COMITÉ FRANÇAIS D'HISTOIRE DE LA GÉOLOGIE (COFRHIGEO) (séance du 11 Juin 1980),
Les idées des Anciens sur les métaux en général et les minéraux nous paraissent parfois relever de la pure fantaisie et pourtant elles devaient avoir leurs origines dans l'observation de la nature, mais aussi dans les idées préconçues qu'ils avaient de cette nature, c'est ainsi qu'ils avaient le même nom pour l'or mêlé d'argent et l'ambre (orichalque), le plomb et l'étain (plumbum).
Malheureusement, les étymologistes et les linguistes n'ont trop souvent que peu de formation technique dans ce domaine et il a fallu que certains s'attèlent à cette étude; tel que le jeune chercheur du F.N.R.S. Robert Halleux qui malgré sa formation en philologie classique s'est documenté en technique chimique, métallurgique, etc, et avec qui nous avons eu de longs entretiens à Liège et à Paris.
Nous devons cependant signaler l'oeuvre immense de l'Allemand Hugo Blümner qui, dès 1887 publiait sa fameuse "Technologie und Terminologie des Gewerbe und Kunste bei Griechen und Römern", resté le livre de base que l'on peut encore consulter, malgré les progrès de la philologie et de l'histoire des sciences et des techniques depuis 100 ans.
R.C Bailey a traduit et commenté vers 1932 les chapitres relatifs à la chimie de Pline, mais nous avons reconnu ses insuffisances.
R.J. Forbes a entrepris ensuite de vastes recherches sur l'histoire des techniques anciennes qu'il a condensé dans une série de volumes intitulés "Studies in ancient technology", dont le 8° est consacré à la métallurgie dans l'Antiquité.
Le Professeur R,F. Tylecote de l'Université de Durham (King's Collège de Newcastle upon Tyne) a réalisé nombre d'expériences métallurgiques et publié deux ouvrages synthétiques en 1962 et en 1976 (2),
Parmi ces nombreux chercheurs russes et polonais, nous citerons surtout le professeur I.R.Selimkhanov de l'Institut d'Histoire de Bakou qui a analysé nombre d'objets du Caucase et de l'Azerbaïjan et J. Piaskowski de Cracovie. En Allemagne, après la tentative de Hugo Blümner d'expliquer la métallurgie antique par les auteurs grecs et romains et de confronter les textes classiques avec les données scientifiques et techniques de l'époque, de nombreux universitaires et chercheurs de toutes sortes ont poursuivi avec plus ou moins de succès cette enquête, mais il manque encore un ouvrage définitif alliant les connaissances métallurgiques suffisantes à l'érudition nécessaire, rarement cultivée par les techniciens connaissant les procédés en question.
L'enquête lexicale de Robert Halleux sur l'origine du mot METALLUM qui implique une recherche profonde le long d'un filon, ou d'une couche métallifère après l'exploitation superficielle antérieure.
Le mot grec metallon signifie proprement mine, c'est-à-dire cavité souterraine d'extraction. Le plus souvent, il est employé au pluriel, parce que les galeries souterraines sont généralement nombreuses et complexes et qu'une exploitation est rarement isolée. Les Attiques emploient souvent METALLA en parlant des mines du Laurion. Il s'agit, souvent de mines d'argent, mais plus souvent encore de mines d'or, car pour les mines de cuivre ou de fer les termes sont moins nombreux et généralement différents.
On pourrait croire à première vue que METALLON est réservé aux mines métalliques, mais depuis Hérodote il peut désigner des mines de sel, d'argile, de soufre et même de pierres et de marbre, ainsi donc ce mot n'est pas lié à une catégorie de produits naturels, mais plutôt a une forme particulière d'exploitation du sol par galeries, il correspondrait aux mots allemands de Bergwerk ou de Grubbe, lieux où l'on extrayait pierres, minerais ou métaux.
