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L’Âge du Bronze en Bourgogne. Le dépôt de Blanot (Côte-d’Or)

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Jean-Paul Thevenot

Seconde partie. Études techniques

I. Procédés de formage de quelques objets de bronze et d’or

Michel Pernot

Texte intégral

  • 81 La méthodologie générale de l’interprétation des observations métallographiques pour retracer les p (...)

1La plupart des objets ont été radiographiés au LRMF par F. Drilhon. A partir de ces documents et des observations visuelles quelques objets ont été choisis pour être étudiés en détail lorsque deux critères pouvaient simultanément être réunis : — une géométrie suffisamment complexe pour que la compréhension du formage soit intéressante, — la possibilité par rapport à l’objet et l’autorisation de faire les prélèvements nécessaires à cette compréhension81.

OBJETS EN BRONZE

Etude d’une jambière

2La jambière 6 (fig. 25, p. 37) a été étudiée car la présence de lacunes et de fractures autorisait des prélèvements pour la métallographie. L’examen radiographique met en évidence la propagation de la corrosion dans la direction générale des génératrices du cylindre sur lequel s’appuie la partie mince et décorée de la jambière. La spirale examinée qui provient de la jambière 5 (fig. 23, p. 35, partie centrale de la spirale inférieure), montre une réparation d’une excellente facture, décelable à l’œil, mais mieux visualisée par la radiographie (fig. 85).

3La zone étudiée en détail par métallographie est le bord de la partie mince du jambart. Cinq prélèvements de quelques millimètres carrés ont été réalisés par tronçonnage en différents endroits. Ils sont inclus dans une résine, polis et ensuite observés, d’abord sans attaque puis après attaque chimique, en microscopie optique et en microscopie électronique à balayage (MEB) couplée à un système d’analyse X.

4L’alliage est un bronze à environ 10 % d’étain ; les impuretés sont le soufre et le fer. Le soufre implique la présence d’inclusions non-métalliques ; ceci permet d’estimer la déformation subie par chaque élément de volume du métal. La micro-structure est monophasée ; cet alliage se met en forme par déformation plastique sans problème particulier.

Fig. 85. — Jambière 5 (fig. 23). Radiographie d’une des spirales présentant une réparation (radiographie de F. Drilhon LRMF).

5La figure 86 présente la vue d’ensemble d’un prélèvement du bord ; dans la partie mince l’épaisseur est de l’ordre de 0,5 mm, alors qu’au bord elle est de 2 mm environ.

6La figure 87 présente des détails où l’on observe une répartition complexe de la morphologie des inclusions non métalliques ; le métal a donc vu un important gradient de déformation. Au voisinage du bord (fig. 87b), la matrice métallique n’a subi que peu ou pas de déformation ; les sulfures ont conservé la forme caractéristique d’un état brut de coulée. A l’opposé, vers la partie mince, les sulfures sont allongés dans le sens de la déformation. L’état final est un état recristallisé : le métal de la partie mince a été aminci par passes de martelage alternées de recuits de recristallisation. Il est à noter que la taille des grains est plus grande dans la zone peu déformée que dans la zone fortement déformée, ce qui est en cohérence avec les taux de déformation.

Fig. 86. — Jambière 6. Micrographie électronique (électrons secondaires) d’un prélèvement du bord. Le bord est à gauche ; à droite on observe le début du décor en section.

7Sur la figure 88, qui correspond à la tôle décorée, on observe que les sulfures sont très allongés ; les grains de recristallisation sont bien visibles dans la partie inférieure de la figure ; il y a donc eu un fort amincissement par martelages et recuits. Dans les creux du décor les sulfures ne sont pas coupés mais courbés ; le relief n’a donc pas été réalisé par enlèvement de matière mais par déformation plastique ; dans cette zone les grains sont peu visibles car déformés ; le décor a été fait après le dernier recuit de recristallisation.

8Des coupes métallographiques perpendiculaires à la précédente (parallèles au plan de la tôle) confirment que le bord n’a pas été déformé ou très peu, que la partie mince a été allongée ; le métal s’écoule ainsi suivant une direction sensiblement parallèle aux génératrices du cylindre d’appui de la jambière. Ceci est en accord avec la propagation de la corrosion observée par radiographie.

