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Dossier. Les transferts de technologie au premier millénaire av. J.-C. dans le sud-ouest de l’Europe

Alliages cuivreux et transferts de technologies au Ier millénaire av. J.-C. dans le sud-ouest de l’Europe

Aleaciones de cobre y transferencias de tecnología durante el primer milenio a. C. en el suroeste Europa
Copper alloys and technology transfers in south-western Europe in the 1st millennium BCE
Michel Pernot
p. 19-37

Résumés

Les différents alliages et procédés de fabrication employés par les bronziers produisant il y a trois mille ans sont d’abord décrits rapidement. La culture technique des alliages à base de cuivre apparaît comme relativement stable dans la première moitié du Ier millénaire av. J.-C., période de diffusion de la technique du fer. En revanche, des changements importants sont observables dans la seconde moitié : production de masse, développement des techniques de placage, fabrication de grands bronzes, introduction du laiton, etc. La substitution progressive de fers à des alliages à base de cuivre, pour l’armement et l’outillage, n’est pas essentiellement due aux propriétés des matériaux mais plutôt à leur différence d’accessibilité. La transformation de la fonction sociale des artisans — de fabricants des attributs du pouvoir à producteurs de séries pour une vaste consommation — est certainement à relier aux changements du fonctionnement économique des sociétés des trois derniers siècles du millénaire.

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Texte intégral

Un bilan des compétences vers l’an mil : la maturité

1La culture technique relative aux alliages à base de cuivre en Europe est homogène, tant pour ce qui concerne les types d’alliages que les procédés de formage, de décoration et d’assemblage des pièces constituant un objet. Passons rapidement en revue ces différents champs de compétences.

Une gamme d’alliages

  • 1 Pernot, 1999 a, p. 32.

2Les métaux connus à l’état métallique par les hommes des cultures considérées sont au nombre de cinq : l’or, l’argent, le cuivre, l’étain et le plomb. La température de fusion des trois premiers se situe vers 1000 °C, vers 200-300 °C pour les deux autres1. Il est utile de rappeler que l’or est jaune et que le cuivre est rouge (le « cuivre jaune » est un alliage) alors que tous les autres métaux sont blancs, avec des nuances diverses. Les mélanges qui conservent les propriétés métalliques — éclat brillant, forte densité, sonorité, plasticité, conductibilité thermique et électrique, etc. — sont appelés, dans le vocabulaire contemporain, des alliages ; trois grandes classes sont distinguées : à base d’or, d’argent ou de cuivre. Ils sont dits binaires lorsqu’ils associent deux composants, ce sont principalement les alliages or-argent, or-cuivre, argent-cuivre et cuivre-étain ; ces derniers sont les vrais bronzes. Les alliages ternaires bien maîtrisés sont au nombre de deux : ceux qui comportent or, argent et cuivre, ainsi que les bronzes au plomb qui contiennent du cuivre, de l’étain et du plomb.

  • 2 Id., 2010.

3L’intérêt de faire des alliages, très vite compris et exploité par les hommes, est d’obtenir des variations des propriétés. Tout d’abord, cela concerne la couleur ; avec du cuivre et de l’étain, il est possible de réaliser une large palette : du rouge au jaune ainsi que du blanc2. Les variations des propriétés mécaniques sont déterminantes : un alliage est toujours plus dur qu’un métal non allié qui est doux, ou dans un langage plus courant, mou.

4Pour former des pièces, ces métaux et alliages peuvent être moulés — la géométrie du produit ainsi obtenu peut, éventuellement, être modifiée par déformation plastique — et recuits.

Une palette de procédés de fonderie

5Le métal, ou l’alliage, chauffé suffisamment fond ; ainsi liquide, il peut être versé dans l’empreinte d’un moule, dont il prend la forme en se solidifiant. Pour réaliser cela, il faut d’une part, un four de fusion où le matériau est liquéfié dans un creuset qui sert ensuite à transporter et à verser ; d’autre part, il faut au moins un moule. Trois classes de techniques se répartissent dans deux catégories.

6Le moulage en moule permanent, donc réutilisable, constitue la première. Le matériau du moule doit résister au liquide dense et très chaud, par exemple : un bronze à 10 % d’étain, neuf fois plus dense que l’eau, à environ 1100 °C ; il s’agit le plus souvent d’une roche, ce peut être aussi un bronze, voire de la terre cuite. Un moule permanent est normalement en plusieurs pièces car, après solidification, il faut démouler pour obtenir le produit de fonderie. La géométrie de la partie d’empreinte portée par chaque pièce doit être telle que rien ne s’oppose au démoulage ; en termes techniques, elle doit être sans « contre-dépouille ». Avec un moule permanent, la forme originale du produit existe seulement en négatif. Ce procédé permet de fabriquer des pièces identiques ; ce n’est cependant pas une technique de production de grandes séries.

7Dans la seconde catégorie, le moule est à usage unique. Le premier procédé est le moulage dit « à la cire perdue ». Le modèle de la pièce à produire est réalisé — en positif — en cire ; la cire est enrobée d’une terre, en laissant un canal vers l’extérieur ; la cire est fondue et évacuée par le canal ; le moule est cuit ; le métal liquide est versé dans le creux laissé par la cire ; après refroidissement, le moule est brisé pour récupérer le produit. La cire est « perdue » parce que le modèle a fondu. Le moule, en terre cuite, est d’une seule pièce ; aucune contrainte de contre-dépouille n’est à prendre en compte. En réalisant de nombreux modèles en cire, via un moule permanent, en bois par exemple, le procédé peut permettre de produire en série.

  • 3 Id., 1998 a, p. 113, fig. 1.

8L’utilisation d’un moule « assemblé en terre cuite » constitue le second procédé. Une « prise d’empreinte » est faite, sur un original rigide et non fusible, à l’aide de plusieurs pièces en terre telles qu’aucune contre-dépouille ne s’oppose au démoulage ; les « plans de joints » délimitant les pièces sont assurés au moyen d’un matériau antiadhésif (poussier de charbon, talc, etc.). Après séchage, les pièces sont démontées ; l’original est récupéré. Les pièces réassemblées sont maintenues par un « lutage » avec une couche de terre ; l’ensemble est cuit. Le métal liquide est versé par un orifice préalablement prévu ; après refroidissement, le moule est brisé3. Ce procédé permet la copie ; sans problème particulier, des séries peuvent être produites.

