aperçu
en 1856, Henry Bessemer (1813-1898) a développé une nouvelle méthode de fabrication de l’acier. Le procédé Bessemer a permis pour la première fois la fabrication de grandes quantités d’acier de haute qualité. Ceci, à son tour, a fourni de l’acier à un coût relativement faible à diverses industries. En révolutionnant l’industrie sidérurgique, le procédé Bessemer a contribué à stimuler la Révolution Industrielle., En quelques décennies, les fonderies fabriquaient des rails de chemin de fer, des poutres de Pont, des locomotives, des armures et d’autres produits à base d’acier.
contexte
Le fer est connu de l’homme depuis plusieurs milliers d’années; les premiers outils en fer trouvés jusqu’à présent proviennent d’Égypte et ont été fabriqués vers 3000 avant notre ère.. Cependant, le fer est un métal relativement mou et fragile à lui seul. Vers 1000 av. J.-C., Les Grecs avaient découvert que le fer chauffant aiderait à le durcir, mais il était encore fragile et peu utile pour toutes les tâches nécessitant une résistance., D’autres cultures chauffaient le minerai de fer et le charbon de bois ensemble, faisant ce que nous appelons maintenant le fer forgé.
au Cours du xive siècle, la fonte a été développé. La fonte brute est fabriquée en chauffant des barres de fer, du coke de charbon et du calcaire ensemble dans un feu ou un four. Tout d’abord, le minerai de fer est recouvert de lecoke et de calcaire et chauffé jusqu’à une semaine, permettant au carbone de diffuser à la surface du fer. Ensuite, le métal est martelé et plié afin de mélanger le carbone dans tout le fer de la même manière que le malaxage du pain distribue la levure dans toute la pâte., Malheureusement, ce processus nécessitait beaucoup de temps et de main – d’œuvre et produisait de l’acier de qualité variable.
chauffer ces ingrédients ensemble dans un creuset était la prochaine innovation. En permettant un certain degré de mélange pendant le chauffage, ce processus a produit une qualité plus uniforme de l’acier, bien que toujours en quantités limitées. Malgré cela, cette méthode a permis à une ville D’Angleterre d’augmenter sa production d’acier d’environ 200 tonnes par an à plus de 20 000 tonnes par an en un siècle.
La prochaine percée est survenue en 1856 lorsque Henry Bessemer a développé le processus de fabrication de l’acier qui porte son nom., En fait, inconnu de Bessemer, cette méthode de fabrication de l’acier a été développée presque simultanément par L’américain William Kelly (1811-1888). Cependant, Bessemer a déposé sa demande de brevet aux États-Unis en premier et a reçu la majorité du crédit. Dans le procédé Bessemer, l’air est continuellement forcé à travers l’acier alors qu’il est contenu dans le creuset. Cela a brûlé le carbone présent dans l’acier, augmentant la température et éliminant de nombreuses impuretés qui autrement nuiraient à la qualité et à la résistance du métal final., En outre, les convertisseurs de Bessemer (maintenant aussi appelés hauts fourneaux en raison des grands volumes d’air qui sont soufflés à travers l’acier fondu) fonctionnaient en continu plutôt qu’en lots comme c’était le cas avec l’acier au creuset. Cela a produit de plus grandes quantités d’acier, une autre amélioration. Dans ce processus, du carbone reste dans l’acier, contribuant à rendre l’acier à la fois plus résistant et plus flexible que le fer d’origine.
Le procédé Bessemer s’est révélé presque aussi durable que l’acier qu’il produit. Après près de 150 ans, c’est toujours la principale méthode de fabrication de l’acier dans le monde., D’autres procédés de fabrication sont utilisés, mais surtout pour des types d’acier spécifiques nécessitant des propriétés différentes. En outre, bien que l’acier soit aujourd’hui similaire à celui des années 1860, un certain nombre d’aciers spéciaux ont été développés. Quelques exemples de ceux-ci sont l’acier inoxydable, l’acier à outils, l’acier à ressort et les alliages spéciaux utilisés dans des environnements extrêmes (tels que les moteurs à réaction, les réacteurs nucléaires, à l’intérieur du corps humain, etc.).
Impact
l’impact de la disponibilité d’acier bon marché et de haute qualité peut difficilement être surestimé., Le XIXe siècle en Europe a été l’époque de la Révolution Industrielle. Le développement de la machine à vapeur en un dispositif utile, le développement du chemin de fer et le moteur à combustion interne se sont tous produits au cours de ce siècle. Ces dispositifs ont été rendus plus efficaces par L’acier de Bessemer. Et ce nouvel acier a également rendu possibles d’autres innovations. L’importance de L’acier de Bessemer devint rapidement évidente dans les domaines de l’industrie et du commerce, du génie civil et de l’armée.
