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La mine de Pampailly, XVe-XVIIIe siècles

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Paul Benoit

Au XVIIIe siècle, la Révolution de la houille

Chapitre 8. La métallurgie du plomb : la Révolution de la houille

Texte intégral

1Après ces premières opérations de tri, de broyage et de lavage, les minerais étaient fondus. En règle générale, dans la France du XVIIIe s., les minerais sulfureux, comme les galènes, les pyrites ou les cuivres gris rencontrés à Pampailly, étaient grillés, donc transformés en oxydes, avant d’être réduits dans un four à cuve de type haut-fourneau. Cependant, dès le milieu du XVIIIe s., de nouvelles techniques apparurent en Angleterre où l’usage de la houille se répandait (Burt 1994, Gill 1994).

Jars et la houille

  • 96 À Pampailly, le charbon servait dès le XVe s. à forger les outils, voir chapitre 1.
  • 97 Les travaux d’Abraham Darby furent décisifs, il utilisa d’abord le coke pour fondre le cuivre, puis (...)
  • 98 "L’industrie des Anglois surmonta dans la suite les difficultés, et parvint par des opérations asse (...)

2Très tôt la houille a été utilisée pour les travaux de forge dans les régions où elle était facilement accessible96. En revanche, son emploi était prohibé dans la métallurgie extractive. La présence de soufre nuisait à l’obtention de métal de qualité alors que la houille, qui a tendance à s’agglomérer au cours de sa combustion, ne pouvait assurer une bonne descente des charges dans le fourneau. Ecrasée par le minerai, elle formait un obstacle à la bonne circulation de l’air. Le manque de bois pour la métallurgie et tous les autres arts du feu, plus dramatique en Grande-Bretagne que partout ailleurs en Europe, a conduit les Anglais à rechercher tous les moyens de le remplacer par une houille abondante. La technique s’élabora dans la première décennie du XVIIIe s.97 ; l’innovation se répandit très rapidement dans l’île, mais les Anglais voulaient conserver leur secret98.

3C’est dans ce contexte de pénurie de bois, de concurrence internationale appuyée par l’intervention de l’Etat, qu’il faut replacer les activités des frères Jars. L’aîné des frères Jars a laissé un opuscule publié un an après la mort de l’Académicien,

« Manière de préparer le charbon minéral, autrement appelé houille, pour le substituer au charbon de bois dans les travaux métallurgiques ; mise en usage dans les mines de Sain-Bel, sur les documens de feu M. Jars, de l’Académie royale des Sciences ; pratiquée, perfectionnée et décrite par M. Gabriel Jars, son frère, intéressé aux dites mines » (Jars l’Aîné 1770) (fig. 78).

78 - Le préambule de l’ouvrage de Jars l’Aîné, 1770

78 - Le préambule de l’ouvrage de Jars l’Aîné, 1770

Bibliothèque de l’École des Mines de Paris

4La houille, d’après le texte, doit être transformée en coaks selon le terme britannique, par une opération comparable à celle que subit le bois, pour être transformée en charbon. Au cours de cette carbonisation, même si le terme n’est pas employé, la houille devait perdre son soufre et son acide sulfureux pour conserver ses parties huileuses, phlogistiques et inflammables. Le produit obtenu est conforme à la description d’un coke actuel :

« après l’opération, le charbon minéral n’est plus à l’œil qu’une matière spongieuse, d’un gris-noir qui a perdu de son poids et acquis du volume. »

  • 99 Le quatrième mémoire des Voyages métallurgiques de Jars, t. III, 1781, pp. 112-124, s’intitule "Mét (...)

5Pour réussir, l’opération exige l’emploi d’une houille convenable, tel le charbon de maréchal de Rive-de-Gier, mais exclut l’emploi des charbons pierreux comme ceux alors récemment découverts à Sainte-Foy-l’Argentière, à quelques kilomètres de Sain-Bel. Le produit avait cependant son utilité et Jars le préconise pour le grillage des mauvais minerais, selon les nouvelles méthodes qu’il a mises au point99.