9Cette partie de la jambière semble donc avoir été formée suivant un schéma de principe du type de celui de la figure 89, un cintrage étant indispensable avant l’amincissement, sinon il y aurait allongement du bord. Le point O est situé au départ de la tige (non représentée) qui forme ensuite la spirale ; le point M appartient au plan de symétrie de cette partie de l’objet. Si la déformation est plane, c’est-à-dire nulle suivant la direction y et que l’allongement suivant z compense l’amincissement suivant x, les longueurs curvilignes OM et PN (environ 14 cm) ne varient pas pendant la déformation. La diminution de section, de M vers O avec une épaisseur constante e de l’ébauche, permet d’obtenir une épaisseur également constante e’ pour l’objet fini. Les bords OM et PN ne subissent ainsi pratiquement aucune déformation, ni en épaisseur (x), ni en longueur (y). Ce travail de formage peut être effectué sur une âme cylindrique en matériau dur (en pierre par exemple), puisqu’il n’y a pas de variation du diamètre du cylindre d’appui ; pour la même raison la pièce est sortie sans problème pour faire les recuits.

Fig. 87. — Jambière 6. Micrographies optiques après attaque chimique : a, détail de la fig. 86 ; b, détail de la fig. 87a, zone non déformée ; c, détail de la fig. 87a, zone déformée.

Fig. 88. — Jambière 6. Micrographie optique après attaque : détail de la zone décorée.

Fig. 89. — Jambière. Schéma de principe du formage de la partie mince : a, moitié de l’ébauche coulée (sans les spirales) ; b, après cintrage ; c, après amincissement, M’N’= 17,5 cm, e’— 0,5 mm.

Fig. 90. — Jambière. Schéma d’une coupe d’une spirale.

10Les décors sont réalisés en dernier : les cannelures peuvent être formées sur des tas profilés avec un petit marteau ; les stries sont faites ensuite avec une pointe sèche de façon à ne pas enlever de copeau mais à déformer le métal recuit ; la profondeur de pénétration est de 60 à 80 μm.

Fig. 91. — Jambière 5. Micrographie optique sans attaque : zone centrale du plan A.

11Deux prélèvements ont été faits dans la spirale réparée ; l’un correspond à un plan de coupe radial et perpendiculaire au plan de la spire (plan A) ; l’autre est parallèle au plan de la spire (plan B), comme cela est noté sur la figure 90. L’observation métallographique du plan A montre encore une grande hétérogénéité de la morphologie des inclusions ; certaines zones ont subi une forte déformation, d’autres une faible déformation. La figure 91 montre la région centrale où l’on voit des inclusions allongées dans la zone supérieure, qui correspond à la face visible de la spirale, et des inclusions peu allongées dans la zone inférieure. Ceci n’est pas homogène d’une extrémité à l’autre de la coupe du plan A ; ce sont les régions centrale supérieure et latérales-inférieures qui sont les plus déformées, ce qui peut correspondre à une section de départ triangulaire ou piano-convexe.

12Les figures 92a et b sont des détails du plan B ; les inclusions sont allongées ; il y a donc eu martelage pour allonger le métal dans le sens de la longueur. Cet ensemble d’observations conduit à supposer un schéma des sections tel que celui de la figure 93. Les inclusions du côté convexe sont fracturées transversalement alors que celles du côté concave ne sont pas fracturées ; dans ce dernier cas il y a décohésion à l’interface matrice-inclusion. Ceci implique que l’artisan a d’abord allongé le métal pour former une bande ; il l’a ensuite cintrée, ce qui impose des déformations tangentielles en extension du côté convexe et en contraction du côté concave, d’où des endommagements différents observés sur les inclusions. Les examens visuels et radiographiques (fig. 85) mettent en évidence des traces de coups de marteau sur le côté concave. Ceci suggère que le cintrage a été fait en frappant sur le chant de la bande qui est à l’intérieur des spires, l’autre chant reposant sur une enclume, en débutant la spire par le centre, et formant ainsi une spirale qui s’appuie sur un cône. Cette spirale ainsi formée est telle que les spires ne sont pas jointives ; la dernière opération est donc un écrasement suivant l’axe du cône d’appui. Pour que les spires soient strictement en appui les unes sur les autres, comme cela est observé, il faut que cette opération soit faite sur un métal bien recuit sinon un retour élastique les rendrait légèrement distantes. Il faut donc peut-être plusieurs passes d’écrasement-recuit, ce qui est suggéré par le fait que les grains du métal des spires sont recristallisés sans écrouissage additionnel visible. Avec cet alliage, le résultat est que les spirales forment de très bons ressorts qui le plus souvent fonctionnent encore ; si l’on écarte les spires elles reviennent en appui les unes sur les autres lorsque les contraintes sont relachées ; ceci pouvait éventuellement servir pour coincer un tissu.

Fig. 92. — Jambière 5. Micrographies électroniques dans le plan B : a, vers le côté convexe (électrons rétrodiffusés) ; b, vers le côté concave (électrons secondaires).

Fig. 93. — Jambière. Proposition de variation de section de la partie spirale dans l’hypothèse d'un allongement d’un facteur 3 dans la direction perpendiculaire, a. section de l’ébauche.

