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Habitats, nécropoles et paysages dans la moyenne et la basse vallée du Rhône (viie-xve s.)

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Odile Maufras

Seconde partie. Études et synthèses

Chapitre 19. Les forges de la section rhône-alpine

Marie-Christine Bailly-Maître et Alain Ploquin

Texte intégral

19.1 Introduction

19.1.1 La chaîne opératoire de la métallurgie du fer

1Obtenir du fer à partir du minerai exige une succession de transformations chimiques, physiques et mécaniques mises en œuvre par divers procédés techniques et tours de mains. Cette succession d’opérations, réalisées le plus souvent dans différents ateliers, de la mine à l’objet, constitue la « chaîne opératoire » à laquelle on peut ajouter les opérations d’entretien et de réparation.

2Après l’extraction minière, la préparation mécanique du minerai et son grillage éventuel, la phase de « réduction » produit du fer plus ou moins carburé qui peut être encore mélangé à des scories : il faut l’épurer afin d’obtenir une masse qui pourra être mise en forme et sera commercialisable à la forge (lingots, barres, plaques, etc.).

3Chaque opération produit des déchets qui en seront plus ou moins caractéristiques avec des variantes dues aux spécificités de l’atelier.

4Les scories de réduction sont relativement plus abondantes. À l’époque des ateliers étudiés, nous nous inscrivons dans les filières à bas fourneaux dont les scories sont essentiellement fayalitiques ; leur composition est proche de celle des scories de forge et leurs morphologies diffèrent le plus souvent (scories écoulées, fonds de fours, etc.).

5En alternance avec des phases de réchauffage dans le foyer de forge, le forgeron travaille sur l’enclume pour mettre en forme ou souder les objets de fer. Le matériau de départ peut être un lingot ou une ébauche de l’objet à produire ou encore un lopin issu du recyclage de différents fragments métalliques –dans ce cas, on appelle « lopin » des petits lingots de fer composés de morceaux provenant du recyclage de fers usés, assemblés pour servir au façonnage de nouveaux objets– ; ils sont choisis en fonction de l’objet à fabriquer –fer plus ou moins aciéré, formes initiales... Les déchets les plus caractéristiques de cette étape sont les battitures, petites plaquettes ou billes d’oxydes de fer et souvent de silicates, qui se détachent, plus ou moins fondues, de la surface du fer au cours du martelage ou des torsions. Elles sont plus abondantes à proximité de l’enclume. Les diverses matières fondues peuvent s’accumuler dans le foyer et former un bain qui se solidifie en une scorie en forme de calotte. Fréquemment, les « décapants » ou « fondants » apportent une contribution qui peut être importante à la formation des culots de forge, notamment dans le cas de soudures. On trouve aussi des scories informes coulées ; si elles existent, elles sont en petites quantités.

6Les chutes de travail sont importantes à rechercher ; elles sont généralement très touillées, voire minéralisées, et ne sont que trop rarement prises en compte lors de la fouille. Elles sont des indices des travaux effectués : découpes, soies de préhension, métal brûlé, etc.

7Les quantités de déchets trouvées sur les sites de forge sont généralement réduites : quelques dizaines de kilogrammes, rarement plus de la tonne.

8Les méthodes d’investigation des matériaux en laboratoire sont nombreuses ; cependant les résultats de ces examens, relativement lourds et coûteux, dépendent étroitement de la qualité de l’échantillonnage et des autres données fournies par les constats archéologiques de terrain. Lors de la fouille d’ateliers, la répartition spatiale de certains déchets permet d’identifier des aires de travail spécialisées. En plus de l’étude des structures en relation stratigraphique, il est essentiel de prendre en compte l’ensemble des déchets métallurgiques (typologie, répartition, quantification). C’est une condition indispensable à la réalisation d’un échantillonnage cohérent. La bibliographie permet de faire le point sur des travaux récents et de voir des exemples (Bailly-Maître, Ploquin 1993 ; Bailly-Maître, Bruno-Dupraz 1994 ; Mangin 1994 ; Ploquin 1994 ; Bailly-Maître 1995 ; Conin et al. 1995 ; Senn-Luder 1995 ; Dunikowski et al. 1996 ; Groupe de travail suisse d’archéologie du fer 1997 ; Eschenlohr 1998 ; Leroy, Merluzzo 1998 ; Nicolini, Dieudonné-Glad 1998 ; Mangin 2004).

