus magnétique, d’une couleur plus foncée, d’un grain beaucoup plus fin et plus serré, et il devient à la trempe bien plus dur que le fer trempé ; il prend aussi le poli le plus vif et le plus beau : cependant, malgré toutes ces différences, on peut ramener l’acier à son premier état de fer, par des céments d’une qualité contraire à celle des céments dont on s’est servi pour le convertir en acier, c’est-à-dire, en se seivant de matières absorbantes, telles que les substances calcaires, au lieu de matières inflammables, telles que la poudre de charbon dont on s’est
servi pour le cémenter.
Mais dans cette conversion du fer en acier , quels sont les éléments qui causent ce changement, et quelles sont les substances qui peuvent le subir? Indépendamment des matières vitreuses, qui sans doute restent dans le fer en petite quantité, ne contient-il pas aussi des particules
de zinc et d’autres matières hétérogènes 1 ? Le feu doit détruire ces molécules de zinc, ainsi que celles des matières vitreuses pendant la cémentation, et par conséquent, elle doit achever de purifier le fer. Mais il y a quelque chose de plus , car si le fer, dans cette opération qui change sa qualité , ne faisait que perdre sans rien acquérir, s’il se délivrait en effet de toutes ses impuretés, sans remplacement, sans acquisition d’autre matière, il deviendrait nécessairement plus léger : or je me suis assuré que ces bandes de fer, devenues acier par la cémentation, loin d’être plus légères sont spécifiquement plus pesantes, et que par conséquent elles acquièrent plus de matières qu’elles n’en perdent; dès lors quelle peut donc être cette matière , si ce n’est la substance même du feu qui se fixe dans l’intérieur du fer, et qui contribue encore plus que la bonne qualité ou la pureté du fer à l'essence de l’acier?
La trempe produit dans le fer et l’acier des changements qui n’ont pas encore été assez observés ; et quoiqu’on puisse ôter à tous deux l’impression de la trempe en les recuisant au feu, et les rendre à peu près tels qu’ils étaient avant d’avoir été trempés, il est pourtant vrai qu’en les trempant et les chauffant plusieurs fois de suite , on altère leur qualité. La trempe à l’eau froide rend le fer cassant; l’action du froid pénètre à l’intérieur , rompt et hache le nerf, et le convertit en grains. J’ai vu dans mes forges que les ouvriers accoutumés à tremper dans l’eau la partie de labarre qu’ils viennent de forger , afin de la refroidir plus promptement , ayant dans un temps de forte gelée, suivi leur habitude , et trempé toutes leurs barres dans l’eau presque glacée , elles se trouvèrent cassantes au point d’être rebutées des marchands : la moitié de la barre qui n’avait point été trempée
* Le zinc contenu dans les mines de fer ne se montre pas seulement dans la cadmie qui se sublime dans l'intérieur du foyer supérieur du fourneau de fonderie ; mais encore la chapelle, la poitrine, les marâtres et le gueulard du tourneau, sont enduits d’une poudre sous diverses couleurs, qui n'est que de la tvthie et du pompholix ; tout le zinc ne se sépare pas du minéral dans la fusion ; il en reste encore une partie considérable, combinée avec le fer dans la fonte , ce que j’ai prouvé en démontrant le zinc contenu dans les grappes qui se subliment et s’attachent à la me'rade des affineries... J’en ai aussi reconnu dans les travaux que j’ai visités en Champagne, Bourgogne, Franche-Comté, Alsace, Lorraine et Luxembourg, et j’ai appris depuis que l'on en trouve dans plusieurs autres provinces; d’où l’on peut inférer que le zinc est un demi-métal ami du fer, et qu’il entre peut-être dans sa composition. Mémoires de Physique , par M. de Grignon , pages 18 et 19 de la Préface.
était de bon fer nerveux , tandis que l’autre moitié qui avait été trempée à la glace n’avait plus de nerf, et ne présentait qu’un mauvais grain. Cette expérience est très-certaine, et ne fut que trop répétée chez moi ; car il y eut plus de deux cents barres dont la seconde moitié était la seule bonne, et l’on fut obligé de casser toutes ces barres par le milieu, et de reforger toutes les parties qui avaient été trempées, afin de leur rendre le nerf qu’elles avaient perdu .