13La longueur développée de la partie formant une spirale est de l’ordre de 1 m pour chaque côté ; on peut supposer pour l’ébauche une longueur d’un tiers. On peut également supposer que la section de l’ébauche de la figure 89 est piano-convexe et non triangulaire. Ceci conduit à proposer la forme de la figure 94 pour cette ébauche, avec les hypothèses d’un allongement d’un facteur 3 dans le sens de la longueur pour la partie spirale et d'un facteur 4 dans le sens de la hauteur pour la partie mince. La longueur totale de l’ébauche serait d’environ 90 cm avec une épaisseur maximale constante de 3 mm. Il est ainsi possible de graver dans une pierre à grain fin le négatif de cette ébauche, de former la seconde valve du moule avec une pierre simplement plate. Il est en effet préférable de couler l’ébauche dans un moule bivalve, d’une part pour éviter l’oxydation et le mauvais état de surface libre qui résulteraient d’une coulée dans un moule monovalve, et d’autre part pour obtenir une vitesse de refroidissement du métal suffisamment lente pour que l’alliage soit monophasé et ainsi supporte bien les déformations.

Fig. 94. — Jambière. Proposition de géométrie d’ébauche ; seule une moitié est représentée, S1 =0,12 cm2 ; S2 = 1 cm2

14La réparation observée sur la figure 85 correspond certainement à un accident de formage, à une rupture pour laquelle a été adoptée une solution très originale qui permet de poursuivre et de mener à terme la fabrication.

15Nous sommes donc en présence, pour cet objet, d’une très haute technicité, tant pour la conception que pour la qualité de la mise en œuvre, qui met en jeu des formules très astucieuses réalisées avec une maîtrise presque parfaite.

Etude d’une applique à bélière

16L’applique à bélière (fig. 50, no 12, p. 54) a été tronçonnée de façon à obtenir une coupe radiale préparée pour l’observation métallographique et présentée sur la figure 95.

17La composition de l’alliage, déterminée par l’analyse X couplée au MEB, montre qu’il s’agit d’un bronze à environ 12 % d’étain (5 analyses entre 11,7 et 12,4 %).

18On peut noter que le flanc de l’applique est d’une épaisseur variable, entre 200 et 300 µm, que la face convexe ou face externe est bien régulière ; elle a probablement été soigneusement polie, alors que la face concave ou interne est assez irrégulière ; les irrégularités correspondent aux traces de coups de marteau de mise en forme.

19L’examen métallographique de la coupe polie sans attaque chimique permet de faire les observations qui suivent.

20Dans la zone du mamelon (fig. 96) apparaissent des objets, de taille allant jusque vers 150 pm, ayant la forme caractéristique des espaces inter-dendritiques. Il s’agit, soit de porosités comme au centre de la figure 97, soit d’objets de teinte gris moyen (en haut de la figure) qui sont les espaces inter-dendritiques remplis d’un oxyde de cuivre, de la cuprite probablement. Cet oxyde ne paraît pas correspondre à un produit de corrosion, mais certainement à de l’oxyde présent dans le métal liquide lors de la coulée, ou formé lors des recuits du formage dans cette zone poreuse.

Fig. 95. — Applique à bélière (fig. 50, no 12, p. 54). Coupe de l’applique. MEB en électrons secondaires.

Fig. 96. — Applique à bélière. Micrographie électronique (électrons secondaires) dans la zone du mamelon (fig. 95, plage A).

Fig. 97. — Applique à bélière. Détail de la figure 96 (MEB en électrons secondaires) ; on note les porosités de forme caractéristique des espaces interdendritiques avec les dendrites qui apparaissent.

21Dans la zone de la bélière (fig. 98), on observe toujours une structure inclusionnaire typique d’un alliage brut de coulée ; mais les porosités sont plus petites et moins nombreuses que précédemment ; elles n’ont plus la morphologie d’espaces interdendritiques. On observe spécifiquement dans cette zone de nombreux petits nodules de cuivre non-allié ; ils proviennent de la phase de réalisation de l’alliage, celui-ci n’ayant pas toujours été achevé, à cause d’une température un peu trop basse, le cuivre fondant plus haut que l’alliage, ou d’un brassage insuffisant.

22La figure 99 présente une observation du flanc ; la face supérieure apparaît toujours bien dressée. Les inclusions de sulfure sont allongées ; cela prouve que cette partie a été formée par martelage. Quelques très rares nodules d’eutectoïde (alpha + delta) sont visibles dans cette zone ; ils se sont formés lors des refroidissements consécutifs aux recuits.

Fig. 98. — Applique à bélière. Micrographie électronique (électrons rétrodiffusés) dans la zone de la bélière (fig. 95, plage B).

Fig. 99. — Applique à bélière. Micrographie électronique (électrons secondaires) dans la zone du flanc (fig. 95, plage C).