  • 4 Le Goffic (éd.), 1988, p. 51.
  • 5 Dautant, 1985, p. 258, fig. 7.

9À notre connaissance, les pièces les plus lourdes réalisées à cette période sont des roues de char ; un exemple, de 52 cm de diamètre et d’un poids de 13 kg, est donné par celle mise au jour à Coulon (Deux-Sèvres)4. Il est souvent quasiment impossible de déterminer avec certitude le procédé employé à partir des produits. Des informations précieuses sont apportées par des fragments de moules qui nous parviennent ; leur interprétation, en termes de procédé, pose souvent des problèmes. À titre d’exemple, un moule, presque complet, mis au jour sur le site de Chastel à Aiguillon (Lot-et-Garonne) est publié avec la légende suivante : « Moule de bronzier à la cire perdue bivalve pour fibule et neuf anneaux. Chastel, 600 ans av. J.-C.5 ». Il y a contradiction, s’il s’agit d’un procédé à la cire perdue, le moule ne peut être en plusieurs pièces ; l’objet doit être examiné de nouveau, très soigneusement, et réinterprété par rapport au procédé de fonderie.

10La proximité du travail de la cire et de la terre mérite d’être soulignée. Le potier travaille d’abord une terre molle par modelage ; après l’avoir laissée sécher et durcir, il la retravaille par « usinage », éventuellement par tournage, comme les matériaux rigides et tendres tels les bois, animaux ou végétaux, ou le calcaire. Il en est de même du matériau « cire », qui d’ailleurs peut être un mélange, de cire d’abeille et de colophane par exemple ; à tiède, vers 40 °C à proximité de braises, la « cire » peut être modelée ; à froid, en dessous de 10 °C, le matin en demi-saison ou dans la journée l’hiver, la « cire » peut être également usinée. Ces analogies de comportements de matériaux, associées à des pratiques différentes, sont certainement à prendre en compte pour les échanges entre des bronziers et des potiers ; et ce, d’autant plus que le bronzier travaille nécessairement la terre des fours, des creusets et des moules. Peut-être utilisent-ils, pour ne pas parler de tour, le même dispositif tournant ?

Le formage par déformation plastique associée à des traitements thermiques

11Le matériau métallique accepte dans la majorité des cas de se déformer plastiquement. En restant en dessous du niveau qui conduit à la rupture, l’application d’une force, ou d’une contrainte si elle est rapportée à la surface d’application, provoque une déformation. Lorsque la force cesse d’être appliquée, la déformation est dite élastique si le matériau reprend sa forme initiale ; si une déformation permanente subsiste, il s’agit alors d’une déformation plastique. Un verre, par exemple, peut être déformé élastiquement à température ambiante, au-delà, en termes de force, il se brise ; c’est un matériau fragile. Un cuivre présente au-delà du domaine d’élasticité, et en dessous de la rupture, un large domaine de déformation plastique ; il est dit malléable ou ductile. Le plus souvent, en même temps qu’il se déforme plastiquement, le matériau durcit ; c’est-à-dire que la force nécessaire à l’écoulement augmente. Si le métal ou l’alliage est recuit, c’est-à-dire qu’il est porté, un temps court, à haute température, en restant dans l’état solide, donc en dessous du point de fusion, il s’adoucit — le niveau de la force d’écoulement plastique diminue — et il récupère sa capacité de déformation. Il est ainsi possible d’enchaîner des passes de déformation et des recuits pour, par de grandes déformations, obtenir des tôles minces et des fils fins.

12Par exemple, une ébauche en forme de plaque de 5 mm d’épaisseur, obtenue par fonderie avec un vrai bronze contenant neuf parts de cuivre et une part d’étain, peut être déformée par battage au marteau jusqu’à obtenir une tôle mince de 0,5 mm d’épaisseur. Pour réaliser cette réduction d’épaisseur d’un facteur 10, il est nécessaire d’appliquer 10 à 15 passes de martelage séparées par un traitement thermique de recuit. Typiquement, le recuit est effectué vers 600 °C pendant quelques minutes ; il est normalement suivi d’une trempe à l’eau, c’est-à-dire d’un refroidissement rapide qui « gèle » l’état métallurgique de haute température. La trempe n’a pas pour but ici de durcir, comme dans le cas d’un acier, mais de conférer à l’alliage une bonne capacité de déformation plastique en empêchant la précipitation de particules d’une phase riche en étain et en arrêtant la croissance des nouveaux grains dus au phénomène de recristallisation.

  • 6 Thévenot, 1998.
  • 7 Piningre, 2002.
  • 8 Piningreet alii, 2013.
  • 9 Pernot et Lehoërff, 2003.

13Dans toute l’Europe, de nombreux dépôts de vaisselle métallique en bronze montrent l’excellente maîtrise de cette association complexe de pratiques ; quelques-uns fournissent des outils impliqués dans le travail de déformation, par exemple celui de Génelard en Saône-et-Loire6. D’autres, tel celui d’Evans dans le Jura7, montrent la diversité de la manière de « conduire » la déformation. En effet, sur des vases de formes variées, les traces des coups de marteau de la dernière passe, localisées à l’intérieur et non effacées par le polissage final, révèlent des manières différentes de travailler : les « touches », le plus souvent dans un enchaînement unidirectionnel, peuvent être soit « rondes », soit « longues » formant des cercles concentriques, ou bien « longues » et s’aligner sur des courbes « pseudo-radiales », ou bien encore dessiner un réseau bidirectionnel de deux orientations perpendiculaires selon des cercles et des rayons8. S’agit-il de différences de régions, d’écoles, d’époques, de « mains » ? Le peu d’études exploitant des images radiographiques9, trop rarement réalisées, ne donne, aujourd’hui, pas vraiment d’éléments de réponses.

Décoration, assemblage, polissage et autres finitions

  • 10 Pernot, 1999 a, p. 36.