A l’égard des effets de la trempe sur l’acier, personne ne les a mieux observés queM. Perret; et voici les faits , ou plutôt les effets essentiels que cet habile artiste a reconnus * . « La trempe « change la formedes pièces minces d’acier; elle
DES MINÉRAUX. 301
« tiste doit tâcher de conduire son travail de « manière qu’il ne soit obligé de tremper qu’une « fois ; car chaque trempe altère déplus en plus « la matièie de 1 acier. Au reste, la trempe au <i suif ne duicit pas 1 acier, et par conséquent « ne suffit pas pour les instruments tranchants « qui doivent être très-durs : ainsi il faudra les « tremper à l’eau après les avoir trempés au « suif. On a observé que la trempe à l’huile « végétale donne plus de dureté que la trempe « au suif ou à toute autre graisse animale; et « c’est sans doute parce que l’huile contient a plus d’eau que de graisse. »
L éciouissement que l’on donne aux métaux les rend plus durs et occasionne en particulier
« les voile et les courbe en différents sens ; elle les cassures qui se font dans le fer et l’acier La « y produit des cassures et des gerçures : ces trempe augmente ces cassures, et ne manque « derniers effets sont très-communs , et néan- jamais d’en produire dans les parties qui ont été « moins tres-prejudiciables. Ces défauts pro- ; les plus recrouies , et qui sont par conséquent « viennent de ce que l’acier n’est pas forgé devenues les plus dures.L’or, l’argent, le cuivre « avec assez de régularité ; ce qui fait que pas- j battus à froid, s'écrouissent et deviennent plus
« sant rapidement du chaud au froid, toutes les « parties ne reçoivent pas avec égalité l’impres- « sion du froid. Il en est de même si l’acier n’est « pas bien pur ou contient quelques corps étran- « gers; ils produiront nécessairement des cas- « sures... Le bon acier ne casse à la première « trempe que quand il est trop écroui par le « marteau ; celui qu’on n’écrouit point du tout, « et qu’on ne forge que chaud, ne casse point à « la première trempe ; et l’on doit remarquer « que l’acier prend du gonflement à chaque fois « qu’on le chauffe... Plus on donne de trempes « à l’acier, et plus il s’y forme de cassures; car « la matière de l’acier ne cesse de travail- « 1er à chaque trempe. L’acier fondu d’Angle- « terre se gerce de plusieurs cassures , et celui « de Styrie, non-seulement se casse, mais se cri- « ble par des trempes réitérées... Pour prévenir « l’effet des cassures , il faut chauffer couleur « de cerise la pièce d’acier , et la tremper dans « du suif en l’y laissant jusqu’à ce qu’elle ait « perdu son rouge. On peut au lieu de suif em- « ployer toute autre graisse; elle produira le « même effet, et préservera l’acier des cassures,
« que la trempe à l’eau ne manque pas de pro- « duire. On donnera si l’on veut ensuite une * trempe à l’ordinaire à la pièce d’acier, ou l’on « s’en tiendra à la seule trempe du suif. L’ar-
4 Mémoires sur les effets des cassures que la trempe occasionne a 1 acier, par M. Perret, correspondant de l’Académie uc lîéziers.
