Mentionnez l'étain et la plupart des gens penseraient à la boîte de conserve typique, utilisé pour conserver les aliments que vous stockez dans vos armoires. L'étain est utilisé ici pour aider à protéger la boîte contre la corrosion (bien que toutes les boîtes aujourd'hui ne contiennent pas d'étain).

Mais alors que l'utilisation de l'étain dans la mise en conserve ne remonte qu'au début des années 1800, le mélange de l'étain avec d'autres éléments remonte à plusieurs siècles.

L'étain - symbole chimique Sn avec un numéro atomique 50 sur le tableau périodique - est de couleur douce et argentée, avec un point de fusion de seulement 232℃. À première vue, cela ne semble pas être une perspective prometteuse pour faire quoi que ce soit.

En quelque sorte, les humains ont découvert que l'ajout de quantités contrôlées d'étain au cuivre produisait un splendide, alliage jaune d'or que nous appelons bronze.

J'ai commencé à m'intéresser au bronze au cours de mon projet de recherche de dernière année de premier cycle en 1978. Cet intérêt se poursuit aujourd'hui – je travaille avec des collègues en Thaïlande pour désosser les technologies utilisées pour fabriquer d'anciens bracelets en bronze thaïlandais.

Bronze ancien

Les premiers bronzes en étain connus semblent être apparus dans la région du Caucase en Eurasie vers 5800 à 4600 avant notre ère. Que ces premiers exemples très rares de bronze à l'étain peuvent avoir été accidentellement fabriqués à partir de minerais plutôt rares qui contenaient naturellement à la fois du cuivre et de l'étain simultanément.

Il existe de nombreuses preuves que vers 3000 avant notre ère, des bronzes en étain étaient fabriqués dans la mer Égée et au Moyen-Orient (Turquie, Syrie, Irak, Iran) en alliant délibérément l'étain et le cuivre, les minerais étant obtenus à partir de sources distinctes.

Clairement, une série d'événements quelque peu improbables ont dû se produire avant que cela ne devienne la norme.

Une fonte accidentelle aurait dû être réalisée à partir de minéraux appropriés contenant des oxydes d'étain et de cuivre. Le métal résultant devrait être reconnu pour avoir des propriétés souhaitables, comme la dureté, couleur et résistance, de telle sorte que des armes ou des ornements supérieurs puissent être produits.

Les artisans auraient alors dû être suffisamment organisés pour être en mesure de comprendre comment répéter ce processus de fusion pour créer des artefacts tels que des épées, têtes de hache, bols et bracelets.

Des réseaux commerciaux ont ensuite dû être établis pour faire venir l'étain relativement rare de contrées lointaines, comme l'Afghanistan ou les Cornouailles dans le sud-ouest de la Grande-Bretagne, à n'importe quelle fonderie. Le métier de la métallurgie devrait être transmis à d'autres praticiens, probablement par voie orale.

La diffusion du bronze

L'astuce consistant à ajouter délibérément de l'étain au cuivre s'est ensuite répandue dans tout le Vieux Monde, atteignant l'Europe occidentale vers 2800 avant notre ère, l'Égypte en 2200 avant notre ère, la plaine peuplée de la Chine du Nord vers 2200 avant notre ère, la province chinoise du Yunnan vers 1400 avant notre ère, la Thaïlande vers 1100 avant notre ère, et le sud de l'Inde vers 1000 avant JC (sinon un siècle ou deux plus tôt).

Cela a conduit à de solides discussions parmi les archéométallurgistes sur la question de savoir si la connaissance particulière des attributs utiles de l'étain s'est propagée à partir d'un seul emplacement fondateur au Moyen-Orient, ou s'il avait été développé indépendamment à plusieurs reprises par des artisans autochtones.

Dans le cas de la Thaïlande et du Cambodge, des arguments ont été avancés pour plusieurs scénarios :que la technologie a été développée indépendamment, qu'il a été apporté au sud de la Chine (ou peut-être l'inverse, exporté du nord-est de la Thaïlande vers la Chine), ou qu'il a été importé du Bengale.

Avec la Chine, certains érudits locaux ont privilégié l'idée d'une découverte locale indépendante du bronze à l'étain, bien que la balance des preuves suggère que la connaissance a été transmise par des visiteurs à cheval d'Asie occidentale.

bronze africain

L'étain a également été extrait à l'époque précoloniale en Afrique australe, et certains objets en bronze - tels que des morceaux de tôle ou des lingots - ont été récupérés sur d'anciens sites de travail du métal là-bas.

Les preuves disponibles pour cette région suggèrent la technologie de production et de travail du fer, le cuivre et le bronze sont apparus simultanément à des endroits en Afrique sub-saharienne, commençant environ 500 avant notre ère dans le nord et atteignant l'Afrique du Sud vers 300 EC.