L'étymologie de METALLUM est indécise. Pline nous dit que les Grecs emploient ce mot pour désigner le fait que là où l'on trouve une veine, il y a non loin une autre, tandis que Eustache le grammairien byzantin du XIIe siècle écrit que les METALLA ont été appelés ainsi parce qu'ils ont été inventés après toutes les autres choses: c'est seulement quand tout fut arrangé à la surface du sol que les hommes entreprirent en un deuxième temps de creuser la terre et abandonnèrent sa surface pour s'attaquer à ses entrailles dans l'idée qu'ils avaient là aussi quelque chose à gagner. D'après plusieurs auteurs le sens premier de METALLGN aurait été "lieu de recherche parmi ou après les autres"? D'après O.Lagercrantz il signifierait "ce qui se trouve dans la montagne", à moins qu'il faille chercher l'étymologie dans une langue étrangère ? On a pensé à une lague préhellénique peut-être pélasgique ? Le toponyme MATALA très ancien, désigne une falaise côtière trouée de galeries située au Sud de la Crète. On voit combien les recherches linguistiques sont hasardeuses dans le domaine de la métallurgie !
C'est seulement au IV° siècle que se manifeste an Grèce le besoin de désigner d'une façon globale la production minière. Aristote distingue deux catégories de produits du sol : les minéraux non métalliques et les métaux, mais il ne fait pas de distinction terminologique entre le minerai et son produit, le métal.
Le mot METALLON a tardé très longtemps à prendre le sens actuel de métal, une évolution sémantique est souvent lente et partielle, c'est ainsi qu'on dit encore mine de plomb pour le graphite d'un crayon, ce qui est un vestige de l'ancienne minéralogie française où on désignait par le mot mine le minerai et de plus c'est l'aspect du graphite qui a fait confondre celui-ci avec le plomb. Il y a de nombreux exemples de ces termes prêtant à confusion et certains viennent de l'interprétation des traducteurs de l'ouvrage de Pline. Nous verrons plus loin quelques exemples.
Un exemple classique vient du traité pseudo-aristotélicien "DE PLANTIS" dont le texte grec a été refait à la Renaissance d'après une traduction latine d'Alfred de Sareshel, elle-même faite sur un original arabe dérivé d'un traits grec de Nicolas de Damas. Que de difficultés à rétablir le bon sens des termes techniques !
Les appellations des auteurs de l'Antiquité sont une source de confusion encore accentuée par des termes tirés de Pline ou autres écrivains anciens et appliqués souvent indûment à des espèces minaralogiques ou métallurgiques, Il y a donc toute une exégèse de cette littérature.
Cependant, on peut apercevoir dans ces anciens écrits transmis plus ou moins fidèlement par des scribes du Moyen-Age, des échos et des reflets de faits d'observation remontant à la préhistoire, même si ces idées nous paraissent parfois singulières, et qui peuvent reposer sur des constatations réelles telle que la croyance à la croissance des métaux, ou à leur sexe !
Nous avons mentionné ailleurs la façon dont les métaux peu oxydables paraissent sortir des terres surmontant les filons sulfureux ou arsenicaux, qu'on appelle "Chapeaux de fer" et, après un premier écrémage, peuvent réapparaître ultérieurement comme s'ils avaient poussé. Ces observations bien connues des prospecteurs et des mineurs paraissent justifier ces croyances... à première vue invraisemblables.
L'hylozoïsme de Thalès attribuait une vie analogue aux plantes ou aux animaux, aux minéraux et aux métaux, et comparait les nodules présents dans des géodes à l'embryon dans le sein de la mère. Un vocabulaire minéralogique était emprunté à l'obstétrique et classait les pierres en mâles et femelles. Il y avait donc une continuité entre l'organique et l'inorganique comme dans certaines théories modernes. Des conceptions sur la constitution de la matière se sont succédées au cours de l'évolution de la pensée grecque, par exemple la théorie des pores d'Empédocle, la théorie atomique de Démocrite et de Platon, celle de la double exhalaison d'Aristote.
Le traité qui nous a intéressé le plus était celui de Théophraste dont nous ne connaissons que des fragments infimes. De même l'oeuvre de Straton nous aurait aidés dans la connaissance des conceptions de ces successeurs d'Aristote à la tête du Lycée, malheureusement il n'en reste plus rien.
Dans la deuxième moitié du III° siècle a.C. on allie les connaissances empiriques des artisans et les conceptions atomistiques à tendance corpusculaire.
C'est Lucrèce qui a popularisé l'idée plus ancienne de l'invention de la métallurgie à la suite d'un incendie de forêt.
A l'époque alexandrine la recherche physique sur la matière se ralentit et on se contente désormais pendant un certain temps de recettes et d'applications techniques ou médicales. Pline en donne à profusion et se fait l'écho de bizarreries plus que de considérations vraiment scientifiques. Cependant son "Histoire Naturelle" contient maints renseignements inestimables si on prend la peine de bien le comprendre et d'en faire un examen critique. Il s'inspire parfois de Bolos de Mendès, le principal représentant de la doctrine des sympathies et antipathies.