14La variété des procédés de décoration est très large10 : des éléments du décor, s’il y en a, peuvent être mis en place à tous les stades du formage, aussi bien en fonderie que par déformation plastique. Nous ne donnerons ici que quelques exemples.

  • 11 Pernot et Lehoërff, 2003, p. 45.
  • 12 Pernot, 2010, fig. II.4.

15Des outils divers, dont la liste est sans fin, ont été employés. La réalisation de reliefs décoratifs au « repoussé », sur une coupe de type Kirkendrup-Jenisovice11, peut être assurée par un couple associant un poinçon mâle et une matrice femelle pour les bossettes de 5 mm, ou par un poinçon mousse seulement, la tôle étant en appui sur un matériau déformable (bois, plomb…), pour les « points » de 1 mm. Sur des jambières, les décors géométriques d’incisions destinés à diffuser la lumière, en opposition à des plages polies, donc réfléchissantes, sont réalisés à l’aide d’une pointe sèche12 ; il s’agit, là aussi, d’une déformation plastique.

  • 13 Thévenot, 1991, pp. 19-24.

16L’assemblage des pièces, lorsque l’objet en comporte plusieurs, peut être obtenu par rivetage, enfilage, par des liaisons assurées par des anneaux, etc. ; le sertissage, utilisé pour joindre les trois pièces en tôle des petites bouteilles du dépôt de Blanot dans la Côte-d’Or13, exploite aussi la déformation plastique.

17Le travail de polissage est récurrent ; il est très certainement plus soigné en fin de fabrication afin que l’alliage brille, le plus souvent « comme de l’or ».

Des dispositifs tournants

  • 14 Armbruster, 2000, p. 148.

18Divers dispositifs tournants sont utilisés par les hommes de ces cultures. Avec ces « proto-machines » plus ou moins complexes, probablement du simple perçoir au tour horizontal, ils façonnent de l’os, pour faire un fléau de balance indispensable au dosage des composants de l’alliage, ils « usinent » un modèle en cire exploité ensuite dans un procédé de fonderie à la cire perdue14, etc.

  • 15 Piningre, 2002.

19Des décors complexes, comme celui formé par la disposition des trous de la grande passoire du dépôt susmentionné d’Évans15, font certainement appel à l’usage d’un plateau diviseur ; il s’agit d’un disque comportant un centre et des repères, des trous ou des pions, disposés sur des cercles concentriques, à distance angulaire constante sur chaque cercle mais différente d’un cercle à l’autre. Pour des périodes plus récentes, de tels plateaux ont servi pour la réalisation d’engrenages dès l’Antiquité ; ils sont métalliques aux périodes moderne et contemporaine, et très probablement en bois durant l’Antiquité et les âges des métaux.

Stabilité, transferts et innovations du ixe au ve siècle

  • 16 Pernot, 2000.

20Durant la première moitié du Ier millénaire av. J.-C., la « culture technique » des alliages à base de cuivre semble stable. Des transferts de compétences s’opèrent certainement depuis le travail des alliages à base de cuivre vers celui du fer. Rappelons que le fer, qui fond vers 1500 °C, est infusible pour les hommes de ces cultures car dans leurs fours la température ne dépasse pas 1200 °C ; il n’y a donc jamais de moulage en fonderie. En revanche, il y a travail de déformation à chaud dans certains cas, c’est la pratique du forgeage. Pour ce qui est de passes de déformation à froid, alternées par des recuits, le fer se travaille comme les alliages cuivreux et précieux. Précisons qu’une pièce doit avoir suffisamment d’inertie thermique pour pouvoir être travaillée à chaud ; en d’autres termes, il faut que la masse soit au moins de quelques centaines de grammes et que le rapport de la surface au volume ne soit pas trop grand. Disons, pour illustrer cela, qu’une fibule d’un poids de 20 à 40 g, un fil, de 1,5 mm de diamètre, pour faire des anneaux de cottes de mailles ou encore une tôle mince de quelques dixièmes de millimètres d’épaisseur, ne peuvent être forgés ; le refroidissement du métal est trop rapide pour autoriser un travail à chaud qui, bien évidemment, requiert une certaine stabilité de température. Les bronziers ne pratiquent certainement pas la déformation à chaud16 mais, comme nous l’avons vu, utilisent la trempe ; ainsi, le transfert de cette technique de refroidissement rapide se fait aisément, même si les conséquences sont différentes : le but est un durcissement dans le cas d’un acier et la conservation d’un état doux pour les bronzes.

  • 17 Piccardo et Pernot, 1997, p. 49, fig. 10.
  • 18 Pernot, 2003, p. 266, fig. 195.

21Les vases de bronze sont, le plus souvent, formés en expansion biaxiale. C’est-à-dire qu’une ébauche, venue de fonderie, en forme de disque, de bol ou plus complexe encore, est travaillée par des passes de martelage à froid alternées de recuits. Celles-ci sont conduites de façon à ce que le métal de la paroi soit aminci ; comme le volume reste constant, le matériau est étendu en surface, non pas dans une direction mais au moins dans deux (d’où la formulation « expansion biaxiale »). La lèvre ou le col peuvent ne pas être déformés, ou très peu ; ainsi, le vase est « gonflé » à la manière d’un « ballon de baudruche ». Des études métallurgiques de laboratoire permettent dans certains cas d’obtenir des preuves quant au procédé employé17 ou d’étayer des hypothèses dans d’autres cas18.

  • 19 Ibid., pp. 267 et 274, pl. 24.
  • 20 Lagarde-Cardona, 2012.

22Pas plus les techniques de décoration que les procédés de fonderie ne semblent être l’objet de changements d’importance durant la période considérée. La circulation de cuivres de qualités différentes — au moins du « courant » et du « propre » — comme cela a pu être démontré dans le cas du cratère de la tombe de Vix en Bourgogne19, n’a certainement rien de nouveau dans l’Europe occidentale ; cette complexité est très probablement au moins millénaire, comme l’indique l’alliage employé pour la fabrication de certaines haches mises au jour dans le Médoc20.

  • 21 Pernot, 2003, p. 272, tab. 5.
  • 22 Zimmer, 1999.

