1L’approche quantitative de la production sur les Clérimois a été abordée d’une part, à partir de l’étude des masses de déchets rejetés sur place, en admettant toutefois que les trois ferriers n’ont pas été exploités depuis leur abandon. D’autre part, l’état de conservation des fourneaux a permis d’estimer leur volume et ainsi d’évaluer la production de chacun d’eux. Cependant, cette dernière démarche se heurte à plusieurs difficultés. En premier lieu, il a été impossible de définir le nombre d’opérations de réduction de chaque structure. Ce problème se pose plus particulièrement pour les fourneaux du type II, dont les cuves ont subi un nombre important de réfections et de reconstructions. De plus, en l’absence de données expérimentales, il est difficile d’évaluer, même approximativement, le nombre d’opérations réalisées avec un même rechapage, avant qu’il ait nécessité une réparation. La réaction des parois aux hautes températures n’est pas entièrement élucidée (cf. chap. 6.2), tout au moins, pour les fourneaux des Clérimois1. Le second obstacle est que l’on ne peut pas estimer la masse de déchets produite lors d’une réduction (à l’exception des fourneaux en fosse F60 et F56 de l’ensemble A, zone 1). Pour les bas fourneaux qui possèdent un système d’évacuation de la scorie, le poids et la quantité de résidus (table. iii) résultant d’une opération ne peuvent pas être donnés sans erreur à partir des scories découvertes in situ ou rejetées devant les structures (F106, F141, zone 1 ; F12, zone 3 ; F21, F50, zone 2). Ces scories ne sont que partiellement conservées et ne fournissent qu’un poids minimum pour une opération, la majorité des déchets ayant été évacuée hors des cuves puis rejetée dans les ferriers ; les grandes plaques incomplètes de près de 50 kg, rencontrées sur le ferrier 1 en témoignent (fig. 82). Cette absence de déchets in situ est liée à la conduite de l’opération, durant laquelle on procède à l’écoulement des scories, qui, en admettant que la masse de fer soit retirée par la porte, deviennent encombrantes et par conséquent sont évacuées vers les zones de rejet (fosses, ferriers).

2Malgré ces limitations, il n’est pas sans intérêt de proposer successivement les résultats concernant la production de fer auxquels aboutissent les calculs effectués d’une part à partir du volume global de scories et d’autre part, à partir de la capacité des différents fourneaux2.

5.1 Calcul de la production à partir du volume des déchets

5.1.1 Volume des ferriers

3L’ensemble du gisement ne semble pas avoir subi de prélèvements de déchets, on l’a dit, à la différence de tant d’autres sites de l’Yonne (Goudard 1936 : 171) et d’autres régions de France (Domergue 1993 : 20‑26). D’autre part, pour la première fois –au moins en France– la totalité du gisement a été étudiée, soit lors du diagnostic, soit lors de la fouille. Il est donc possible de tenter une estimation du volume de chacun des trois ferriers.

4Les relevés altimétriques effectués au moment du diagnostic ont permis d’apprécier l’épaisseur des couches de recouvrement des ferriers : la puissance de la couche de décapage variait de 0,20 m à 0,45 m en fonction de l’épaisseur de l’humus et de la terre labourée ; l’épaisseur moyenne de ce niveau peut donc être estimée à 0,25 m.

5Le volume des ferriers une fois mis à nu a été calculé à partir des altitudes mesurées au sommet et à la base des niveaux anthropiques dans les sondages effectués sur l’ensemble du gisement (fig. 8).

6Les surfaces ont été calculées en se basant sur un carroyage de 10 m utilisant le logiciel Carto 3D. Cette surface se décompose en deux parties inégales, variables selon chacune des zones : la surface hors emprise et la surface située sur l’emprise, la seule à pouvoir être prise en compte pour des calculs précis du volume. Pour la zone 1, la surface du ferrier située sur l’emprise représente 52 % de la surface totale du ferrier ; pour la zone 3, presque 100 % et pour la zone 2, 74 %. Globalement, la surface des ferriers connue sur toute leur puissance est de 5932 m², ce qui représente un pourcentage de 70 %.

Zone 1

7Le ferrier 1 de la zone 1 s’étend sur une surface de 6708 m² dont environ 52 % (52,42 %) sur l’emprise autoroutière pour lesquels il a été possible de calculer le volume de la manière suivante :
Volume lors du décapage (VI) = 879 m³ ;
Volume du ferrier sur l’emprise (V2) = 1316 m³ ;
Volume calculé (VI + V2 = Vc) = 2 195 m³.

8Si l’on accepte une répartition symétrique des vestiges sur les 6708 m² de l’extension totale du ferrier, la partie du ferrier hors emprise représenterait un volume d’environ 1992 m³. Le volume total du ferrier 1 peut donc être estimé à 4187 m³.

Zone 3

9Le ferrier 2 de la zone 3 se trouvant en totalité sur l’emprise autoroutière, son volume total peut être estimé à 1 090 m³ de la manière suivante :
Volume lors du décapage (V1) = 840 m³ ;
Volume du ferrier dans l’emprise (V2) = 250 m³ ;
Volume calculé (VI + V2 = Vc) = 1 090 m³.