6À partir des expériences réalisées à Sain-Bel, Jars expose tous les avantages que présente l’utilisation de la houille dans la réduction des minerais. Mieux, il les chiffre (tableau 6). La conclusion de ses expériences lui montre que le gain se monte à environ un quart du prix du combustible, alors que le temps passé, donc le coût en salaires, diminue considérablement. Les inconvénients viennent de la dégradation rapide des revêtements intérieurs des fours.

Tableau 6. Expériences du 7 au 9 mars 1769

Tableau 6. Expériences du 7 au 9 mars 1769

7Les informations fournies par les différents écrits des frères Jars et les rares autres sources d’archives actuellement connues attestent l’intérêt qu’ils ont porté à l’utilisation de la houille dans la réduction de tous les métaux, en premier lieu du cuivre extrait dans les mines des monts du Lyonnais où leur famille était implantée. Pour eux, la volonté de remplacer le charbon de bois par la houille n’était pas une vue de l’esprit, mais une nécessité. Cependant, les données relatives à la région lyonnaise concernent essentiellement le minerai de cuivre fondu dans des fourneaux verticaux, fours à manche, comme les présentait déjà Agricola. Le minerai grillé et le charbon, à la fois combustible et réducteur, étaient entassés dans le corps du fourneau ; des soufflets forçaient l’air à traverser la charge. Or, les mines du Lyonnais produisaient aussi du plomb qui pouvait être traité dans des appareils de type différent.

Le four de Pampailly

Les données du terrain

8Le bâtiment situé au sud domine légèrement le reste du site (fig. 79). À l’exception du mur sud-ouest adossé à la colline, les trois façades sont percées de portes dont la marque des chambranles en bois est encore visible. La porte nord-ouest pouvait laisser passer une petite charrette. Une cloison de bois, discernable à travers l’alignement actuel de trous de poteaux, divisait le bâtiment en deux espaces inégaux. Dans la partie la plus petite, sans doute couverte d’une charpente, les restes d’un stockage de charbon recouvraient le sol. Contre le mur nord-ouest, une fosse rectangulaire contenait de la chaux. Dans le coin est du bâtiment une structure rectangulaire en pierre, arasée au niveau du sol, délimite une fosse principale au nord et une fosse secondaire au sud. La construction porte les marques d’une voûte effondrée et de renforts métalliques. Les deux fosses sont reliées par un couloir voûté qui passe sous le mur est et se prolonge à l’extérieur par une galerie à ciel ouvert qui rejoint le niveau du sol à une dizaine de mètres. Adossées à la face extérieure du mur nord-est de l’édifice, sont encore visibles les ruines de la base d’une cheminée percée au niveau du sol par des ouvertures latérales. Sur cette base de pierre s’élevait une cheminée de brique dont les débris étaient éparpillés sur le sol. Comme la cheminée, la fosse n’est pas solidaire des murs de l’édifice. Elle était remplie de pierres parfois fortement rubéfiées et scoréfiées et de briques partiellement fondues provenant de la partie supérieure abattue. Dans l’axe de la fosse principale, à l’extérieur de son côté ouest, la fouille a révélé une petite excavation carrée dont les parois intérieures et le fond étaient constitués de briques. Elle était comblée de cendres, d’argile, d’une coulée de plomb et recouverte d’abondantes particules métallifères. Il s’agit d’un creuset où coulait le métal en fusion. De toute évidence, la construction, détériorée par l’usage du feu, a été volontairement abattue et ses restes jetés dans la fosse ou éparpillés sur le sol. Des particules plombifères s’accumulaient au pied des murs nord-ouest et sud-ouest de la structure.

79 - Le Vernay, plan du four de réduction de la galène

79 - Le Vernay, plan du four de réduction de la galène

L’interprétation

9L’interprétation des vestiges du four de Pampailly pose certains problèmes. La destruction de la superstructure et la dispersion volontaire des fragments abattus dans la fosse et sur le sol industriel, à proximité immédiate, ne permettent pas une reconstitution à partir des seules données archéologiques. Mais, de leur confrontation avec les renseignements fournis par des documents de la fin du XVIIIe et des premières années du XIXe s. il ressort des comparaisons satisfaisantes. Trois textes éclairent les résultats des fouilles, tant sur la forme et la nature des structures conservées que sur le déroulement des opérations métallurgiques.