23En revanche, la production de grands bronzes dont, selon notre définition donnée plus haut, au moins une des pièces emploie plus de 10 kg d’alliage, s’amplifie à la fin du vie siècle dans le monde grec. Cela ne concerne pas uniquement la grande statuaire et la Grèce propre ; le cratère de Vix, très probablement fabriqué en Grande-Grèce, dont plusieurs pièces (le récipient, les pièces principales des deux anses et le pied) pèsent plusieurs dizaines de kilogrammes, en est un exemple emblématique21. Ce changement d’échelle implique obligatoirement des innovations, car il ne s’agit pas d’une simple « homothétie ». Couler, aussi bien que travailler par déformation et recuit, des pièces de plusieurs dizaines de kilogrammes de bronze et de grandes dimensions — le récipient du cratère de Vix pèse environ 60 kg, contient plus de 1 m3 et mesure de l’ordre de 1,40 m pour la hauteur et de 1,30 m pour le diamètre maximal — ne présente que peu de similitudes avec le même travail conduit sur des pièces de quelques kilogrammes et de quelques dizaines de centimètres. Les difficultés liées au recuit d’une très grande pièce — l’homogénéité de la température dans un four d’un volume utile de plus de 2 m3, par exemple — ou à la fusion de 100 kg d’alliage (soit 11 litres en volume), sont sans commune mesure avec celles du travail de fabrication d’un objet courant de 1 kg, tels une épée ou un chaudron. Il est clair que les innovations résident dans des structures sur lesquelles nous ne connaissons quasiment rien. Le nombre d’ateliers fouillés est de quelques unités et, parce que le métal coule par gravité, ce sont des vestiges de fosses de coulée, creusées dans les sols, qui subsistent et non des fours, construits sur ces mêmes sols22.

À partir du ve siècle, plus de changements ?

La fonderie de « précision »

  • 23 Pernot, 2003, p. 272, tab. 4.
  • 24 Ibid., p. 271.
  • 25 Pernot et Labeaune, 1999, p. 37.
  • 26 Filippini et Pescher, 2009.
  • 27 Carrara et alii, 2009.
  • 28 Information inédite communiquée par R. Labeaune en 2010.
  • 29 Sireix, 2011.

24Des faits archéologiques indiquent que de très petites pièces sont, dans cette période et sur le territoire de la France actuelle, fabriquées uniquement par fonderie. Les différents types de clous du char de la tombe de Vix, déjà citée, véhicule de production celtique du début du ve siècle, ont des poids situés entre 0,4 et 1,3 g23. Par métallographie, il a été établi qu’ils ont été fabriqués par moulage, sans aucune intervention de la déformation plastique24. De même, de petits anneaux trouvés en Bourgogne de l’ouest, également datés du ve siècle, d’un poids de 100 à 200 mg, sont fabriqués par moulage25. Des vestiges de la production de petites fibules, effective dans le courant du ve siècle, ont été mis au jour à Bourges26, à Lyon27, à Plombière-les-Dijon28, ou encore sur le site de Lacoste en Gironde29, mais dans ce dernier cas pour le iie siècle. La fabrication de ces petits bijoux, de 2 à 4 cm de longueur, débute par la coulée d’ébauches de moins de 2 g ; celles-ci sont ensuite travaillées par déformation plastique et recuits.

25De quoi les témoins de cette pratique de la fonderie « de précision » sont-ils représentatifs ? Sont-ils l’aboutissement d’une évolution des procédés de fonderie jusqu’à la masse la plus petite possible ? Il est évidemment sans objet de chercher à descendre en dessous de 100 mg. Sont-ils le résultat d’un choix technique particulier à cette période ? Cette question doit rester placée en référence à la dualité entre fonderie et déformation plastique ; c’est-à-dire que l’on suppose trop souvent — à priori et à tort semble-t-il — que les très petites pièces, dont les petits clous, sont fabriquées par déformation. Il faudrait davantage d’études métallurgiques pour établir des faits certains, car les seules dimensions des objets n’autorisent aucune certitude quant au procédé de formage employé.

26En opposition à ce qui a été dit sur les grands bronzes, les très petites pièces représentent certainement une performance, mais pas une innovation.

Le « bronzage » du fer

  • 30 Verbrugghe et Villes, 1995, pp. 49-51.

27Plusieurs pièces en fer du char de Bouranton dans l’Aube, daté du ve siècle, sont décorées par un placage, ou par des incrustations, de bronze30. L’étude métallurgique, que nous avons réalisée en collaboration avec Paolo Piccardo, a montré qu’il s’agit d’une mise en place à chaud ; la preuve du passage à haute température — vers 1000 °C — est donnée par le fait que des atomes de fer de la pièce restée solide ont diffusé dans l’alliage à base de cuivre, en fusion à cette température. Ainsi, l’alliage à base de cuivre, devenu liquide, a mouillé la pièce en fer, dans des creux aménagés ou sur toute la surface comme cela était voulu par l’opérateur. Il est donc certain qu’il ne s’agit pas d’une damasquinure, c’est-à-dire de l’incrustation à froid, de fil ou de feuille, d’un métal dans un autre. Cette technique est-elle une innovation ou un emprunt ? Nous n’avons aucun élément de décision à ce jour.

  • 31 Pernot, 1999 b.
  • 32 Ibid., pp. 186-187.

28En revanche, ce qui est certain, c’est qu’une technique de « bronzage » du fer à chaud est utilisée dans le monde romain du iiie siècle ap. J.-C. La fouille du site du Lycée militaire à Autun en Bourgogne a permis la mise au jour de vestiges de la fabrication de clochettes en tôle de fer bronzée31. Les débris des « enveloppes de bronzage » qui ont été découvertes — il ne s’agit pas de fragments de moules puisqu’il n’y a aucunement moulage — ont permis, avec l’aide d’une expérimentation, de proposer une chaîne opératoire complète32.