C'est à l'époque alexandrine et romaine que l'on commence à mettre en rapport les métaux avec les astres, croyance qui aura une grande influence au Moyen-Age et à la Renaissance.
En général, ces mélanges de recettes et de spéculations occultes sont faussement attribuées à Démocrite,
D'après les alchimistes, l'élément constitutif des métaux serait le mercure, auquel on ajoutera peu après le soufre (base de la combustibilité) et au XVIe siècle, un troisième élément, le sel, sous l'influence de Paraclese.
En somme, les considérations de la science antique ont faussé jusqu'à nos jours l'histoire de la métallurgie qui résulte plus de la pratique et de l'habileté des artisans qui, évidemment étaient souvent incapables de mettre leurs procédés par écrit. Les écrivains ne pouvaient, en conséquence, que décrire des choses qu'ils n'avaient pas faites. De plus, les explications théoriques, peut-on dire scientifiques ne venaient qu'après les découvertes empiriques.
Pour en revenir sur la signification des termes employés par les auteurs de l'Antiquité classique qui a fait l'objet de tant d'érudition parfois vaine à grand renfort de citations grecques ou latines, il y a eu vers le milieu du siècle passé, une discussion passionnée entre des érudits sur la signification du mot "electrum", l'un en faisant un métal ou un alliage et l'autre un émail, car les Anciens employaient parfois le terme de "metallum" pour des matières non métalliques, telles que le verre ou l'ambre.
On voit par là, combien la sémantique peut présenter des difficultés pour l'explication des termes anciens dont la signification a d'ailleurs souvent varié au cours des âges. Et cela est encore plus vrai pour les langues orientales qu'elles soient sémitiques ou indo-européennes.
Pour nous en tenir à Pline et à ses successeurs, on a la possibilité de discuter sur des termes tels que stannum et stagnum, argentum et argentarium et combien d'autres, susceptibles de confusion et d'erreurs,
Il exista plusieurs variétés d'aes :
La litharge s'appelait galena du temps de Pline et devient molybdene pour Agricola (XVIe siècle de notre ère).
H. Le Bonniec appelle bronze de Corinthe trois sorte d'alliages d'or, d'argent et de cuivre qui ne sont que l'electrum à teneurs variables en ces éléments.
La question de l'orichalque a soulevé beaucoup de controverses, mais si on se réfère à Pline on doit reconnaître que ce métal était naturel; mais que ses sources en étaient épuisées depuis longtemps, car selon les termes de cet auteur "la terre était lasse d'en enfanter" (Livre XXXIV, 3-4), ce qui corroborait notre hypothèse que le grillage des terres métallifères (argento-jarosite, cérusite, or, etc..) surmontant les filons et les amas sulfureux riches en métaux précieux ne donnaient plus de ces globules d'alliages de cuivre-argent-or à proportions variables suivant le cas ; blanc si l'argent dépasse 50%, fauve s'il est inférieur à cette teneur et présentant de plus en plus l'aspect de l'or au fur et à mesure qus sa teneur s'abaisse.
Cet alliage triple commence à jaunir par la présence de cuivre à partir de 40% Cu (Pf=830°). Le cuivre maintient la couleur blanche, même pour des teneurs inférieures en argent :
Au Ag Cu
or blanc 75 % 15 % 10 %
or plus blanc 75 17 8
or très blanc 75 19 6
L'or à 18 carats, c'est-à-dire à 75 % Au est rouge, lorsque le complément est le cuivre, mais jaunit si celui-ci diminue au profit de l'argent.
Au Ag Cu Tf
or rouge 75 % 25 % 880°
or rougeâtre 75 5 20
or jaune 75 12,50 12,50
or rose 75 20 5
Si le complément est uniquement l'argent, l'or est dit vert ;
75 25 - 1060°
70 30 - 1050°
Naturellement, au fur et à mesure que ces alliages précieux devenaient plus rares, on a cherché à les remplacer par des métaux de même teinte et on y est arrivé en fabriquant du laiton, c'est-à-dire en introduisant du zinc par fusion réductrice en présence de calamine ou de cadmie et on a remplacé les anciens alliages d'abord partiellement par ce nouvel alliage qui pris d'ailleurs le même nom d'ORICHALQUE.