10Le premier est un extrait du second volume des Voyages métallurgiques de Jars. Le quinzième mémoire, qui porte sur Les mines de plomb d’Angleterre, est daté des années 1765-1766, c’està-dire du moment de la reprise de l’exploitation de la mine de Pampailly (Jars 1774, II, p. 550). Jars décrit dans la quatrième section la fonte des minerais de plomb dans le comté de Derby et autres. Il précise que les Anglais utilisaient deux types de fours, l’un à réverbère, lorsque l’exploitation se trouvait à proximité du charbon, l’autre à soufflets, dans le cas contraire. Le passage concernant les fours à réverbère est bref. Il insiste sur leurs dimensions intérieures, sept pieds de large, soit le double des appareils français du même type. Une telle ampleur permettait d’étaler le minerai et de mieux l’offrir à la chaleur. Les ouvriers devaient intervenir par trois ouvertures pour déplacer la charge et évacuer les scories. Jars estime que ces fours travaillaient presque deux fois plus vite que les appareils habituels. Pour vingt quintaux de minerai, la première fonte durait environ quinze heures : une première coulée avait lieu au bout de neuf heures, une seconde trois heures plus tard, la dernière trois heures après. On ajoutait de temps en temps du charbon de terre et de la chaux.

11La planche 27 qui accompagne le texte fournit des informations beaucoup plus précises sur la structure de l’appareil (fig. 80). Les fondations étaient constituées d’une cave voûtée, solidement maçonnée et communiquant avec un cendrier accessible par l’extérieur, à l’arrière du fourneau. Dans la partie supérieure, sur la voûte en briques de la fosse principale, se trouvait la sole destinée à contenir le minerai. Ce bassin en argile, de forme concave, était en pente vers l’avant du four. Ainsi, le métal une fois fondu pouvait couler dans le creuset situé à l’extérieur. Un orifice, percé au centre de la voûte qui recouvrait la sole, permettait, au moyen d’une trémie, d’introduire le minerai dans le four. L’intérieur du fourneau communiquait d’un côté avec le foyer installé sur une grille au-dessus du cendrier, et de l’autre avec la cheminée placée à l’arrière du four. Celle-ci possédait une ouverture à sa base et devait s’élever à plus de 13 m au-dessus du sol. La façade du four comportait quatre ouvertures. L’une, au niveau du cendrier, servait à charger le combustible dans le foyer. Une autre, à la verticale de l’avant-creuset, était flanquée de deux portes : par ces trois ouvertures les ouvriers remuaient le minerai au cours de la fusion. Sur le côté, une quatrième, percée à proximité de la cheminée, permettait d’évacuer les crasses à la fin de la fusion, avant de recharger le four. L’ensemble de la structure était consolidé par un réseau de tirants de fer.

80 - Four de réduction du plomb

80 - Four de réduction du plomb

Voyages Métallurgiques ou recherches et observations de Jars, tome II, pl. 27.

Bibliothèque de l’École des Mines de Paris

  • 100 Neuvième mémoire "Observations métallurgiques sur la séparation des métaux, ta méthode la plus avan (...)
  • 101 La description de Poullaouen par Beaunier et Gallois précise que Jars avait visité le site en 1769, (...)

12Dans le neuvième mémoire du troisième tome des Voyages métallurgiques, Jars décrit, trois ans plus tard, de nouveaux procédés pour traiter les minerais d’argent et de cuivre ainsi que ceux d’argent, de cuivre et de plomb100. Avant d’entrer dans le détail de son explication, il fait de nouveau référence à la méthode des Anglois, qui est exécutée avec beaucoup de succès en Basse-Bretagne, pour traiter par la fonte les minerais de plomb et ceux de plomb et d’argent101. Il précise que les fours anglais à réverbère nécessaires à la première fonte sont appelés cûpols. La première opération consistait à chauffer lentement le fourneau pendant six heures, afin de griller le minerai, tandis qu’on le remuait souvent pour qu’il présente plus de surface au feu. On ajoutait du charbon de terre et de la chaux. Elle absorbe sans contredit une partie du soufre, mais sa principale action est de s’unir à l’acide vitriolique qui peut demeurer uni au métal. L’opération comprenait trois coulées et durait une quinzaine d’heures pour vingt quintaux de minerai traités. Chaque coulée était ainsi de moins en moins riche en argent.