29Existe-t-il une continuité de la pratique du « bronzage » du fer entre le ve siècle av. J.-C. et le iiie ap. J.-C. ? Il est difficile d’être très affirmatif, cependant des indices incitent fortement à donner une réponse positive à cette question. Le problème principal de l’identification d’une telle technique est que, dans l’immense majorité des cas, les produits de corrosion du fer recouvrent la couche de placage en alliage cuivreux ; à la fouille, généralement rien n’est visible. Il faut donc décider de « fouiller » les objets ; la démarche est rarement systématique. Elle implique un travail de nettoyage, par une main formée à la restauration et de préférence avertie, pour faire apparaître cette couche conservée le plus souvent partiellement. Dans le couple galvanique formé durant l’enfouissement, c’est bien sûr le fer, en anode, qui s’oxyde, l’alliage à base de cuivre, en position cathodique, est en principe conservé ; cependant, la corrosion du fer donne des produits d’un volume plus grand que le métal d’origine qui « poussent » la couche de placage et la détruisent plus ou moins fortement. Des examens radiographiques aident au repérage de la couche de placage, si des domaines en sont conservés à l’état métallique, puisqu’elle est nettement plus absorbante que les formes oxydées du fer ; il faut, là encore, avoir la volonté de faire cette démarche.

  • 33 Dumas et alii, 2011.

30Des pointes de lances, des fibules, etc., du premier âge du Fer, clairement plaquées en partie au moins par un alliage à base de cuivre, ont été trouvées en Aquitaine ; des objets très récemment publiés33 en témoignent. Cette occurrence n’a certainement rien d’exceptionnel ; peu d’objets ont été explorés soigneusement et publiés. À notre avis la continuité existe, et cela jusqu’à nos jours ! En effet, quelques ateliers continuent aujourd’hui en Europe de produire des clochettes en tôle de fer bronzée en relation avec le pastoralisme ; l’un de ces ateliers en activité est localisé en France dans la petite ville de Nay, dans les Pyrénées-Atlantiques.

Les grandes séries et le placage métal sur métal

31La production de grandes séries d’éléments de parure, tels des fibules, et d’armes semble bien débuter dans le courant du iiie siècle av. J.-C., mais le maximum du nombre des objets « réputés identiques » est-il de quelques centaines, de quelques milliers ? La taille de la série est certainement très variable suivant le cas considéré. En revanche, dans ce même siècle, et dans le suivant, le développement de l’usage de la monnaie métallique implique nécessairement la fabrication de grandes séries dont des estimations de l’ordre de grandeur doivent être recherchés : est-il en dizaines ou en centaines de milliers de pièces ?

  • 34 Gruel et Popovitch, 2007 ; Gruel et alii, 2011.

32Aux iie et ier siècles, les monnaies plaquées de métal sur du métal sont courantes ; par exemple, de l’argent recouvre du cuivre dans le cas de monnaies éduennes trouvées au Mont-Beuvray, dites « à la tête casquée » et datées entre 150 et 80 av. J.-C.34. Plusieurs remarques sont à faire à ce sujet. Tout d’abord, si le placage est d’excellente qualité, s’il n’est pas « percé », l’existence d’une âme n’est pas visible par la présence de produits de corrosion ; la pièce est difficilement reconnue comme plaquée. Ce cas est certainement beaucoup plus fréquent qu’on le suppose ; et ce, d’autant plus que des techniques d’analyse, habituellement utilisées en numismatique, ne permettent souvent pas d’accéder à cette caractéristique. Une analyse de composition globale, par activation neutronique par exemple, qui donne une proportion d’argent et une de cuivre, ne permet généralement pas de décider s’il s’agit d’un alliage ou d’un placage. Une mesure de densité, même précise, ne donne pas plus de réponse, car, même dans le cas simple d’un alliage binaire, la densité du mélange n’est pas la moyenne des densités des métaux non alliés pondérée par les proportions, à cause de ce que les chimistes appellent les « grandeurs de mélange ». Une analyse par ablation laser, couplée à un spectromètre de masse, peut mettre en évidence des variations du rapport des teneurs en argent et en cuivre, mais, par effet d’abrasion des parois du « puits », le changement brutal qui correspond à un placage peut devenir une variation plus continue pouvant être interprétée comme l’existence d’un gradient de concentration ; ce cas peut aussi exister par enrichissement de la surface dû à une corrosion sélective, intentionnelle lors de la fabrication ou involontaire durant l’enfouissement. En second lieu, il est certain que les techniques de placages sont nombreuses : ce peut être à la feuille comme pour la dorure, par trempage, par mouillage comme pour le bronzage, par précipitation dans une solution, à l’amalgame c’est-à-dire à l’aide d’un alliage avec le mercure, ou bien encore par coulée secondaire avec un procédé à la cire perdue… Peut-être y en a-t-il d’autres encore ? Les études précises ne font que commencer, car pour avoir une réponse certaine sur l’existence du placage, et tenter de déterminer la technique employée, il faut réaliser des coupes. Cette méthode d’investigation, à utiliser toujours après une décision issue d’une réflexion collective, est à l’évidence traumatisante pour la monnaie, voire pour l’idéologie du numismate ! Il est également à remarquer que la complexité des procédés, souvent plus grande que pour réaliser une pièce massive, est en contradiction avec l’interprétation, couramment évoquée, d’une technologie, plus ou moins approximative, de falsification.

Le verre opaque rouge

  • 35 Challet, 1992.
  • 36 Brun et Pernot, 1992.
  • 37 Bucseket alii, 1990.
  • 38 Sireix et alii, 1985.

