ARCHITECTURE (Matériaux et techniques) Fer et fonte
Depuis plus d'un siècle, les métaux ont conquis, dans l'industrie du bâtiment, une place prépondérante ; en particulier l'acier, qui a permis d'élever des structures à niveaux multiples et grâce auquel on couvrira sans doute des portées de plusieurs kilomètres sans supports intermédiaires. Il ne faut pas l'oublier, ces résultats impressionnants sont le fruit d'une longue suite d'expériences : un siècle du fer a précédé celui de l'acier. Durant cette période, souvent qualifiée de première révolution industrielle, le rôle du métal, jusque-là limité au chaînage des édifices, à la serrurerie, est devenu fondamental, au moins dans les constructions réservées aux ingénieurs : ponts et, plus tard, grands espaces couverts, tels serres, marchés, halls de gares et d'expositions, usines, etc.
En revanche, là où la technique était subordonnée à des impératifs d'ordre esthétique et idéologique, l'emploi du fer ne devait s'imposer que lentement, au prix d'âpres controverses, après de nombreux revers et compromis. Les conséquences, il est vrai, en furent considérables. La conception même de l'architecture fut bouleversée par l'effondrement du classicisme sous les coups des rationalistes, puis des défenseurs de l'art nouveau. Le style international devait en récolter le bénéfice.
Fonte, fer et acier
Cette révolution ne saurait s'expliquer sans un rappel des conditions techniques et économiques qui sont à sa source. Le fer industriel n'est jamais pur. Sa teneur en carbone permet de distinguer différents états.
La fonte, produit brut du haut fourneau (l'antique méthode du bas fourneau permettait d'obtenir directement le fer, mais en petites quantités), sort liquide du creuset ; on peut la couler dans des moules. Grâce à sa grande résistance à la pression, soixante fois supérieure à celle d'un calcaire, elle est utilisable pour les supports : piliers, colonnes ; on en fait aussi des éléments décoratifs, car on la moule facilement.
Le fer, obtenu par décarburation de la fonte au four à puddler, est malléable et résiste bien à la traction. Il va donc remplacer le bois dans les charpentes ou les planchers.
L'acier, obtenu par un affinage particulier, est plus homogène que le fer, et sa résistance à la traction est deux fois plus grande, trois fois pour l'acier fondu. Dans tous les cas où l'allégement des structures est nécessaire, l'acier prend, à la fin du xixe siècle, peu à peu la place du fer.
L'assemblage des éléments en métal, difficile à réaliser avec le fer forgé, a pu être industrialisé, au milieu du xixe siècle, par le rivetage à chaud des tôles et des cornières laminées ; cette technique sera remplacée, un siècle plus tard, par celle de la soudure.
Métallurgie du fer vers 1780
The Print Collector/ Print Collector/ Getty Images
La métallurgie du fer était restée longtemps tributaire du charbon de bois ; et les autorités, soucieuses de conserver le bois à d'autres fins, limitaient la production (en France, la forge consommait à elle seule autant que les foyers domestiques). À la fin du xviiie siècle, l'emploi du coke, découvert par l'Anglais Abraham Darby en 1735, se généralise et provoque l'essor des hauts fourneaux, le développement des techniques de laminage et de martelage. Le Creusot utilisera ce procédé en 1785. Stationnaire de 1789 à 1820, la production française de fer va décupler en un demi-siècle.
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Écrit par
- Henri POUPÉE : maître assistant au Conservatoire national des arts et métiers (techniques de construction)
Classification
Médias
Chaînages continus (Sainte-Chapelle de Paris)
Encyclopædia Universalis France
Armatures du Panthéon, Paris
Encyclopædia Universalis France
Bâtiments de l’Exposition universelle de 1900
London Stereoscopic Company/ Getty Images
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