durs et plus élastiques sous les coups réitérés du marteau. Il n’en est pas de même de l’étain et du plomb, qui, quoique battus fortement et longtemps, ne prennent point de dureté ni d’élasticité ; on peut même faire fondre l’étain en le faisant frapper sous un martinet prompt, et on rend le plomb si mou et si chaud qu’il paraît aussi prêt à se fondre. Mais je ne crois pas, avec M. Perret, qu’il existe une matière particulière que la percussion fait entrer dans le fer, l’or, l’argent et le cuivre, et que l’étain ni le plomb ne peuvent recevoir : ne suffit-il pas que la substance de ces premiers métaux soit par elle-même plus dure que celle du plomb et de l’étain pour qu’elle le devienne encore plus par le rapprochement de ses parties? La percussion du marteau ne peut produire que ce rapprochement; et lorsque les parties intégrantes d’un métal sont elles-mêmes assez dures pour ne se point écraser, mais seulement se rapprocher par la percussion, le métal écroui deviendra plus dur et même élastique, tandis que les métaux, comme le plomb et l’étain, dont la substance est molle jusque dans ses plus petits atomes, ne prendront ni dureté ni ressort, parce que les parties intégrantes étant écrasées par la percussion, n’en seront que plus molles, ou plutôt ne changeront pas de nature ni de propriété, puisqu’elles s’étendront au lieu de se resserrer et de se rapprocher. Le marteau ne fait donc que comprimer le métal en détruisant les pores
HISTOIRE NATURELLE
on interstices qui étaient entre ses parties intégrantes ; et c’est par cette raison qu’en remettant le métal écroui dans le feu, dont le premier effet est de dilater toute substance, les interstices se rétablissent entre les parties du métal, et l’effet de l’écrouissement ne subsiste plus.
Mais pour en revenir à la trempe, il est certain qu’elle fait un effet prodigieux sur le fer et l’acier. La trempe dans l’eau très-froide rend, comme nous venons de le dire, le meilleur fer tout à fait cassant; et quoique cet effet soit beaucoup moins sensible lorsque l’eau est à la température ordinaire, il est cependant trèsvrai qu’elle influe sur la qualité du fer, et qu’on doit empêcher le forgeron de tremper sa pièce encore rouge de feu pour la refroidir ; et même il ne faut pas qu’il jette une grande quantité d’eau dessus en la forgeant, tant qu’elle est dans l’état d’incandescence. Il en est de même de l’acier, et l’on fera bien de ne le tremper qu’une seule fois dans l’eau à la température ordinaire.
Dans certaines contrées où le travail du fer est encore inconnu, les Nègres, quoique les moins ingénieux de tous les hommes, ont néanmoins imaginé de tremper le bois dans l’huile ou dans des graisses dont ils le laissent s’imbiber; ensuite ils l’enveloppent avec de grandes feuilles, comme celles de bananier, et mettent sous de la cendre chaude les instruments de bois qu’ils veulent rendre tranchants : la chaleur fait ouvrir les pores du bois qui s’imbibe encore plus de cette graisse ; et lorsqu’il est refroidi il paraît lisse, sec, luisant, et il est devenu si dur qu’il tranche et perce comme une arme de fer : des zagaies de bois dur et trempé de cette façon, lancées contre des arbres, à la distance de quarante pieds, y entrent de trois ou quatre pouces, et pourraient traverser le corps d’un homme ; leurs haches de bois, trempées de même, tranchent tous les autres bois L On sait d’ailleurs qu’on fait durcir le bois en le passant au feu, qui lui enlève l’humidité qui cause en partie sa mollesse. Ainsi, dans cette trempe à la graisse ou à l’huile sous la cendre chaude, on ne fait que substituer aux parties aqueuses du bois une substance qui lui est plus analogue et qui en rapproche les fibres de plus près.
‘ Note communiquée en 1774 par M. de Renne, ancien capitaine de vaisseau de la compagnie des Indes.
L’acier trempé très-dur, c’est-à-dire à l’eau froide, est en même temps très-cassant ; on ne s’en sert que pour certains ouvrages, et en particulier pour des outils qu’on appelle brunis soirs , qui, étant d’un acier plus dur que tous les autres aciers , servent à leur donner le dernier poli L
Au reste, on ne peut donner le poh vif, brillant et noir qu’à l’espèce d’acier qu’on appelle acier fondu , et que nous tirons d’Angleterre. Nos artistes ne connaissent pas les moyens de faire cet excellent acier. Ce n’est pas qu’en général il ne soit assez facile de fondre l’acier; j’en ai fait couler âmes fourneaux d’aspiration plus de vingt livres en fusion très-parfaite; mais la difficulté consiste à traiter et à forger cet acier fondu; cela demande les plus grandes précautions : car ordinairement il s’éparpille en étincelles au seui contact de l’air, et se réduit en poudre sous le marteau.