Zone 2

10Les trois ferriers (3a, 3b et 4) de la zone 2 ont été considérés comme un seul ensemble. Il n’était pas envisageable de restituer la part de déchets produite par les différents types de fourneaux rencontrés dans cette zone (types II, III et IV). La superposition des niveaux d’activité et la destruction vraisemblable d’une partie des bas fourneaux (type II) de la phase d’occupation la plus ancienne rendent toute estimation difficile. Les 74 % (74,07 %) des amas de déchets compris dans l’emprise autoroutière ont été calculés comme suit :
Volume lors du décapage (V1) = 657 m³ ;
Volume du ferrier dans l’emprise (V2) = 1 220 m³ ;
Volume calculé (V1 + V2 = Vc) = 1 877 m³.

11Estimation à laquelle il faut ajouter le volume de déchets compris à l’extérieur de l’emprise, soit 657 m³. Le volume total de l’ensemble du ferrier 3 est donc estimé à 2 534 m³.

12Le volume total des ferriers des Fouetteries peut donc être estimé à 7 811 m³ (4 187 m³ + 1 090 m³ + 1 877 m³).

5.1.2 Estimation de la production

Estimation du volume et du poids des scories

13Volume de déchets ne signifie pas volume des scories : les amas comportent à la fois les résidus de la réduction, les scories (fig. 83), les débris issus des réfections ou de la destruction des fourneaux, sans compter les résidus divers du travail : minerai, charbon de bois, etc. Aux Clérimois, les multiples coupes stratigraphiques montrent généralement des agencements variables de résidus de différente nature : les scories sont en alternance avec des niveaux de déchets de minerai ou de fragments de parois. Les vides créés ne doivent pas non plus être négligés.

cl. S.C./AFAN

14Seul le volume des scories est à prendre en compte pour le calcul de la production, les produits de destruction des fourneaux permettant seulement d’émettre des hypothèses non quantitatives mais néanmoins importantes sur la vie des appareils.

15Afin d’estimer le poids des résidus considérés globalement, puis après tri, celui des seules scories, 500 l de déchets du ferrier 1 (composés essentiellement de scories et de déchets de minerai) ont été pesés. Le poids total des scories est de 760 kg. Les 100 1 de déchets prélevés sur la zone 2 (composés de scories et de charbon de bois) ont fourni des résultats très proches. On peut donc admettre que 1000 1 de déchets contiennent environ 1 500 kg de scories, soit un ratio de 1/1,5.

16Ce résultat est assez différent de ceux qui ont été proposés ailleurs par exemple pour le Weald britannique (Cleere 1976 : 234) ou pour le Jämtland suédois (Magnusson 1986 : 272‑273) qui donnent un ratio double (3 000 kg pour 1 000 1). En revanche, il se rapproche de ceux qui sont fournis pour le Jura vaudois : 980 kg au m³ pour les scories triées et lavées (Pelet 1973 : 183). L’auteur tient compte, comme nous l’avons fait, de la présence d’autres matériaux à densité apparente plus faible (parois d’argile cuite, résidus de minerai et de charbon de bois).

17En considérant tous ces paramètres qui contribuent à rendre la lecture difficile et relativisent la précision des calculs, on peut donc prendre comme référence une densité moyenne de 1,5 kg pour 1 1. Sur cette base, le tonnage de scories produites ici se situe autour de 11 716 t calculé à partir du total des estimations obtenues pour chacun des trois ferriers (fig. 84) :
– ferrier 1 : 4 187 m³x 1,5 = 6 280 t ;
– ferrier 2 : 1 090 m³ x 1,5 = 1 635 t ;
– ferriers 3a, 3b et 4 : 2 534 m³ x 1,5 = 3 801 t.

18Dorénavant, nous prendrons donc comme base de raisonnement le chiffre de 12 000 t de scories produites au total sur le gisement (chiffre arrondi des 11 716 t estimées ci‑dessus).

Scories et fourneaux : essai de répartition de la production par appareil

Remarque préliminaire

19Deux types de structures sont à prendre en compte pour tenter d’estimer la quantité de scories qui relèvent de chacun des fourneaux qui les ont produites, et ultérieurement, la quantité de fer produite par chacun d’eux. D’une part, le fourneau lui‑même : appareil qui, on l’a vu pour tous les types postérieurs aux fourneaux en fosse de la première phase d’activité du gisement, fonctionne à de multiples reprises comme en témoignent les rechapages et réfections de leurs cuves. D’autre part l’emplacement du fourneau : tous les fourneaux de type II (sauf un, F11) sont installés dans une structure de dimension considérable délimitée par une couronne de blocs de grès ; ces structures sont conservées lors de chaque réfection des fourneaux qu’elles abritent ; mieux, il est certain qu’au terme d’une série d’opérations, les fourneaux étant considérés comme irréparables ont été entièrement détruits et remplacés à plusieurs reprises par de nouveaux appareils. Des traces en subsistent parfois d’une façon spectaculaire (fourneau F125 avec traces de décalage vers l’avant des fourneaux successifs). De plus, le volume des amas de parois de fourneaux mis au jour dans les ferriers est considérable.