On vit alors des sesterces, des dupondius remplacer les belles pièces en alliage précieux.
Nous pensons que ce nouvel orichalque qui n'est qu'un faux or était connu bien avant du peuple qui occupait les gisements de la Vieille Montagne aux environs de la ville actuelle d'Aix-la-Chapelle et les Francs qui envahirent la Gaule et lui donnèrent le nom actuel de France.
Il faut cependant reconnaître que les connaissances de Pline sont encyclopédiques et si parfois il s'y mêlent trop souvent des extravagances, il faut se reporter à l'état de la science de son temps.
En ce qui concerne la métallurgie proprement dite, il était d'autant plus difficile d'en saisir les arcanes, qu'elle était l'apanage d'une caste monopolisant en quelque sort les procédés d'extraction des métaux qui prirent à l'origine une forme religieuse ou magique pour mieux cacher ses secrets. De plus, la matière première vint de plus en plus loin au fur et à mesure que les gisements métropolitains s'appauvrirent.
Du fait que les gisements métallifères se présentaient souvant dans les régions montagneuses couvertes de forêts et parfois même près de volcans, il s'est créé tout un corps de légendes et de récits mythologiques sur les génies métallurges tels que les Dactyles du Mont-Ida, les Cimmériens du nord de l'Europe, les nains mineurs (Kobolds, Zwerges, etc...) du Harz ou de l'Erzgebirge.
Le forgeage du métal incandescent devint l'attribut de Vulcain et des Cyclopes fabriquant des armes divines.
Le manque de connaissances physico-chimiques et thermodynamiques des premiers traducteurs, souvent des hellénistes ou latinistes éminents, et le fait qu'ils ont demandé des éclaircissements à des professeurs de métallurgie qui enseignaient les procédés modernes tout-à-fait différents, ou même à des ingénieurs praticiens ne connaissant plus les anciens procédés , ont donné lieu à des assertions souvent inexactes et à des confusions entre les différentes sortes de fours employés aux siècles passés, tels par exemple entre les petits fours volants à cuve, utilisés avant l'invention de la fonte et les bas-foyers transformant les gueuses de fonte en fer et même avec les foyers à la catalane où on dirigeait l'air soufflé par des outres ou plus tard, par des soufflets en éventail dirigés au-dessus de l'amas de charbon et de minerais.
De même, en ce qui concerne l'emploi de fondants, alors qu'ils étaient inutiles dans les tout premiers fours à cuve n'utilisant que des minerais peu siliceux, mais à fortes teneurs en fer et où cette silice se saturait de fer pour former des silicates fusibles (scories) qui s'accumulaient sous le four dans des fosses aménagées exprès ou pouvaient même s'écouler à l'extérieur. Il n'était donc pas nécessaire et même c'était préjudiciable de rajouter des pierres siliceuses comme le suppose le commentateur D.E.Eichholz pour expliquer l'emploi cité par Aristote et son successeur, Théophraste, de pierre pyrimaque (pyrimachus) et de pierre meulière (milias lithos). L'addition de silex citée par certains n'a pu se faire sans danger de projection violente, à moins de le pulvériser en poudre innofensive, ce qui ns ferait qu'augmenter les pertes en fer de l'opération.
L'addition de fondant n'est vraiment intéressante que dans les hauts fourneaux, où la température est suffisante pour liquéfier complètement la scorie qui devient alors un "laitier".
Le grand métallurgiste français Jules Garnier a été un des premiers a établir d'une façon logique et scientifique un bref aperçu de l'histoire du fer dans son livre paru en 1878 [Jules Garnier, Le fer, Paris, Hachette, 1878] et ce n'est vraiment que tout récemment qu'on étudie avec la collaboration de techniciens spécialisés et sous la direction de l'éminent archéologue tchèque Radomir Pleiner, les techniques de la sidérurgie ancienne.
Ce qui est bien notre avis, car comme le bronze a été connu dans l'Europe centrale et septentrionale avant de l'être en Méditerranée, on peut concevoir que les Cassitérides sont situées dans un archipel septentrional, soit probablement l'archipel danois où le nombre des objets en cet alliage découverts est extraordinairement élevé surtout à l'Age du Bronze Moyen, soit de 1500 à 1100 a.C suivant la chronologie classique, mais qui serait nettement plus ancien selon les datations actuelles : peut-être 2000 à 1700 a.C. [ C.Burgess The Bronze Age, Current Archaeology, mars 1970, n°90, pp.208-215].
