Jules Garnier

“ Le manganèse tend à fournir des fontes d'un aspect spécial, d'un blanc éclatant, à larges facettes, qui portent dans l'industrie le nom expressif de « spiegeleisen » ou « fonte miroir. » Ces fontes sont de véritables alliages de fer et de manganèse, elles contiennent jusqu'à 12 pour 100 de ce métal. C'est là une création récente, mais d'un emploi actuellement indispensable dans les nouvelles méthodes de fabrication de l'acier dont nous parlerons.
Le manganèse élève le point de fusibilité des fers, il les durcit et ne nuit point à leur malléabilité, s'il est en faible dose. ”

“ C'est par une centaine d'ouvertures que l'air s'élance au travers de la fonte comme autant de ringards gazeux ; tout d'abord le silicium brûle et augmente les scories qui se projettent partiellement hors de l'appareil, en brillantes étincelles ; un courant de gaz chaud s'échappe alors presque sans flamme, il s'engouffre sous la large base de la cheminée qui l'emporte dans l'atmosphère. ”

“ HISTORIQUE DES PROPRIÉTÉS DU FER ET DES MÉTHODES MÉTALLURGIQUES DES PEUPLES SAUVAGES ACTUELS, COMPARÉES A CELLES DE NOS PÈRES
Les anciens, qui faisaient un usage fréquent du fer, n'avaient pas manqué de reconnaître ses principales propriétés. Ils distinguaient déjà le métal en fer et acier, classification qui s'est perpétuée jusqu'à nos jours et ne subira point sans doute d'atteintes sérieuses, car elle semble la plus rationnelle, c'est-à-dire la plus simple : quand le métal ne peut pas prendre la trempe, c'est du fer ”

“ Pour combattre les soufflures produites par les gaz, il faudrait substituer au carbone qui, par sa réaction avec les oxydes de fer, donne des gaz, des substances qui donneraient des solides ; c'est le cas du manganèse et du silicium. Le premier, comme nous le verrons, est employé précisément pour enlever les oxydes de fer dont la présence rendrait le métal cassant, et l'on a même remarqué que dans les fers doux, obtenus par fusion, la présence du manganèse dans le métal était indispensable (dans ce cas, on est, en effet, assuré que tout l'oxyde de fer a été réduit) ”

“ Grâce au feu et au fer, il lui devint facile de se défendre contre les fauves ou d'en faire sa proie, en dépit de leurs formidables mâchoires; il put ciseler le bois, aussi bien que la roche la plus dure, et, en un mot, plier à ses lois toutes les forces naturelles, les vents, les chutes et les cours d'eau, dont, jusque-là, il avait subi les caprices et qui devinrent à jamais ses auxiliaires et ses esclaves. ”

“ Quant aux États-Unis, celle grande nation est toujours destinée à surprendre le monde dans le champ du progrès industriel dont elle semble la personnification. En 1854 on y fabriquait 50 millions de kilogrammes de fer, mais peu ou pas d'acier jusqu'en 1865 même où le Bessemer apparut; bientôt ce nouvel appareil s'installa de toute part, se modifia, se perfectionna plus vite même que dans l'ancienne mère patrie ; et la production du métal va s'élevant dans une telle proportion qu'il est facile de prévoir qu'elle égalera dans vingt ans celle de l'Europe. ”

“ Un seul de ces gigantesques outils coûte des millions, mais ce qui est plus surprenant peut-être, c'est leur docilité; un mécanicien exercé peut lancer le marteau sur un œuf placé à la surface de l'enclume et le toucher si légèrement que la coquille ne sera point brisée.
On comprend que l'homme ne puisse sans être suffisamment armé, s'approcher de ces monstrueuses masses mouvantes, dont chaque pulsation ébranle au loin le sol et couvrirait aisément la voix de l'artillerie elle-même. ”