23Une attaque au perchlorure de fer alcoolique permet d’observer que le flanc est bien recristallisé à grains fins, alors que les parties plus massives, mamelon et bélière, ont conservé une microstructure de gros grains dendritiques. La figure 100 montre la transition entre les grains dendritiques et les grains recristallisés. Sur la figure 101 on note que la zone à grains fins se poursuit en partie le long de la bélière. Quelques gros grains présentent des macles mécaniques, fines stries visibles surtout en bas à droite ; ce sont les traces d’une faible déformation.

24On peut ainsi conclure que cet objet a été formé à partir d’une ébauche coulée qui comportait le mamelon et la bélière, sensiblement dans leurs géométries définitives, mais avec le flanc plus court et plus épais. On peut proposer que l’ébauche ait eu un diamètre de 16 mm environ, l’épaisseur au niveau du flanc étant de l’ordre de 1,2 mm ; ceci correspond à trop de métal ; mais une partie a dû être chutée pour la mise au rond et une autre partie enlevée par polissage. L’ébauche a été coulée avec le mamelon vers le haut puisque le taux de porosités y est très important. Le trou de la bélière était certainement réservé à la coulée car on n’observe pas la déformation qu’aurait laissée un perçage. Le flanc a été déformé pour être allongé par des passes de martelages alternées de recuits de recristallisation ; il faut noter la petite taille du marteau utilisé pour ce travail. L’applique a ensuite été mise au rond par découpe et travail à la lime, puis polie sur la face externe pour que l’état de surface soit régulier et bien brillant.

Fig. 100. — Applique à bélière. Micrographies optiques, après attaque chimique, de la transition entre la partie massive et le flanc du bouton ; a, figure 95, plage D ; b. détails de la zone dendritique ; c, détails de la zone recristallisée.

25Il est à remarquer qu’une observation métallographique localisée en un seul endroit de l’objet aurait conduit à des conclusions valables uniquement dans cet endroit puisque la microstructure est différente d’un point à l’autre.

26Il est étonnant que seule la partie déformée soit recristallisée, la microstructure restant dendritique ailleurs ; la faible déformation notée dans la bélière, par la présence de macles mécaniques, n’ayant pas non plus conduit à la formation de grains de recristallisation. Cela implique que les recuits ont été faits, soit localement avec un petit chalumeau, soit dans des braises pendant un temps très court, de l’ordre de quelques dizaines de secondes, pour que seules les parties minces aient le temps de monter en température. Ceci pourrait se justifier, et ainsi être intentionnel de la part de l’artisan, pour la recherche d’une microstructure à grains fins. En effet, un grossissement des grains consécutif à un recuit plus long serait préjudiciable à la poursuite de la déformation. Les grains, à cause des leurs orientations cristallographiques différentes par rapport aux axes de formage, ne se déforment pas de la même façon et donc une microstructure à gros grains conduit plus rapidement à la rupture. Ceci montrerait encore une fois que les artisans bronziers ont une excellente maîtrise de la plupart des paramètres cachés de la microstructure du métal.

Fig. 101. — Applique à bélière. Micrographie optique, après attaque chimique, dans la zone de la bélière (fig. 95, plage E).

Etude d’une fiasque

27La fiasque (fig. 10, no 2, p. 23) est composée de trois pièces de tôles martelées ; l’épaisseur suivant la pièce et suivant le point de mesure varie entre 0,3 et 0,6 mm. Les trois pièces sont ajustées de façon très astucieuse et très soignée. Des traces de martelage sont visibles à l’intérieur du col et du fond ; seule la pièce intermédiaire est décorée ; la face externe de toutes les pièces est polie ; la face interne est négligée. La pièce formant le col ne présente pas de soudure visible.

28Des prélèvements ont été faits sur chacune des pièces. Les coupes métallographiques ont été préparées pour observer la tranche de la tôle, dans la direction radiale pour le col et le fond, et de façon à passer par les décors pour la pièce intermédiaire. La figure 102 présente les coupes des trois pièces. L’analyse X couplée au MEB montre qu’il s’agit dans tous les cas d’un bronze à 10 % d’étain environ. On peut noter que les faces externes sont fortement corrodées alors que les faces internes le sont peu.