20Il faut donc prendre en compte ces deux types d’aménagements dans les calculs de production de scories et de fer des fourneaux de type II, les plus nombreux, et qui ont laissé le plus important volume de scories. Nous parlerons donc tantôt de « fourneau » stricto sensu et tantôt « d’emplacement de fourneau » terme qui sous‑entend la présence de plusieurs appareils successifs au même emplacement.

21La confrontation des estimations du tonnage de scories avec le nombre de fourneaux ou d’emplacements de fourneaux découverts, donne une image approximative de la productivité de chacune des structures ou, pour les fourneaux de type II, de chacun des emplacements de fourneaux successifs. Mais, ces valeurs (table. IV) ne reflètent pas les différences typologiques et plus particulièrement la diversité des volumes de chaque appareil.

22Dans le ferrier 1 (zone 1), la part des scories produites dans les fours en fosse du type I est trop faible par rapport à la masse globale des déchets de ce ferrier pour permettre d’en tenir compte. Ce type de fourneau a un volume réduit (fig. 59 et 60) et donc des capacités de production de scories relativement faibles par rapport aux fourneaux du type II. De plus les fours en fosse ne servent qu’une seule fois et ils sont en nombre réduit : deux éléments supplémentaires pour considérer que leur apport dans la masse globale des déchets du ferrier 1 est négligeable. Une fois déduite (table. v) leur production de scories estimée à quelques mètres cubes à peine, le poids des scories pour ce ferrier reste de l’ordre de 6 280 t à répartir entre les 6 emplacements de fourneaux de type II que comporte ce ferrier : 6 280 t/6 = 1 047 t chacun.

23En zone 3, la quasi‑totalité de l’amas de déchets composant le ferrier 2 se trouvait à l’intérieur de l’emprise autoroutière. Une seule batterie de deux fourneaux a été mise au jour dans cette zone. L’estimation du tonnage des scories produites par emplacement de fourneau est donc de 1 635 t/2 = 818 t (817,5 t) (table. iv et v).

24Les estimations obtenues pour ces deux ferriers voisins sont donc relativement analogues. Les structures du ferrier 2 n’auraient guère produit que 229 t de moins que celles du ferrier 1. Il est peu probable qu’il existe dans ces deux zones d’autres emplacements de structures de réduction de cette taille : elles eussent été immanquablement repérées à la suite de la prospection électromagnétique des coupes stratigraphiques et de la surveillance des travaux autoroutiers ultérieurs. La moyenne de ces chiffres : un peu plus de 900 t (931 t) peut donc être prise comme référence pour la production globale de chaque emplacement de fourneaux de type II.

25Ce tonnage de scories ne provient évidemment pas d’un seul fourneau eut‑il été rechapé à maintes reprises. Des calculs très précis effectués sur un site du Jura suisse, Boécourt, où la totalité des déchets issus d’une batterie de deux fourneaux a été conservée et étudiée ont abouti à la conclusion que ceux‑ci étaient capables de fonctionner plus d’une centaine de fois (Eschenlohr, Serneels 1991 : 100). Transposé aux Clérimois, ce chiffre considérable et déjà étonnant obligerait à admettre que chaque fourneau a produit 900 t/100 opérations donc 9 t par opération. On verra que le volume des appareils qui autorise une estimation de la production de scories d’une opération à un minimum de 100 kg, induit que l’emplacement d’un fourneau a reçu au moins 10 000 kg/100, soit une centaine d’appareils successifs.

26Quoi qu’il en soit, et même si quelques batteries avaient pu échapper, il n’en resterait pas moins que ces estimations induisent des conclusions tout à fait étonnantes sur la stabilité des emplacements de travail, l’intensité et la durée de l’utilisation des appareils de type II au cours d’une longue période –au moins deux siècles– depuis La Tène finale jusqu’à la fin du i^er s. de n. è.

27Une démarche parallèle pour la zone 2 (ferriers 3a, 3b et 4) est plus délicate dans la mesure où –entre autres éléments perturbateurs– les différents ferriers sont superposés. La totalité des 3801 t de scories se répartit entre 7 structures, soit près de 543 t pour chacune (table. iv). Cette estimation n’est pas acceptable globalement pour plusieurs raisons :
– elle ne tient pas compte des différences typologiques entre les fours présents dans cette zone ;
– le fourneau F41 du ferrier 3a, de type II, devait fonctionner en batterie comme tous les fourneaux de sa catégorie ;
– la zone 2 est le seul espace du gisement où d’autres batteries de fourneaux ont pu exister, sans qu’elles puissent être identifiées : leur matériaux de construction, notamment les blocs de grès ayant été réemployés ;
– enfin, les fourneaux de type III du ferrier 4 ne montrent pas de traces de réfections ; il est peu plausible que 500 t de scories aient pu être produites à leur emplacement.

28En tenant compte de ces différents éléments nous pouvons proposer le calcul suivant. Le tonnage de scories produit par la batterie postulée de fourneaux du type II du ferrier 3a peut être estimé à 931 t par structure soit 1 862 t, si l’on y transpose les chiffres obtenus pour les batteries analogues des ferriers 1 et 2 (table. v). Le tonnage de scories restant 1 939 t se répartit donc entre les six autres structures (la batterie de fourneaux de type III du ferrier 4 et les 4 fourneaux de type IV du ferrier 3b) : 1 939 t/6 = 323 t par structure (table. v).