“ Dans les opérations pour acier, comme nous le dirons, le silicium disparaît, mais la faible dose qui reste durcit le métal sans nuire à sa malléabilité, ce qui indique qu'il serait possible de faire de l'acier au silicium, lequel, avons-nous dit, aurait moins de soufflures que l'autre.
Le silicium s'oxyde si aisément qu'on a parfois rencontré, en grande quantité, dans les fontes, de beaux cristaux de silice, fibreux, rayonnants, de couleur blanche et soyeuse ; jamais on n'y a trouvé le silicium pur, tandis que le titane s'isole des fontes sans s'oxyder, comme le fait le carbone. ”

“ Un rail d'acier fait un service vingt fois plus long qu'un rail de fer, mais il peut se briser au moment du passage d'un train et causer de graves accidents ; il en est de même du bandage, ce cercle qui entoure la roue des wagons ; en acier, il fait jusqu'à dix fois le service du fer, mais une rupture imprévue peut produire de grands désastres. Une chaudière à vapeur en acier peut peser un tiers de moins qu'en fer, elle permet mieux à la
chaleur du foyer de pénétrer jusqu'au liquide à chauffer, mais de terribles accidents ont été causés par la rupture subite de l'enveloppe d'acier. ”

“ Mais si la qualité de la matière première influe sur la qualité du fer, c'est bien pis encore quand il s'agit de l'acier ; il n'est même possible, d'une manière générale, d'obtenir de l'acier qu'en opérant sur un fer ou une fonte ne contenant d'autre substance étrangère que le carbone : je pense que tout le secret de la bonne fabrication est là, et qu'il est inutile, même à l'exemple de chimistes éminents, de faire intervenir dans la question d'autres corps à l'état infinitésimal ”

“ Le dieu s'étonne avec raison que les muses le délaissent et ne répandent point parmi les hommes l'art — qu'ils ignorent tous — d'exploiter le robuste métal. N'est-ce pas grâce au fer que le laboureur fait pénétrer la semence dans le sein des terres les plus incultes et les plus arides ? Comment sans l'aide du fer, enlever aux arbres et aux vignes cet excès de bourgeons parasites, qui ne se développent qu'aux dépens des fruits? N'est-ce pas avec l'aide du fer qu'on taille les rocs les plus durs ”

“ En y regardant de bien près, on s'apercevra aisément que l'histoire des progrès de la sidérurgie n'est autre que celle des perfectionnements des systèmes de chauffage. On a vu combien Bessemer et Siemens ont révolutionné l'art des forges, et ouvert de nouveaux horizons, en trouvant le moyen d'élever les températures à un degré tel qu'il n'a de limites que le degré même de résistance des fours à la fusion, et, en second lieu, l'arrêt des réactions chimiques à ces mêmes températures, sous la pression atmosphérique. ”

“ En face des heureux résultats obtenus grâce à l'emploi du manganèse, on a pensé, dans ces derniers temps, à l'utiliser pour la fabrication des fers fondus même au moyen d'éléments phosphoreux qu'on rejetait jusqu'ici ; nous avons vu, en effet, qu'un fer peut supporter une forte dose de phosphore et que non-seulement il n'en devient pas plus cassant, mais qu'il acquiert au contraire la dureté qui est la grande vertu qu'on recherche et que donne le carbone. ”

“ Dès que l'homme fut en possession de tous les éléments du travail du fer; il n'eût plus qu'à les appliquer avec discernement à l'élaboration des minerais dont la densité élevée avait frappé son attention; les tâtonnements du début furent sans nul doute très-nombreux, mais enfin le succès arriva et ce dut être avec un juste orgueil que le premier forgeron du fer, armé d'un marteau de pierre ou de bronze, étira sur une enclume de granit la première barre de fer. ”