Dans les fileries on fait des filières qui doivent être de la plus grande dureté, avec une sorte d’acier qu’on appelle acier sauvage : on le fait fondre , et au moment qu’il se coagule on le frappe légèrement avec un marteau à main ; et à mesure qu’il prend du corps on le chauffe et on le forge en augmentant graduellement la force et la vitesse de la percussion , et on l’achève en le forgeant au martinet. On prétend que c’est par ce procédé que les Anglais forgent leur acier fondu, et on assure que les Asiatiques travaillent de même leur acier en pain, qui est aussi d’excellente qualité. La fragilité de
* On sait que c’est avec de la potée ou chaux d’étain délayée dans de l’esprit de vin que l’on polit l’acier, mais les Anglais emploient un autre procédé pour lui donner le poli noir et brillant dont ils font un secret. M. Perret, dont nous venons de parler, paraît avoir découvert ce secret, du moins il est venu à bout de polir l’acier à peu près aussi bien qu’on le polit en Angleterre ; il faut pour cela broyer la potée sur une plaque de fonte de fer bien unie et polie, on se sert d’un brunissoir de bois de noyer sur lequel on colle un morceau de peau de buffle qu’on a précédemment lissé avec la pierreponce, et qu’on imprègne de potée délayée à l'eau-de-vie. Ce polissoir doit être monté sur une roue de cinq à six pieds de diamètre pour donner un mouvement plus vif. La matière que M. Perret a trouvée la meilleure pour polir parfaitement l’acier est l'acier lui-même fondu avec du soufre, et ensuite réduit en poudre. M. de Grignon assure que le colcothar retiré du vitriol après la distillation de l'eau-forte est la matière qui donne le plus beau poli noir à l’acier; il faut laver ce colcothar encore chaud plusieurs fois, et le réduire au dernier degré de finesse par la décantation ; il faut aussi qu’il soit entièrement dépouillé de ses parties salines, qui formeraient des taches bleuâtres sur le poli : il parait que M. Langlois e>t de nos artistes celui qui a le mieux réussi à donner ce beau poli noir à l’acier.
1)ES M1JNÉRAUX.
cet acier fondu est presque égale à celle du verre ; c’est pourquoi il n’est bon que pour certains outils, tel s que les rasoirs, les lancettes, etc., qui doivent être très-tranchants et prendre le plus de dureté et le plus beau poli : mais il ne peut servir aux ouvrages qui, comme les lames d’épées , doivent avoir du ressort ; et c’est par cette raison que dans le Levant4, comme en Europe, les lames de sabre et d’épée se font avec un acier mélangé d un peu d’étoffe de fer qui lui donne de la souplesse et de l’élasticité.
Les Orientaux ont mieux que nous le petit art de damasquiner l’acier 2 ; ceia ne se fait pas
1 Les mines d’acier de Perse produisent beaucoup, car l'acier n’y vaut que sept sous la livre... Cet acier est fin, ayant le grain fort menu et délié , qualité qui naturellement et sans artifice ie rend dur comme le diamant; mais d’autre côté il est cassant comme du verre. Et comme les artisans persans ne lui savent pas bien donner la trempe, il n’y a pas moyen d’en faire des ressorts ni des ouvrages déliés et délicats : il prend pourtant une fort bonne trempe dans l’eau froide, ce qu’on fait en l’enveloppant d’un linge mouillé au lieu de le jeter dans une auge d’eau , après quoi on le fait chauffer sans le rougir tout à fait. Cet acier ne se peut point non plus allier avec le fer, et si on lui donne le feu trop chaud , il se brûle et devient comme de l’écume de charbon; on le mêle avec l’acier des Indes, qui est plus doux et qui est beaucoup plus estimé. Les Persans appellent l’une et l'autre sorte d'acier, poulard , janherder et acier nndé , pour le distinguer d’a- 'ec 1 acier d Europe. C est de cet acier- Ik qu’ils font leurs belles lames damasquinées ; ils les fondent en pain rond comme le creux de la main , et en petits bâtons carrés. Voyage de Chardin en Perse, etc., Amsterdam, I7H, tom. II, pag. 23.