29Malgré ces ajustements, la masse de scories attribuable aux bas fourneaux de type III et IV semble trop importante dans la mesure où –à la différence des fourneaux de type II– des reconstructions successives au même emplacement ne sont guère envisageables, au moins en grand nombre. Il est probable que pour la zone 2, un nombre notable mais indéfinissable de structures ont été détruites lors des occupations successives du ferrier, notamment d’autres batteries de fourneaux du type II. II faut donc conclure que pour cette zone, les approximations présentées ci‑dessus ne sont pas fiables et ne peuvent être retenues.

5.1.3 Consommation de minerai de fer

30Le tonnage de scories produites montre l’importance de l’activité sidérurgique aux Clérimois, même si cette importance est faible par rapport à la totalité des ferriers de l’Yonne. Hélas, ces chiffres ne nous donnent pas l’image de la quantité du fer produite, ni le tonnage du minerai de fer récolté ou/et extrait. Cependant, ce dernier, donc le poids du minerai, pourrait nous aider à calculer le rendement global. Sous ce terme nous entendons le rapport entre le fer produit et celui que le minerai contient. Ce rapport peut être exprimé par la formule suivante :
100 x (fer produit)/(fer dans le minerai) = env. (100 x minerai-scorie) /minerai.

31En toute rigueur, il faudrait exprimer le minerai en poids « sec », c’est‑à‑dire eau et éléments volatils éliminés après grillage, mais de fait le rapport change très peu :
(minerai sec‑scories)/ (minerai sec) = env. 0,9 minerai-scorie/0,9 minerai.

32La différence est le fer restant dans les scories et dans le minerai mal réduit.

33Quelques remarques préliminaires sont nécessaires afin d’expliquer la démarche qui a conduit aux propositions chiffrées présentées dans ce chapitre et celui relevant de la production de fer. D’une part, il faut tenir compte du fait que le fer est pratiquement absent dans les masses de déchets du gisement. Par conséquent, nous n’avons aucun témoin archéologique tangible, illustrant la quantité et la qualité du fer produit sur les Clérimois. Les fragments de masses métalliques découverts ne sont pas représentatifs du métal fabriqué (cf. chap. 6.3). D’autre part, la quantité globale de scories produites lors d’une seule réduction ne peut pas être estimée à partir des scories découvertes in situ, comme cela a été indiqué au début du chapitre (cf. supra). Enfin comme cela sera souligné dans le chapitre ayant trait aux analyses chimiques des scories et du minerai (cf. § 6.1.2.3 et 6.2.2.3), la nature exacte du minerai mis effectivement dans les fours n’est pas très bien définie, même si son type géologique a été déterminé ; par conséquent, il est impossible dans l’état actuel des connaissances de faire un bilan chimique du processus de réduction sur les divers ateliers des Clérimois. Nous n’avons pas pu aborder les problèmes de rendement de la production de fer du point de vue chimique. Nous allons donc nous baser sur des publications récentes, dans lesquelles les auteurs ont essayé de calculer le bilan de production :
– sur l’exemple de Frouard (54) où les 100 g de scories proviennent de la de réduction de 171 g de minerai calcique (la minette) et correspondent à 39 g du fer produit (Leroy 1994 : 44) ou bien l’exemple de Maron pour lequel 148 g de minerai (un peu plus calcique que celui de Frouard) réduit donne 100 g de scories et 52 g de fer (Leroy 1994 : 298) ;
– sur l’exemple de Boécourt dans le Jura vaudois (Suisse) où il est nécessaire de réduire 120 g de minerai, afin d’obtenir 100 g de scories et 20 g de fer (Eschenlohr, Serneels 1991 : 102) ;
– sur l’exemple du district du Mormont (Suisse) où il faudrait 151 g de minerai alumineux pour obtenir 100 g de scories et 30 à 40 g de fer (Serneels 1993 : 113, fig. 118) ;
– sur l’exemple de Montcherand (Suisse) où il faudrait 125 g de minerai sidérolitique pour obtenir 100 g de scories et 17 g de fer (Serneels 1993 : 146, fig. 163).

34Ces résultats sont surtout fonction du minerai utilisé dans ces différentes régions. D’après la nature du minerai présent aux Clérimois et aux alentours, un rapport de 1/3 est un ordre de grandeur acceptable :
poids du minerai utilisé = (1 + 1/3) x poids des scories produites.

35Selon ces hypothèses le poids total du minerai utilisé sur l’ensemble du gisement serait alors de :
(1 + 1/3) x 11 716 t de scories produites = 15 621 t de minerai utilisé.

36A partir de cette estimation, on peut calculer la consommation individuelle totale de minerai de fer pour chaque bas fourneau ou emplacement de fourneau (table. v). Le poids total se répartit de la manière suivante.

37Pour les fourneaux du type I (ens. A, zone 1) qui n’ont été utilisés qu’une seule fois, on peut estimer que la masse des déchets découverte in situ correspond à l’ensemble des rebuts d’une seule opération ; ce qui donne pour F56 :
(1 + 1/3) 11 kg = 14,6 kg de minerai utilisé.

