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L’acier en Europe avant Bessemer

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Philippe Dillmann
, 
Liliane Hilaire-Pérez
, 
Catherine Verna

Aciers médiévaux : tirer parti de l’hétérogène

Le damas d’assemblage du haut Moyen Âge en Occident : étude historiographique et critique des analyses métallographiques

Aurélie Rogalla von Bieberstein et Philippe Dillmann

Résumé

Les études sur le damas d’assemblage effectuées ces dernières décennies ont fréquemment appliqué certaines méthodes physico-chimiques d’analyse sur les objets, augmentant ainsi la somme des informations accessibles aux chercheurs en archéologie et en archéométallurgie. Face à leur nombre et à la variabilité de leur contenu, nous avons voulu mettre en évidence leurs résultats et leurs limites et identifier leurs contributions à l’évolution des connaissances et des problématiques de recherches sur le damas d’assemblage depuis la fin du xixe siècle jusqu’à aujourd’hui. Les interprétations et extrapolations issues de ces différentes publications rassemblées, nous essayons de distinguer les connaissances acquises et les hypothèses encore à valider.

Texte intégral

1S’il est un exemple remarquable d’objets constitués a priori d’alliages aciérés, c’est bien celui des armes en damas d’assemblage. Devenues emblématiques d’une très haute qualité dès leur identification dans les collections archéologiques, ces armes ont fait l’objet d’études métallurgiques dans différents pays d’Europe dès la fin du xixe siècle. Le présent article vise à faire le bilan critique d’un nombre important d’études de ce type afin de mettre en perspective les résultats apportés par celles-ci. Il entend également poser les bases d’une recherche future qui devra être liée à la compréhension des chaînes opératoires à l’origine de la production de ces armes et des alliages qui les constituent.

2La technique qui nous intéresse ici consiste en l’assemblage par martelage à chaud d’alliages ferreux de compositions différentes, ordonné en une structure feuilletée plus ou moins complexe. Elle prend le nom de damas soudé ou damas d’assemblage, par opposition au damas de cristallisation, dit aussi Wootz ou Bulat, résultant de la ségrégation dendritique apparaissant lors de la solidification très lente d’un acier à haute teneur en carbone.

  • 1 Les références sont reportées exceptionnellement en fin d’article et classées par ordre alphabétiqu (...)
  • 2 Pour la période du haut Moyen Âge, des pointes de lances, des lames de scramasaxes et, plus raremen (...)
  • 3 Bemmann et al., 1998 ; Engelhardt, 1865.
  • 4 Voir les exemples des sites de Llyn Cerrig Bach (GB), Cuvio (It.) et Cleebronn (GB) cités dans R. P (...)
  • 5 L’archéologie funéraire s’attache à l’espace funéraire, à sa topographie, à son organisation, au tr (...)
  • 6 Par exemple, l’épée du trésor de la cathédrale de Essen dans Westphal, 1996.
  • 7 Leppäaho et Nordman, 1964.
  • 8 Voir les exemples de couteaux à lames damassées présentés par Jiri Hosek dans ce volume ainsi que l (...)
  • 9 Pour témoin, les informations données dans Perret, 1771 ; Clouet, 1803 ; Zschokke, 1924.

3Le damas d’assemblage est attesté dans différentes cultures et se retrouve à différentes époques sur des armes dont la forme, l’aspect et la qualité varient fortement : épées damassées du haut Moyen Âge occidental, cris javanais ou encore certains types d’épées orientales ou japonaises1. Nous ne considérerons ici que l’application de cette technique à la fabrication d’armes et principalement de lames d’épées à double tranchant durant le haut Moyen Âge en Europe occidentale2 (fig. 1). Les épées du site de Nydam (Danemark), antérieures à cette période puisque datées des iiie et ive siècles ap. J.-C.3 sont régulièrement citées comme les exemplaires connus les plus anciens d’armes en damas d’assemblage, en Occident. Cependant, des structures damassées observées ponctuellement sur des épées d’époques antérieures font remonter les premières utilisations de cette technique au moins au iie s. ap. J.-C., voire à la protohistoire4. Pour la période du haut Moyen Âge occidental, la présence d’armes dans les sépultures masculines permet, dans le cadre de l’archéologie funéraire, de suivre la diffusion des épées damassées sur un large territoire allant de la Seine à la Mer du Nord et de la Grande Bretagne aux confins de l’Europe Centrale5. L’apparition des inhumations habillées avec dépôt funéraire à différentes périodes selon les zones géographiques considérées, puis leur disparition progressive interdisent d’extrapoler les résultats des études locales ou régionales à tout l’Occident. Ainsi les épées, qui se font rares dès le viiie siècle dans les sépultures des royaumes mérovingiens, se retrouvent encore en grand nombre dans les territoires à l’est du Rhin. Au-delà des xe et xie siècles, les épées en acier non damassé, qui ne sont retrouvées que sporadiquement durant la période mérovingienne, se multiplient et deviennent courantes. Celles retrouvées au-delà de l’époque carolingienne proviennent de contextes différents et ne sont que rarement damassées6. Des pointes de lances datées du xiie siècle constituent les derniers témoins archéologiques de l’application de la technique du damas d’assemblage en Europe occidentale7. Cependant, des lames de poignards et des pointes de lances damassées du xiie au xve siècle, retrouvées en Europe centrale et en Finlande, indiquent que cette technique existe toujours et au moins jusqu’à cette période, aux confins du continent8. Vers la fin du xviiie siècle, ce procédé est à nouveau mentionné pour la fabrication de canons de fusils damassés dans des ateliers de Liège. Son origine est alors associée à la tradition des ateliers de Solingen9. Cette technique pourrait ainsi avoir perduré en Occident à travers une production artisanale locale très spécialisée, mais la transition du damas médiéval aux canons de fusils du xviiie siècle n’est actuellement pas documentée et aucune preuve de cette continuité n’existe à ce jour ; il s’agirait alors simplement d’une « réinvention » du xviiie siècle.

Fig. 1. Schéma de fabrication d’une lame damassée : a-i trois barres torsadées, K-n : âme et deux couches de damas

(d’après Ypey)

  • 10 Le terme est ici à prendre au sens large : observation de la microstructure du métal au moyen de mi (...)
  • 11 L’association étroite dès ses débuts de la métallographie à l’étude du damas de cristallisation est (...)
  • 12 Engelhardt, 1865 ; Lindenschmit, 1880.
  • 13 Nous avons recensé, cependant, une publication antérieure à cette date, mais qui ne consiste encore (...)

4Les premières études métallographiques10 sur le damas de cristallisation sont étroitement liées à la naissance et à l’évolution de la discipline11 et à ses applications pour la compréhension de la nature et des propriétés des aciers. Parce qu’elles veulent clairement distinguer les deux techniques de damassage, elles offrent une source de documentation sur les savoir-faire encore existants au xixe siècle, liés au damas d’assemblage. Ce dernier, parallèlement identifié dès 1866 sur les épées issues des fouilles de Nydam12, suscite la curiosité des premiers métallographes. Les études qui suivent ces premières identifications associent trois disciplines alors nouvelles : l’archéologie funéraire, l’analyse métallographique et chimique des matériaux métalliques et la radiographie aux rayons X. Les plus anciennes analyses physico-chimiques d’objets ferreux archéologiques et damassés que nous avons recensées remontent à 191313.

  • 14 La limite méthodologique principale étant que cette liste non exhaustive d’analyses métallographiqu (...)
  • 15 Biborski et Kaczanowski, 1989 ; Biborski, 1982 ; Biborski et al., 2003 ; Böhne et Dannheimer, 1961  (...)