29Les micrographies montrent que dans tous les cas il y a beaucoup d’inclusions de sulfures, plus ou moins allongées par la déformation, et que le métal est dans un état moyennement déformé puisque l’on observe des macles de déformation révélées par la corrosion. Les teneurs en soufre semblent très voisines pour les trois échantillons ; en revanche il apparaît clairement que la pièce intermédiaire comporte moins de plomb que les deux autres. Cette pièce est celle dans laquelle le métal doit subir les plus fortes déformations pour la mise en place du décor. En effet, la réalisation des petites bossettes n’apporte pas une déformation additionnelle très importante ; par contre la réalisation des grandes bossettes conduit à une déformation très importante au niveau du pied comme le montre la figure 103. L’outil utilisé pour faire les grandes bossettes est tel qu’il impose un important amincissement au pied, ce qui a conduit à la rupture à cet endroit pendant la corrosion pour plusieurs bossettes. Le type d’outil qui a été utilisé pour faire ces bossettes est certainement un couple de poinçon et contre-poinçon ; mais il est difficile de préciser plus la géométrie car les paramètres critiques sont le rayon de courbure de l’angle vif du contre-poinçon et le jeu entre le poinçon et le contre-poinçon. L’un des deux paramètres était un peu trop faible, ce qui a entraîné un cisaillement du métal à cet endroit ; mais il ne s’agit peut-être pas d’une maladresse mais d’une volonté d’obtenir un angle vif délimitant les bossettes.

30Le fond et la pièce intermédiaire ont été obtenues, principalement par emboutissage, à partir d’un disque à l’origine plus épais. Pour le col, qui n’est sûrement pas roulé et soudé, il ne paraît pas possible de préciser si l’on a déformé en rétreinte une tôle pour former un godet cylindrique dont le fond a ensuite été coupé, ou si l’on est parti d’une ébauche en forme de court tuyau, allongé ensuite par martelage.

31Cependant deux remarques s’imposent.

32Pourquoi la fiasque a-t-elle été réalisée en trois pièces ? Les bronziers de cette époque pouvaient disposer de tôles d’un diamètre suffisant pour former par rétreinte la fiasque en une seule pièce ; la dimension des fonds de chaudron, par exemple, le prouve. Il est possible qu’ils ne soient pas capables de conduire la rétreinte jusqu’au bout pour former un objet à col. Cette opération nécessite de nombreuses passes et donc une très grande maîtrise du martelage pour qu’il n’y ait pas de rupture en cours de formage. Il est fortement probable que ce choix, de trois pièces, soit guidé par le problème du décor. Il est beaucoup plus facile de décorer la partie supérieure de la panse lorsqu’elle est ainsi séparée ; ce type de décor paraît même irréalisable sur un objet en une pièce puisqu’il faut frapper à l’intérieur. La solution en trois pièces présente aussi le grand avantage que s’il y a une rupture au moment de la réalisation du décor, ce risque étant important, seule cette pièce est à refaire. Alors que dans le cas du choix de la fabrication en une seule pièce le travail est à recommencer depuis le début, avec les difficultés de rétreinte et donc aussi le risque que cela comporte.

Fig. 102. — Fiasque 7 (fig. 10, no 2, p. 23). Micrographies électroniques ; les sulfures apparaissent allongés et en gris ; les nodules de plomb sont blancs : a, coupe de la partie col (électrons secondaires) ; b, coupe de la partie intermédiaire (électron rétrodiffusés) ; c, coupe du fond (électrons rétrodiffusés).

Fig. 103. — Fiasque 7. Micrographie électronique (électrons rétrodiffusés) d’une plage au pied d’une des grandes bossettes.

33La seconde remarque est que les observations métallographiques montrent que les trois pièces ne sont pas réalisées exactement avec le même alliage. Les analyses des éléments majeurs, mineurs et traces, effectuées sur plusieurs fiasques par J.-R. Bourhis (p. 140), le montrent également. Il n’y a pas de choix justifiable qui relie la teneur en plomb et le type de pièce, et par là les difficultés de formage. Il semble donc que la teneur en étain soit assez bien contrôlée, mais pas celle en plomb, ni bien sûr celle en soufre. Les analyses de traces montrent que les différentes pièces ne se classent pas dans les mêmes groupes, et donc que dans ce cas ces paramètres ne sont absolument pas pertinents pour discriminer des ateliers de fabrication, car il est inimaginable qu’une fiasque entière ne soit pas fabriquée dans un même atelier.

Etude de la coupe

34Un prélèvement de la coupe carénée a été préparé pour l’observation métallographique ; il s’agit d’un fragment de bord, le plan de coupe étant sur la tranche dans un plan radial (fig. 29, no 1, p. 40). Au bord de l’objet il n’y a plus que des produits de corrosion : mais il a été possible de faire des observations sur du métal dans la courbure. L’alliage est un bronze à 10 % d’étain avec beaucoup d’inclusions de sulfures et de nombreux nodules de seconde phase eutectoïde.

Fig. 104. — Coupe carénée (fig. 29, no 1, p. 40). Micrographies de la coupe carénée : a, micrographie optique ; b, micrographie électronique (électrons secondaires) : détails de la figure a ; les sulfures sont gris ; la seconde phase apparaît en clair car elle est plus riche en étain que la matrice.