33Du ive au ier siècle av. J.-C., un verre opaque rouge est utilisé dans le monde celtique pour décorer des pièces métalliques : des objets de parures, fibules, torques, ceintures, etc., des armes, casques, épées et umbos de boucliers, mais aussi des pièces de chars, des vases et, à la fin de la période d’usage, des rivets striés35. Ce matériau, très spécifique et d’une profonde couleur rouge sang, est un verre silico-sodo-calcique additionné de 20 à 50 % d’oxyde de plomb (il serait aujourd’hui désigné par le terme de « cristal ») coloré et opacifié par une fine dispersion de cristaux d’oxyde cuivreux36. Il est utilisé en pastilles travaillées à froid, c’est-à-dire façonnées mécaniquement comme s’il s’agissait d’une pierre dure et rivetées, ou bien mis en place à chaud par une technique d’émaillerie ; les deux modes étant parfois employés sur le même objet. Excepté pour les armes en fer, le matériau support est le plus souvent un bronze, éventuellement un bronze au plomb. Le lien entre le travail de ce verre et celui des alliages cuivreux se situe au niveau de la mise en place par émaillage ; en effet, l’alliage doit être bien choisi pour que les coefficients de dilatation du verre et du métal ne soient pas trop différents, afin qu’ils ne se séparent pas mécaniquement pendant le refroidissement. L’homogénéité de la recette, dans le temps et dans l’espace de l’Europe celtique, associée à la connaissance certaine d’un seul atelier de travail au ier siècle av. J.-C. dans l’oppidum du Mont-Beuvray37, n’autorisent pas à proposer des hypothèses quant à l’apparition et à la diffusion de cette technique. Son usage dans le sud-ouest de l’Europe reste incertain ; des rivets en cours de fabrication, mais non émaillés, mis au jour sur le site de Lacoste (Mouliets-et-Villemartin, Gironde) n’apportent pas d’information décisive38.

Des objets en tôles de bronze et en laiton

  • 39 Homo-Lechner et Vendries, 1993, pp. 28 et 34-35.
  • 40 Ibid., p. 79.
  • 41 Maniquet et alii, 2011.

34La trompe de guerre gauloise dont parlent les textes antiques, par exemple César (Guerre des Gaules, VII, 81), est généralement désignée par les archéologues d’aujourd’hui par le terme « carnyx » issu des sources grecques. Cet instrument, bien connu par l’iconographie du chaudron de Gundestrup, des monnaies aussi bien gauloises que romaines — puisqu’il y est un des symboles du monde barbare — ou encore de stèles et d’arcs de triomphe39, était très mal connu en tant qu’objet archéologique jusqu’à une date récente ; une des rares pièces incontestables est le fragment de pavillon mis au jour en 1883 lors de fouilles à Mandeure40. La découverte en 2004, sur le site des Arènes de Tintignac, sur la commune de Naves en Corrèze, d’éléments de plusieurs carnyx, peut-être sept dont au moins un quasiment entier, permet d’affirmer que ces instruments, probablement du iie siècle av. J.-C., sont fabriqués principalement avec des tôles minces de bronze41. Des trompes beaucoup plus anciennes, telles les lurs de l’Europe du Nord du viiie siècle, existent ; elles sont décrites comme réalisées par fonderie. Il y a donc, semble-t-il, une innovation dans la fabrication d’instruments de musique en tôle de bronze, par transfert d’une technique, bien au point depuis des siècles, pour la fabrication de vases.

  • 42 Moreau et alii, 1990.
  • 43 Mothes et Pernot, 2008, p. 408.
  • 44 Pernot et Hurtel, 1987.
  • 45 Mille, 2007.
  • 46 Woimant, 1986.
  • 47 Pernot et Bardot, 2003, p. 435.
  • 48 Adamski et Pernot, 2008, pp. 212-213.
  • 49 Pernot, 1998 b.
  • 50 Pernot et alii,1988.

35Dans la tradition de l’Europe celtique continentale, cet usage de la tôle continue de se transférer — vers le changement d’ère ? — à la statuaire de taille moyenne, c’est-à-dire de quelques dizaines de centimètres ; dans la France de l’Ouest, en témoignent le sanglier de Soulac en Gironde42 et peut-être le bouclier miniature de Rennes43. Comme dans bien d’autres cas, le dieu de Bouray44, la trompe et les sangliers de Neuvy-en-Sullias45, le guerrier de Saint-Maur46, etc., ces objets en ronde-bosse ont été réalisés avec des tôles de laiton, c’est-à-dire d’un alliage de cuivre et de zinc. Nous avons déjà discuté de la question des débuts de l’usage des alliages cuivre-zinc dans la France de l’ouest47 ; des éléments de réponse sur la mise en œuvre ne peuvent venir que de la mise au jour de fragments des vases dans lesquels l’alliage a été réalisé, comme dans le cas du tesson du site de la Cité judiciaire à Bordeaux daté entre 30 et 50 ap. J.-C.48. Un témoin ne suffit pas, il faut attendre la découverte d’autres tessons, bien calés chronologiquement, pour espérer être plus précis quant à l’introduction de cette innovation dans le Sud-Ouest qui, rappelons-le, ne concerne pas que la tôle mais aussi de petits objets de parure49. Un remarquable synchronisme entre l’évolution du mécanisme des fibules — du ressort à corde interne à la charnière, en passant par la corde externe et le dispositif en deux pièces — et un changement d’alliage — d’un bronze à un laiton — s’inscrit également dans les diverses mutations du siècle des oppida50.

Les grands bronzes

  • 51 Darblade-Audoin et Mille, 2008.
  • 52 Boucher, 1964.
  • 53 Sannibale, 1999, p. 275.

36Nous avons défini précédemment les grands bronzes comme étant des objets dont au moins une des pièces comporte plus de dix kilogrammes d’un alliage à base de cuivre ; ainsi, il est évident que les statues en bronze moulé de tradition gréco-romaine font partie de cette catégorie, pour ce qui est des représentations humaines à partir de l’échelle un demi environ. Dans le courant du ier siècle, et dans le suivant au moins, il est certain que la production de ces grands bronzes croît avec la poursuite du développement de l’urbanisation. Parmi ceux-ci, des représentations humaines, en pied ou équestre, de tailles diverses peuvent atteindre et dépasser deux fois la taille humaine, comme dans le cas du pied colossal mis au jour récemment à Clermont-Ferrand51. Mais les grands bronzes peuvent aussi être des éléments du décor architectural ; un exemple est donné par les vestiges de reliefs représentant des dauphins grandeur nature conservés à Vienne dans l’Isère52. Ils peuvent même être constitutifs de l’architecture, comme le montrent les quatre colonnes romaines qui subsistent dans le transept nord de l’église Saint-Jean-de-Latran à Rome et qui pèsent environ 8 tonnes chacune53. Il nous reste bien peu de vestiges de ces grands bronzes, car le matériau a été presque systématiquement recyclé au fil des siècles, en particulier lors des guerres, et ce jusqu’à la seconde guerre mondiale. En conséquence, nous connaissons bien mieux les petits bronzes que les grands !