5Face au grand nombre des publications, il nous a semblé nécessaire de tenter un premier bilan des résultats apportés par ces études. Pour ce faire, nous avons retenu parmi les publications archéologiques traitant d’armes en damas d’assemblage, les textes présentant des résultats d’analyses, notamment pour décrire les procédés métallurgiques de fabrication du damas14. Il s’agit soit de publications archéologiques dont tout ou partie est consacré à l’étude d’objets isolés ou en séries, soit d’études publiées dans des revues d’archéométrie ou scientifiques spécifiques des domaines d’analyses concernés. Précisons que les études de grande ampleur incluant une série d’analyses selon des protocoles comparables sur un grand nombre d’armes sont proportionnellement rares dans l’ensemble des publications recensées15. Ce premier bilan, bien que succinct, a pour but de renouveler les bases d’une recherche paléométallurgique et archéologique, en faisant la part des apports spécifiques correspondant aux différentes techniques d’analyse et en essayant de les relier aux principales questions posées par l’étude des armes damassées. Il s’agit ici d’identifier les apports mais également les limites méthodologiques de ces techniques pour l’étude du damas d’assemblage. De telles limites seront soulignées, non pas dans le détail de l’application des méthodes, mais en fonction de l’adéquation de leurs résultats aux questions pour lesquelles elles ont été mises en œuvre. Au regard des études les plus citées, l’impact de ces limites sur les hypothèses et les conclusions émises permet de mieux évaluer la représentativité de la description habituellement admise du damas d’assemblage. Pour cela, nous avons cherché à identifier dans les publications recensées, d’une part les informations sur les méthodes et techniques appliquées lorsqu’elles sont décrites, d’autre part les problématiques de l’étude et les conclusions proposées au terme de ces analyses.

Méthodologie : corpus et limites

Représentativité des études physico-chimiques et informations apportées

6Notre recensement s’est concentré sur les ouvrages cités comme références dans les études archéologiques décrivant des épées damassées retrouvées en Europe occidentale pour la période du haut Moyen Âge. Cette démarche part de l’hypothèse que leur impact sur la représentation et la compréhension de la technique du damas d’assemblage est important. Il est intéressant de noter que les études principales mentionnées traitent le plus souvent d’armes de l’Âge du fer ou d’armes romaines, parfois d’armes du bas Moyen Âge, et proportionnellement peu d’épées mérovingiennes ou carolingiennes. Le corpus de notre étude est, en conséquence, non exhaustif. Un recensement systématique et complet des publications archéologiques et scientifiques incluant des analyses métallographiques d’armes damassées occidentales haut médiévales reste encore à effectuer.

7Concernant le contenu de ces publications, l’hétérogénéité des données analytiques collectées à l’aide d’instruments et de méthodes d’examens et d’analyses en constante évolution limite leur comparabilité. En effet, les résultats dépendent des protocoles d’échantillonnage autant que de la surface ou du volume des échantillons nécessaires aux analyses. Par exemple, selon les écoles et les périodes, l’indication du nombre des mesures n’est que rarement précisée, et l’on ne peut déduire de la lecture des publications s’il s’agit de mesures ponctuelles ou de moyennes sur une série. Il est donc extrêmement difficile d’évaluer la représentativité de ces mesures. Ces interrogations, et le fait qu’elles ne trouvent pas de réponse à la lecture des nombreuses publications examinées, s’avèrent encore plus cruciales avec l’emploi des sondes microscopiques pour lesquelles la petite taille des volumes analysés réduit en partie la validité des résultats dès lors qu’elle est mise en relation à l’objet dans sa totalité et dans son hétérogénéité. Enfin, la variation de la précision des mesures sur plus d’un siècle de développement des équipements d’analyse rend les résultats parfois difficilement comparables.

8Dès lors que les problématiques historiques, archéologiques et archéométriques se sont affinées, les données des analyses anciennes ou peu explicites dans leur protocole ne sont plus exploitables sans une réflexion préalable sur leurs limites. Nous avons choisi de reprendre ici uniquement les conclusions de ces études. Nous considérerons, cependant, cette restriction méthodologique lors du bilan des résultats.

9Quelle que soit la technique d’analyse physico-chimique utilisée pour l’étude des armes damassées, et avant de considérer la valeur du résultat analytique, il importe de s’interroger sur le contexte archéologique ou historique d’une part, sur la validité de l’information trouvée dans le matériau, d’autre part. Il apparaît, en effet, dans le corpus de textes étudié que ces deux limites reviennent fréquemment.

Représentativité des armes analysées

  • 16 Pour cette étude, le nombre des objets hors contexte constitue plus des deux tiers des armes identi (...)
  • 17 Ainsi dans Hanemann, 1921, les fragments d’épées de Nydam ne sont pas identifiés ni reliés au site (...)

10Les résultats analytiques ne sont intéressants que si l’objet étudié s’inscrit précisément sur un territoire et dans une chronologie au travers de la documentation sur son contexte de découverte. En fonction de ces informations, la représentativité de résultats isolés peut être estimée. Or, il apparaît que la plupart des analyses publiées sont réalisées sur des armes hors contexte, soit qu’elles n’aient pas d’origine archéologique précise (origine de l’objet non documentée, découverte dans un fleuve, objet de fouilles anciennes ayant perdu son inventaire), soit qu’elles ne puissent s’intégrer dans aucune chronologie (mobilier extrait de sépultures pillées, absence de tout élément de datation pour une lame d’épée isolée sans poignée ni fourreau)16. Sans contexte, les résultats de ces analyses restent détachés de la chronologie et des problématiques plus larges de l’archéologie17. Les auteurs extrapolent alors, parfois de manière hasardeuse, les techniques métallurgiques identifiées sur un objet à toute la période du haut Moyen Âge, sans s’attacher à une chronologie fine. Ou encore ils invitent à relativiser très fortement leurs conclusions au regard des lacunes reconnues de la documentation de l’objet. Ceci, dans les deux cas, réduit fortement la portée des résultats analytiques. Un cercle vicieux s’est ainsi installé du fait que des armes « hors contexte », ayant de ce fait une valeur muséographique moindre, sont prioritairement choisies pour des analyses. Il en résulte, certes, des informations, mais détachées de tout contexte archéologique et historique. Ce cercle vicieux devra impérativement être brisé lors de recherches futures.

Perte d’information

  • 18 Comme par exemple dans Biborski, 1982 ; Lang, 1988 ; La Salvia, 1998 ; Senn Bischofberger, 2005.

11La structure métallographique des alliages ferreux porte la trace du dernier traitement thermomécanique subi par le matériau. Il est alors extrêmement important de savoir si la structure identifiée sur un objet archéologique est ou non liée à la mise en forme de l’objet. Or cela n’est pas toujours le cas, pour exemple le sacrifice de l’arme dans un bucher funéraire : si la température est suffisamment élevée et l’exposition suffisamment longue, certains traitements (écrouissage, trempe, distribution de certains éléments mineurs…) peuvent être effacés. Il apparait comme primordial, ici encore, de bien connaître le contexte archéologique avant toute interprétation des résultats d’une analyse, quelle qu’en soit la qualité par ailleurs18.

  • 19 La méthode de l’« annealing » est appliquée en Scandinavie depuis le début du xixe siècle puis en A (...)
  • 20 Beaudoin et al., 1995 ; Schaaber et al., 1977 ; Ehrenreich et Strahan, 1987 ; Zumpe, 1987 ; Tylecot (...)