35La figure 104 montre les nombreuses inclusions allongées par le martelage. Elles sont d’autant plus fragmentées, ainsi que la seconde phase, qu’elles sont proches de l’extérieur de la courbure. Il y a donc eu une déformation importante au niveau de cette courbure. Ceci montre encore une fois la bonne connaissance que l’artisan a du métal ; il a bien estimé la quantité de déformation que le métal pouvait supporter ; une déformation plus importante aurait conduit à la rupture.

36En conclusion, l’ensemble des objets considérés dans ce travail est d’une très bonne qualité technique.

37Le choix de la teneur en étain des bronzes est fait de façon cohérente. La jambière, la fiasque et la coupe sont réalisées dans un alliage à 10 % d’étain ; seul l’alliage de l’applique est à 12 %. Une teneur de 10 % donne un métal qui se travaille sans autre problème que de faire des refroidissements suffisamment rapides pour éviter la formation d’eutectoïde. Ce métal a des propriétés mécaniques nettement supérieures à celles du cuivre non-allié, ce qui requiert plus de force pour le former ; mais il est ainsi possible de faire des pièces ayant une bonne résistance mécanique avec des épaisseurs de quelques dizièmes de millimètre. La couleur de cet alliage est encore un peu rouge ; ceci pourrait expliquer que le bouton, pour lequel il y a peu de déformation à faire, soit formé dans un bronze à 12 % qui est plus doré. Pour avoir une couleur proche de celle de l’or il faut se situer dans un bronze à 15 % environ d’étain ; mais alors les difficultés de mise en œuvre, liées à l’obtention d’une microstructure monophasée, sont importantes et peut-être non maîtrisées par le ou les ateliers qui ont assuré cette production.

38Ces objets sont d’une technologie très homogène, mais il est impossible de savoir, sur la seule étude de ce dépôt, s’ils ont été ou non produits par le même atelier ainsi que de démêler les productions locales des importations.

OBJETS EN OR

Etude des perles en or

39L’examen à la loupe binoculaire des perles permet de les classer en deux catégories : celles sur lesquelles une marque de raccord est visible suivant approximativement une génératrice et celles sur lesquelles aucune marque n’est visible. Les examens en radiographie des objets et en MEB des surfaces n’ont pas apporté d’information supplémentaire. Le raccord est cependant bien visualisé sur la figure 105 ; sur cette même figure un observe des stries circonférentielles ainsi qu’un façonnage parfois mauvais des côtes, par exemple pour la troisième en partant de la gauche de la perle de la figure 105a.

40Une perle de chaque classe a été découpée avec une tronçonneuse à vitesse lente équipée d’une lame circulaire diamantée de façon à prélever un anneau à une des extrémités. Ces prélèvements ont été enrobés et polis pour l’étude métallographique. Les observations ont d’abort été faites sur la section, donc perpendiculairement à l’axe du cylindre formé par la perle. Les deux perles apparaissent comme très différentes.

41La perle de la figure 106, sans raccord visible, est constituée de deux feuilles très minces, de 30 à 45 µm d’épaisseur pour chaque feuille suivant les endroits, sans qu’il y ait compensation pour avoir une épaisseur constante ; l’épaisseur totale varie de 60 à 100 µm. Les deux feuilles apparaissent comme superposées avec peu de points en réel contact. L’ensemble est roulé et le raccordement est assuré, sur environ 5 mm, par un amincissement progressif des parties en contact. L’ajustage externe est soigneusement réalisé ce qui le rend invisible à la surface, alors qu’à l’intérieur la partie amincie est repliée plusieurs fois, comme si l’artisan avait eu trop de longueur pour obtenir le diamètre désiré. Ceci montre que l’amincissement a été effectué par martelage avant le roulage.

Fig. 105. — Perle tubulaire. Micrographies électroniques (électrons secondaires) visualisant le raccord : a, raccord visible en bas à gauche (objet no 16977) ; b, raccord bien visible sur toute l’image (objet no 16978).

Fig. 106. — Perle tubulaire (objet no 16975). Coupe de la zone de raccordement (MEB électrons rétrodiffusés).

42Le métal est dans un état recristallisé avec des macles thermiques ; la taille des grains est de l’ordre de grandeur de l’épaisseur des feuilles. Quelques grains s’étendent sur les deux feuilles lorsque la jonction est bien réalisée et qu’il n’y a plus de porosités. Le métal a été recuit à la fin du travail de mise en forme. Aucune variation significative de composition n’a pu être mise en évidence ; il ne semble donc pas qu’il y ait eu d’apport de métal pour réaliser la soudure.