“ Revenons à la partie logique de l'idée Bessemer : « brûler l'excès de carbone de la fonte par un simple jet d'air au travers de ses molécules ». De prime abord, l'esprit est porté à ne point admettre la possibilité de cette réaction : la plupart des phénomènes que nous avons sous les yeux montrent qu'un jet d'air a une action refroidissante, à moins qu'il n'y ait combustion ; un courant d'air arrivant sur de l'eau chauffée active son refroidissement, un courant d'air sur un foyer augmente son activité ”

“ Nous ne pouvons passer sous silence nos halles centrales, qui sont un heureux — on pourrait dire glorieux — spécimen des édifices de fer. Nous donnons une vue partielle de ce monument superbe que tous les peuples de l'Europe ont imité. Dans un édifice de ce genre, où l'on a le plus besoin d'espace, d'air, de lumière il n'y a rien à changer. ”

“ La chaleur due à la combustion du silicium est même tellement nécessaire, que, dans la fabrication des fontes de Bessemer, on favorise sa formation, ce que l'on éviterait soigneusement, comme nous l'avons vu, s'il s'agissait du travail du fer. Certains minerais d'Autriche, par exemple, trop fusibles pour permettre la température à laquelle la silice se réduit aisément, donnent des fontes qui manquent de ce combustible pour l'opération Bessemer, et l'on est obligé d'y obvier en lançant de l'air fortement échauffé et même chargé mécaniquement de poussière de carbone. ”

“ Rien n'est délicat à conduire comme certains hauts fourneaux; ceux-là surtout qui marchent avec des combustibles inférieurs et traitent des minerais réfractaires; enfin ceux que l'on veut maintenir quand même en production alors qu'un long usage a usé, bouleversé le profil intérieur; le métallurgiste a coutume de comparer son haut
fourneau au corps humain, et ce n'est point sans trop de raison : l'humidité, la pluie qui mouillent les combustibles, les minerais, les fondants, l'air, peuvent déranger le fourneau; le malaise se traduit par une mauvaise digestion ”

“ Oui, tous ces spectacles grandioses de la lutte de l'homme contre l'un des plus terribles éléments, le feu, je les ai suivis depuis mon enfance, et j'ose compter sur les vives impressions qu'ils ont faites sur mon esprit, sur les réflexions qu'ils m'ont suggérées, pour parvenir à donner au lecteur un tableau fidèle de l'histoire du fer. ”

“ Quand tous ces symptômes se montrent, le médecin, c'est-à-dire l'ingénieur, n'a pas de temps à perdre; la nourriture, c'est-àdire le minerai, doit être considérablement réduite par rapport à la charge de charbon ; ce n'est pas la diète, mais c'est une alimentation légère ; on doit, plus que jamais, étudier ses mélanges pour que la
digestion soit facile, que la fusion puisse s'effectuer à la plus basse température possible ”

“ Il ne faudrait point en conclure, comme l'a fait récemment dans un livre sur la question un de nos éminents chimistes, que la plupart de nos métallurgistes ne soient point depuis longtemps en mesure de fournir à volonté les diverses qualités d'acier requises pour les divers usages ; non, cette indécision vient de ce que l'enthousiasme que nous portons à un si haut degré ailleurs, dans les arts, par exemple, est plus que modéré quand il s'agit des progrès industriels ; on dirait qu'il nous faut souvent pour les adopter la vue d'un long succès chez les autres. ”

“ C'est en Angleterre que l'on vit le modeste flussofen du continent grandir peu à peu jusqu'aux gigantesques proportions du haut fourneau moderne; mais ce ne fut qu'au dix huitième siècle, que l'on parvint à employer couramment le coke pour la fabrication des fontes ; la houille, sous cette nouvelle forme, créait un combustible dense, tenace et capable, plus que tout autre, de ne point se briser dans le haut fourneau, tout en y développant une grande chaleur. ”