2 Les Persans savent parfaitement bien damasquiner avec le vitriol les ouvrages d’acier, comme sabres, couteaux, etc..mais la nature de l’acier dont ils se servent y contribue beaucoup. cet acier s apporte de Golconde, et c’est le seul qui se puisse bien damasquiner, aussi est-il différent du nôtre ; car quand on le met au feu pour lui donner la trempe , il ne lui faut donner qu’une petite rougeur, comme couleur de cerise, et au lieu de le tremper dans l'eau comme nous faisons, on ne fait que 1 envelopper dans un linge mouillé , parce que si on lui donnait la même chaleur qu’aux nôtres , il deviendrait si dur que dès qu’on ie voudrait manier, il se casserait comme du verre. On met cet acier en pain gros comme nos pains d'un sou, et pour savoir s’il est bon et s'il n’y a point de fraude on le coupe en deux, chaque morceau suffisant pour faire un sabre, car il s’en trouve qui n’a pas été bien préparé et qu’on ne saurait damasquiner. Un de ces pains d’acier qui n’aura coûté à Golconde que la valeur de neuf ou dix sous , vaut quatre ou cinq abassis en Perse, et plus on le porte loin, plus il devient cher, car en Turquie on vend le pain jusqu’à trois piastres, et •1 en vient à Constantinople, à Smyrne. à Alep et à Damas, où anciennement on le transportait ; le plus grand négoce des Indes se fondait au Caire par la mer Rouge , mais aujourd'hui, autant le roi de Golconde apporte de difficulté à laisser sortir de l’acier de son pays, autant le roi de Perse tâche d'empêcher qu'on n’enlève de celui qui est entré dans >on royaume, Je fais toutes ces remarques pour désabuser 'aieu des gens qui croient que les sabres et couteaux qui nous viennent de Turquie se font d’acier de Damas, ce qui est une erreur ; parce que , comme j'ai dit , il n’y a point d’acier au nonde que celui de Golconde qu’on puisse damasquiner sans lue 1 acier s’altère comme le nôtre. Voyage de Tavernier, touen, 1713, tome II, page 330 et 531 .
en y introduisant de l’or ou de l’argent, comme on le croit vulgairement, mais par le seul effet d’une percussion souvent réitérée. M. Gau a fait sur cela plusieurs expériences , dont il a eu la bonté de me communiquer le résultat 4 . Cet
4 Monsieur, de retour à Klingensthal, j’ai fait, comme j’ai eu i’honneur de vous le promettre à Montbard. plusieurs épreuves sur l’acier, pour en fabriquer des lames de sabres et de couteaux de chasse de même étoffe et de même qualité que celles de Turquie, connues sous le nom de damas; les résultats de ces différentes épreuves ont toujours été les mêmes, et je profite de la permission que vous m’avez donnée de vous en rendre compte.
Après avoir fait travailler et préparer une certaine quantité d’acier propre à en faire du damas, j’en ai destiné un tiers à recevoir le double de l’argent que j’y emploie ordinairement; dans le second tiers, j’y ai mis la dose ordinaire, et point d’argent du tout dans le dernier tiers.
J ai eu l’honneur de vous dire, monsieur, de quelle façon je fais mélange de l’argent avec de l’acier ; j’ai augmenté de précautions pour mieux enfermer l’argent, et comme j’ai commencé mes épreuves parles petites barres ou plaques qui eu tenaient le double, en donnant à celles du dessus et du dessous le double d'épaisseur des autres; je les ai fait chauffer au blanc bouillant, et ce n’a été qu’avec une peine infinie que 1 ouvrier est venu à bout de les souder ensemble ; elles paraissaient à l’intérieur l’être parfaitement, et on ne voyait point sur l’enclume qu’il en fût sorti de l’argent: la réunion de ces plaques m’a donné un lingot de neuf pouces de long sur un pouce d épaisseur et autant de largeur.