12Certains traitements thermochimiques, tels la cémentation et la trempe, affectent uniquement la surface. Leurs traces dans le matériau peuvent, en fonction de l’état de conservation de l’objet, avoir été effacées par l’altération superficielle due à la corrosion. Connaître les conditions d’enfouissement de l’objet (i.e. ses conditions d’altération) est donc essentiel afin de valider la pertinence des observations métallographiques concernant la surface du matériau. Pour les mêmes raisons, toute approche analytique procédant par polissage d’une petite fenêtre sur une partie encore métallique de l’objet, méthode de plus en plus couramment utilisée car très peu destructive, est à appliquer avec un recul qu’il est nécessaire d’expliciter. Enfin, l’impact des traitements de conservation appliqués aux objets doit également être pris en compte, en particulier pour ceux issus des fouilles anciennes. Si les méthodes de la conservation-restauration tentent aujourd’hui de respecter au mieux les règles de l’innocuité et de la réversibilité de toute intervention sur l’objet, il n’en a pas toujours été ainsi19. Certains traitements actuels sont eux-mêmes sujets à questionnement quant à leur impact sur la structure métallographique des objets traités20. Ces différents aspects n’ont été révélés que par des études récentes et, de ce fait, peu de publications contiennent des indications sur l’état de conservation des matériaux. Les résultats des analyses effectuées sur des objets sans provenance et sur lesquels on ne dispose pas de documentation précise quant à leurs parcours dans les collections doivent donc être interprétés avec la prudence qui s’impose.

L’épée damassée, la chaîne opératoire

Niveaux d’hétérogénéité du damas

13La description des structures damassées peut se faire selon trois échelles d’observation : le décor superficiel, la structure d’assemblage et la constitution des alliages en présence. Seule l’appréhension de chacune de ces échelles permet de saisir de manière globale l’objet que constitue une arme damassée. Il importe également de bien comprendre ces différents niveaux d’hétérogénéité afin d’analyser la pertinence (ou la non pertinence) des techniques utilisées dans les différentes études.

  • 21 La surface originelle d’un objet archéologique constitue la limite entre les produits de corrosion (...)
  • 22 On pourra citer l’exemple de la corrosion très particulière des épées issues des tourbières, qui a (...)
  • 23 Pour pallier cet inconvénient, de façon plus sporadique, la radiographie stéréoscopique, la gammagr (...)

14L’étude du décor et des motifs visibles sur la surface de la lame participent à l’élaboration des typologies des épées damassées (fig. 2. I). Selon le type et le degré d’altération du métal, l’information sur le décor situé au niveau de la surface originelle21 de la lame est lisible ou non. Les produits de corrosion du fer ont le plus souvent recouvert et déformé la surface originelle portant le décor, empêchant son observation à l’œil nu ou sous loupe binoculaire. Pour certaines formes d’altération, cependant, la surface reste apparente et le damas visible du fait d’une corrosion différentielle des alliages ferreux constitutifs du décor22. Si l’état de conservation de l’objet le permet, l’observation par radiographie aux rayons X aide à compléter ces informations en révélant les motifs, avec cependant la difficulté née de la superposition des informations tridimensionnelles sur l’image obtenue23.

Fig. 2. Les différentes échelles d’identification du damas. De I : macroscopique, à IV : microscopique

  • 24 Il peut arriver que le feuilletage soit encore plus fin et l’épaisseur inférieure à 0,1 mm, cas ren (...)
  • 25 La radiographie stéréoscopique est un procédé qui consiste en la prise simultanée ou consécutive de (...)
  • 26 La tomographie X est une technique non invasive et non destructive dont le principe est basé sur la (...)
  • 27 Par non invasifs, nous entendons « ne nécessitant pas de prélèvements ». Une analyse non destructiv (...)
  • 28 Elle reste cependant dépendante de l’état de conservation des alliages en présence.

15Les assemblages, constituant un deuxième niveau d’observation, décrivent l’agencement, les uns par rapport aux autres, des différents éléments constitutifs de la lame : les éléments damassés répartis en une ou deux couches de damas (barres constituées de damas d’assemblage, torsadées ou non, motifs damassés incrustés), les tranchants et parfois un noyau de fer plus ou moins carburé séparant deux couches de damas (fig. 2. II). Les barres damassées sont constituées de l’association de différents alliages en alternance et se présentent à la fin de l’étape de mise en forme comme une succession de lamelles soudées entre elles. Sur l’objet fini, ces dernières sont le plus souvent épaisses de quelques dixièmes de millimètre24. Les barres ainsi formées sont elles mêmes soudées les unes aux autres et associées selon différents agencements dont une partie seulement est visible en surface de l’objet. Ce deuxième niveau d’observation est nécessaire pour une description typologique complète. En effet, un décor identique peut être supporté par différents types d’âme dont l’agencement correspond à des savoir-faire spécifiques. L’observation par radiographie aux rayons X simple ou stéréoscopique25 ne permet pas de conclure sur la présence ou l’absence d’une couche d’alliage entre les deux faces damassées de la lame. En revanche, la tomographie aux rayons X propose une vision tridimensionnelle interne de la lame et offre les informations les plus précises sur les assemblages des barres jusqu’à des détails de l’ordre du dixième de mm, pour peu que l’appareillage utilisé soit adapté aux matériaux métalliques26. Cette dernière technique, non invasive27 et dont la précision suffit à distinguer les différentes lamelles d’alliages ferreux, est de ce fait la plus adéquate pour la description des assemblages, et des décors28. L’étude métallographique de la section de la lame, quant à elle, nécessite une coupe dans l’objet ou le prélèvement d’un fragment. Elle permet, cependant, d’avoir une vision très précise de l’agencement et des lamelles, et ce jusqu’à des échelles micrométriques, et d’accéder à des informations spécifiques sur la construction de la lame : nombre de barres, disposition, existence d’une seule ou de plusieurs couches de damas, présence d’un noyau entre les couches de damas. De plus, elle permet d’accéder par des méthodes analytiques aux informations sur la composition de chacune des lamelles soudées ensemble pour former les barres.

  • 29 Pour une revue générale de l’apparition du procédé direct en Europe voir Pleiner, 2000. Pour une re (...)
  • 30 L’acier peut se définir, dans notre contexte, comme du fer contenant plus de 0,2 % de carbone.

16On atteint alors le niveau d’observation du ou des alliages constitutifs de ces lamelles (fig. 2. III et IV). Du fait des procédés anciens d’élaboration et notamment pour le procédé direct en usage aux époques considérées ici29, la microstructure de ces alliages (teneur en carbone mais également en phosphore et arsenic, présence d’inclusions, taille de grains…) peut fortement varier. À cette source de variation de la matière, s’ajoutent les traitements effectués volontairement par le forgeron, tel le refroidissement rapide (la trempe) de l’acier30 chauffé au dessus de 900°C qui provoque un agencement spécifique de la structure du fer à l’origine d’un durcissement important du métal. Ces hétérogénéités sont autant de paramètres modifiant le comportement mécanique du matériau métallique et parfois ses propriétés optiques. Elles peuvent donc, a priori, être employés pour réaliser un damas, d’où l’intérêt d’appliquer aux échelles pertinentes des techniques analytiques permettant de révéler ces variations de la structure et de la chimie du matériau (tab. 1).

17Enfin, rappelons que les échelles de variations concernées par le damas d’assemblage vont du millimètre au micromètre. Il est donc de première importance de considérer l’objet et les matériaux constitutifs à ces différentes échelles. En effet, les différents savoir-faire peuvent amener à la réalisation de motifs identiques macroscopiquement mais constitués, microscopiquement, d’alliages de natures très différentes, induisant une typologie extrêmement complexe des structures en damas d’assemblage.

  • 31 Il est important de noter que, vu les variations structurales et chimiques attendues à l’échelle mi (...)
  • 32 On pense alors à l’utilisation de microfaisceaux synchrotron.

