Au commencement était le fer...

Le fer est l'un des métaux les plus abondants de la croûte terrestre. On le trouve un peu partout, combiné à de nombreux autres éléments, sous forme de minerai. En Europe, la fabrication du fer remonte à 1 700 avant J.C. Depuis les Hittites jusqu'à la fin du Moyen Age, l'élaboration du fer resta la même : on chauffait ensemble des couches alternées de minerai et de bois (ou de charbon de bois) jusqu'à obtenir une masse de métal pâteuse qu'il fallait ensuite marteler à chaud pour la débarrasser de ses impuretés - et obtenir ainsi du fer brut, prêt à être forgé. La forge était installée à quelques pas du foyer où s'élaborait le métal. D'abord simple trou conique dans le sol, le foyer se transforma en un four, le "bas-fourneau", perfectionné petit à petit : de l'ordre de quelques kilos à l'origine, les quantité obtenues pouvaient atteindre 50 à 60 kilos au Moyen Age.

On fabriqua aussi dès le début, de petites quantité d'acier, à savoir du fer enrichi en carbone. Un matériau qui se révéla à la fois plus dur et plus résistant.

Puis vint la fonte...

Au XVème siècle, la génération des premiers "hauts fourneaux" de 4 à 6 mètres de haut propagea une découverte fortuite mais majeure : un métal ferreux à l'état liquide, la fonte, qui se prêtait à la fabrication de toutes sortes d'objets (marmites, boulets de canons, chenets, tuyau).

La fonte permettait également de produire du fer en abondance, grâce à l'affinage : le lingot de fonte était chauffé et soumis à de l'air soufflé, ce qui provoquait la combustion du carbone contenu dans la fonte et un écoulement du fer goutte à goutte, formant une masse pâteuse de fer brut.

..Et enfin l'acier

En 1786, Berthollet, Monge et Vandermonde, trois savants français, établirent la définition exacte du trio Fer-Fonte-Acier et le rôle du carbone dans l'élaboration et les caractéristiques de ces trois matériaux^*.

Toutefois, il fallut attendre les grandes inventions du XIXème siècle (les fours Bessemer, Thomas et Martin) pour que l'acier, jusqu'alors fabriqué en faible quantité à partir du fer, connaisse un développement spectaculaire et s'impose rapidement comme le métal-roi de la révolution industrielle.

Au début du XXème siècle, la production mondiale d'acier atteignit 28 millions de tonnes, soit six fois plus qu'en 1880. Et à la veille de la première guerre mondiale, elle grimpa à 85 millions de tonnes.

En quelques décennies, l'acier permit d'équiper puissamment l'industrie et supplanta le fer dans la plupart de ses applications.

* La teneur en carbone est de moins de 0,10% dans le fer, de 0,10 à 2% dans l'acier et de 2,5 à 6% dans la fonte. Aujourd'hui, on ne parle plus de fer mais d'aciers "à très bas carbone".

L'acier, c'est du fer additionné de carbone, depuis un taux proche de 0%, correspondant à des traces infimes, jusqu'à 2%. Le dosage en carbone influe sur les caractéristiques du métal.

On distingue 2 grandes familles d'acier : les aciers alliés et les aciers non-alliés. Il y a alliage lorsque les éléments chimiques autres que le carbone sont additionnés au fer selon un dosage minimal variable pour chacun d'eux.

Par exemple : 0,50% pour le silicium, 0,08% pour le molybdène, 10,5% pour le chrome. Ainsi un alliage à 17% de chrome + 8% de Nickel est un acier inoxydable.

C'est pourquoi il n'y a pas un acier mais des aciers.

On dénombre aujourd'hui près de 3 000 nuances (compositions chimiques) répertoriées, sans compter toutes celles créées sur mesure, le tout contribuant à faire de l'acier le matériau le mieux placé pour relever les défis du futur.

(Source : Site Web USINOR, http://www.usinor.com)