9Pour cette étude, nous avons travaillé uniquement en postfouille, c’est-à-dire sur les échantillonnages et les rapports d’opérations archéologiques. Après l’examen visuel des prélèvements fournis, il n’a pas été jugé nécessaire de procéder à une étude chimique et pétrographique. En effet, l’état de conservation des spécimens ne permettait pas de confectionner des lames minces polies et/ou des sections polies « lisibles » ni d’envisager des analyses chimiques non perturbées. De plus, cet examen visuel montrait le caractère banal de ces déchets de forge sans avoir recours à une étude archéométrique –de type pétrologique– plus approfondie, donc coûteuse et longue.

10Plusieurs établissements médiévaux mis au jour contiennent des structures métallurgiques comparables aussi bien par leur datation (xe-xie s.) que par les infrastructures qui les composent et la dimension des ateliers. La datation, à la charnière du haut et du bas Moyen Âge ajoute à l’intérêt de ces découvertes. L’analyse qui suit repose sur les forges des sites de Chabrillan / Saint-Martin (cf. chap. 5), Crest / Bourbousson (cf. chap. 4) et Upie / Les Vignarets (cf. chap. 3).

11Les forges sont généralement des ateliers de petites dimensions. C’est le cas ici : les trois forges fouillées mesurent de 13 à 20 m2. Ces lieux confinés sont obscurs, ce qui permet au forgeron de mieux maîtriser les couleurs, donc les températures du métal. Le sol est fortement imprégné de charbon de bois.

12On y trouve nécessairement un certain nombre d’aménagements intérieurs disposés de façon logique par rapport aux gestes du forgeron. Il s’agit tout d’abord d’une structure de chauffe –le foyer– et du ou des soufflets pour l’activer. En l’état actuel des connaissances, en Europe occidentale, on pense que jusqu’au xiiie s. les foyers de forge sont installés au ras du sol ; ce n’est qu’après que l’archéologie et les sources iconographiques montrent des foyers surélevés sur des soles maçonnées. Cependant, on connaît quelques exemples de forges antiques surélevées représentées en particulier sur des stèles funéraires.

13Une forge possède également une structure de frappe, généralement une enclume fixée sur un billot de bois ou plantée dans le sol. La matérialisation archéologique en est un creux environné de battitures en paillettes ou en billes.

14Enfin, on trouve dans les forges un certain nombre de structures et d’aménagements connexes qui ne laissent pas forcément beaucoup de traces : le stockage du combustible, des matériaux, des outils à réparer, le baquet de trempe. Des espaces de décharge peuvent se situer à l’extérieur du bâtiment de la forge. Les déchets sont fréquemment réutilisés pour remblayer des trous ou fosses diverses.

19.1.2 Les bâtiments

15À partir des vestiges retrouvés en fouille –structures, sols d’occupation, déchets– il a été tenté de restituer l’organisation spatiale de chaque atelier.

16Sur le site de Chabrillan / Saint-Martin, (cf. chap. 5) la forge est installée dans un espace réaménagé au cours de l’état 2 du bâtiment de la zone 1. Il ne subsiste aucune trace de la paroi sud. Soit l’espace était entièrement ouvert, soit le mur était de facture plus légère et a disparu. La surface occupée avoisine les 13 m2. Les coupes stratigraphiques montrent plusieurs niveaux d’occupation (au moins trois états) avec réaménagements successifs de la structure de chauffe, donc un établissement stable, fonctionnant sur une relative longue durée. Le foyer est toujours au niveau du sol.