43L’autre perle (fig. 105a), avec le raccord bien visible, est constituée d’une seule feuille de 30 à 50 µm d’épaisseur suivant les endroits. Le raccordement s’observe dans la coupe sur une longueur de 0,4 mm environ ; la jonction est réalisée sans amincissement préalable ; seules quelques grosses porosités la signalent. A cet endroit la paroi est plus épaisse (50-60 pm) ; la surépaisseur est à l’extérieur ce qui la rend visible. Le métal est dans un état recristallisé ; la taille des grains est de l’ordre des épaisseurs, même dans la jonction, ce qui indique une soudure bien réalisée. Comme précédemment, aucune variation significative de composition locale n’a été mise en évidence.

44Les anneaux formés par les prélèvements ont été découpés suivant un plan perpendiculaire au premier plan de coupe ; ces sections ont été examinées après polissage. Les observations confirment ce qui a été noté précédemment, mais donnent une information supplémentaire ; il n’existe pas en effet de corrélation entre les fluctuations d’épaisseur et la position par rapport aux crêtes et aux vallées des côtes.

45Il est ainsi possible de proposer le schéma de fabrication suivant :

  • réalisation par martelage d’une mince feuille d’or, de 50 pm d’épaisseur environ ; si la feuille est trop mince, elle est doublée ;

  • amincissement progressif des extrémités qui doivent être raccordées ; cette étape n’existe pas dans tous les cas ;

  • la feuille est roulée ; les parties en contact sont soudées, probablement par pression à chaud ; cette phase nécessite une âme résistante, donc certainement métallique ;

  • formage des côtes ; la perle doit être remplie de bitume par exemple, montée sur un dispositif tournant (tour très simple) ; l’outil pour faire les côtes ne met en jeu que des forces très faibles ; il peut être en bois ;

  • polissage, puis enlèvement du bitume par fusion.

  • 82 Les concentrations élémentaires ont été calculées avec le programme PIXAN concu par E. Clayton, Aus (...)

46L’analyse de la composition de l’alliage de ces deux prélèvements a été faite directement sur les coupes avec le système AGLAE basé sur l’accélarateur PELLETRON par la technique PIXE ; la mise en ؔœuvre a été réalisée par B. Kusko, T. Calligaro et J. Salomon. Les résultats exprimés en masse sont les suivants82 :

perle 16977 (fig. 105a)

perle 16975 (fig. 106)

Ca

1,3 %

0,6 %

Ti

2000 ppm

280 ppm

Cr

120 ppm

80 ppm

Mn

130 ppm

80 ppm

Fe

7100 ppm

4300 ppm

Ni

320 ppm

300 ppm

Cu

3,5 %

3,2 %

Zn

640 ppm

600 ppm

Ba

970 ppm

900 ppm

Ag

8,6 %

10,2 %

Au

85 %

84 %

47Les éléments calcium, titane et fer proviennent de pollutions par le sol ; si l’on n’en tient pas compte, ces résultats apparaissent donc comme pratiquement identiques pour les deux perles, sauf en ce qui concerne la teneur en argent. On peut ainsi conclure que les mêmes métaux ont servi à la réalisation des alliages et que l’élément argent est ajouté avec une teneur qui n’est pas parfaitement contrôlée.

48Le fait que le raccord soit ou non visible ne paraît pas correspondre à des différences de techniques, mais plutôt à des variations dans la qualité de fabrication. A partir de ces deux types d’informations, technologique et analytique, il semble donc que ces perles ont été fabriquées dans un même atelier où les alliages ainsi que les procédés ne sont pas parfaitement reproductibles.

Notes

81 La méthodologie générale de l’interprétation des observations métallographiques pour retracer les procédés de formage a été développée dans : - Pernot (M.), Hurtel (L.-P.), « Caractérisation métallographique de tôles d’alliages base cuivre des époques celtique et gallo-romaine », Bull. de la Soc. préhist. française, 84, 8, 1987, p. 238-247  — Pernot (M.), Dubos (J.), Guillaumet (J.-P.), Technologies de fibules du Mont-Beuvray. Techniques antiques du bronze. Dijon, 1988, p. 59-91, 9 pl. hors texte, (« Centre de recherches sur les techniques gréco-romaines »).

