Le processus Bessemer est une technique de fabrication de l'acier inventée à l'ère industrielle. Les gratte-ciel, les ponts et les machines colossales sont tous devenus possibles grâce à la résistance et à la polyvalence de l'acier produit par cette technique. Même les chemins de fer qui reliaient les nations et facilitaient la révolution des transports doivent leur existence à cette technique innovante.

Bien que de nombreux progrès aient été réalisés depuis l'émergence de la fabrication de l'acier, le procédé Bessemer a déclenché une vague d'industrialisation qui continue d'affecter nos vies.

1. Quel était le processus Bessemer ?
2. Qui a inventé le procédé Bessemer ?
3. Comment fonctionnait le processus Bessemer
4. Production d'acier et révolution industrielle

Quel était le processus Bessemer ?

Le procédé Bessemer était une méthode de fabrication d'acier développée par Sir Henry Bessemer dans les années 1850 qui a révolutionné la production d'acier. La méthode impliquait que les sidérurgistes chauffaient la fonte brute dans un four pour atteindre une température spécifique. Une fois le fer en fusion fondu, il était transféré au convertisseur Bessemer, qui était comme un champ de bataille enflammé où le fer en fusion se transformait.

Le processus de conversion était rapide, prenant généralement environ 20 minutes. L'acier obtenu avait une faible teneur en carbone, ce qui le rendait adapté à la production de voies ferrées, de ponts et de machines.

Bien que le procédé Bessemer ait joué un rôle crucial dans le passé, il a été remplacé par des techniques de fabrication d'acier plus avancées et plus efficaces. De nos jours, l'industrie sidérurgique utilise des méthodes plus récentes telles que le four à oxygène de base et le four à arc électrique, qui offrent un meilleur contrôle et une meilleure flexibilité dans la production de différents types d'acier.

Qui a inventé le procédé Bessemer ?

En 1856, Sir Henry Bessemer, inventeur et ingénieur accompli, a inventé le procédé Bessemer. Après avoir acquis de l'expérience en travaillant avec le procédé à foyer ouvert, qui impliquait de chauffer un mélange de fer et de ferraille dans un four à foyer ouvert, l'ingénieur a eu l'idée d'une technique nouvelle et améliorée de fabrication de l'acier.

Mais il n’était pas le seul à tenter de faire progresser la production d’acier à cette époque. Une autre figure notable dans cette quête était William Kelly, un maître de fer américain. Indépendamment, Kelly a découvert un processus similaire consistant à souffler de l'oxygène à travers du fer en fusion pour éliminer les impuretés.

Il existe cependant des différences entre les approches de Kelly et de Bessemer. La méthode de Kelly utilisait un convertisseur inclinable, tandis que Bessemer introduisait un convertisseur stationnaire. De plus, le procédé de Bessemer impliquait de souffler de l'air directement dans le fer en fusion, tandis que le procédé de Kelly utilisait une étape de chauffage préliminaire avant de souffler de l'oxygène. Malgré ces divergences, c'est le travail de Kelly qui a jeté les bases de nouveaux progrès et a servi de source d'inspiration à Bessemer.

Bessemer s'est appuyé sur les découvertes de Kelly et a fait des progrès significatifs dans le perfectionnement du processus de fabrication de l'acier. Son invention la plus remarquable était le convertisseur Bessemer, un élément crucial de sa méthode. En soufflant de l'oxygène à travers la fonte fondue dans le convertisseur, Bessemer a éliminé les impuretés et a pu transformer le fer forgé en acier de haute qualité. Il a également introduit des techniques innovantes pour contrôler le flux d'air et la température, rendant ainsi la production d'acier à grande échelle plus efficace et plus pratique.

Enfin, le métallurgiste expérimenté Robert Mushet a suggéré d'ajouter du spiegeleisen, un alliage de fer, au convertisseur. Cet ajout a considérablement amélioré la qualité et la résistance de l'acier obtenu, contribuant ainsi à l'efficacité du processus Bessemer.