13Enfin, les ingénieurs des mines Beaunier et Gallois rapportent, dans le Journal des Mines, (Beaunier et Gallois an XIIb) les opérations de traitement du minerai de galène argentifère qu’ils ont observées à Poullaouen à la fin de l’an IX et au début de l’an X, c’est-à-dire à l’automne 1801 (Beaunier et Gallois an XIIb). Le texte et les illustrations confirment l’impression retirée de la lecture des Voyages métallurgiques. Les techniques n’ont guère évolué depuis le passage de Jars sur le site en 1769. Seul détail noté, le chargement ne s’effectue plus par une trémie placée sur la couverture du fourneau, mais par les portes latérales. Plus que sur la structure, la description des deux ingénieurs apporte des éclaircissements sur les techniques métallurgiques et sur le fonctionnement du fourneau. Ils distinguent cinq opérations, le grillage et la première fonte, le départ de l’argent contenu dans le plomb, c’est-à-dire la coupellation, le raffinage de l’argent, la fonte au fourneau à manche des résidus de la première fonte et de l’affinage et le traitement des litharges pures et de leurs crasses. Seules la première opération et une partie de la dernière, la réduction de la litharge, nécessitaient l’usage du four à réverbère de type anglais, avec quelques modifications. Les auteurs sont presque muets sur cette cinquième phase.

  • 102 Au début de l’opération, on met du "menu bois" dans le bassin, c’est-à-dire le fond de la sole (Bea (...)
  • 103 "C’est ainsi qu’une portion considérable du soufre résiste au grillage, que le métal qui en a été s (...)

14Le type de combustible utilisé, houille, charbon de bois ou bois, n’est pas mentionné par Beaunier et Gallois, mais l’opération commençait avec le chargement de bûches par le faiseur de feu sur la grille du foyer. À deux reprises, des menus bois ou des brindilles étaient introduits dans le bassin, c’est-à-dire l’avant-creuset, la seconde fois pour débarrasser le métal en fusion de certaines impuretés avant de le verser dans des moules102. Les températures atteignaient 600° Réaumur, soit 750° C., lors de la première phase, le grillage, pour monter à 840° Réaumur, 1 050° C., lors de la seconde, qualifiée de réduction par les auteurs. La charge était plus importante qu’au temps de Jars, 2 600 livres contre 2 000, et l’opération semble durer une quinzaine d’heures. Dans le traitement d’une grande quantité de minerai au four à réverbère, la transformation restait incomplète et les résidus n’étaient pas homogènes. Ils pouvaient contenir du plomb sulfuré, sans doute de la galène, du plomb oxydé et du plomb métallique103.

15De la comparaison des résultats des fouilles avec les descriptions contemporaines de l’exploitation, il ressort que les structures retrouvées au martinet du Vernay sont bien celles d’un four à réverbère de modèle anglais, utilisé pour le grillage et la première fonte du minerai de plomb (fig. 81). Seules quelques différences minimes le distinguent des appareils de Poullaouen et de Derby. À Pampailly, deux orifices latéraux permettent d’accéder à la base de la cheminée pour la nettoyer. Elle n’est pas enclavée dans le mur de clôture de l’atelier, l’avant-creuset extérieur est carré et l’accès au cendrier, en raison du relief, se fait par une galerie et non par un escalier. Le fourneau se distingue des autres surtout par ses dimensions moindres (tableau 7).

81 - Le Vernay, restitution en coupe du four de réduction de Pampailly (XVIIIe s.)

81 - Le Vernay, restitution en coupe du four de réduction de Pampailly (XVIIIe s.)