38Pour les appareils du type II, la consommation totale de minerai peut être estimée à 13 035 t, elle varie entre 1 090 et 1395 t de minerai selon les ferriers, soit pour une batterie de 2 entre 2 180 et 2 790 t (table. v) :
– ferrier 1 avec 6 emplacements de four : (1 + 1/3) ; 6 280 t = 8 373 t/6 = 1 396 t ;
– ferrier 2, avec 2 emplacements de four : (1 + 1/3) ; 1 635 t = 2 180 t/2 = 1 090 t ;
– ferrier 3 a, avec 2 emplacements de four : (1 + 1/3) ; 1 862 t = 2 482 t/2= 1 241 t ;
– total de la consommation de minerai par emplacement de fourneaux de type II = 13 035 t.

39Pour les fourneaux de type III et IV (ferriers 3b et 4) le poids de minerai est calculé sur le chiffre de 1 939 t de scories, après avoir soustrait du poids total des scories de la zone 2, le poids des scories produites par la batterie hypothétique de fourneaux du type II :
(1 + 1/3) 1 939 t de scorie = 2 585 t de minerai (table. v).

40La valeur proposée se répartit de la manière suivante :
– ferrier 4 avec 2 fours x 431 t = 862 t de minerai ;
– ferrier 3b avec 4 fours x 431 t de minerai = 1 723 t de minerai ;
– total = 2 585 t de minerai.

41On notera que la consommation globale des fourneaux de ces types (III et IV) est proche de la consommation d’une seule batterie de fourneaux du type II. Même avec un tel écart, ce résultat reste élevé pour les fours de type III et IV et semble peu réaliste.

5.1.4 Consommation du charbon de bois

42Avant d’aborder les questions concernant la consommation du charbon de bois, il est nécessaire de rappeler que dans la bibliographie mais également dans le domaine de l’expérimentation, les estimations des proportions entre le charbon et le minerai introduits dans les fourneaux lors d’une réduction sont très différentes ; ces estimations oscillent entre 1/1 et 1/6 (Tylecote, Adams 1991 : 127 ; Cleere 1971a : 211 ; Eschenlohr, Serneels 1991 : 106). Il était indispensable pour cette étude de choisir une base de calcul. Le choix s’est porté sur une proportion minimale égale en poids de charbon et de minerai de 1/1 (le volume est de 7/1). Cette base de calcul étant la plus simple, il suffit de multiplier les résultats obtenus si l’on considère qu’elle est sous‑estimée.

43Si le poids du minerai est égal au poids du charbon de bois, la consommation globale en charbon de bois sur les ferriers des Clérimois peut être évaluée à 15 621 t (table. vi).

44En considérant une perte de 70 % de la masse du bois lors de la carbonisation dans les meules (cf. § 6.1.1), il faut transformer environ 52 070 t de bois pour obtenir le poids global de charbon de bois.

45En basant le calcul de densité sur une moyenne de 0,8 g/cl pour les espèces de bois les plus fréquentes sur les sites (Chêne et Hêtre), les 52 070 t de bois représentent un volume de 65 088 m³. Ce volume correspondrait alors à 217 ha de terrain déboisé, en admettant que sur 1 ha de forêt on récolte en moyenne 300 m³ de bois. Il faut toutefois relativiser ces chiffres. Ils ne reflètent qu’une quantité minimum globale de la consommation nécessaire pour la réduction dans les différents ateliers des Clérimois. À cela, il faudrait ajouter le volume de bois nécessaire pour le préchauffage des cuves et éventuellement le bois utilisé dans le traitement du minerai, la construction des fourneaux, etc. Compte tenu de la durée de l’exploitation métallurgique (fig. 73), l’impact du déboisement sur au minimum 5 siècles (surface déboisée par an environ 0,43 ha) ne peut pas être considéré comme intensif. Cependant, il ne faut pas oublier que d’autres zones artisanales ont été découvertes dans le secteur (cf. chap. 1.5) ; deux ferriers, une tuilerie et peut‑être des forges en milieu d’habitat. Si ces installations sont contemporaines de la production du fer sur les Fouetteries, l’impact sur l’environnement deviendrait plus important, plus particulièrement durant la période située entre le i^er s. av. J.‑C. et le i^er s. ap. J.‑C.