L’industrie a été la première et la plus évidente bénéficiaire du nouvel acier., La production d’acier en Grande-Bretagne est passée d’environ 50 000 tonnes à plus de 1,3 million de tonnes par an en seulement 25 ans. Dans le même temps, le prix de cet acier est tombé à la moitié de son niveau précédent. Une grande partie de cet acier supplémentaire est allée à l’industrie. Une partie de l’acier a été utilisée pour l’infrastructure, pour fabriquer les machines qui fabriquaient les marchandises qui étaient envoyées sur le marché. L’utilisation de l’acier au lieu du fer, du bois ou d’autres matériaux a contribué à augmenter la durée de vie des dispositifs de fabrication, rendant finalement le processus de fabrication plus efficace., En outre, la plus grande résistance de l’acier a rendu possible certains dispositifs qui ne pouvaient tout simplement pas être construits auparavant. Les lames en acier ou les surfaces de coupe ont contribué à prolonger la durée de vie des scies, réduisant ainsi le coût de fabrication des produits en bois, tandis que les outils et les pièces en acier ont permis de réaliser des tours à grande vitesse. En outre, l’industrie pourrait utiliser l’acier dans les produits qu’elle fabrique pour les consommateurs. L’acier était plus dur que le fer, moins cher que le fer forgé et plus durable que le bois, la pierre ou le verre. Bien que n’étant pas le matériau parfait pour toutes les utilisations, sa polyvalence était impressionnante.,
Tous ces attributs font de l’acier une partie importante de toute économie nationale. La disponibilité de produits en acier durables et relativement peu coûteux pour les consommateurs encourage l’achat, alimentant ainsi l’économie de marché de l’offre et de la demande. Des produits manufacturés de haute qualité et à faible coût peuvent être exportés, apportant des devises étrangères dans un pays. L’acier est l’une des pierres angulaires d’une économie industrielle saine, et les aciéries sont parmi les premiers achats importants effectués par les pays en développement à mesure qu’ils s’industrialisent., Il convient également de noter que, dans les années 1990 seulement, un certain nombre de différends commerciaux tournaient autour d’allégations de « dumping » d’acier sur les marchés étrangers à des prix artificiellement bas pour obtenir un avantage économique ou, dans certains cas, pour essayer de nuire à l’industrie sidérurgique d’un autre pays. Que de telles pratiques se produisent est une autre indication de l’importance économique de l’acier pour les nations.
L’acier a également joué un rôle important dans la fabrication de nombreux empires industriels. Aux États-Unis, Andrew Carnegie a fait fortune en vendant de l’acier au pays en développement., L’acier des fours de Carnegie est entré dans les trains qui se rendaient à la frontière américaine, il a construit les rails sur lesquels ils montaient et les canons que les passagers transportaient. En Allemagne, l’empire industriel de la famille Krupp a été construit, en partie, sur l’acier et les produits sidérurgiques. Surtout connu pour fournir des armes à L’Allemagne nazie, Krupp a également construit du matériel agricole et des véhicules pendant de nombreuses années jusqu’à ce qu’ils soient divisés par les Alliés après la Seconde Guerre mondiale.
L’acier a également eu un impact majeur sur le génie civil et l’architecture., Sans acier, il n’y aurait pas de gratte-ciel, pas de ponts suspendus, pas de chemins de fer, pas de béton armé et pas d’autoroutes modernes. La force et la relative légèreté de l’acier ont rendu toutes ces choses possibles. Il est sûr de dire qu’aucune grande ville ne se ressemblent sans acier.
Une des raisons de Bessemer pour développer un processus de fabrication de l’acier amélioré était le besoin de plus de canons par les troupes britanniques pendant la guerre de Crimée. Parmi les premiers produits qu’il a fait avec son nouvel acier des canons, avec la voie ferrée., Les armes à feu sont bien sûr directement utiles aux militaires et, en permettant une mobilisation plus rapide des troupes, le chemin de fer a contribué à révolutionner la guerre. Pendant la guerre de Sécession, la supériorité du système ferroviaire du Nord combinée à la force industrielle du Nord ont aidé les États du Nord à gagner la guerre.
D’autres utilisations auxquelles l’acier a été rapidement mis étaient les armures pour les véhicules, les canons plus forts pour les pièces d’artillerie, les véhicules à moteur, les navires de guerre, les moteurs et les turbines, et, plus tard, les chars et les pièces d’avions. Comme dans tant d’autres domaines, il est difficile de concevoir une guerre moderne sans acier.,
bien que l’acier soit supplanté dans certaines régions par des polymères, des céramiques, des composites et d’autres matériaux, il joue toujours un rôle vital dans la société moderne. Alors que certaines automobiles sont maintenant fabriquées avec des panneaux de carrosserie en polymère, par exemple, l’acier est utilisé pour les surfaces horizontales et pour le renforcement des portes en raison de sa résistance supérieure et de sa capacité à protéger les passagers lors d’un accident. L’ordinateur et le clavier sur lesquels ces mots sont tapés sont composés en grande partie de plastique, de silicium et de cuivre, mais la chaîne de montage sur laquelle ils ont été fabriqués est en acier., L’acier peut, à un moment donné, être remplacé par d’autres matériaux, mais il est peu probable que ce soit le cas dans un avenir proche. En attendant, il ne fait aucun doute que le monde dans lequel nous vivons serait profondément différent sans la disponibilité d’acier bon marché et de haute qualité.
P. ANDREW KARAM
pour en savoir plus
Diamond, Jared. Armes à feu, germes et acier: le destin des sociétés humaines. New York: W. W. Norton and Company, 1999.
Institut des Matériaux. Sir Henry Bessemer, F. R. S.: Une Autobiographie. Ashgate Éditeurs, 1989.
Kent, Zachary., Andrew Carnegie: roi de L’acier et Ami des bibliothèques. Enslow Publishers, Inc., 1999.