L' archeometallurgia , chiamata anche paleometallurgia , è la scienza che studia i processi di fabbricazione degli oggetti in metallo nelle società preindustriali. Si interessa di storia delle tecniche di trasformazione e utilizzo dei metalli dalla Preistoria ( Età del Rame , Età del Bronzo , Età del Ferro ) fino al Medioevo .
Questa scienza usa per questo:
L'archeometallurgia è di particolare importanza per l' industria nucleare : dal punto di vista dell'interramento dei rifiuti , l'archeometallurgia permette di sapere come si comporta un metallo nell'arco di diversi secoli, o anche di diversi millenni.
I primi metalli lavorati erano allo stato nativo: oro nativo (giallo), rame nativo (rosso) e argento nativo (grigio-bianco) meteoritico , quindi le tecniche per ottenere questi metalli furono migliorate per produrre oggetti più elaborati, martellando il metallo ( deformazione plastica ) con una pietra. Queste rocce colorate, identificate dalla loro brillantezza, erano usate prima per scopi decorativi, poi per la fabbricazione di armi , utensili e strumenti. Così abbiamo trovato, il IX ° - VII ° millennio aC. DC (periodo neolitico ), i perni , le perline e punteruoli in rame nativo in Iran (Alikosh) e Anatolia (Çayönü tepesi vicino Ergani). Il rame fuso appare con certezza nel 4500 a.C. D.C. in Mesopotamia e in Asia centrale . Più vicino a noi, dal 3000 al 1500 a.C. AD , i rami nativi della regione del Lago Superiore (America), venivano usati per la fabbricazione di punte di freccia .
Pertanto, il rame sembra essere stato lavorato prima dell'oro, ma più facile da martellare a freddo a causa della sua elevata duttilità . L'oro si trova in natura solo in forma nativa: alluvionale sotto forma di pepite nei fiumi o presente in alcune vene di roccia . Tra gli Incas , in Sud America , in Colombia e in Ecuador , abbiamo trovato oggetti in platino nativo (pepite martellate).
In epoca preistorica , il ferro meteorico era considerato prezioso perché estremamente raro. Il suo alto contenuto di nichel (circa il 10%) lo distingue dal ferro terrestre. Viene lavorato mediante martellatura a freddo. Molti oggetti appaiono nel III E e II ° millennio aC. D.C. in Medio Oriente : pugnali dalle tombe di Çatal Höyük , Tell Asmar , Ur . Perline di ferro meteoritici che adornano un braccialetto in pelle trovato in una tomba in Siberia, a sud, sono stati datati alla fine del III ° millennio aC. J.-C.
Sembra difficile parlare di metallurgia prima della trasformazione di metalli o minerali mediante trattamento termico . Per ottenere pezzi artigianali più elaborati, era necessario fondere il metallo dal suo stato originario o per riduzione del suo minerale. (Una riduzione è un'operazione mediante la quale il metallo che contiene viene estratto da un ossido , rimuovendo l' ossigeno ). Ad esempio, per il ferro:
C + 1/2 O 2→ CO
CO + FeO → Fe + CO 2
Le tre pietre lucide, oro, argento e rame, cambiano facilmente da solide a liquide (sono fusibili ). Ciò è tanto più importante, poiché all'epoca era controllato solo il riscaldamento a legna. Inoltre, questi corpi erano modellabili e in grado di assumere, allo stato fuso, la forma dello stampo . Quindi, questi tre metalli erano malleabili , cioè potevano assumere una nuova forma durevole sotto l'azione del martellamento. Questo è ciò che porterà i Mesopotamici e gli Egizi a fabbricare oggetti di "fonderia grezza", sempre più elaborati. Inoltre, i gioiellieri artigiani aggiungeranno, alle dimensioni delle pietre preziose (come il lapislazzuli ), nuove tecniche per realizzare collane , bracciali , pendenti e altri ornamenti in oro giallo, argento bianco o rame rosso.
La conoscenza delle tecniche metallurgiche si estenderà presto alle miniere e ai minerali , agli stampi, ai processi per ottenere temperature più elevate, quindi alle leghe di diversi colori e proprietà (oro e argento, oro e rame, argento e rame). Altre pietre colorate, come la malachite (verde) o l' alabastro (giallo) completeranno la gamma dei primi fabbri e orafi . Il rame, poiché esiste allo stato originario, è uno dei metalli più antichi conosciuti. Oggetti in rame risalenti al IX millennio a.C. AD è stato portato alla luce in Iraq. La sua metallurgia sembra risalire al quinto millennio, e possiamo parlare di un'età del rame prima dell'età del bronzo . Si forma una lega più dura del rame perché contiene quantità variabili di arsenico . Il bronzo, una lega di rame e stagno, era conosciuto in Medio Oriente intorno al 2700 a.C. AD Queste tecniche, conosciute dal VII ° millennio aC. J. - C. in Anatolia, si diffonderà in Iran poi in Egitto verso 3800 av. AD prima di diventare comune in Occidente .
La metallurgia del ferro appare intorno al 1500-1000 aC. D.C. in Anatolia e Iran perché comporta tecniche più elaborate rispetto ai precedenti trattamenti dei metalli: temperatura di fusione più alta, cementazione ... Si diffonderà poi in Africa : 500 a.C. D.C. in Nigeria , 200 a.C. AD in Sudan .