Comme les premiers bronziers n'utilisaient pas l'étain métallique, mais se servaient de son oxyde (appelé actuellement cassitérite) comme appoint pour réaliser le bronze, par fusion réductrice, le terme cassiteros utilisé par exemple, par Homère et Hésiode peut signifier autre chose qu'étain ?
L'Iliade est le premier texte, qui nous soit parvenu dans lequel ce mot dont on ne connait pas l'origine, est mentionné, Il l'est à plusieurs reprises notamment lors de la description des jambières d'Achille, du bouclier d'Agammemnon et du char de Diomède. Helbig a pensé que ce terme pouvait ne pas signifier étain et Bailly dans son dictionnaire grec-français affirme que ce terme de Kassiteros signifiait primitivement un mélange d'argent et de plomb ce qui montre bien qu'il avait un sens originel différent de celui qu'on lui donne encore actuellement, c'est-à-dire étain.
Quant aux Iles Cassitérides, c'est Hérodote qui les mentionne pour la première fois, mais Pline qui pense que le mot cassiteros designe bien le plomb blanc traite de fables les récits grecs relatifs aux îles de l'océan Atlantique, où on va le chercher. Il situe plus exactement les gisements de ce métal en Lusitanie et en Galice (Histoire naturelle, livre XXXIV, 156, XLVII (16)).
On a également confondu les lieux d'origine et ceux de transit, c'est pourquoi nous avons émis l'hypothèse que ces îles mythiques ont pu se situer au Danemark. L'archipel danois étant le lieu privilégié du commerce du bronze aux débuts de sa fabrication et à l'Age du Bronze Moyen.
Le Pseudo-Aristote et Scymnus de Chio parlent d'étain celtique, mais ce dernier situait les îles Cassitérides, comme les Electrides au fond de l'Adriatique ce qui est une transposition comme on en fait tellement au cours des siècles. Le "chemin" de l'étain et de l'ambre aboutissait en effet à une certaine époque à Aquilea à l'Ouest de Trieste et on confondait l'Eridan avec le Po (Jean R.Maréchal, Le commerce de l'ambre dans l'Antiquité, Techniques et Civilisations, 23, 1956, Vol.V, n° 4,pp.129-148). Cette désignation de celtique était normale car les anciens géographes, tel que Erathostene par exemple, situaient les Celtes dans le Nord de l'Europe. On sait maintenant qu'ils venaient des bords de la Mer du Nord et par conséquent, occupaient primitivement le Jutland avant les Cimbres et les Teutons. C'est à notre avis, une erreur encore partagée par les Celtisants actuels de croire que les Celtes ont influencé les habitants du Danemark, et que le célèbre chaudron en argent de Gundestrup trouvé dans une tourbière danoise a été fabriqué en dehors de cette région, dans un atelier plus méridional, parfois de la basse vallée du Danube (A.Grenier, Les Gaulois, Petite Bibliothèque Payot, Paris, p, 240). C'est une coutume typiquement nordique de jeter des objets rituels dans les lacs (transformés depuis en tourbières). On a attribué aux Scordisques la confection de ce magnifique vase orné de motifs religieux typiquement celtiques pour la raison qu'ils possédaient des mines d'argent (H.Hubert, Les Celtes depuis l'Epoque de la Tène et la Civilisation Celtique L'Evolution de l'Humanité, Albin Michel, Paris, XXXbis, 1950, p. 74), mais il ne faut pas oublier que les Scandinaves en avaient aussi (district de Kongsberg, de Sala, etc.), et que l'Ecosse possédait le gisement de Hilderstone dans le West. Lothian.
Il est remarquable que ce sont les Belges qui quittèrent les premiers le Danemark, bientôt suivis par les Cimbres et les Teutons dont les chefs portaient des noms celtiques.
Les Belges sont vraiment le prototype de ces peuples que l'on dit être des Germains, terme relativement récent, notamment les Eburons, Nerviens, Trévires et qui portent des noms celtiques, Ils ne sont vraisemblablement qu'une fraction de l'immensité des peuples du Nord et que l'on pourrait appeler Européens septentrionaux ?
Henri Hubert, Directeur à l'Ecole des Hautes Etudes a mis en valeur dans son cours remarquable le rôle et l'importance des Belges souvent confondus dans l'ensemble gaulois.