18Une étude typologique complète nécessite donc des interventions invasives ou semi-invasives : coupes, prélèvements ou polissages de la surface, qui sont, pour certaines, microscopiques. De ce fait, pour chaque publication étudiée, nous avons considéré les moyens mis en œuvre pour accéder aux informations de ces différents « niveaux » d’observation ou de description du damas d’assemblage et leur pertinence. On peut déjà noter que l’application des techniques d’analyse et d’examen à l’un ou l’autre de ces niveaux d’observation entraîne, dans les faits, une généralisation des études « type » dont la méthode et les objectifs ont peu varié : détermination des concentrations macroscopiques moyennes31 en carbone, phosphore, arsenic, manganèse et soufre, recherche de la présence de témoins de trempe sur la lame et les tranchants, identification des assemblages et de la structure tridimensionnelle de la lame. Pourtant, l’utilisation de microsondes permet une localisation très précise des points analysés et offre la possibilité de caractériser la variation microscopique de la composition, notamment en phosphore et arsenic. Ce qui a bien plus de sens que les analyses macroscopiques donnant une valeur moyenne pour un matériau aussi hétérogène que le damas d’assemblage. Cet aspect, comme nous l’avons vu, est extrêmement important. Ces microsondes offrent également la possibilité d’analyses très peu invasives et très localisées, mais posent la question de la représentativité du résultat analytique par rapport à la totalité de l’objet. Se pose alors le problème d’une approche statistique microstructurale que seules des techniques permettant des temps d’acquisition très courts sont à même d’offrir32.

Tab. 1. Méthodes d’analyses physico-chimiques et informations associées. X possible, (X) possible en fonction des conditions de mesure et des teneurs,
* invasif, **destructif, (*) pouvant être invasif en fonction des conditions de mesures, (**) pouvant être destructif en fonction des conditions de mesures Par invasif, nous entendons la nécessité de prélever un échantillon sur l’objet pour réaliser l’analyse. Une méthode destructive, quand à elle, entraîne la perte de l’échantillon lors de la mesure (dissolution, ablation…). Une méthode invasive, peut être non destructive dans la mesure où il est possible de répéter de manière infinie les mesures sur un même échantillon

Les étapes de la chaîne opératoire : du minerai à la forge

  • 33 Les exemples les plus récents sur du matériel de l’Âge du Fer conservé en Grande-Bretagne et en All (...)
  • 34 On pourra également, à propos de cette réflexion, consulter l’article de Vincent Serneels dans ce v (...)

19Les mises en perspective des analyses métallographiques faites sur les armes damassées avec les questionnements de la recherche en archéométallurgie sont rares dans les publications en regard du potentiel offert par l’évolution des techniques analytiques33. Pourtant, comme nous venons de le voir, les variations à l’échelle microscopique au sein des lamelles utilisées pour réaliser les armes damassées peuvent êtres dues à différentes formes d’hétérogénéité du matériau. Or, celles-ci peuvent être générées à différents stades de la chaîne opératoire de transformation du minerai de fer en objet, en passant par des produits semi-finis de différentes natures. Une brève description de cette chaîne opératoire et des hétérogénéités qu’elle est susceptible34 de générer suit. Elle nous permettra de mieux saisir les enjeux en histoire des techniques dissimulés derrière la typologie des armes en damas d’assemblage et qui s’attachent à la compréhension des structures anciennes de production et de commercialisation.

  • 35 Ce tri est attesté historiquement pour des époques postérieures, voir C. Verna, 2001.
  • 36 Voir notamment Dillmann et al., 2005.

20L’étape de réduction vise, à l’aide d’un comburant (le charbon de bois) fournissant également l’agent réducteur (le dioxyde de carbone), à transformer le minerai de fer (des oxydes, des sulfures ou des carbonates de fer de différentes natures ainsi qu’une gangue comportant d’autres composés) en métal. Comme nous l’avons déjà indiqué, aux époques considérées ici, cette opération n’excède quasiment jamais la température de fusion du métal. Le produit de cette réduction contient également une proportion parfois importante d’impuretés non métalliques. De plus, le métal lui-même est fortement hétérogène : une loupe comprend des zones aciérées et non aciérées et éventuellement, en fonction de la composition initiale du minerai, des zones à teneur plus ou moins grande en phosphore ou en arsenic. Ainsi, dès ce stade, l’artisan peut choisir soit de profiter de cette hétérogénéité initiale, soit de trier les différentes zones de la loupe afin de réaliser des produits séparés et différents (fer, acier etc.)35. Certaines études36 ont montré qu’il était également tout à fait possible de réaliser une structure alternée fer/acier en mettant à profit ces hétérogénéités initiales. Même s’il est peu probable que ce type de pratique ait été suivi pour réaliser les armes damassées, cette question reste cependant posée et demande à être étudiée à l’aide de méthodes métallographiques. En fonction des choix techniques faits dès l’étape de la réduction, les savoir-faire et les échanges commerciaux (types de produits) seront donc différents.

21L’étape destinée à transformer la loupe en demi-produit, en expurgeant les impuretés (inclusions) par martelage et soudage à chaud, se nomme l’épuration. À l’issue de cette étape, en fonction de la qualité et de la durée du travail, la teneur en inclusions peut être extrêmement variable. C’est dans tous les cas à ce niveau de la chaîne opératoire qu’elle est contrôlée. Cette étape peut être réalisée sur les lieux de la réduction mais pas obligatoirement. Enfin, la dernière partie de la chaîne opératoire qui vise à passer du stade du produit semi fini à celui d’objet est celle de la forge de transformation. À ce stade, d’autres modifications de la structure du métal peuvent intervenir, notamment des changements de taille de grain, des ajouts de carbone (par cémentation) ou des traitements spécifiques, telle que la trempe. Ainsi, on peut très bien imaginer un artisan acheter uniquement des lamelles de fer et en cémenter la moitié avant de réaliser son damas. Au contraire, un autre artisan pourra se procurer deux types de lamelles différents, l’un carburé, l’autre non, avant de commencer son travail. On peut également se poser la question de l’utilisation volontaire de fer phosphoreux ou arsénié pour réaliser le damas.

  • 37 Voir Dillmann et al., 2005 ; ainsi que Dillmann et L’Héritier, 2000.

22On voit donc, à l’issue de cette brève description de la chaîne opératoire destinée à transformer le minerai en métal, que chacune de ses étapes influe sur les caractéristiques de l’alliage et de l’objet in fine. Une épée damassée porte donc en son sein les traces de la somme de ces influences. Les différentes étapes de la chaîne opératoire (réduction, épuration, transformation) ne sont très probablement pas réalisées au sein d’un même atelier. Des opérations d’échange et de fourniture de matériaux, tributaires de l’organisation technique, économique et sociale sont donc nécessaires pour la réalisation d’une arme d’un tel niveau technique. Ainsi, une épée damassée, si les bonnes méthodes analytiques sont appliquées, peut être considérée comme un outil de lecture de cette organisation. S’il est possible de montrer que les lamelles initiales ont été produites à partir de minerais différents, il faut alors conclure à une nécessaire organisation sociale pour fournir ces différentes lamelles. Au contraire, si une arme hétérogène du point de vue de sa teneur en carbone a été réalisée à partie d’un matériau initial unique mais modifié durant les étapes de transformation (cémentation séparée de lamelles par exemple), une autre organisation devra être envisagée qui sera compatible avec ce type de savoir-faire. Au stade actuel de la recherche, il est possible de réaliser de telles études, notamment à partir de l’analyse des inclusions37. Encore faut-il qu’une approche pertinente soit effectuée, ce qui a rarement été le cas dans les travaux publiés à ce jour, vraisemblablement peu au fait de ces questionnements récents sur la chaîne opératoire et ses liens avec l’organisation des sociétés anciennes.