  • 54 Adamski et alii, 2011.

37Des grands bronzes ont été réalisés en Gaule romaine ; un témoignage nous en est donné par les documents issus de la fouille du site du Grand Hôtel à Bordeaux54. Nous ne sommes pas en mesure de préciser quels types de grands bronzes ont été fabriqués dans ce qui était certainement un atelier « de chantier », c’est-à-dire un contexte dans lequel ont été réalisés des objets destinés à orner des bâtiments, probablement en construction, et qui a fonctionné sur une durée courte, quelques mois peut-être ; en revanche, il est certain que le matériau était manipulé par centaines de kilogrammes. Nous ignorons qui étaient les ouvriers qui y ont travaillés. Étaient-ils d’origine locale, renouant avec la fabrication des roues de char évoquée précédemment ? Cette hypothèse est peu vraisemblable, car elle convoque une tradition vieille de presque mille ans que la documentation ne permet pas de suivre. Venaient-ils du monde méditerranéen ? Aucun argument ne soutient cette autre hypothèse. Là encore, nous ne savons pas à quel mode « d’emprunt » relier ce changement d’échelle.

Quelques conclusions

38En guise de conclusion, plusieurs champs nous semblent dignes d’intérêt. Tout d’abord, il serait fort utile d’éradiquer des idées fausses.

  • 55 « Le bronze, trop cassant… », Brun et Ruby, 2008, p. 115.
  • 56 Andrieu et alii, 2000.

39Une première affirmation, que l’on retrouve très souvent, est qu’un bronze est cassant, donc fragile, supportant mal, voire pas du tout, une déformation plastique. Cette idée véhiculée par des écrits techniques du xixe, puis archéologiques du xxe siècle, et encore aujourd’hui55, n’est qu’en très faible partie correcte. Tout d’abord, il n’y a pas « le bronze » mais « des bronzes », en fonction de la teneur en étain de l’alliage binaire cuivre-étain naturellement, mais aussi en fonction des quantités présentes de certaines impuretés, principalement le soufre et le plomb56. Les différentes qualités de bronzes qui circulent dans le Ier millénaire av. J.-C. correspondent en premier lieu à une plus ou moins grande capacité de déformation ; là est le paramètre le plus important. En second lieu, le type d’état métallurgique — brut de fonderie, déformé, recuit, pour donner les trois cas principaux — conduit à de fortes différences de la capacité de déformation. En effet, du cuivre non allié, ou bien un alliage, présente — à composition constante — des propriétés fortement variables suivant « l’histoire thermomécanique » du volume de matériau considéré ; celles-ci peuvent donc varier d’un objet à l’autre, mais aussi d’un endroit à un autre sur un même objet. C’est cette dureté variable avec l’état métallurgique qui permet de durcir les tranchants d’une hache ou d’une épée, également de travailler mécaniquement un bronze recuit — donc doux — avec un outil, marteau ou ciselet, également en bronze, éventuellement de même composition, mais dont la partie active est durcie — le vocabulaire technique dit : écrouie — en conséquence d’une déformation sans recuit ultérieur. Un état brut de fonderie, très hétérogène pour un alliage de cuivre et d’étain, possède une faible capacité de déformation, par opposition à un état recuit et homogénéisé ; bien sûr, lorsque ce dernier est travaillé en déformation, le matériau devient de plus en plus fragile puisque l’on se rapproche de la rupture. C’est une évidence ! Les faits archéologiques suffisent à montrer que des bronzes sont déformables — et non fragiles — puisque les hommes des sociétés anciennes ont pu faire par martelage des tôles minces et des fils fins. En revanche, les bronzes au plomb sont, au-delà d’une teneur en plomb de 3 % environ, fragiles, car le plomb n’est pas dissous dans l’alliage, mais isolé en globules. Ce sont les hommes de la période moderne qui ne savent plus travailler les alliages cuivre-étain par déformation, puisque les bronzes avaient été remplacés — dans cette « niche technologique » — par des laitons, plus faciles à travailler et moins chers. Au xixe siècle, et certainement bien plus tôt, les bronzes n’étant plus formés que par fonderie, les savoirs relatifs à leur formage par déformation ont simplement été oubliés, probablement dans le courant de la période médiévale.

  • 57 « Le fer […] montrait, dans ce domaine, une très grande supériorité sur le métal cuivreux », Brun e (...)

40La seconde idée fausse consiste à affirmer que le fer présente des propriétés mécaniques bien supérieures à celle d’un bronze57. Des fers doux, ou extra-doux, c’est-à-dire faiblement chargés en carbone, possèdent des propriétés mécaniques médiocres. Des aciers, plus chargés, peuvent être beaucoup plus durs ; encore faut-il maîtriser la « bonne » teneur en carbone pour réaliser un acier « trempant », et ensuite savoir le tremper. Ce gain de dureté est aussi associé à une augmentation de la fragilité, d’où la recherche constante de solutions de compromis comme par exemple celle du damassé qui réalise un « matériau composite » par soudure de parties douces et de parties dures. De plus, un fer « sale », c’est-à-dire contenant beaucoup d’inclusions, de scories principalement, est également relativement fragile. En revanche, un armement ou un outillage en bronze sont parfaitement efficaces ; il suffit de relire Homère pour s’en convaincre : afin qu’il puisse construire un bateau pour quitter l’île, Calypso apporte à Ulysse des outils de bronze (Odyssée, V, 224-249). Si le fer a remplacé le bronze, pour les armes et les outils, dans le monde occidental, c’est d’abord par choix social, principalement parce qu’il plus accessible et moins cher. N’oublions pas que dans une tonne de la croûte terrestre, il y a, en moyenne, 40 kg de fer, pour 50 g de cuivre et 2 g d’étain !

  • 58 Pernot, 1998 b ; Chardron-Picault et Pernot, 1999.

41En conséquence, si l’on veut discuter en termes de matériaux et de technologies, il est absolument nécessaire de caractériser correctement les matériaux — les descriptions telles : du bronze, du fer, ne sont pas suffisantes — et les procédés qui conditionnent l’état métallurgique ; ceci impose des études de laboratoire. De même, il est indispensable de développer les fouilles de vestiges d’ateliers ; les « poubelles » des artisans sont la source documentaire à privilégier58. Il s’agit, dans tous les cas, de décisions relevant d’une politique de l’archéologie.