Par leurs infatigables pérégrinations les mercenaires belges ont eu connaissance de multiples procédés techniques et ont propagé leurs connaissances métallurgiques dans les pays qu'ils ont traversés ou occupés, telle les Iles Britanniques, où les Atrébates, Durotriges et autres peuplades ont frappé des pièces de monnaie que les spécialistes anglais appellent de type "Gallo-Belgic" en alliages or-argent-cuivre [ R.F.Tylecote, Métallurgy in archaeology, Londres, 1962, pp. 157-159 et table 57. Voir aussi de même auteur : A history of metallurgy, publiée en 1976 par The Metals Society, p. 50 - tableau 34 ].
Mais l'argent prit la prépondérance par un nouveau procédé d'isolement de ce métal à partir de minerais cupro-plombifère, par une sorte de raffinage primitif suivi d'une oxydation des métaux plus altérables, laissant les autres notamment l'argent et aussi l'or sur le fond de la sole de ce qu'on a appelé une coupelle.
Ce nouveau procédé appelé "coupellation" dont on attribue généralement l'invention aux Grecs a généralisé le monnayage de l'argent pur ou presque pur et a fait la richesse d'Athènes. [Jean R.Maréchal, Histoire de la métallurgie, V Argent et plomb, Ogam, n° 58; 59, juillet-octobre 1958, pp.246-258, fig.18 à 22. Voir aussi notre note sur un produit métallurgique découvert à Alet en Bretagne provenant d'un raffinage primitif à paraître dans le n°7 des Dossiers du Centre régional archéologique d'Alet, à partir de novembre 1979]
Les peuples d'origine belge du sud de l'Angleterre ont pratiqué postérieurement ce même procédé dont on a retrouvé des vestiges à Silchester (Calleva), Hengistbury Head dans le Hampshire et même plus au Nord, à Wroxeter dans le Shropshire (Viroconium). S.Scheers a rectifié la chronologie monétaire des Ambiens, peuple prépondérant dans l'hégémonie belge et a étudié son numéraire dès le III° siècle a.C. dans le second volume du Traité de Numismatique celtique de Colbert de Beaulieu [S. Scheers, Traité de numismatique celtique, II La Gaule Belgique, Annales littéraires de l'Université de Besançon , n° 195, 1977]. La monnaie en alliage à forte teneur en or fit place à partir de la conquête romaine à celle en argent et en bronze et ensuite en laiton ou faux or.
L'argent servit de plus en plus à la frappe de la monnaie dans le nord de l'Europe. Les anciens Germains croyaient que ce métal, de même que l'or d'ailleurs, se régénérait.
En celtique le fer est désigné par le mot "isarnos" et est passé sous la forme de "eisarn" en gothique et "eisen" en allemand moderne. Le mot celtique se rattacherait au vieux terme indo-européen "aiz" et comme les premiers Indo-Européens ne connaissaient pas encore le fer, ce terme désignerait plutôt le cuivre comme le latin "aes" et le sanscrit "ayas" ? Il faut ajouter que ce mot de "aes" est lui-même imprécis en ce sens qu'il peut désigner un cupro-plomb (aes rude des Romains), ou un laiton (aes candidum), ou enfin un bronze à l'étain ou même un alliage de cuivre, d'or et d'argent (corinthium aes de Pline) [Pline l'Ancien, Naturalis Historiae, livre XXXIV, §8]. L'histoire du commerce des métaux tirée de ces rapprochements étymologiques a été traitée par Vittorio Bertoldi [V.Bertoldi, Colonizzazioni nell'antico fiediterraneo occidentale alla luce degli aspetti linguistici, Naples, 1950]. Pline dit que les minerais de fer se trouvent presque partout et en cela, il a raison, si l'on sait que les Anciens utilisaient surtout des formations superficielles en nodules ou en géodes répandues dans les couches "sidérolithiques" de décalcification du Crétacé qui se sont surtout formées aux premiers temps de l'ère tertiaire.