46Les confrontations des estimations de la consommation du charbon de bois aux Clérimois avec celles établies pour d’autres sites de production de fer en France et en Europe est délicate. En effet, suivant les proportions charbon‑minerai choisies par les différents auteurs, la consommation peut être multipliée. Ainsi, la consommation totale du charbon de bois estimée pour l’ensemble de la production des ateliers de Bellaires I et Bellaires III dans le Jura vaudois atteint 1 400 t (Pelet 1973 : 185). La batterie de deux fourneaux du haut Moyen Âge de Boécourt dans le canton du Jura (nord‑ouest de la Suisse) a consommé un volume de bois qui se situe entre 29 et 172 m³ (Eschenlohr, Serneels 1991 : 106), volume qui transposé en tonnage de charbon de bois d’après les calculs de ces auteurs, donnerait entre 6 et 24 t seulement. On est dans un tout autre ordre de grandeur dans le Weald romain : l’ensemble des sites de ce district a consommé 792 000 t de charbon de bois en un peu plus d’un siècle (entre 120 et 240 ap. J.‑C.), soit 6000 t par an (Cleere 1976 : 240). Pour le site le plus important et le mieux étudié, Bardown, ce sont 54 000 t (480 t/an) qui ont été utilisées. Or ce site est tout à fait comparable par le volume des scories produites (et sa production en fer) à celui des Clérimois (mais sur une période beaucoup plus brève) : 13 500 t de scories pour un volume de déchets de seulement 4 500 m³, la différence entre les volumes de Bardown et des Clérimois s’expliquant par l’utilisation d’un ratio différent comme on l’a vu (3/1 contre 1,5/1). Dans les montagnes Sainte‑Croix en Pologne, une évaluation de la consommation de charbon de bois pour un quart des sites répertoriés actuellement a donné 27 000 t de charbon de bois, ce qui représente 450 000 m³ de bois compte tenu des conditions de fabrication et des espèces présentes sur place (Orzechowski 1991 : 177).

47Ces quelques comparaisons montrent la diversité des chiffres possibles en fonction des modes de calcul, des conditions locales et des types de fourneaux ; elles situent bien la place importante tenue par les Clérimois, au même rang que les grands complexes romains du type de ceux du Weald.

5.1.5 Production du fer

48Les postulats appliqués pour le calcul du poids du minerai à partir du poids des scories détermineront les évaluations de fer produit sur les Clérimois (table. iv et v). De même le calcul de cette production ne peut être discutée qu’à partir de la notion de rendement global, c’est‑à‑dire, la relation entre la quantité de fer produit par rapport à la quantité de minerai utilisé. Nous l’avons souligné précédemment (cf. supra), nous nous sommes appuyés, afin d’estimer le rendement global sur des travaux récents basés sur les fouilles et les études archéométriques de sites des Gaules et qui aboutissent à des conclusions divergentes (entre 17 % et 35 %). Pour notre part, nous nous en tiendrons à un rendement global de 30 %.

49Sur cette base, le tonnage global de fer produit sur le gisement atteindrait près de 5 000 t, soit 30 % du poids total de minerai utilisé = fer produit :
30 % x 15 621 t de minerai = 4686 t de fer.

50Pour les fours du type I (ens. A), on peut estimer la production de F56 à 4,4 kg de métal :

1. % x 14,6 kg de minerai = 4,4 kg de fer.

51Pour les fourneaux du type II, le poids total de fer produit par l’ensemble de ces appareils peut être évalué à 3911 t, soit :
– ferrier 1, 30 % x 8 373 t de minerai = 2 512 t de fer ;
– ferrier 2, 30 % x 2 180 t de minerai = 6 54 t de fer ;
– ferriers 3a, 30 % x 2 482 t de minerai = 7 45 t de fer ;
– total produit par les appareils du type II = 3 911 t de fer.

52Pour les fourneaux de type III et IV (ferriers 3b et 4), cette estimation ne peut être exprimée que globalement :
– total des fours de type III et IV, 30 % x 2 586 t = 776 t.

53En divisant ce chiffre par le nombre de structures des ferriers 3 b et 4, cela fournirait une production individuelle de 129 t :
– 776 t/6 fourneaux = 129 t de fer par structure.

54Cette estimation nous paraît excessive. À titre de comparaison avec des structures morphologiquement voisines des fourneaux du type IV, le poids total de fer produit par un four dans le Jura vaudois est évalué entre 0,5 t à Boécourt (Eschenlohr, Serneels 1991 : 105) et à Prince‑Bois I, et 10 t à Bellaires III pour les fours XIX/XX (Pelet 1973 : 184).

55La production annuelle des fourneaux du type II, peut être appréhendée en s’appuyant sur les résultats de la chronologie établie pour les différents ferriers (fig. 73). Ainsi, il est permis de penser que les ferriers 1, 2, 3a et 4 fonctionnent durant une période d’environ trois siècles. Toutefois, il semblerait que c’est durant le i^er s. av. J.‑C. et jusqu’à la fin du i^er s. ap. J.‑C. que la production était la plus importante (cf. chap. 4), soit durant deux siècles. Le poids total de fer fabriqué en deux siècles serait alors de 4 169 t (3 911 t des appareils de type II + 2 x 129 t des appareils de type III). Ce chiffre réparti sur une durée de 200 ans représente une production annuelle de métal de 21 t. L’approximation de la production journalière serait de 57 kg (4 169 t/200 ans/365 jours). Il est évidemment probable que le nombre de réductions par an est inférieur à 365 ; 57 kg par jour sur le site est donc un minimum. Ces chiffres sont à comparer avec ceux qui sont proposés pour le site de Bardown dans le Weald : 4 500 t sur 120 ans soit 40 t par an contre 21 aux Clérimois (Cleere 1976 : 240). Ici aussi, les estimations de production sont analogues.