Comment les connaissances métallurgiques sont-elles arrivées en Afrique australe ? Était-ce une découverte indigène des Bantous d'Afrique de l'Est qui les a ensuite emportés dans leurs migrations, ou le savoir-faire a-t-il été transmis vers le sud depuis le Moyen-Orient, et si oui par qui et comment ?

Comme dans le cas de l'Asie, l'interprétation de ces questions peut être influencée par les sensibilités politiques modernes. La question de la source des compétences en métallurgie qui ont produit les magnifiques ornements en cuivre et en or de l'ancienne ville de Mapungubwe en Afrique du Sud, par exemple, n'a toujours pas été réglé.

Bronze aux Amériques

Les anciennes cultures des Amériques ont également développé des compétences sophistiquées pour le traitement des métaux précieux, cuivre et étain.

Ils ont pu fabriquer des objets en bronze tels que des bagues, pendentifs, ornements corporels, pince à épiler ornementale, cuirasses en tôle, gros disques, boucliers ornementaux et surtout cloches, par coulée, mais seulement à partir d'environ 1000 CE en Amérique du Sud, puis peu après dans l'ouest du Mexique.

Dans le cas de la Méso-Amérique, la connaissance du bronze aurait été transportée au nord du Pérou et de l'Équateur jusqu'au Mexique par des commerçants maritimes.

Clairement, le monde antique, à la fois ancien et nouveau, était bien relié par de longues routes commerciales le long desquelles les idées (et dans de nombreux cas l'étain) affluaient.

Le mélange d'étain

La transmission de la technologie peut également être suivie en prêtant attention à des aspects spécifiques de la métallurgie physique impliquée.

Lorsque plus d'environ 15 % d'étain en masse est ajouté au cuivre, l'alliage résultant devient plutôt cassant sous sa forme coulée, même s'il a encore une couleur jaune doré merveilleusement chaude.

Quelqu'un, quelque part, fait la découverte remarquable que si une telle coulée est rapidement trempée de la chaleur rouge dans l'eau (ou mieux, eau salée), il devient plus mou et relativement plus ductile et maniable.

Le traitement thermique de trempe laisse une microstructure en forme d'aiguille très caractéristique (appelée martensite) dans l'artefact qui peut être détectée au microscope. Cela indique à un archéologue que la pièce a été fabriquée par un processus relativement complexe, plutôt que simplement jeté.

Lorsque la teneur en étain est inférieure à environ 15%, aucune martensite ne se forme et rien de remarquable ne se produit lors de la trempe.

Le résultat obtenu lors du traitement thermique d'un bronze à haute teneur en étain est contre-intuitif car, lorsque le fer est traité de cette façon, il devient dur et cassant. L'astuce pour rendre le bronze dur est si spécifique qu'il est fort probable que cette connaissance ait été transmise de personne à personne.

Son transfert à travers le Vieux Monde aurait nécessité des individus avertis voyageant sur une distance importante vers des climats étrangers. L'apparition de ces artefacts dans des endroits éloignés à travers l'Eurasie et l'Afrique est un autre signe de la mondialisation ancienne.

Un élément supplémentaire

Il y a encore un truc qui apparaît dans les bronzes antiques, bien que celui-ci ait pu être découvert indépendamment à plus d'un endroit.

Quelque temps à la fin de l'âge du bronze ou au début de l'âge du fer (environ 500 avant notre ère), les artisans ont commencé à ajouter du plomb à leurs moulages en bronze d'étain. Cela donne au métal en fusion une fluidité supplémentaire, lui permettant de s'écouler dans les moindres détails dans un moule afin que des moulages avec des détails fins et des figures en relief puissent être réalisés.

En tant qu'élément, le plomb n'est pas aussi brillant ou attrayant que l'étain; il est beaucoup plus dense et se retrouve dans des minerais assez différents comme la galène (sulfure de plomb). Les premiers bronzes coulés connus avec des ajouts contrôlés importants de plomb semblent provenir de Chine (500 avant notre ère à 200 après JC). Encore une fois, c'était clairement une innovation délibérée, et une fois de plus, elle s'est propagée rapidement dans toute l'Eurasie.

Au fur et à mesure que de plus en plus de sites tels que ceux de l'est de la Thaïlande sont fouillés, et à mesure que la base de données des compositions d'alliages et des dates augmente, il deviendra possible de jeter plus de lumière sur les anciennes routes commerciales, migration et transfert de technologie.

La présence et l'utilisation de l'étain sur ces sites agiront comme une sorte d'ADN métallurgique, un indicateur d'échanges culturels et humains anciens.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.