J’ai ensuite fait remettre au feu ce lingot pour en former une lame de couteau de chasse ; c’est dans cette opération, en aplatissant et en allongeant ce lingot, que les défauts de soudure qui étaient dans l’intérieur se sont découverts, et quelque soin que l’ouvrier y ait donné, il n'a pu forger cette lame sans beaucoup de pailles.
J’ai fait recommencer cette opération par quatre fois différentes, et toutes les lames ont été paiileuses sans qu’on ait pu y remédier, ce qui me persuade qu’il y est entré beaucoup d’argent.
Les barres dans lesquelles je n’ai mis que la dose ordinaire d’argent, et dont les plaques du dessus et du dessous n’avaient pas plus d’épaisseur que les autres, ont toutes bien soudé et ont donné des lames sans paille; il s’est trouvé sur l’enclume beaucoup d’argent fondu qui s’y était attaché.
A l’égard des banres forgées sans argent, elles ont été soudées sans aucune difficulté comme de l’acier ordinaire, et elles ont donné de très-belles lames. Pour connaître si ces lames sans argent avaient les mêmes qualités pour le tranchant et la solidité que celles fabriquées avec de l’argent, j’ai essayé le tranchant de toutes forces sur des nœuds de bois de chêne quelles ont coupés sans s’ébrécher ; j’en ai ensuite mis une à plat entre deux barres de fer sur mon escalier, comme vous l’avez vu faire sur le vôtre, et ce n’a été qu’après l’avoir longtemps tourmentée dans tous les sens que je suis parvenu à la déchirer. J’ai donc trouvé à ces lames le même tranchant et la même ténacité. Il semblerait d’après ces épreuves :
1° Que s’il reste de l’argent dans l’acier, il est impossible de le souder dans les endroitsoù il se trouve;
2° Que lorsqu’on réussit à souder parfaitement des barresoù il y a de l’argent, il faut que cet argent, qui est en fusion lorsque l’acier est rouge-blanc, s’en soit échappé aux premiers coups de marteau, soit par les jointures des barres posées les unes sur les autres, soit par les pores alors ouverts de l’acier ; lorsque les plaques sont plus épaisses, l’argent fondu se répand en» partie sur l’enclume, et il est impossible de souder les endroits où il en reste;
3° L’argent ne communique aucune vertu à l'acier, soit pourle tranchant, soit pour la solidité, et l’opinion du public
HISTOIRE NATURELLE
habile artiste, qui a porté notre manufacture des armes blanches à un grand point de perfection, s’est convaincu avec moi que ce n’est que par le travail du marteau , et par la réunion de différents aciers mêlés d’un peu d’étoffe de fer, que l’on vient à bout de damasquiner les lames de sabre, et de leur donner en même temps le tranchant, l’élasticité et la ténacité nécessaires ; il a reconnu comme moi que ni l’or ni l’argent ne peuvent produire cet effet.
Il me resterait encore beaucoup de choses à dire sur le travail et sur l’emploi du fer ; je me suis contenté d’en indiquer les principaux objets ; chacun demanderait un traité particulier, et l’on pourrait compter plus de cent arts ou métiers tous relatifs au travail de ce métal , en le prenant depuis ses mines jusqu’à sa conversion en acier et sa fabrication en canons de fusil, lames d’épée, ressorts de montre, etc. Je n’ai pu donner ici que la filiation de ces arts , en suivant les rapports naturels qui les font dépendre les uns des autres; le reste appartient moins à l’histoire de la nature qu’à celle des progrès de notre industrie.
Mais nous ne devons pas oublier de faire mention des principales propriétés du fer et de l’acier, relativement à celles des autres métaux. Le fer, quoique très-dur, n’est pas fort dense , c’est après l’étain le plus léger de tous. Le fer commun, pesé dans l’eau, ne perd guère qu’un
qui avait décidé mes recherches, et qui attribue au mélange de l’acier et de l’argent la bonté des lames de Damas en Turquie, est sans fondement, puisqu’en décomposant un morceau vous-même, monsieur, vous n’y avez pas trouvé plus d’argent que dans la lame de même étoffe faite ici, dans laquelle il en était cependant entré ;
4° Le tranchant étonnant de ces lames et leur solidité ne proviennent, ainsi que les dessins qu’elles présentent, que du mélange des différents aciers qu’on y emploie, et de la façon qu'on les travaille ensemble.