56Nous ne reprendrons pas ici les comparaisons de production globale qui peuvent être faites avec un nombre limité de régions de production ; les chiffres sont fournis et discutés dans un ouvrage récent (Mangin et al. 1992 : 235‑237), utilisant notamment les tableaux publiés dans Magnusson (1986 : 273, tab. 33). Qu’il suffise de dire que les calculs proposés ici, et qui n’ont qu’une valeur indicative, débouchent sur des ordres de grandeur admis ailleurs. Toute une recherche est à poursuivre en ce domaine. Il serait prématuré d’anticiper sur les résultats partiels récemment acquis en France. Les Clérimois peuvent apporter une contribution utile à ces travaux, spécialement dans les calculs plus fins de production de chacun des fourneaux, grâce à l’exceptionnel état de conservation de beaucoup d’entre eux.

5.2 Calcul de la production à partir des volumes des fourneaux

57Ces évaluations sont calculées à partir des volumes estimés pour chaque type de fourneaux, en admettant d’une part que l’on introduit dans les fourneaux une proportion en poids égale de charbon de bois et de minerai (1/1) et d’autre part que la somme du volume de ces deux matériaux ne dépasse pas le volume total de chaque four, ce qui est un minimum. Les ajouts éventuels introduits dans la charge lors du processus de réduction ne sont pas pris en compte.
Volume de minerai utilisé lors d’une réduction : v m ;
Volume de charbon de bois utilisé lors d’une réduction : v ch ;
Volume estimé du four : vf = > vm + vch. Ces proportions auraient pu être différentes et peuvent évoluer pendant le temps de l’exploitation du gisement étudié, compte tenu des changements technologiques sur le gisement des Clérimois. Elles sont présentées dans ce chapitre à titre hypothétique et devront être vérifiées par l’expérimentation.

5.2.1 Production de chaque fourneau

58En se référant au tableau de calcul de la production individuelle des fourneaux (table. VII) sur la base d’un rendement global de 30 %, on peut faire divers constats.

59Pour les fours du type I.1 et I.2 (ens. A, zone 1), les poids de minerai et de charbon de bois introduits dans le four varient entre 7 kg au minimum pour le four en fosse F60 et 33 kg au maximum pour le bas fourneau F56. La consommation maximale de charbon de bois dépasse légèrement 0,20 m³. La production du métal lors d’une réduction serait alors comprise entre 2 et 10 kg.

60Pour les fours du type II, on observe une légère différence dans le poids des matériaux introduits. Ainsi dans le ferrier 1, la consommation de minerai lors d’une opération est en moyenne de 298 kg (max. 361 kg pour le four F125 et min. 257 kg pour le fourneau F112). Cette masse nécessiterait alors une consommation de 2 m³ de charbon de bois en moyenne ; le poids moyen du métal produit serait d’environ 90 kg de fer. Les trois autres fours de ce type (F11 et F12, ferrier 2 et F41, ferrier 3a) montrent des valeurs nettement inférieures à la moyenne des fours du ferrier 1. Le poids du minerai oscille entre 194 kg (four F41, ferrier 3a) et 247 kg (four F11, ferrier 2), en moyenne 215 kg. La consommation de charbon de bois est de 1,32 m³ au minimum et de 1,69 m³ au maximum (en moyenne 1,5 m³). Le fer fabriqué atteint en moyenne 64 kg (min. 58 kg, max. 74 kg).

61La consommation des fours du type III se situerait entre 98 et 144 kg de minerai de fer et entre 0,67 et 0,98 m³ de charbon de bois. Le poids du métal produit varierait entre 30 et 43 kg, 36 kg en moyenne.

62Les fours du type IV consommeraient en moyenne un poids de minerai de 80 kg, pour 0,55 m³ de charbon de bois. Le poids de fer fabriqué varierait entre 18 et 36 kg. Néanmoins, si on admet un rendement supérieur de 10 % (cf. § 6.1.2), la production pourrait atteindre au minimum 23 kg et au maximum 47 kg de fer.

5.2.2 Calcul du nombre de réductions par ferrier et par emplacement de four

63Les calculs sont effectués sur la base de rendement global de 30 %. Afin d’estimer le nombre d’opérations de réduction produites par une structure et plus globalement sur chaque ferrier, nous avons recherché la relation entre la masse de minerai employée sur chaque ferrier et le poids de minerai introduit dans les différents fours pour une opération. Ce qui nous donne la formule suivante : poids total de minerai sur un ferrier/poids d’une charge de minerai = nombre total d’opérations sur un ferrier.

64Pour connaître le nombre approximatif d’opérations réalisées par un fourneau, ce résultat a été divisé par le nombre de structures par ferrier.

65Il est donc nécessaire dans ce calcul, de se référer aux estimations du poids de minerai introduit dans la charge, présentées précédemment (table. vii). Afin de simplifier la démarche, seules les moyennes des poids des matières premières employées lors d’une seule réduction seront prises en compte pour chaque type d’appareil. Ainsi, la consommation moyenne de minerai de fer et de charbon de bois se présente de la manière suivante :
– four type I.1 et I.2 : minerai 18 kg, charbon de bois 0,12 m³ ;
– four type II : minerai 271 kg, charbon de bois 1,85 m³ ;
– four type III : minerai 121 kg, charbon de bois 0,83 m³ ;
– four type IV : minerai 80 kg, charbon de bois 0,55 m³.