Tableau 7. Comparaison des fours utilisés pour le grillage et la première fonte du minerai de plomb

Tableau 7. Comparaison des fours utilisés pour le grillage et la première fonte du minerai de plomb
  • 104 L’action de la chaux transforme les sulfures en oxydes selon la réaction : PbS+CaO ↔ CaS+PbO. La ch (...)

16Comme en Angleterre, la houille, stockée dans la partie ouest de l’atelier, alimentait le foyer et la chaux servait à se débarrasser du soufre104. Les ouvriers devaient intervenir au cours de l’opération de la fusion, de même que leurs homologues anglais, par des ouvertures pratiquées sur le devant du four et fermées par des portes métalliques.

  • 105 Analyses effectuées au Laboratoire de Géologie et d’Évolution des Milieux naturels de l’Université (...)

17Les analyses au microscope optique à réflexion et au microscope électronique à balayage (M.E.B.) de fragments de minerai retrouvés au fond de la fosse du moulin et des particules métallifères concentrées autour de l’avant-creuset du four, confirment l’interprétation des informations archéologiques à la lueur des textes. Le minerai traité était de la galène, accompagnée de divers sulfures et carbonates dont certains argentifères105. Les particules métallifères se composent d’un agrégat provenant de minerai essentiellement plombifère, préalablement broyé, ayant subi un traitement thermique. Des fragments de galène encore abondants baignent dans une matrice de plomb, comme si la réduction du minerai n’avait pas totalement abouti : on retrouve là les inconvénients mis en avant par Beaunier et Gallois à Poullaouen. Le microscope électronique à balayage a en outre permis de déceler à la surface de ces particules les traces de cellules bien conservées appartenant à des fragments végétaux épigénéisés par du sulfate et des sulfures de plomb. Elles peuvent correspondre aux « balayures de bûcher » et « feuilles sèches » ajoutées dans le bassin en fin d’opération à Poullaouen.

  • 106 Renseignements communiqués par Anne-Françoise Garçon.

18Les techniques appliquées à Pampailly étaient celles qui se pratiquaient à la même époque à Poullaouen. Seul, sans doute, un usage plus abondant du charbon distinguait Pampailly de la Basse-Bretagne où, semble-t-il, la raison principale du choix de l’appareil tenait à la nécessité de se passer de souffleries hydrauliques106.

  • 107 Dans ce procédé, la galène est transformée directement en métal, en une seule opération métallurgiq (...)

19En croisant les données de la fouille, des textes, et des analyses de laboratoire, il apparaît que le four retrouvé à Pampailly appartient à un type de four à réverbère, encore peu employé en France, que les Anglais utilisaient déjà pour produire du plomb. Il fonctionnait selon le procédé actuellement connu sous le nom de grillage partiel et réaction107. À Pampailly, l’opération de grillage partiel et réaction se situait dans la chaîne opératoire suivante : après son extraction, le minerai était concassé puis lavé avant d’être grillé et en partie réduit dans le four. Les installations de grillage que le site connaissait au Moyen Âge étaient devenues inutiles. Les prospections et les sondages effectués au sud du four n’ont révélé aucune trace d’un atelier d’affinage du minerai. Il est fort probable que les Intéressés séparaient l’argent du plomb par coupellation en dehors du site de Pampailly.

  • 108 Jars a lui-même observé les dégâts que peut causer l’utilisation du coke dans de telles opérations  (...)