Pour que vous puissiez, monsieur, en juger par vous-même, et rectifier mes idées à ce sujet, j’euvoie à mon dépôt de l'arsenal de Paris, pour vous être remises à leur arrivée :
1° Une des lames forgées avec les lingots où il y avait le double d’argent, dans laquelle je crois qu'il y en a encore, parce qu’elle n’a pu être bien soudée, et que vous voudrez bien faire décomposer après avoir fait éprouver son tranchant et sa solidité ;
2° Une lame forgée d’un lingot où j’avais mis moitié d’argent, bien soudée, et sur laquelle j’ai fait graver vos armoiries;
3° Une lame fabriquée d’une barre d’acier travaillée pour damas, dans laquelle il n’est point entré d'argent; vous voudrez bien faire mettre cette lame aux plus fortes épreuves, tant pour le tranchant sur du bois qu'en essayant sa résistance en la forçant entre deux barres de fer. Lettre de M. Gau, entrepreneur général de la Manufacture des armes blanches, à M. le comte de Buffon, datée de Klingensthal, le 29 avril W5.
huitième de son poids, et ne pèse que cinq cent quarante-cinq ou cinq cent quarante- six livres le pied cube1. L’acier pèse cinq cent quarantehuit à cinq cent quarante-neuf livres , et il est toujours spécifiquement un peu plus pesant que le meilleur fer : je dis le meilleur fer; car en général ce métal est sujet à varier pour la densité, ainsique pour la ténacité , la dureté, l’élasticité , et il parait n’avoir aucune propriété absolue que celle d’être attirable à l’aimant ; encore cette qualité magnétique est-elle beaucoup plus grande dans l’acier et dans certains fers que dans d’autres; elle augmente aussi dans certaines circonstancesetdiminuedansd’autres; et cependant cette propriété d’être attirable à l’aimant paraît appartenir au fer à l’exclusion de toute autre matière , car nous ne connaissons dans la nature aucun métal , aucune autre substance pure qui ait cette qualité magnétique, et qui puisse même l’acquérir par notre art : rien au contraire ne peut la faire perdre au fer tant qu’il existe dans son état de métal. Et non-seulement il est toujours attirable par l’aimant, mais il peut lui-même devenir aimant; et lorsqu’il est une fois aimanté , il attire l’autre fer avec autant de force que l’aimant même. *
De tous les métaux, après l’or, le fer est celui dont la ténacité est la plus grande : selon Musschenbroeck, un fil de fer d’ un dixième de pouce de diamètre peut soutenir un poids de quatre cent cinquante livres sans se rompre; mais j’ai reconnu par ma propre expérience qu’il y a une énorme différence entre la ténacité du bon et du mauvais fer, et quoiqu’on choisisse le meilleur pour le passer à la filière, on trouvera encore des différences dans la ténacité des différents fils de fer de même grosseur, et l’on observera généralement que plus le fils de fer sera lin, plus la ténacité sera grande à proportion.
Nous avons vu qu’il faut un feu très-violent pour fondre le fer forgé, et qu’en même temps qu’il se fond , il se brûle et se calcine en partie , et d’autant plus que la chaleur est plus forte ;
4 On a écrit et répété partout que le pied cube de fer pèse cinq cent quatre-vingts livres ( voyez le Dictionnaire de Chimie, article Fer); mais celte estimation est de beaucoup trop forte. M. Brisson s'est assuré par des épreuves à la balance hydrostatique, que le fer forgé, non écroui comme écroui, ne pèse également que cinq cent quarante-cinq livres deux ou trois onces le pied cube, et que le pied eube d’acier pèse cinq cent quaraute-huit livres : on s’était donc trompé de trentecinq livres, en estimant cinq cent quatre-vingts livres le poids d'un pied cube de fer. Voyez la Table des pesanteurs spécifiques de M. Brisson.