“ Ce n'est qu'en 1859, en Suède, qu'une usine fonctionna régulièrement avec ce merveilleux appareil; ce fut alors aussi que Bessemer commença à recevoir les bénéfices d'une invention qui avait absorbé sa fortune; et lorsque huit années après j'eus l'occasion de le voir à Londres, on faisait par son procédé environ 100,000 tonnes de fer fondu par an, ce qui lui fournissait un revenu de deux à trois millions.
Constatons, en passant, que notre siècle est en progrès, les inventeurs sérieux loin d'y être méconnus, ou persécutés, tirent souvent de leurs recherches honneur et profit. ”

“ La première espèce, connue sous le nom de fer oligiste, fer spéculaire, fer micacé, hématite ou oxyde rouge, se distingue toujours par une raclure d'un rouge vif; elle est moins rare que ne l'indique un de ses noms (oligiste, ὀλίγoς, rare) . On rencontre, en France, la variété rouge dans l'Ardèche, en couches dont l'épaisseur exploitable est de 15 mètres sur une surface de 2 à 5 kilomètres carrés ; les Pyrénées ont quelques filons de la variété spéculaire ; les Anglais ont le red ore qui leur fournit plus d'un million de tonnes par an. ”

“ Dans ce cas le métal fournit un allongement de 10 à 15 pour 100, et une résistance à la rupture de 50 à 65 kilogrammes. Il va sans dire que nous entendons toujours un acier de bonne qualité et bien martelé.
Notre artillerie n'a pas cru devoir s'engager, dans cette voie de recherches et de lutte où notre industrie des chemins de fer n'a pas craint de s'avancer, et si nous avons le plaisir de constater qu'un vrai succès couronne de plus en plus les efforts et les recherches de l'industrie privée, nous avons le regret de voir notre artillerie revenir au canon de bronze, lourd, cher et coûteux ”

“ C'est ainsi que la nature nous montre chaque jour plus clairement qu'elle ne suit que des lois générales, en les appliquant aux corps les plus différents. Plus nous nous élevons dans
l'échelle de la science, plus nous trouvons dans ses œuvres la majestueuse simplicité des méthodes.
On pourrait encore poursuivre les comparaisons entre le fer à 1500° et la glace à 0°; tous les deux se laissent forger, mais sont cassants; ils supportent la pression, mais non la tension, etc. ”

“ Peut-être resterons-nous pendant un certain temps rivés aux formes sèches que nous fournit le seul raisonnement, mais il viendra quelque homme de génie qui saura assouplir aux belles formes les futures constructions en fer. ”

“ Les peroxydes de fer hydratés, — sauf les mines douces qui proviennent de la décomposition des carbonates de fer, — ne peuvent point concourir à la fabrication des aciers, ce qui a considérablement diminué leur importance depuis quelques années, pour augmenter, dans une mesure extraordinaire, celle du fer oxydulé, que nous appellerons le roi des minerais; il est, en effet, le plus riche, car, à son maximum de pureté, il rend 71, 78 pour 100 de fer, le complément est de l'oxygène ”

“ Entre 5 et 15 de carbone pour mille, le métal est dur naturellement, et d'une façon telle qu'il est, dans beaucoup de cas, inutile d'avoir recours à la trempe pour augmenter la dureté ; nous dirons plus, c'est que chaque fois que cela sera possible, on fera bien de donner aux pièces la dureté désirée par la teneur en carbone plutôt que par la trempe, qui est un moyen irrégulier, brutal, dont il est difficile de prévoir l'énergie. ”

“ En un mot, le système Pernot est une moyenne entre le Bessemer et le Martin ; il n'a pas l'impétueuse rapidité du premier avec ses désavantages, ni la lenteur du second.
En présence même de cette récente invention qui peut produire de grandes quantités à peu de frais, on se demande si les grandes usines n'en vont pas souffrir, car, il devient possible, aujourd'hui, avec une dépense, relativement faible, de s'installer pour
une production considérable d'un métal de bonne qualité.. ”