  • 59 Audouze et Buchsenschutz, 1989.
  • 60 « La production de monnaies métalliques n’exigeait pas une technicité très élaborée… », Brun et Rub (...)

42Une archéologie des techniques se doit de tisser des liens entre les domaines pour tenter de comprendre les motivations des hommes et des sociétés. Par exemple, l’assemblage de pièces de bois par le dispositif en tenon et mortaise apparaît probablement vers le milieu de la seconde moitié du Ier millénaire av. J.-C.59. Cette innovation, par rapport à l’assemblage par fourche et ligature, confère nettement plus de stabilité aux structures architecturales. Or, tailler une mortaise n’est pas lié à l’outillage, c’est l’idée qui compte ; cela est faisable avec un outil en pierre, en cuivre non allié, en « bronze », en fer ou en acier, la productivité seule sera différente. Ce n’est pas le fer qui implique la mortaise. Les éléments de compréhension de cette concomitance sont certainement à rechercher dans l’évolution de paramètres de la sphère du social. Le synchronisme de cette innovation avec l’apparition de l’usage de la monnaie métallique est également remarquable. Cette dernière est d’abord une « technique sociale », facilitant les échanges, mais aussi le contrôle de l’État sur ceux-ci. La production de grandes séries d’objets, souhaités indiscernables, est un défi ; le changement d’échelle, que représente la grande série réalisée dans un temps court, relève de la mutation et non d’une simple augmentation du volume de production ; l’ensemble des difficultés associées est généralement largement sous-estimée60. Le changement principal qui s’opère progressivement dans le Ier millénaire av. J.-C. n’est-il pas la position, pour ne pas focaliser sur la question du statut, des artisans dans la structure sociale ? D’hommes proches des puissants, produisant des marqueurs du statut des élites, ne deviennent-ils pas les acteurs, de plus en plus spécialisés et urbanisés, d’une consommation qui s’étend largement vers des « classes moyennes » ? Exhiber des signes du pouvoir est un acte d’importance, générer de la richesse par une consommation de « masse » est une autre démarche. N’y a-t-il pas à rechercher dans celle-là l’un des moteurs puissants du développement des innovations de toutes natures et de la perméabilité des sociétés aux transferts de technologies ?

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Notes

1 Pernot, 1999 a, p. 32.

2 Id., 2010.

3 Id., 1998 a, p. 113, fig. 1.

4 Le Goffic (éd.), 1988, p. 51.

5 Dautant, 1985, p. 258, fig. 7.

6 Thévenot, 1998.

7 Piningre, 2002.

8 Piningreet alii, 2013.

9 Pernot et Lehoërff, 2003.

10 Pernot, 1999 a, p. 36.

11 Pernot et Lehoërff, 2003, p. 45.

12 Pernot, 2010, fig. II.4.

13 Thévenot, 1991, pp. 19-24.

14 Armbruster, 2000, p. 148.

15 Piningre, 2002.

16 Pernot, 2000.

17 Piccardo et Pernot, 1997, p. 49, fig. 10.

18 Pernot, 2003, p. 266, fig. 195.

19 Ibid., pp. 267 et 274, pl. 24.

20 Lagarde-Cardona, 2012.

21 Pernot, 2003, p. 272, tab. 5.

22 Zimmer, 1999.

23 Pernot, 2003, p. 272, tab. 4.

24 Ibid., p. 271.

25 Pernot et Labeaune, 1999, p. 37.

26 Filippini et Pescher, 2009.

27 Carrara et alii, 2009.

28 Information inédite communiquée par R. Labeaune en 2010.

29 Sireix, 2011.

30 Verbrugghe et Villes, 1995, pp. 49-51.

31 Pernot, 1999 b.

32 Ibid., pp. 186-187.

33 Dumas et alii, 2011.

34 Gruel et Popovitch, 2007 ; Gruel et alii, 2011.

35 Challet, 1992.

36 Brun et Pernot, 1992.

37 Bucseket alii, 1990.

38 Sireix et alii, 1985.

39 Homo-Lechner et Vendries, 1993, pp. 28 et 34-35.

40 Ibid., p. 79.

41 Maniquet et alii, 2011.

42 Moreau et alii, 1990.

43 Mothes et Pernot, 2008, p. 408.

44 Pernot et Hurtel, 1987.

45 Mille, 2007.

46 Woimant, 1986.

47 Pernot et Bardot, 2003, p. 435.

48 Adamski et Pernot, 2008, pp. 212-213.

49 Pernot, 1998 b.

50 Pernot et alii,1988.

51 Darblade-Audoin et Mille, 2008.

52 Boucher, 1964.

53 Sannibale, 1999, p. 275.

54 Adamski et alii, 2011.

55 « Le bronze, trop cassant… », Brun et Ruby, 2008, p. 115.

56 Andrieu et alii, 2000.

57 « Le fer […] montrait, dans ce domaine, une très grande supériorité sur le métal cuivreux », Brun et Ruby, 2008, p. 115.

58 Pernot, 1998 b ; Chardron-Picault et Pernot, 1999.

59 Audouze et Buchsenschutz, 1989.

60 « La production de monnaies métalliques n’exigeait pas une technicité très élaborée… », Brun et Ruby, 2008, p. 129.

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Pour citer cet article

Référence papier

Michel Pernot, « Alliages cuivreux et transferts de technologies au Ier millénaire av. J.-C. dans le sud-ouest de l’Europe », Mélanges de la Casa de Velázquez, 43-1 | 2013, 19-37.

Référence électronique

Michel Pernot, « Alliages cuivreux et transferts de technologies au Ier millénaire av. J.-C. dans le sud-ouest de l’Europe », Mélanges de la Casa de Velázquez [En ligne], 43-1 | 2013, mis en ligne le 15 avril 2015, consulté le 27 juin 2017. URL : http://mcv.revues.org/4768

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Auteur

Michel Pernot

UMR 5060 (IRAMAT, Bordeaux)

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Droits d’auteur

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