État des connaissances et apports des méthodes d’analyse physico-chimique

23Après avoir passé en revue les informations fournies par les différents types et les différentes échelles d’analyse, nous pouvons maintenant exposer les principaux acquis de l’étude physico-chimique des objets. Précisons d’abord que, jusque dans les publications récentes, certains aspects sont présents dans les postulats de départ des études analytiques qui ne semblent pas pouvoir trouver de réponses par l’approche choisie. Il en va ainsi des questions récurrentes sur la qualité respective des armes damassées ou non, des aciers damassés par rapport aux aciers industriels et modernes. Or, à défaut de trouver des critères fiables basés sur la considération du comportement mécanique, aucune analyse physico-chimique ne peut y répondre. On voit, d’autre part, que ce questionnement ne peut trouver de réponse qu’une fois les différents types de damas d’assemblage clairement définis. Ce qui est loin d’être le cas aujourd’hui. La recherche d’une définition du niveau technique de la métallurgie haut médiévale à partir d’une comparaison des propriétés mécaniques de ces armes avec celles plus anciennes ou plus récentes entraîne, dans les publications, des jugements de qualité variant selon les convictions et les analyses effectuées. La question de la maîtrise des procédés de nitruration des alliages ferreux lors de la fabrication du damas est un autre exemple d’interrogation récurrente. Les publications reprennent, depuis les travaux de Neumann, Hassenstein et Salin, les hypothèses issues de l’observation d’épées effectuées dans les années 1930 et 1940 et associées à la mention d’un texte qui ne peut être pris comme source d’information sans passer par le filtre de l’étude historique et paléographique. Le résultat est invariable : à chaque nouvelle analyse, le manque de représentativité de l’exemplaire étudié est pointé et le doute réduit considérablement la portée des hypothèses et des conclusions énoncées.

  • 38 Ainsi, les récents travaux effectués par Janet Lang sur les épées du British Museum (Lang et Ager, (...)

24Or, si les analyses physico-chimiques, à plus forte raison quand elles sont réalisées sur des objets hors contexte archéologique, ne sont pas à même de répondre à des questions mal posées, elles peuvent, lorsqu’elles sont appliquées de manière pertinente et remises dans la perspective d’un questionnement précis, apporter une lumière nouvelle sur certains points de la recherche38. Ces apports et questions sont discutés ci-dessous pour trois des problématiques touchant au damas d’assemblage. Seront vues successivement (1) l’influence des analyses d’objets isolés sur la représentation de la technique dans les publications archéologiques, (2) les alliages constitutifs du damas d’assemblage et la réévaluation des étapes de fabrication jusque là proposées, (3) les questions touchant à l’aspect esthétique du damas et sa révélation à la surface de la lame.

Influence des analyses d’objets isolés sur la représentation de la technique dans les publications archéologiques

  • 39 On donnera pour exemple les nécropoles du sud de l’Allemagne, telles Altenerding, Schretzheim ou We (...)
  • 40 France-Lanord, 1949, p. 586-595.
  • 41 Ypey, 1982a ; Ypey, 1991.

25Rappelons que les publications recensées se présentent, en majeure partie, sous forme d’analyses d’objets isolés, parfois d’études sérielles sur un petit nombre d’objets. Ces études, toutes publications confondues, sont certes nombreuses mais encore sporadiques par rapport aux milliers de lames d’épées, de poignards et de couteaux, aux pointes de lances et aux scramasaxes damassés identifiés à travers l’Europe pour la fin de l’Antiquité, le haut et le bas Moyen Âge39. Les objets analysés, pour l’un ou l’autre aspect des techniques métallurgiques, sont donc des témoins aléatoires de cette vaste production. Le risque est alors qu’ils servent de référence absolue pour le reste du matériel archéologique. Ainsi Salin et France-Lanord, proposant en 194940 une alternance de 3 lamelles de fer et de 4 lamelles d’acier comme constituants d’une barre damassée, initient une « modélisation » du procédé de fabrication. Cette description devient ensuite le modèle de toute production de damas d’assemblage durant le haut Moyen Âge, et se retrouve sous cette forme dans la littérature archéologique. Or, leurs propres résultats, ainsi que ceux d’autres publications qui suivront, attestent de la variation non seulement du nombre mais aussi de la composition de ces lamelles. Le schéma, repris et révisé par Ypey41, qui se base sur le même postulat (fig. 1), constitue depuis 1981 la référence des publications archéologiques pour la définition et la description de la technique du damas d’assemblage du haut Moyen Âge. Mais les résultats d’analyses accumulés jusqu’à aujourd’hui remettent en question ce schéma réducteur. En multipliant les observations de structures différentes du modèle 3/4, car faites d’alliages constitutifs de compositions variables, ces résultats confirment également que la réalisation de damas d’assemblage n’est pas seulement liée à des variations de la teneur en carbone mais également de la teneur en phosphore, de la propreté inclusionnaire ou de la taille de grains.

  • 42 Von Lenz, 1886 ; Zschokke, 1924 ; Neumann, 1927 ; Arendt, 1931.
  • 43 France-Lanord, 1949.

26Concernant la description des assemblages, il est intéressant de noter que les publications les plus anciennes qui décrivent le damas tentent des parallèles avec certaines pratiques de forgerons contemporains42. Que ce soit le savoir des forgerons eux-mêmes ou le lien avec cette profession qui se soient perdus, toujours est-il que les publications de l’après-guerre ne mentionnent plus ces sources et tentent alors d’expliquer la technique à partir de l’observation, de l’examen radiographique et de l’expérimentation en forge, ce qui donne des résultats parfois erronés43.

  • 44 Ankner, 1975 ; Anstee et Biek, 1962 ; Biborski et Kaczanowski, 1989 ; Biborski, 1982 ; Böhne et Dan (...)

27Longtemps, les analyses sur coupe métallographique des lames d’épées ont seules permis l’identification certaine d’une structure damassée et autorisées ainsi une interprétation des étapes de la mise en forme. Si la description des différentes possibilités d’assemblage des épées damassées du haut Moyen Âge est possible au moyen de la radiographie ou de la tomographie aux rayons X, techniques si précieuses pour l’étude typologique, les connaissances des variations de constitution, d’assemblage et de répartition des différents alliages en présence résultent, essentiellement, des études métallographiques44 (tab. 1). L’observation des assemblages par les techniques d’examen non invasives atteint ses limites dès lors que l’on s’intéresse à la constitution des alliages et que l’on cherche à comprendre, dans son ensemble, la chaîne opératoire aboutissant à la fabrication d’une lame damassée.

Les alliages constitutifs du damas d’assemblage et les étapes de fabrication jusque-là proposées

  • 45 Belaiew, 1918 et Belaiew, 1921.
  • 46 Hanemann, 1921 ; Neumann, 1927 ; Arendt, 1931 ; Rohde, 1932 ; Eilender, 1933, p. 27-31 ; Hassenstei (...)

28Dans ses travaux de 1911 et 1921, centrés sur les damas de cristallisation, Belaiew45 introduit déjà la nécessité d’étudier, à côté de la teneur en carbone, celle d’autres éléments présents dans les alliages ferreux. Dès le début du xxe siècle, des analyses effectuées sur des armes issues de collections archéologiques sont publiées, associant observations métallographiques, analyses chimiques de teneurs globales et tests des propriétés physiques par des traitements thermiques, plus ou moins radicaux (martelage à chaud et à froid, recuit, chauffes répétées, trempe) sur des fragments d’objets46. L’attention, tout d’abord portée sur l’identification des structures métallographiques, témoins des procédés de trempe (trempe à l’argile, trempe à l’air) et autres traitements thermomécaniques appliqués au métal, se tourne ensuite vers des questions plus complexes sur la nature ou le traitement des alliages (tab. 2).

  • 47 Hanemann, 1921 et Hassenstein, 1937.
  • 48 Schürmann, 1959 ; Anstee et Biek, 1962 ; Piaskowski, 1964 ; Schulz et Pleiner, 1965 ; Pleiner, 1970 (...)
  • 49 Les études s’intéressant précisément à la teneur en arsenic des alliages sont : Schulz et Pleiner, (...)