82 Les concentrations élémentaires ont été calculées avec le programme PIXAN concu par E. Clayton, Australian Atomic Energy Commission, Lock Mail Bab, New South Wales 2234, Australia

Table des illustrations

Légende Fig. 85. — Jambière 5 (fig. 23). Radiographie d’une des spirales présentant une réparation (radiographie de F. Drilhon LRMF).
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 104k
Légende Fig. 86. — Jambière 6. Micrographie électronique (électrons secondaires) d’un prélèvement du bord. Le bord est à gauche ; à droite on observe le début du décor en section.
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 116k
Légende Fig. 87. — Jambière 6. Micrographies optiques après attaque chimique : a, détail de la fig. 86 ; b, détail de la fig. 87a, zone non déformée ; c, détail de la fig. 87a, zone déformée.
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 348k
Légende Fig. 88. — Jambière 6. Micrographie optique après attaque : détail de la zone décorée.
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 128k
Légende Fig. 89. — Jambière. Schéma de principe du formage de la partie mince : a, moitié de l’ébauche coulée (sans les spirales) ; b, après cintrage ; c, après amincissement, M’N’= 17,5 cm, e’— 0,5 mm.
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 56k
Légende Fig. 90. — Jambière. Schéma d’une coupe d’une spirale.
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 40k
Légende Fig. 91. — Jambière 5. Micrographie optique sans attaque : zone centrale du plan A.
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 128k
Légende Fig. 92. — Jambière 5. Micrographies électroniques dans le plan B : a, vers le côté convexe (électrons rétrodiffusés) ; b, vers le côté concave (électrons secondaires).
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 228k
Légende Fig. 93. — Jambière. Proposition de variation de section de la partie spirale dans l’hypothèse d'un allongement d’un facteur 3 dans la direction perpendiculaire, a. section de l’ébauche.
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 52k
Légende Fig. 94. — Jambière. Proposition de géométrie d’ébauche ; seule une moitié est représentée, S1 =0,12 cm2 ; S2 = 1 cm2
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-10.jpg
Fichier image/jpeg, 80k
Légende Fig. 95. — Applique à bélière (fig. 50, no 12, p. 54). Coupe de l’applique. MEB en électrons secondaires.
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-11.jpg
Fichier image/jpeg, 288k
Légende Fig. 96. — Applique à bélière. Micrographie électronique (électrons secondaires) dans la zone du mamelon (fig. 95, plage A).
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-12.jpg
Fichier image/jpeg, 140k
Légende Fig. 97. — Applique à bélière. Détail de la figure 96 (MEB en électrons secondaires) ; on note les porosités de forme caractéristique des espaces interdendritiques avec les dendrites qui apparaissent.
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-13.jpg
Fichier image/jpeg, 128k
Légende Fig. 98. — Applique à bélière. Micrographie électronique (électrons rétrodiffusés) dans la zone de la bélière (fig. 95, plage B).
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-14.jpg
Fichier image/jpeg, 128k
Légende Fig. 99. — Applique à bélière. Micrographie électronique (électrons secondaires) dans la zone du flanc (fig. 95, plage C).
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-15.jpg
Fichier image/jpeg, 120k
Légende Fig. 100. — Applique à bélière. Micrographies optiques, après attaque chimique, de la transition entre la partie massive et le flanc du bouton ; a, figure 95, plage D ; b. détails de la zone dendritique ; c, détails de la zone recristallisée.
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-16.jpg
Fichier image/jpeg, 612k
Légende Fig. 101. — Applique à bélière. Micrographie optique, après attaque chimique, dans la zone de la bélière (fig. 95, plage E).
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-17.jpg
Fichier image/jpeg, 248k
Légende Fig. 102. — Fiasque 7 (fig. 10, no 2, p. 23). Micrographies électroniques ; les sulfures apparaissent allongés et en gris ; les nodules de plomb sont blancs : a, coupe de la partie col (électrons secondaires) ; b, coupe de la partie intermédiaire (électron rétrodiffusés) ; c, coupe du fond (électrons rétrodiffusés).
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-18.jpg
Fichier image/jpeg, 344k
Légende Fig. 103. — Fiasque 7. Micrographie électronique (électrons rétrodiffusés) d’une plage au pied d’une des grandes bossettes.
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-19.jpg
Fichier image/jpeg, 144k
Légende Fig. 104. — Coupe carénée (fig. 29, no 1, p. 40). Micrographies de la coupe carénée : a, micrographie optique ; b, micrographie électronique (électrons secondaires) : détails de la figure a ; les sulfures sont gris ; la seconde phase apparaît en clair car elle est plus riche en étain que la matrice.
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-20.jpg
Fichier image/jpeg, 228k
Légende Fig. 105. — Perle tubulaire. Micrographies électroniques (électrons secondaires) visualisant le raccord : a, raccord visible en bas à gauche (objet no 16977) ; b, raccord bien visible sur toute l’image (objet no 16978).
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-21.jpg
Fichier image/jpeg, 232k
Légende Fig. 106. — Perle tubulaire (objet no 16975). Coupe de la zone de raccordement (MEB électrons rétrodiffusés).
URL http://books.openedition.org/artehis/docannexe/image/777/img-22.jpg
Fichier image/jpeg, 339k

© ARTEHIS Éditions, 1991

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