La Fonte du Fer et de L'acier et La Ferronnerie

La ferronnerie est une motivation importante dans l'histoire humaine. L'archéologie chinoise du XXe siècle a prouvé que la ferronnerie était prospère pendant la dernière période de l'époque des Printemps et Automnes en Chine, et vers la fin des Royaumes combattants, la Chine est entrée dans l'âge d'or de la fonte et de la ferronnerie. Les nouvelles découvertes archéologiques ont fortement prouvé que la Chine avait des techniques en avance sur les autres pays dans la fonte du fer.

Les techniques les plus anciennes de la fonte du fer sont originaires d'Asie centrale. Les fourneaux étaient très petits et la ventilation faible, ce qui ne permettait d'obtenir que du fer de mauvaise qualité. Vers la fin de l'époque des Printemps et Automnes, la Chine s'est trouvée en tête de liste au niveau mondial grâce à l'utilisation des fourneaux verticaux. Sous la dynastie des Han, les forges d'Etat possédaient des techniques avancées et ont produit une grande quantité d'objets en fer.

La partie principale du fourneau était un ventilateur en cuir appelé Tuo, qui a été amélioré sous les Han. Plusieurs Tuo ont été liés ensemble pour obtenir une série de ventilateurs, permettant ainsi d'apporter plus d'air et d'augmenter rapidement la température à 1 200 degrés dans le fourneau. Au début, le Tuo était entraîné par une main-d'œuvre ou par un animal. Selon les récits historiques, une centaine de chevaux étaient utilisés pour entraîner une grande série de ventilateurs, tandis que des milliers d'ouvriers transportaient des minerais, c'était une scène remarquable. Mais, ni la main-d'œuvre ni l'animal ne pouvaient satisfaire aux demandes croissantes de la fonte. La fonderie avait besoin d'un ventilateur plus puissant. C'est ainsi que le ventilateur hydraulique a été inventé. Wang Zhen, de la dynastie des Yuan, a noté dans son Nong Shu la structure et le principe du ventilateur hydraulique en les détaillant avec des schémas. Le ventilateur hydraulique consistait en une énorme roue en bois dressée près des courants violents. La roue tournait à l'aide de l'eau. Les ventilateurs produisaient un grand courant d'air dans les fourneaux. L'entraînement, la transmission et l'opération des ventilateurs hydrauliques étaient si parfaits qu'ils correspondaient entièrement au fourneau. Le ventilateur hydraulique est apparu en Europe au XIIe siècle.

La fonte malléable est une invention considérable des Chinois de l'antiquité. Par sa fragilité, la fonte n'est pas apte à produire des ferronneries de haute qualité. La fonte malléable peut être divisée en fonte malléable à cœur blanc et fonte malléable à cœur noir selon la température et la méthode du traitement thermique. La première est plus rigide et plus intense, tandis que la dernière est plus résistante aux chocs. Les œuvres des Occidents sur l'histoire métallurgique ont considéré ces deux types de fontes comme des inventions occidentales, la fonte malléable à cœur blanc aussi appelée « fonte malléable européenne » ayant été inventée par les Français en 1722, et la fonte malléable à cœur noir appelée « fonte malléable américaine » ayant été inventée par les Américains en 1826. Cependant, d'après les récits historiques et les preuves archéologiques, la Chine a inventé la technique des fontes malléables à cœur blanc et à cœur noir 2 000 ans plus tôt que l'Occident. Le point clé de cette technique consiste à chauffer la fonte ordinaire à haute température pendant longtemps afin que le composé du carbone change. Quand la proportion du carbone se trouve entre celle de la fonte et de l'acier, la fonte devient malléable et garde une certaine rigidité. La pelle déterrée à Luoyang dans le Henan et la houe hexagonale déterrée dans une ancienne mine de Daye dans le Hubei ont été fabriquées grâce à la technique de la fonte malléable à cœur blanc.

Les ancêtres des Chinois ont trouvé une méthode plus simple et plus efficace en matière de fonderie : on chauffe la fonte malléable à haute teneur en carbone jusqu'à obtenir un produit semi liquide, on fait sauter ce composant semi liquide avec de la poudre de minerai de fer, ce qui entraîne l'exsudation et l'oxydation du carbone présent dans la fonte, de l'acier à carbone moyen ou de l'acier à bas carbone sont ainsi obtenus. Si on continue de faire sauter la mixture, on pourra fabriquer du fer forgé avec une dose de carbone plus basse. Cette méthode a été premièrement utilisée sous les Han de l'Ouest et a été mentionnée dans le Taiping Jing (Classique de la Grande Paix) des Han de l'Est. Des pièces de fer et des fourneaux ont été déterrés dans un site archéologique du district de Gongxian, dans le Henan.

Les noms des ferronniers résonnent dans les histoires et les légendes sur la ferronnerie chinoise. Parmi eux, on compte Ganjiang et Moye, un couple de l'époque des Printemps et Automnes. Le roi du royaume de Chu leur ordonna de forger deux épées en trois ans, et ils y parvinrent. Les épées étaient si tranchantes qu'elles pouvaient facilement couper un morceau de fer. Ganjiang, conscient que le roi les tuerait sous un prétexte quelconque, transmit secrètement l'une des épées à son fils en espérant qu'il les vengerait. Le roi fut alors assassiné par le fils.