29Les variations de la concentration en carbone au niveau du damas sont identifiées dès les premières analyses et forment le point de départ de toute étude d’une lame damassée. Cependant, les premiers exemples de structures présentant des variations de teneur en carbone très faibles ou inexistantes sont également recensés et très tôt mis en relation avec des variations de concentration en phosphore47. Le rôle de cet élément dans l’augmentation de la dureté d’un fer doux, dès lors que sa présence et sa répartition dans le matériau peuvent être précisément décrites, remet en question le schéma établi de description du damas d’assemblage48. L’amélioration de la précision de l’échantillonnage et des résultats issus des techniques d’analyses permet de confirmer cette hypothèse. Des variations de teneurs en arsenic sont également observées49. Ces structures constituent, ainsi, une alternative avérée à l’alternance d’alliages de teneur variable en carbone. De façon plus générale, le rôle des impuretés ou des éléments mineurs dans les propriétés mécaniques influençant le travail de forge (propriétés à chaud et à froid, écrouissage, trempe, qualité de la ligne de soudure) amène une réflexion plus pragmatique sur les raisons premières de ces différentes constitutions.

Tab. 2. Bilan des analyses d’armes damassées dans les publications recensées ; type d’examen, contexte des objets, problématiques traitées

  • 50 Exemple dans l’étude de Neumann, 1927.
  • 51 Anstee et Biek, 1962 ; Gilmour, 1996 ; Piaskowski, 1989 ; Pleiner, 1970.

30D’autre part, les variations de la structure cristalline et de ses défauts proposent un second élément de différenciation des couches assemblées. L’étude de Neumann en 1927 présente, déjà, un exemple de variation de la taille des grains et non de la teneur en carbone ou d’un autre élément comme origine de la structure damassée visible50. Des travaux plus récents confirment cette hypothèse51. Selon cette perspective, les possibilités d’étudier très précisément la structure métallographique (prélèvements et surfaces d’analyses de taille microscopique), les phases en présence, la taille des grains, la nature, la constitution et la répartition des inclusions, renouvellent en partie les problématiques de recherche. C’est le cas, en particulier, pour les points suivants : précipitation, solubilité des impuretés, diffusion du carbone et d’autres éléments lors des cycles de chauffe, possibilités de soudure des alliages, maitrise des traitements thermiques et chimiques durant la mise en forme. Ces différents degrés de variations possibles au sein de la structure du matériau laissent présager de la complexité d’une typologie du damas d’assemblage qui les inclurait comme critères.

Questions touchant à l’aspect esthétique du damas et à sa révélation sur la surface de la lame

  • 52 France-Lanord, 1949 ; Salin et France-Lanord, 1949 ; Salin et France-Lanord, 1943.
  • 53 Anstee et Biek, 1962 ; Emmerling, 1967 ; Piaskowski, 1989, Pleiner, 1988, Schulz et Pleiner, 1965 ; (...)

31Les premières études sur des lames d’épées ouvrent la discussion sur la prépondérance de l’amélioration technique face à un simple effet esthétique comme justification de l’utilisation du damas d’assemblage52. Elles citent les traitements de la surface du métal et leurs possibles applications pour l’obtention de l’effet visuel en surface de la lame dans leur état d’origine : attaque avec différents acides naturels, brunissage, polissage. Elles se basent sur le schéma de description établi qui présente dans son énoncé la variation de la teneur en carbone comme seule cause de ces variations. Mais les exceptions à ce schéma sont très tôt révélées par les études analytiques53. La détermination précise, couche par couche, des compositions d’alliages et de la distribution des éléments par les méthodes analytiques microscopiques, parfois complétée par des remarques sur les propriétés optiques de ces alliages, révèle différentes alternatives. Les nouvelles approches proposent plusieurs hypothèses pour justifier d’un effet visuel du damas. Elles sont toutes liées aux variations microscopiques de la structure déjà évoquées : la variation des teneurs en carbone, en phosphore ou en arsenic, la variation dans la teneur et la nature des inclusions

  • 54 Wyss, 1968.

32L’analyse des matériaux a permis un renouvellement complet des hypothèses concernant ce point. Cependant, les questions sur la continuité entre les techniques visibles sur certaines épées en fer des ier et iie siècles et qui présentent un traitement de surface révélant volontairement le décor strié54, et le damas d’assemblage des épées du haut Moyen Âge pour lequel ce traitement n’a pas été identifié à ce jour, ne trouvent pas d’arguments valides par les voies analytiques. La transformation en surface des matériaux métalliques lors de l’enfouissement dans le sol interdit toute étude analytique de cet ordre, sauf dans quelques cas très rares d’une excellente conservation des matériaux dans le sol. Ici, seule l’étude archéologique et historique pourra peut-être révéler l’information manquante.

Conclusion

33Cette brève revue des publications ayant trait aux études métallographiques des armes damassées en modifie notre perception. D’un objet remarquable en acier issu d’une technique de pointe, nous aboutissons à la mise en évidence des multiples facettes de cette technique pour laquelle le carbone, s’il joue un rôle important, n’est certainement pas le seul élément qui permet d’obtenir le damas. On perçoit mieux la complexité de la chaîne opératoire mais également des systèmes techniques, économiques et sociaux à même de favoriser l’apparition de telles armes. Enfin, on voit que si les analyses physico-chimiques offrent de réelles perspectives pour mieux comprendre ces différents aspects, bien peu de chemin a été parcouru vers une connaissance typologique de ces armes, à toutes les échelles pertinentes d’observation, puis vers une appréhension des contextes techniques et historiques.

34Cependant, en l’état actuel de la recherche, certains points sont avérés :

  • un damas d’assemblage peut être réalisé à partir de lamelles de teneurs en carbone différentes, mais ce n’est pas la seule technique possible. D’autres éléments que le carbone, et notamment le phosphore et l’arsenic, permettent d’obtenir un damas d’assemblage ;

  • un damas peut être réalisé à partir d’alliages de composition similaire mais dont la structure (taille de grains, propreté inclusionnaire) varie entre les lamelles ;

  • sont acquises, pour la période considérée, la maîtrise des techniques de soudure sans défaut et sans diffusion excessive du carbone, celle des différentes possibilités techniques de la trempe douce et sélective de certaines parties des lames damassées, et celle de l’étirement maîtrisé des motifs tout au long de la mise en forme de la lame.

35Ces considérations amèneront, n’en doutons pas, un renouvellement partiel des problématiques, notamment en lien avec la compréhension de la chaîne opératoire. Ce renouvellement résultera plus de l’évolution des recherches en archéométallurgie que de l’évolution du questionnement de l’étude archéologique sur le damas d’assemblage. L’apport d’un autre regard, plus technique et historique que typologique, devrait permettre d’affiner les connaissances déjà rassemblées. Soulignons également que les résultats des études les plus récentes n’ont pas encore été intégrés à la représentation du damas d’assemblage telle qu’elle apparaît dans les publications archéologiques, malgré leur nombre. L’augmentation de la précision des mesures, des types et du nombre des analyses possibles permettent pourtant aujourd’hui la confrontation des différentes conclusions rassemblées durant un siècle de recherche. Parallèlement, l’accumulation des études isolées, sans réel apport à la connaissance, illustre la limite de l’application des méthodes d’analyse et d’examen en archéologie.

36Si un grand nombre des questions touchant à la compréhension des assemblages est résolu, il est encore impossible de proposer une typologie fiable des décors et des structures damassées effectivement produits, cela du fait de la variété dans les résultats de leur observation et de leur analyse.