Comment a fonctionné le processus Bessemer

Quelques étapes cruciales donnent vie au fer en fusion, aboutissant à la création d’un acier de haute qualité. Voici un aperçu du processus Bessemer en action :

1. Tout d'abord, le sidérurgiste chauffe le fer dans un four jusqu'à ce qu'il atteigne un état fondu, le transformant ainsi de sa forme solide à sa forme liquide. La chaleur intense à l'intérieur du four fait fondre le fer, le préparant pour les étapes suivantes du procédé Bessemer.
2. Une fois le fer fondu, il est soigneusement versé dans un récipient spécialisé appelé convertisseur Bessemer. Ce récipient est conçu pour résister aux températures et pressions extrêmes impliquées dans le processus.
3. Avec le fer en fusion dans le convertisseur, un puissant souffle d'air est soufflé à travers celui-ci. Cet air déclenche une réaction chimique qui brûle les impuretés, telles que l'excès de carbone, présentes dans le fer. La réaction libère une chaleur intense, contribuant à l'élimination des impuretés et à la formation de l'acier.
4. À mesure que les impuretés brûlent, elles se combinent pour former une couche de déchets appelée scories. Ces scories, moins denses que le fer en fusion, flottent à la surface et sont ensuite éliminées de la surface. La séparation des scories est similaire à la façon dont la graisse liquéfiée monte et peut être écumée de la surface d'un pot de haricots ou de soupe.
5. Pour améliorer la résistance et la qualité de l'acier, une petite quantité de manganèse est souvent ajoutée au fer en fusion. Le manganèse sert à plusieurs fins, notamment améliorer la qualité globale de l'acier et aider à éliminer tout oxygène restant qui pourrait avoir un impact négatif sur ses propriétés.

Production d'acier et révolution industrielle

L'invention du procédé Bessemer a apporté des changements importants dans l'industrie sidérurgique, révolutionnant la production d'acier et son impact sur divers secteurs :

• Création de l'industrie sidérurgique :Après avoir obtenu le premier brevet pour sa technique, Bessemer a travaillé avec divers partenaires industriels et a mis en place des aciéries équipées de convertisseurs Bessemer pour fabriquer efficacement de l'acier. Ces usines ont été spécialement conçues pour mettre en œuvre le nouveau procédé à grande échelle et produire efficacement de l'acier. Le fonctionnement réussi de ces usines a contribué à l'adoption généralisée de sa technique de fabrication de l'acier.
• Efficacité et réduction des coûts :Le procédé Bessemer a considérablement augmenté l'efficacité de la production d'acier, réduisant à la fois les délais et les coûts. Il a éliminé l'élimination manuelle fastidieuse des impuretés du minerai de fer chauffé, rationalisant ainsi le processus et le rendant plus viable économiquement.
• Progrès dans la construction :La disponibilité d’acier abordable a transformé l’industrie de la construction. Comparé au fer, l’acier Bessemer était plus résistant et plus durable, ce qui le rendait idéal pour la construction de ponts, de voies ferrées et de gratte-ciel. Ces progrès ont permis la construction de structures plus grandes, plus hautes et plus résilientes, façonnant le paysage urbain moderne.
• Croissance du secteur manufacturier :La production massive d’acier a alimenté la croissance du secteur manufacturier. L’acier est devenu un matériau essentiel pour la production de machines, d’outils et de biens de consommation. Les industries ont prospéré car la disponibilité de l'acier a facilité l'augmentation de la productivité et l'expansion des capacités de fabrication.
• Développement économique :L'accessibilité à un acier rentable a joué un rôle central dans le développement économique. Son utilisation généralisée dans la construction et l’industrie manufacturière a stimulé l’expansion industrielle, l’innovation technologique et l’urbanisation. L'acier a jeté les bases du développement des systèmes de transport, permettant un commerce efficace et reliant les régions à plus grande échelle.

Cet article a été créé en collaboration avec la technologie de l'IA, puis vérifié et édité par un éditeur HowStuffWorks.