17En fonction des vestiges conservés, l’organisation interne de l’atelier pourrait être la suivante. Le fait FRI 215 correspond au foyer. La fosse 1226 a reçu les déchets de démolition d’une sole ; la structure paraît tardive. Le trou 1249 est identifié comme étant l’emplacement du billot d’enclume, selon une disposition fréquente, au fond de la pièce, à l’abri de la lumière. Il est difficile de savoir si la fosse 1249 était environnée de battitures, ce qui aurait permis de confirmer l’interprétation. Compte tenu de la morphologie de la pièce et de la position du foyer, il est difficile de placer l’enclume ailleurs ; sa distance par rapport au foyer est compatible avec la gestuelle dans une forge au sol. Dans ce cas, le forgeron se tiendrait dans l’angle nord-est de l’atelier. Sauf argument contraire, le poteau 1261 pourrait être un des supports du soufflet (fig. 51).

18La forge de Crest / Bourbousson (cf. chap. 4) vient, elle aussi, occuper un espace restreint, environ 13 m2. Tout comme à Chabrillan / Saint-Martin, elle est contemporaine de la construction du bâtiment 2 auquel elle est accolée, mais avec lequel aucun passage ou communication n’est conservé. La paroi orientale fait défaut. L’organisation interne de l’atelier peut s’envisager de deux façons. La structure Fy 4 doit correspondre à la structure de chauffe, bien qu’aucune trace de rubéfaction soit apparente. À proximité immédiate, le négatif TP 39, trou de poteau de 0,40 m de diamètre, marque bien l’emplacement du billot de l’enclume, les battitures sont concentrées tout autour. L’aire de dispersion du sol charbonneux et cendreux confirme cette interprétation. Cependant, la distance entre l’enclume et le foyer Fy 4 paraît trop grande pour une forge au sol (fig. 42). On peut envisager une autre interprétation avec un foyer surélevé matérialisé par l’amas de pierres de l’angle sud-est (1,25 m x 0,55 m dans l’angle des murs sud-est et sud-ouest). Le soufflet pourrait être dans l’angle sud-ouest. La structure Fy 4 deviendrait alors l’emplacement d’un baquet de trempe ou un foyer annexe...

19Quelques éléments obligent à prendre en compte les faits St 26 et St 12, sans que l’on puisse pour autant trancher sur leur fonction (fig. 42). Le fait St 26 est donné comme structure de combustion. Le sol de l’appendice est charbonneux et rubéfié et le comblement de la structure principale Fy 4 contient des éléments métalliques nombreux, mais non décrits. Cette présence de déchets métalliques tendrait à établir un lien avec la forge, mais son éloignement, sa position dans une porte laissent perplexes. On peut envisager la construction à l’extérieur de la forge d’un four à cémenter, ce qui aurait pour avantage de libérer le foyer de forge.

20Signalons que lors de la visite faite sur le terrain au moment de l’intervention archéologique, des battitures avaient été récoltées en assez grand nombre à proximité immédiate du fait St 12.

21La forge du site d’Upie / Les Vignarets (cf. chap. 3) occupe une pièce comprise dans un grand bâtiment (pièce C). Elle a une surface approximative de 18 à 20 m2, mais on y trouve deux foyers au sol. L’organisation interne de l’atelier apparaît mal. À chacun des deux foyers sont accolées une ou deux fosses situées à moins de 1 m de distance de la structure de chauffe. On peut y voir deux petites forges abritées par le même bâtiment. Aucune mention n’est faite de battitures, ce qui aurait permis de situer la ou les enclumes. Ce manque limite les essais de restitution du fonctionnement de cet atelier.