Les Etrusques et les Romains ont cependant exploité l'oligiste plus compact de l'Ile d'Elbe, aussi Pline distingue-t-il plusieurs sortes de fer : soit un métal mou comme du plomb, soit un fer cassant qu'on doit bien se garder d'employer à la fabrication des roues et des clous, soit un fer qui ne convient que pour de menus objets, par exemple des clous de chaussures militaires. Certains fers sont d'après lui plus sujets à la rouille [Pline, §142-143). Tous ces fers s'appellaient "stricturae" terme qui vient de l'expression "'stringere aciem" qui signifie travailler le fer à la forge pour le durcir. Pline distingue les procédés de traitement des minerais, notamment pour obtenir un métal dur et tranchant ou bien pour réaliser un métal compact pour des enclumes et des têtes de marteau, mais pour lui la différence capitale provient de l'eau qui sert à tremper l'acier. Bilbilis et Turiasso en Espagne et Côme en Italie sont célèbres pour cette raison, bien qu'il ne s'y trouve pas de mines de fer. C'est une croyance encore répandue de nos jours que la qualité de l'eau de trempe fait la valeur de l'acier.
Il place le "fer sérique" en premier et ensuite le "fer parthique" qui seraient d'après lui les seules espèces de fer dans la composition desquelles n'entre que de l'acier pur, car toutes les autres contiendraient un mélange d'acier et de fer plus doux. Cependant, il n'existerait dans la totalité du Monde romain que cà et là, un filon de fer de cette qualité, dans le Norique par exemple. [Pline, Naturalis Historiae, livre XXXIV, §145]
Le fer sérique a été vanté également par Paul Orose qui vivait au V° siècle de notre ère. On voit sur la carte de Ptolémée (150 de notre ère) la "Serica scythiae" entre la "Scythia" et la "Sinae" avec deux villes Issedon scythique (Yarkand) et Issedon serica (Hotan). On y voit aussi une autre Sera, plus à l'Est, à la limite de la "Serica" et de la "Sinae" sur le Hoang-Ho (Ho-nan ?). C'est la "Sera Hetropolis" à la limite du monde connu des Romains. Comme de nombreux auteurs placent les Issedons près du lac Baïkal, on pourrait supposer que ce serait des Yakoutes du groupe des Paléosibériens ou tout au moins en relations commerciales avec eux. Les couteaux forgés par les Yakoutes sont d'une qualité exceptionnelle, à tel point que d'après le savant russe E.W. Pfizenmayer on ne peut découper la peau des mammouths retrouvés gelés en Sibérie qu'avec ces lames douées d'une telle flexibilité, malgré leur dureté qu'elles ne se rompent jamais. Le professeur Pfizenmayer avait apporté de Saint-Pétersbourg entr'autre matériel de dissection, un grand nombre de couteaux d'acier qui tous cassèrent l'un après l'autre au cours de la dissection du cadavre de mammouths. Les couteaux en acier forgés par les Yakoutes sauvèrent la situation. Une autre confirmation réside dans le fait (d'après Pline) que les Sères envoyaient également leurs peaux dans l'Empire romain et l'on sait que la Sibérie est célèbre pour la beauté des fourrures qu'elle fournit encore actuellement.
Quant au fer parthique, on peut admettre qu'il venait d'Afghanistan; où existent quantités de gisements de très bons minerais de fer [O.Herbert, Die Erzlagerstätten Afghanistan, Internationale Bergwirtschaft, 1926]. Les Parthes, ancien peuple scythique s'établirent d'abord dans le Khorassan et créèrent au III° siècle a.C. un puissant royaume en Iran qui résista aux Romains et ne devint partie de l'Empire que peu de temps pendant le règne de Trajan. Les Huns Hephtalites qui leur succédèrent ont été aussi connus pour la qualité de leurs aciers.
C'est l'étude métallographique des objets métalliques qui peut apporter des précisions sur l'évolution des procédés en parallèle avec les textes anciens. Ce n'est pas toujours facile et l'on constate parfois des observations inattendues : par exemple, la présence d'azote dans de vieux fers se manifeste au microscope par des aiguilles de nitrure.
Cette "nitruration" durcissait le fer comme montré par la tête de marteau destinée à fragmenter les morceaux de quartz stannifère du gisement de cassitérite d'Abbaretz en Bretagne. Généralement, c'est le phosphore qui donnait une certaine dureté au fer pur tel que les anciens sidérurgistes fabriquaient au four à cuve primitif répandu dans toute l'Europe avant les Romains. C'était surtout le carbone qui par cémentation superficielle, permettait au fer d'avoir un tranchant efficace comme dans les poignards et les épées de l'Age du Fer. On a pu constater par examen métallographique au microscope que bien souvent, les tranchants des armes étaient durcis par cette opération relativement facile à réaliser, en chauffant au rouge le métal recouvert d'un cément souvent constitué par du charbon de bois pilé en une poudre fine. Certains forgerons savaient par leur habileté carburer le fer dans leurs foyers en modérant la température par un excès de charbon, ce qui pouvait cémenter le fer, malheureusement d'une façon assez irrégulière. On a retrouvé nombre d'objets forgés de cette façon dans les fouilles exercées sur les anciens sites métallurgiques.