37Les méthodes analytiques ont permis de démontrer que différentes constitutions d’alliages pouvaient être à l’origine de structures en damas d’assemblage pour la période du haut Moyen Âge. Mais trop peu d’études ont traité ce point avec une méthodologie appropriée pour pouvoir déjà proposer un tableau précis rassemblant toutes les observations effectuées sur les structures macro- et microscopiques du damas. Les hypothèses sur l’origine de ces différentes compositions, ce qu’elles révèlent des procédés métallurgiques et leurs conséquences sur les propriétés de l’arme ainsi produite restent à vérifier. Des analyses complémentaires effectuées avec des protocoles comparables sur du matériel archéologique documenté sont donc nécessaires. L’importance de la qualité de la source d’information, dans le meilleur des cas une arme en contexte archéologique inscrite clairement dans la chronologie et dans la typologie, est essentielle pour intégrer les résultats des analyses aux différents champs de l’étude. De cette façon, seulement, les informations techniques pourront constituer des critères pertinents pour l’étude typologique de ces armes.

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Notes

1 Les références sont reportées exceptionnellement en fin d’article et classées par ordre alphabétique. Pour chaque citation, seuls les noms de ou des auteurs et la date de publication apparaissent en note infrapaginale. Denig 1985 ; Kapp et al., 1989 ; Kurz, 1999 ; Sachse, 1989 ; Solyom, 1983 ; Ypey, 1983.

2 Pour la période du haut Moyen Âge, des pointes de lances, des lames de scramasaxes et, plus rarement, des dos de haches damassés ont été mis au jour. Pour la période romaine, s’ajoutent aux lames d’épées des pointes de lance ainsi que des poignards. Au bas Moyen Âge, le damas d’assemblage se retrouve essentiellement sur des pointes de lances, des pointes de flèches et des lames de couteaux.

3 Bemmann et al., 1998 ; Engelhardt, 1865.

4 Voir les exemples des sites de Llyn Cerrig Bach (GB), Cuvio (It.) et Cleebronn (GB) cités dans R. Pleiner, 1993, p. 147 ; Orton Longueville (GB), Little Wittenham (GB) cités dans Gilmour, 1996 ; Gromovka (Pl.) cité dans Dabrowski et Jerzy, 1972 et les cinq exemplaires recensés dans Biborski, 1982.

5 L’archéologie funéraire s’attache à l’espace funéraire, à sa topographie, à son organisation, au traitement du corps et au choix du mobilier funéraire en qualité et quantité : vêtements et parures, objets du quotidien et objets représentant une fonction qu’elle soit militaire, religieuse ou sociale. Voir pour l’étude des épées : Behmer, 1939 ; Menghin, 1983 ; Steuer, 2004.

6 Par exemple, l’épée du trésor de la cathédrale de Essen dans Westphal, 1996.

7 Leppäaho et Nordman, 1964.

8 Voir les exemples de couteaux à lames damassées présentés par Jiri Hosek dans ce volume ainsi que les pointes de lances publiées dans Ypey, 1982b, et les exemples d’épées dans Lang et Ager, 1989.

9 Pour témoin, les informations données dans Perret, 1771 ; Clouet, 1803 ; Zschokke, 1924.

10 Le terme est ici à prendre au sens large : observation de la microstructure du métal au moyen de microscopes métallographiques mais également analyses physico-chimiques qui y sont associées.

11 L’association étroite dès ses débuts de la métallographie à l’étude du damas de cristallisation est largement décrite dans Smith, 1988 (notamment avec les travaux publiés de G. Pearson en 1796, de P. Anossov en 1821, de Faraday en 1822 et de J.-R. Bréant en 1823).

12 Engelhardt, 1865 ; Lindenschmit, 1880.

13 Nous avons recensé, cependant, une publication antérieure à cette date, mais qui ne consiste encore qu’en une simple observation des propriétés mécaniques de structures en damas d’assemblage (dureté, trempe) : Blom, 1880, tandis que les suivantes présentent des études métallographiques au plein sens du terme (macro- et microstructure) : Eilender, 1933 ; Hanemann, 1913 ; Hanemann, 1921 ; Neumann, 1927.

14 La limite méthodologique principale étant que cette liste non exhaustive d’analyses métallographiques d’armes damassées n’est pas construite sur une recension complète des revues spécialisées pouvant aborder ce thème, mais sur l’enregistrement des publications citées comme sources d’information dans les études techniques et technologiques sur le damas d’assemblage du haut Moyen Âge occidental. Les publications suivantes ont été retenues ici : Anstee et Biek, 1962 ; Biborski et Kaczanowski, 1989 ; Biborski, 1982 ; Böhne et Dahneimer, 1961 ; Boll et al., 1981 ; Dillmann et al., 2005 ; Eilender, 1933 ; Emmerling, 1967 ; Emmerling, 1972 ; France-Lanord, 1949 ; Hanemann, 1913 ; Hanemann, 1921 ; Hennig, 1983 ; Kedzierski et Stepinski, 1989 ; Kinder, 2003 ; La Salvia, 1998 ; Lang, 1988 ; Neumann, 1927 ; Piaskowski, 1964 ; Piaskowski, 1989 ; Pleiner, 1982b ; Salin, 1957 ; Schulz et Pleiner, 1965 ; Schürmann, 1959 ; Schürmann et Schreor, 1959 ; Senn Bischofberger, 2005 ; Thomsen, 1989 ; Tylecote et Gilmour, 1986 ; R. Wyss, 1968.

15 Biborski et Kaczanowski, 1989 ; Biborski, 1982 ; Biborski et al., 2003 ; Böhne et Dannheimer, 1961 ; Kedzierski et Stepinski, 1989 ; Piaskowski, 1989 ; Pleiner, 1982a ; Salin, 1957 ; Schulz et Pleiner, 1965 ; Schürmann, 1959 ; Schürmann et Schreor, 1959 ; Thomsen, 1989 ; Tylecote et Gilmour, 1986.

16 Pour cette étude, le nombre des objets hors contexte constitue plus des deux tiers des armes identifiées dans les publications retenues.

17 Ainsi dans Hanemann, 1921, les fragments d’épées de Nydam ne sont pas identifiés ni reliés au site par aucun numéro d’inventaire ; même cas de figure par exemple dans Wyss, 1968.

18 Comme par exemple dans Biborski, 1982 ; Lang, 1988 ; La Salvia, 1998 ; Senn Bischofberger, 2005.

19 La méthode de l’« annealing » est appliquée en Scandinavie depuis le début du xixe siècle puis en Allemagne et encore aujourd’hui au Danemark, sur la base du traitement de Rosenberg : Rosenberg, 1917 (traduction française). Celle-ci est fortement destructrice pour la microstructure.

20 Beaudoin et al., 1995 ; Schaaber et al., 1977 ; Ehrenreich et Strahan, 1987 ; Zumpe, 1987 ; Tylecote et Black, 1980.

21 La surface originelle d’un objet archéologique constitue la limite entre les produits de corrosion internes et externes. Elle correspond à la surface de l’objet au moment de son abandon. Voir Bertholon, 2004.

22 On pourra citer l’exemple de la corrosion très particulière des épées issues des tourbières, qui a permis de révéler le damas sur ces armes bien avant l’apparition des méthodes d’examen et d’analyse nécessaires sur les objets issus d’autres milieux d’enfouissement.

23 Pour pallier cet inconvénient, de façon plus sporadique, la radiographie stéréoscopique, la gammagraphie, la magnétographie et plus récemment la tomographie X ont été utilisées pour identifier les structures damassées sans prélèvement ni polissage sur la lame.

24 Il peut arriver que le feuilletage soit encore plus fin et l’épaisseur inférieure à 0,1 mm, cas rencontré sur une épée conservée au musée de Troyes. À l’opposé, les lamelles atteignent parfois l’épaisseur du millimètre. De plus, les mesures sont prises avec des outils et une précision variables, obligeant à une grande prudence dans la comparaison des valeurs données dans les différents ouvrages.

25 La radiographie stéréoscopique est un procédé qui consiste en la prise simultanée ou consécutive de deux radiographies d’un même objet sous deux angles légèrement différents et qui, visualisées à l’aide d’un stéréoscope, donne l’impression d’une vue en relief de l’objet. Voir Loose, 1960, p. 85-88, ainsi que Lang et Middleton, 2005.