20Les vestiges métallurgiques confirment que l’exploitation du XVIIIe s. à Pampailly, si elle a dépassé la durée affirmée par les érudits du siècle dernier, a été relativement brève, comme l’attestent l’épaisseur centimétrique des couches d’occupation industrielle et la faible quantité de déchets de traitement du minerai. Une médiocre production de la mine, épuisée sans doute par l’exploitation médiévale, est certainement la raison majeure de l’abandon du site. S’ajoute la discorde entre les Intéressés, mais ce fait mis en avant par certains, résiste mal quand on considère l’importance des investissements. L’état dans lequel le four a été découvert prouve qu’il a énormément souffert : les briques et les pierres qui le composaient ont fondu (fig. 82). Erreur dans la conduite de l’appareil ou utilisation d’un nouveau combustible encore mal maîtrisé, la houille ? La question reste posée108. Mais, qu’un échec technique ait contribué à la disparition des installations de traitement reste une hypothèse à ne pas écarter. Les fouilles et les analyses à venir, l’étude des textes, une meilleure perception des problèmes physicochimiques posés par l’usage de la houille dans une opération de grillage partiel et réaction pourront sans doute préciser ce point. Mais cette hypothèse ne saurait tout expliquer. Si la mine avait été productive, d’autres équipements auraient remplacé les appareils défaillants. Un four qui brûle n’a jamais fait disparaître une entreprise en croissance.

82 - État du four à sa découverte

82 - État du four à sa découverte

21Quoi qu’il en soit, les Jars et leurs associés ont utilisé la houille à Pampailly pour la production du plomb d’œuvre au moment même où ils réalisaient, à Chessy et à Sain Bel, leurs expériences de fusion du cuivre au charbon de terre. Autant d’étapes qui conduisent vers l’utilisation systématique du combustible minéral dans la métallurgie et qui mènent à la fonte au coke.

Pampailly dans son contexte européen

22Comme au XVe s., dans le domaine des techniques minières, Pampailly a joué un rôle novateur dans la métallurgie de la fin du XVllIe s. Si elle n’a pas été le grand centre de production qu’elle fut au Moyen Âge, Pampailly, à la veille de la Révolution, apparaît en revanche comme un centre où de nouvelles techniques ont été expérimentées dans le but, sans cesse présent à l’esprit de Jars, d’abaisser les coûts de production, en économisant le bois, très cher, en réduisant la durée du travail et en limitant au maximum les pertes de métal.

23Cet effort de rationalisation de l’exploitation des minerais est un phénomène européen (Wollmann 1992, Benoit 1994 c). À Pampailly, les influences britanniques et germaniques sont sensibles et significatives. Le modèle du four est anglais. Les Anglais ont joué un rôle primordial dans l’évolution des fours de fusion réductrice, en particulier dans la réalisation et l’utilisation des fours à réverbère et dans l’utilisation de la houille : dès les dernières décennies du XVIIIe s. ils utilisèrent des fours à coupole, ancêtre des fours à réverbère. En revanche, ils n’ont guère fait porter leurs efforts sur l’amélioration des techniques de traitement préalable, ce qui peut s’expliquer par le fait qu’ils ne produisaient guère de métaux précieux. Les Anglais traitaient la galène pour le plomb et non pour l’argent. Aussi, la possibilité de se passer d’énergie hydraulique, tout comme l’économie de combustible, ou le passage du charbon de bois à la houille, leur semblaient plus importants que la perte d’une certaine quantité de minerai (Gill 1994). Avec Poullaouen, où le manque de ressources hydrauliques semble avoir été le facteur déterminant pour l’adoption du procédé anglais, et Pampailly, où le coût du charbon de bois orienta la démarche de Jars, se dessine l’adoption par la métallurgie française d’un type de four dont l’usage bouleverse les conditions de transformation des minerais au cours du XIXe s. (Brulé 1994). Dès les décennies suivantes, des fours à réverbère équipent les usines de Pesey-Nancroix en Savoie. Par contre, dans le domaine de la préparation des minerais, le monde germanique n’a jamais cessé d’être novateur. Daubuisson insistait sur la supériorité nouvelle de la Saxe grâce à la mise au point de nouvelles tables de lavage, mais le mouvement d’innovation est plus général (Daubuisson an X). En Transylvanie, extrémité sud-orientale de la province minière germanique, les travaux de techniciens, en particulier ceux de Biberger, contribuèrent à accroître le rendement et la productivité du concassage et du lavage des minerais aurifères (Wollmann 1992). Or, le bocard de Pampailly s’inspire du modèle de Freiberg et les installations de lavage, comme les tables allemandes de Poullaouen, semblent être bâties selon un modèle germanique.