én le fondant au foyer d’un miroir ardent on le (voit bouillonner, brûler, jeter une flamme assez sensible, et se changer en mâchefer : cette scoîie conserve la qualité magnétique du fer après
avoir perdu toutes les autres propriétés de ce métal.
Tous les acides minéraux et végétaux agissent plus ou moins sur le fer et l’acier : l’air qui dans son état ordinaire est toujours chargé d’humidité, les réduit en rouille; l’air sec ne les attaque pas de même et ne fait qu’en ternir la surface : l’eau la ternit davantage et la noircit à la longue ; elle en divise et sépare les parties constituantes, et l’on peut avec de l’eau pure réduire ce métal en une poudre très-fine1 , laquelle néanmoins est encore du fer dans son état de métal , car elle est attirable à l’aimant et se dissout comme le fer dans tous les acides. Ainsi ni l’eau ni l’air seuls n’ôtent au fer sa qualité magnétique; il faut le concours de ces deux éléments ou plutôt l’action de l’acide aérien pour le réduire en rouille qui n’est plus attirable à l’aimant.
L’acide nitreux dévore le fer autant qu’il le dissout; il le saisit d’abord avec la plus grande violence ; et lors même que cet acide en est pleinement saturé , son activité ne se ralentit pas : il dissout le nouveau fer qu’on lui présente en laissant précipiter le premier.
L’acide vitriolique , même affaibli , dissout aussi le fer avec effervescence et chaleui , et les vapeurs qui s’élèvent de cette dissolution sont très-inflammables. En la faisant évaporer et la laissant refroidir, on obtient des cristaux vitrioliques verts, qui sont connus sous le nom de couperose.
L’acide marin dissout très-bien le fer, et l’eau régale encore mieux. Ces acides nitreux et marins, soit séparément, soit conjointement, forment avec le fer des sels qui, quoique métalliques , sont déliquescents ; mais dans quelque acide que le fer soit dissous , on peut toujours l’en séparer par le moyen des alkalis , ou des telles calcaires .* on peut aussi le précipiter par le zinc, etc.
Le soufre, qui fait fondre le fer rouge en un instant, est plutôt le destructeur que le dissol-
4 Prenez de la limaille de fer nette et brillante ; me!tez-la dans un vase - versez assez d’eau dessus pour la couvrir d’un pouce ou deux, faites-b remuer avec une spatule de fer juS- »iu à ce quelle soit réduite en poudre si fine quelle reste suspendue à la surface de l'eau, cette poudre est encore du vrai fer très-attirable à l'aimant.
vaut de ce métal ; il en change la nature et le réduit en pyrite. La force d’affinité entre le soufre et le fer est si grande, qu’ils agissent violemment l’un sur l’autre, même sans le secours du feu; car dans cet état de pyrite iis produisent eux-mêmes de la chaleur et du feu, à l’aide seulement d’un peu d’humidité.
De quelque manière que le fer soit dissous ou décomposé, il paraît que ses précipités et ses chaux en safran , en ocre, en rouille, etc., sont tous colorés de jaune, de rougeâtre ou de brun : aussi emploie-t-on ces chaux de fer pour la peinture à l’huile et pour Jes émaux.
Enfin le fer peut s’allier avec tous les autres métaux , à 1 exception du plomb et du mercure. Suivant M. Geller, les affinités du fer sont dans l’ordre suivant : l’or, l’argent, le cuivre ; et suivant M. Geoffroi, le régule d’antimoine, l’argent, le cuivre et le plomb. Mais ce dernier chi miste devait exclure le plomb et ne pas oublier 1 oi , a\ ec lequel le fer a plus d’atfinité qu’avec aucun autre métal. Nous verrons même que ces deux métaux, le fer et l’or, se trouvent quelquefois si intimement unis par des accidents de nature, que notre art ne peut les séparer l’un de l’autre U