26 La tomographie X est une technique non invasive et non destructive dont le principe est basé sur la radiographie X. La tomographie tridimensionnelle aux rayons X assistée par ordinateur (3D-CT) consiste en la translation ou rotation de l’objet dans un faisceau de rayons X permettant d’acquérir des données suivant plusieurs positions géométriques. Ces données, traitées numériquement, permettent d’obtenir une reconstruction tridimensionnelle de l’objet. Il est alors possible de visualiser les détails en surface et à l’intérieur de l’objet. Les techniques tomographiques ont été appliquées aux objets archéologiques métalliques dès le début des années 1980 et tout d’abord expérimentées avec des appareils médicaux. L’utilisation par la suite d’appareillages industriels s’est révélée mieux adaptée à l’étude des objets en matériaux métalliques, comme le montrent les observations effectuées sur des épées du haut Moyen Âge conservées au Würtembergische Landesmuseum Stuttgart (source non publiée : M. Paysan, « CT als Untersuchungsmethode für Klingen aus Schweissverbundstahl », conférence donnée dans le cadre du colloque de la VdR : « Waffen – gefährlich und gefährdet », du 31-03 au 01-04-2006, Karlsruhe). Voir Lang et Middleton, 2005, p. 25-26 et Bonadies, 1994 ; Wessel, 1994. Plus récemment, la technique de microtomographie tridimensionnelle utilisant le rayonnement synchrotron (3D X-ray μ-CT ou XMT), et qui permet une identification qualitative en trois dimensions des matériaux de très haute définition (de 1 à 20 μm), a trouvé des applications prometteuses dans l’étude des objets du patrimoine.

27 Par non invasifs, nous entendons « ne nécessitant pas de prélèvements ». Une analyse non destructive, quant à elle, permet de traiter le même échantillon un nombre illimité de fois. Ainsi, une technique peut être invasive bien que non destructive.

28 Elle reste cependant dépendante de l’état de conservation des alliages en présence.

29 Pour une revue générale de l’apparition du procédé direct en Europe voir Pleiner, 2000. Pour une revue des connaissances en archéosidérurgie et archéologie, voir Mangin, 2004. Pour une brève revue des problématiques phares en archéométrie et sidérurgie, Dillmann et Fluzin, 2003.

30 L’acier peut se définir, dans notre contexte, comme du fer contenant plus de 0,2 % de carbone.

31 Il est important de noter que, vu les variations structurales et chimiques attendues à l’échelle microscopique sur ces objets, ce type d’information macroscopique n’est que très peu pertinent.

32 On pense alors à l’utilisation de microfaisceaux synchrotron.

33 Les exemples les plus récents sur du matériel de l’Âge du Fer conservé en Grande-Bretagne et en Allemagne se trouvent dans les ouvrages suivants : Cartwright et Lang, 2006 ; Schwab, 2004.

34 On pourra également, à propos de cette réflexion, consulter l’article de Vincent Serneels dans ce volume.

35 Ce tri est attesté historiquement pour des époques postérieures, voir C. Verna, 2001.

36 Voir notamment Dillmann et al., 2005.

37 Voir Dillmann et al., 2005 ; ainsi que Dillmann et L’Héritier, 2000.

38 Ainsi, les récents travaux effectués par Janet Lang sur les épées du British Museum (Lang et Ager, 1989) qui associent les informations liées au contexte archéologique et à l’étude typologique des armes aux résultats d’études technologiques comprenant des analyses métallographiques. Voir aussi : Lang, 1988 ; Cartwright et Lang, 2006.

39 On donnera pour exemple les nécropoles du sud de l’Allemagne, telles Altenerding, Schretzheim ou Weingarten, dont les centaines de tombes contiennent quantité d’armes dans le mobilier funéraire, dont plusieurs dizaines d’épées. Pour une vue d’ensemble des sites et de leurs caractéristiques, voir Siegmund, 2000 (listes des tombes à armes et épées, p. 395-401).

40 France-Lanord, 1949, p. 586-595.

41 Ypey, 1982a ; Ypey, 1991.

42 Von Lenz, 1886 ; Zschokke, 1924 ; Neumann, 1927 ; Arendt, 1931.

43 France-Lanord, 1949.

44 Ankner, 1975 ; Anstee et Biek, 1962 ; Biborski et Kaczanowski, 1989 ; Biborski, 1982 ; Böhne et Dannheimer, 1961 ; France-Lanord, 1949, p. 1-27 ; Geibig, 1989 ; Geibig, 1991 ; Gilmour, 1996 ; Hennig, 1983 ; Kedzierski et Stepinski, 1989 ; La Salvia, 1998 ; Maryon, 1960 ; Piaskowski, 1989 ; Pleiner, 1982a ; Pleiner, 1988, p. 602-611 ; Tylecote et Gilmour, 1986 ; Voss, 1976 ; Wyss, 1968 ; Ypey, 1981.

45 Belaiew, 1918 et Belaiew, 1921.

46 Hanemann, 1921 ; Neumann, 1927 ; Arendt, 1931 ; Rohde, 1932 ; Eilender, 1933, p. 27-31 ; Hassenstein, 1937 ; Salin et France-Lanord, 1943.

47 Hanemann, 1921 et Hassenstein, 1937.

48 Schürmann, 1959 ; Anstee et Biek, 1962 ; Piaskowski, 1964 ; Schulz et Pleiner, 1965 ; Pleiner, 1970, p. 119-141 ; Emmerling, 1972, p. 267-320 ; Ypey, 1981 ; Pleiner, 1982a ; Piaskowski, 1989 ; Piaskowski, 1991 ; Gilmour, 1996.

49 Les études s’intéressant précisément à la teneur en arsenic des alliages sont : Schulz et Pleiner, 1965 ; Tylecote et Gilmour, 1986 ; Senn Bischofberger, 2005.

50 Exemple dans l’étude de Neumann, 1927.

51 Anstee et Biek, 1962 ; Gilmour, 1996 ; Piaskowski, 1989 ; Pleiner, 1970.

52 France-Lanord, 1949 ; Salin et France-Lanord, 1949 ; Salin et France-Lanord, 1943.

53 Anstee et Biek, 1962 ; Emmerling, 1967 ; Piaskowski, 1989, Pleiner, 1988, Schulz et Pleiner, 1965 ; Schürmann, 1959 ; Wyss, 1968.

54 Wyss, 1968.

Table des illustrations

Légende Fig. 1. Schéma de fabrication d’une lame damassée : a-i trois barres torsadées, K-n : âme et deux couches de damas
Crédits (d’après Ypey)
URL http://books.openedition.org/pumi/docannexe/image/37648/img-1.jpg
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Légende Fig. 2. Les différentes échelles d’identification du damas. De I : macroscopique, à IV : microscopique
URL http://books.openedition.org/pumi/docannexe/image/37648/img-2.jpg
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Légende Tab. 1. Méthodes d’analyses physico-chimiques et informations associées. X possible, (X) possible en fonction des conditions de mesure et des teneurs,* invasif, **destructif, (*) pouvant être invasif en fonction des conditions de mesures, (**) pouvant être destructif en fonction des conditions de mesures Par invasif, nous entendons la nécessité de prélever un échantillon sur l’objet pour réaliser l’analyse. Une méthode destructive, quand à elle, entraîne la perte de l’échantillon lors de la mesure (dissolution, ablation…). Une méthode invasive, peut être non destructive dans la mesure où il est possible de répéter de manière infinie les mesures sur un même échantillon
URL http://books.openedition.org/pumi/docannexe/image/37648/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 249k
Légende Tab. 2. Bilan des analyses d’armes damassées dans les publications recensées ; type d’examen, contexte des objets, problématiques traitées
URL http://books.openedition.org/pumi/docannexe/image/37648/img-4.jpg
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