Il est évident que le départ des Romains a souvent provoqué la disparition d'usines importantes nécessaires à leurs besoins civils et militaires. Comme les nouveaux envahisseurs étaient eux-même en possession de procédés perfectionnés, ils reprirent possession de quelques centres industriels et en établirent de nouveaux.
En dehors de l'Empire, les Germains exploitaient des gisements de cuivre, d'étain, de plomb et d'argent et fabriquaient du fer et même de l'acier,d'une certaine qualité. L'or était également très recherché, souvent dans les alluvions de certains cours d'eau : Rhin notamment.
Les moines contribuèrent également à l'exploitation de concessions accordées par des princes ou des seigneurs.
Par les textes, on ne connaît guère l'évolution des arts du métal. En ce qui concerne l'orfèvrerie, on possède un manuscrit écrit vers la fin du XI° siècle par un moine appelé Théophile : "Diversarum Artium Schedula". On y trouve des recettes utilisées à son époque par les orfèvres et les fondeurs de cuivre.
Ce sont souvent de simples recettes destinées par exemple à imiter l'or, l'argent, les pierres précieuses ou même la pourpre du pseudo-Démocrite et des papyrus chimiques de Leyde et de Stockholm où il s'agit toujours de changer la couleur d'un métal de moindre valeur par une cémentation superficielle obtenue avec des matières organiques ou minérales. Il n'y a rien de bien valable dans ces recueils.
Agricola est un esprit autrement intéressant et valable, car il établit une nouvelle liste des métaux qui auparavant se limitait au nombre des astres connus par une correspondance que les commentateurs hellénistiques ou romains avaient repris d'idées très anciennes avec les seuls sept métaux qu'ils connaissaient. Le mercure ou argentum vivum devient le mercurius tandis que l'electrum reconnu comme un alliage est exclu par les alchimistes. C'est la découverte du bismuth et de l'antimoine reconnus comme métaux par cet auteur allemand du XVI° siècle dont le véritable nom est Georg BAUER (1494-1555). Ce dernier est le fondateur d'une nouvelle minéralogie qui fut ensuite renouvelée par A.Gottlob Werner deux cents cinquante ans plus tard (1750-1817). Plusieurs métallogénistes et minéralogistes ont écrit dans la seconde moitié du XVIII° siècle des ouvrages très intéressants sur les gisements métallifères d'Allemagne centrale. Nous citerons F.L.Cancrinus, descendant d'un huguenot français de Cancrin, ainsi que le C.Chassat de Florencourt, J.C.W. Charpentier, J.C.W. Voigt et J.F. Gmalin publièrent à la même époque d'autres recueils minéralogiques et miniers. Ce fut René Just Haüy (1743-1822) qui créa la cristallographie scientifique en France, tandis que Réaumur (1683-1757) avait déjà réussi à faire de l'acier par cémentation et à adoucir la fonte (fonte malléable) et que Lavoisier (1743-1794) renouvela complètement la chimie et en fit une science exacte remplaçant les conceptions erronées de G.E. Stahl (théorie du phlogistique). Nous signalerons encore les travaux de E.Swedenborg (1683-1772) sur l'art du fer et ses conceptions sur la cristallisation des corps remarquables pour l'époque.
La terminologie minière et métallurgique du Moyen-Age et des Temps Modernes avant les découvertes de Lavoisier et de Haüy est souvent tirée du grec, du latin ou des anciennes langues germaniques, parfois même, mais plus rarement du celtique comme MINA (?).
La signification de certains termes est différente du sens actuel. C'est ainsi que "mine" signifie minerai, tandis que le lieu d'extraction était plutôt "minière".
Ce sont surtout les mineurs saxons qui ont répandu en Europe la terminologie germanique partout où ils ont étés souvent appelés par les princes ou les seigneurs pour exploiter leurs richesses minérales :
bismuth (Wismut)
blende
cobalt (Kobalt) sous la forme cobolt dans Savary (1723)
fahlerz
feldspath (Saussure, 1773)
matte (Savot, 1627),
mispickel
nickel (Cponstedt, 1751, introduit en France par Buffon)
quartz
speiss
sperkise
et combien d'autres.