“ La Russie tenait alors le second rang et produiait à peu près autant que l'Angleterre ; actuellenent, c'est une nation qui compte peu relativement cette production, bien qu'elle développe activement la fabrication.
Venaient ensuite les pays scandinaves qui fourlissaient 160 millions de kilogrammes de fer. La production ne s'est pas développée dans ces conrées comme chez nous, par les raisons que s'ils possèdent d'excellents minerais, ils n'ont ni la nouille, ni les besoins, ni les facilités d'écoulement les autres nations. ”

“ On obtient ainsi une masse ferreuse qui peut atteindre cent livres de poids ; le maître fondeur et ses aides la retirent du four au moyen de ringards en fer, et lorsque la loupe est à terre, ils la frappent vigoureusement avec des marteaux de bois pour en exprimer les
scories et rapprocher les molécules de fer. C'est alors qu'on amène la loupe sur l'enclume d'un martinet, commandé lui-même par une roue à cames; c'est là que s'achève le soudage des molécules de fer, et qu'on obtient une masse que l'on découpe avec un ciseau et des marteaux en quatre ou cinq parties. ”

“ Mais, si l'on veut un métal vraiment homogène, on est obligé d'avoir recours à la fusion; la refonte purifie complètement et sûrement, tandis que le martelage n'est qu'un moyen grossier d'écarter les scories, oxydes, etc., que peuvent renfermer les fers. Rappelons que c'est Benjamin Huntsman qui éleva, à Sheffield, l'usine où pour la première fois se fit le célèbre acier fondu.
Pour fondre l'acier, on en place 20 kilogrammes en fragments dans des creusets de terre réfractaire ”

“ Mais un Suédois, Eggertz, fit connaître, il y a quelques années, un mode rapide et simple d'analyse du fer, fondé sur la colorimétrie ; il faut peu de temps pour faire du carbone une analyse suffisamment précise pour les besoins de l'industrie, qui, après tout, tient moins à connaître la dose exacte du carbone contenu dans les fers, que des termes de comparaison entre les divers produits de sa propre fabrication. ”

“ Dans les aciers où le phosphore et le carbone seraient en présence, on n'a plus qu'un produit désorganisé qui se travaille difficilement, perd ses vertus, et l'on peut dire que, dans aucune des méthodes connues ou usitées et malgré de nombreuses recherches, on n'a pu arriver à une fabrication d'acier utilisable avec des éléments phosphoreux. ”

“ Mais que devient le fer laissé libre? Grâce à son affinité pour le carbone, il s'allie à quelques centièmes de cette matière qui l'environne et acquiert aussitôt la propriété heureuse de devenir assez fusible pour descendre et rester liquide au fond du creuset, où on le recueillera. Si le métal restait à l'état ferreux, où il est peu fusible, le haut fourneau serait à peu près impossible, car on n'obtiendrait qu'une substance pâteuse qui se prendrait en masse et ne tarderait pas à encombrer et à boucher le fourneau. ”

“ On n'est pas bien d'accord pour expliquer comment un corps fixe, le carbone, peut pénétrer dans le fer. On pense qu'il y a formation de carbures d'hydrogène gazeux assez subtils pour s'insinuer dans les porosités du fer et y laisser du carbone.
Mais précisément parce qu'on n'a jamais bien pu expliquer ce passage du carbone dans le métal, on a cru longtemps que la qualité de l'acier dépendait de la nature des substances qui peuvent accompagner le charbon de bois dont on se sert comme cément. ”

“ Un corps est dit élastique lorsque, après s'être déformé sous l'influence de forces extérieures, il peut reprendre sa forme primitive aussitôt que cesse l'action de ces forces : or, le fer est de plus en plus élastique, à mesure qu'il renferme plus de carbone.
L'acier le plus dur est le plus élastique, mais, à la condition que le métal soit dépouillé d'autres substances, car celles-ci, au contraire, diminuent gégénéralement l'élasticité, au point même de l'annuler presque complétement, comme nous le voyons pour la fonte. ”