  • 109 Méthodes avantageuses pour griller les mines de cuivre pauvres, mise en pratique aux mines de Chess (...)

24Grâce à des ouvriers issus du monde germanique, à des « ingénieurs » au contact avec toute l’Europe et plus particulièrement avec l’Angleterre, la minéralurgie et la métallurgie de Pampailly s’inscrivent dans un cadre novateur, adoptant et adaptant des modèles venus de pays étrangers. La circulation des ouvriers et des techniciens, passant d’une région à l’autre, a sans doute continué, comme au XVe s., à être un vecteur de transmission des techniques. Mais l’exemple des Monts du Lyonnais prouve que d’autres voies de transfert des connaissances techniques existent alors. Dans ses Voyages métallurgiques, Jars montre bien comment circule alors l’innovation. À deux reprises, pour le grillage des minerais et pour la construction et le fonctionnement du grand four à affiner le cuivre à Chessy109, il évoque d’abord la lecture du traité de Schlutter traduit en français par Hellot (Schlutter, Hellot trad. 1750), qui lui fait prendre conscience de l’innovation, puis, dans un second temps, il fait part de sa visite sur les lieux, Goslar ou Sainte-Marie-aux-Mines. De l’information par l’écrit, il passe à une connaissance plus concrète. Quoique le cas de Jars soit exceptionnel, il s’agit d’un savant envoyé par le gouvernement royal pour s’informer des nouveautés susceptibles d’améliorer la production des métaux en France, sa démarche est significative d’une diffusion des connaissances techniques qui passe désormais, au moins en partie, par l’écrit.

25Malgré une production certainement limitée, la mine de Pampailly apporte à l’histoire des techniques minières et métallurgiques des données qui mettent en évidence, à côté du problème, alors fondamental, du charbon, le niveau technique atteint par la métallurgie des non-ferreux en France, mais qui éclairent également sur les moyens de diffusion de l’innovation.

Notes

96 À Pampailly, le charbon servait dès le XVe s. à forger les outils, voir chapitre 1.

97 Les travaux d’Abraham Darby furent décisifs, il utilisa d’abord le coke pour fondre le cuivre, puis en 1709 il obtint un fer de bonne qualité à partir du coke. Il maîtrisait bien la technique de la fonte ; en 1712 la production de machines de Newcomen lui ouvrit un marché, celui des cylindres de machines à vapeur.

98 "L’industrie des Anglois surmonta dans la suite les difficultés, et parvint par des opérations assez simples au but désiré, c’est-à-dire à ôter au charbon minéral ses qualités nuisibles à la fonte des métaux ; les Anglois reconnurent bientôt tous les avantages de cette découverte, mais ils faisoient un mystère de leurs procédés, et la France à peine instruite de leurs succès n’en partageoit point le bénéfice lorsque feu M. Jars, de l’Académie royale des Sciences, et Associé de celle de Lyon, fut envoyé en l’année 1765 par le Ministère en Angleterre, pour y faire des observations sur divers objets relatifs à l’avancement du commerce et des Art s "(Jars 1774, I, p. 326).

99 Le quatrième mémoire des Voyages métallurgiques de Jars, t. III, 1781, pp. 112-124, s’intitule "Méthode avantageuse de griller les mines de cuivre pauvres, mise en pratique aux mines de Chessy en Lyonnais". Ce chapitre reprend le texte d’un mémoire adressé à l’Académie des Sciences en 1777.

100 Neuvième mémoire "Observations métallurgiques sur la séparation des métaux, ta méthode la plus avantageuse de traiter les minerais d’argent et cuivre, et de faire le départ par la voie sèche des matières d’argent et cuivre tenant or, seconde partie" (Jars, Voyages métalllurgique. III, 1781, p. 274).

101 La description de Poullaouen par Beaunier et Gallois précise que Jars avait visité le site en 1769, date qui correspond à celle de la rédaction du mémoire édité dans les Voyages métallurgiques.