19.1.3 Les déchets

22Globalement, au vu de l’échantillonnage transmis, il ne semble pas y avoir de différence fondamentale dans les types de déchets d’une forge à l’autre. Les quantités sont peu importantes : de l’ordre de 20 kg à Crest / Bourbousson, dont 3 à 4 kg dans des remplissages extérieurs ; quelques dizaines de kilos à Chabrillan / Saint-Martin, mais la zone de fouille s’arrête immédiatement au sud du bâtiment contenant la forge ; enfin, environ 6 à 7 kg à Upie / Les Vignarets, mais les scories sont dispersées essentiellement dans les niveaux d’occupation avec seulement 1 kg en fosse.

23Dans tous les cas on peut se poser la question : a-t-on bien l’ensemble des déchets produits par chaque forge ?

24Les fragments métalliques associés sont dispersés dans l’ensemble des bâtiments de forge selon le même schéma que les scories. Ces déchets métalliques ont été pesés uniquement sur le site d’Upie / Les Vignarets. Nulle part on ne voit apparaître un dépôt de ferraille à réutiliser.

25Malgré les incertitudes concernant la représentation quantitative de l’échantillonnage, on reste dans des ordres de grandeur correspondant à de petites forges, de type rural.

26Les déchets sont essentiellement des scories informes ou des fragments de quelques millimètres à quelques centimètres, mais avec une assez grande proportion de scories en calottes typiques dont la taille varie essentiellement entre 4 et 10 cm de diamètre pour des épaisseurs de 2 à 6 cm. Il s’agit donc de foyers de forge dont l’arrivée d’air est latérale. C’est la norme « ancienne », alors que les foyers actuels ont une arrivée d’air par le fond.

27L’examen des batritures n’a été possible que pour le site de Crest / Bourbousson. Beaucoup de fragments millimétriques de scories sont encore mêlés aux battitures recueillies. Nous avons principalement affaire à des battitures en écailles, mais les billes sont relativement abondantes et parfois de grande taille, jusqu’à 5 mm de diamètre. De nombreuses battitures, parmi les mieux conservées, présentent au moins une face à boursouflures et cratères typiques d’une fusion, ce qui est un indice d’usage d’un ajout siliceux. Les quelques échantillons de sols (hors unité 570 : sol charbonneux avec battitures autour du trou de poteau 39) contiennent très classiquement des fragments millimétriques de scories, de métal et de battitures.

28Les fragments métalliques associés, que nous avons pu examiner, sont tous très minéralisés, le plus souvent de petite taille (centimétrique). Quelques-uns montrent des biseaux qui évoquent une coupe, quelques morceaux allongés et de section quadrangulaire font penser à une soie de préhension.

29L’étude des ossements découverts sur les sites de forge du TGV établit un lien entre la présence de cornillons d’ovicaprinés et le travail du métal sur les sites de Crest / Bourbousson et Chabrillan / Saint-Martin (cf. chap. 17). L’idée que des matières organiques aient été utilisées pour la cémentation et/ou la nitruration a souvent été avancée. Cette idée est confortée dans la région par divers exemples où des cornillons sont associés à des scories (Bois, Forest 2000).

19.2 Conclusion

30Déchets et bâtiments donnent l’image de petites forges rurales à usage limité aux quelques maisons associées à ces structures. Hormis le doute qui subsiste sur la structure de chauffe du site de Crest / Bourbousson, les vestiges conservés confirment que pour les xe-xie s. les foyers sont installés au ras du sol, ce qui suppose que le forgeron travaille assis et qu’il a à portée de bras l’enclume. Les aménagements liés aux soufflets n’ont pas laissé de traces clairement interprétables. L’importance des calottes assez épaisses et la présence de battitures en billes indiqueraient que l’on a atteint des températures supérieures à celles requises par la simple mise en forme et que l’on a donc procédé à des travaux de soudure, par exemple, relativement fréquents.

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© Éditions de la Maison des sciences de l’homme, 2006

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