66Le poids moyen de fer produit lors d’une opération peut être estimé comme suit :
– four type I.1 et I.2 : 5 kg (30 %) ;
– four type II : 81 kg (30 %) ;
– four type III : 36 kg (30 %) ;
– four type IV : 24 kg (30 %), 32 kg (40 %).

67Les fours de l’ensemble A (type I.1 et I.2), comme cela a déjà été souligné, n’ont fonctionné qu’une seule fois. On peut considérer que leur production totale se situe entre 5 et 16 kg de fer.

68Pour le ferrier 1, l’estimation du poids de minerai consommé est de l’ordre de 8 373 t. Le nombre total de réductions pour les six fourneaux serait donc de 30 897 opérations. En effet : poids total de minerai du ferrier 1/poids moyen de minerai par emplacement de fours, donc : 8 373 t/0,271 g = 30 897 opérations.

69Ce chiffre montre bien qu’il ne faut pas raisonner sur le nombre de fourneaux mais, comme on l’a dit plus haut, sur le nombre d’emplacements des fourneaux fouillés : dans chaque emplacement de fourneau on aurait effectué approximativement 5 200 réductions (30 897 t/6 = 5 150 opérations), chiffre qui suppose, on le répète, un nombre de fourneaux successifs très important (de l’ordre de 50 à 100, selon que l’on admet qu’un fourneau avec ses différentes réparations, a pu effectuer entre 50 et 100 opérations).

70Dans le ferrier 2, le poids total du minerai utilisé a été estimé à 2 180 t :
2 180 t/0,271 t = 8 044 opérations.

71Comme cette consommation se répartit en deux structures (F11 et F12), on obtient 4022 opérations par emplacement de four.

72Pour la zone 2 (ferriers 3a, 3b et 4), comme il n’a pas été possible d’estimer d’une façon précise la masse de minerai consommé par les différents types d’appareils, ce calcul ne peut être entrepris.

5.3 Conclusion

73L’estimation de la production des ateliers des Clérimois a été effectuée à partir des calculs des volumes des ferriers et des fourneaux. Le poids de scories sur l’ensemble des trois ferriers (7 811 m³) est équivalent à environ 12 000 t.

74La production de fer, lors de l’occupation la plus ancienne du gisement (ens. A), ne peut pas être définie convenablement. Le nombre restreint de structures attribuées à cette époque, leur mauvais état de conservation et surtout la probabilité de la destruction d’une partie des ateliers durant les phases d’exploitation ultérieures rendent une telle tentative extrêmement délicate. Néanmoins, les capacités de production des fours en fosse du type 1 sont relativement faibles, chacun d’entre eux a produit entre 2 et 10 kg de fer lors d’une réduction, selon le type de fourneau et selon le rendement de l’opération.

75Pour la période allant de La Tène finale au Haut‑Empire (i^er s. av. J.‑C. – i^er s. ap. J.‑C.), la masse totale des déchets produite sur les ateliers métallurgiques des trois ferriers peut être estimée à plus de 10 000 t. Ce chiffre démontre d’une façon éclatante l’importance de l’activité métallurgique durant cette période où le fer produit dépasse le poids de 4 000 t pour 30 % de rendement. Les fourneaux du type II avec un volume pouvant atteindre 2 m³ peuvent fournir entre 58 et 108 kg de fer en une réduction. Les ateliers devaient avoir une durée de vie très longue avec une série non seulement de réfections de chaque fourneau mais de plus une longue série de reconstructions successives aux mêmes emplacements.

76La production attribuable au Bas‑Empire (iii^e‑v^e s. ap. J.C.) n’a pas pu être évaluée d’une façon satisfaisante, du fait de la superposition de trois ferriers dans la zone 2 (ferriers 3a, 3b et 4). Toutefois par rapport à la période d’occupation précédente, il semblerait que la sidérurgie sur le site prend un caractère moins intense.

77Le calcul du tonnage de scories a contribué à une série d’évaluations des consommations de minerai de fer et de charbon de bois. Bien que les chiffres présentés puissent varier selon les proportions données de charbon et de minerai lors d’une réduction, ils confirment l’importance de la production de fer à l’aide des bas fourneaux du type II sur l’ensemble des trois sites. Enfin, ces estimations permettent de mettre en parallèle la fabrication de fer avec des centres métallurgiques déjà connus. La production des Clérimois dépasse largement les estimations fournies pour les sites métallurgiques du Jura vaudois, où les recherches menées depuis plusieurs années, offrent la possibilité de comparaisons valables. L’intégralité de la production des Clérimois serait comparable d’une part à celle de grands sites métallurgiques de l’époque romaine du Weald en Angleterre, à la somme du fer produit dans les 730 ateliers du Jämtland en Suède et au 1/3 de la production globale des montagnes Sainte‑Croix en Pologne. Or, le gisement des Clérimois n’occupe qu’une place modeste dans les innombrables ferriers répertoriés dans le Sénonais et plus généralement dans le département de l’Yonne et sur ses marges ; bien d’autres sites sont plus considérables : on pense notamment à celui de Tannerre/La Garenne qui avait laissé plusieurs centaines de milliers de mètres cubes de déchets qui ont été largement réexploités au xx^e s. C’est dire l’importance qu’a dû occuper cette région dans la production de fer de La Tène finale et du Haut Empire romain en Occident.