102 Au début de l’opération, on met du "menu bois" dans le bassin, c’est-à-dire le fond de la sole (Beaunier et Gallois an XII b, p. 198), puis en fin d’opération "on jette dans le bassin une demi-brouette de balayures de bûcher, et une livre et demie de résine que l’un des aides ajoute par petites portions, tandis que le chef, muni de l’écumoire, agite rapidement le métal, et met toutes ses parties successivement en contact avec les matières combustibles qui surnagent. L’inflammation extrêmement vive que la résine communique aux feuilles sèches, et aux brins de bois avec lesquels elle se trouve mêlée, élève singulièrement la température à la surface du bain, et détermine la réduction complète de toutes les parties que l’ouvrier y amène" (Id. p. 202).

103 "C’est ainsi qu’une portion considérable du soufre résiste au grillage, que le métal qui en a été séparé n’est qu’en partie réduit, et que le résidu du travail contient encore du plomb sulfuré, du plomb oxydé et même du plomb métallique répandu dans la masse en gouttelettes très divisées qui n’ont pu se réunir pour couler dans le bain" (Id. p. 194).

104 L’action de la chaux transforme les sulfures en oxydes selon la réaction : PbS+CaO ↔ CaS+PbO. La chaux est encore utilisée en sidérurgie pour éliminer le souffre de manière courante.

105 Analyses effectuées au Laboratoire de Géologie et d’Évolution des Milieux naturels de l’Université Pierre et Marie Curie par François Boyer et Philippe Blanc. Les minéraux décelés sont, outre la galène, la chalcopyrite, des sulfures de cuivre à inclusions d’argent, des carbonates de cuivre, des sulfures doubles de cuivre et d’argent (stromeyerite) et du cuivre gris argentifère (freibergite).

106 Renseignements communiqués par Anne-Françoise Garçon.

107 Dans ce procédé, la galène est transformée directement en métal, en une seule opération métallurgique, selon l’ensemble des réactions suivantes :
2PbS+302 → 2PbO+2SO2 ; PbS + 202 → PbSO4 ; PbS + PbSO → 2Pb + 2SO2 ; PbS + 2PbSO4 → 3Pb + SO2.
Ces réactions sont intéressantes parce qu’elles permettent d’obtenir le plomb métallique à partir de la galène crue en n’utilisant que peu ou pas de carbone pour la réduction (Lheraud 1974, p. 37).

108 Jars a lui-même observé les dégâts que peut causer l’utilisation du coke dans de telles opérations : "L’on ne s’étonnera pas de cette différence, si l’on remarque que la chaleur des coaks est bien plus vive que celle du charbon de bois" (Jars 1774, I, p. 335).

109 Méthodes avantageuses pour griller les mines de cuivre pauvres, mise en pratique aux mines de Chessy en Lyonnois" (Jars 1774, Quatrième mémoire, t. III, pp. 125- 139). Description d’un grand fourneau à raffiner le cuivre, construit au mois d’août 1755, dans les mines de Chessy en Lyonnois, dans lequel on raffine tout le cuivre provenant des dites mines et celles de Saint-Bel" (Jars 1774, Cinquième mémoire, pp. 112-124).

Table des illustrations

Titre 78 - Le préambule de l’ouvrage de Jars l’Aîné, 1770
Crédits Bibliothèque de l’École des Mines de Paris
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1810/img-1.jpg
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Titre Tableau 6. Expériences du 7 au 9 mars 1769
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1810/img-2.jpg
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Titre 79 - Le Vernay, plan du four de réduction de la galène
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1810/img-3.jpg
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Titre 80 - Four de réduction du plomb
Légende Voyages Métallurgiques ou recherches et observations de Jars, tome II, pl. 27.
Crédits Bibliothèque de l’École des Mines de Paris
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1810/img-4.jpg
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Titre 81 - Le Vernay, restitution en coupe du four de réduction de Pampailly (XVIIIe s.)
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1810/img-5.jpg
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Titre Tableau 7. Comparaison des fours utilisés pour le grillage et la première fonte du minerai de plomb
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Titre 82 - État du four à sa découverte
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1810/img-7.jpg
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© Alpara, 1997

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