Acier de Damas

Une des caractéristiques les plus évidentes des aciers Damas (sous leurs deux formes) est la singularité de leurs apparences visuelles. Si une ressemblance superficielle peut exister entre les motifs du wootz et du Damas de corroyage, leur nature est complètement différente.

Le motif observé sur le wootz est le produit de la cristallisation du métal lors de son élaboration, la haute teneur en carbone produisant les motifs caractéristiques. La création des motifs est pour l'essentiel spontanée et ne peut être que marginalement maîtrisée.

Les motifs présents sur le Damas de corroyage correspondent à la forme des différentes couches d'acier soudées. Contrairement au wootz, la forme du motif est intentionnelle, choisie par le forgeron au moment de l'élaboration de la pièce en provoquant des déformations soit par des techniques de forge libre, soit en estampant la barre de matériau composite des motifs recherchés. Les motifs possibles sont très nombreux suivant les types d'aciers et l'habileté du producteur (formes simples comme des lignes parallèles, vagues, ronds, carrés… mais également des motifs élaborés tels de petits dessins[1]).

Dans les deux cas, ces motifs sont en général peu discernables à l'état brut du matériau et doivent être « révélés » par des traitements particuliers (en général chimiques).

Les centres de production de l’acier étaient l’Inde et l'actuel Ouzbékistan. On produisait et exportait des lingots d'une teneur en carbone très hétérogène, appelés wootz, qui étaient ensuite transformés en armes dans les centres iraniens.

Il existe trois grandes théories se recoupant relativement bien sur l'origine du nom de Damas donné à cet acier. L'une d'entre elles repose sur les textes d'Al-Kindi, qui fait explicitement référence à la fabrication de ce type d'acier à Damas. Certaines sources francophones pensent plutôt que l'acier de Damas était en partie d'origine iranienne et que l'on a peut-être appelé cet acier par référence à l’étoffe, car l'acier poli a le même aspect moiré que les étoffes de cette ville. Cet acier servait à faire les armes blanches et les Iraniens ont particulièrement excellé dans la fabrication de cimeterres ; cependant, ces derniers étaient des lames recourbées, alors que Damas était célèbre pour la fabrication d'épées droites à double tranchant qui, contrairement à une opinion répandue, étaient très utilisées en Égypte et en Syrie jusqu'à l'époque mamelouke. La plupart de ces épées droites étaient en acier de Damas et y étaient donc en grande partie fabriquées, avec probablement quelques centres de production secondaire en Perse (Iran actuel).

Le wootz est un lingot d'acier de quelques kilos, exporté de l'Inde vers le Moyen-Orient. Issu d'une loupe métallique extraite d'un bas fourneau, un traitement d’homogénéisation grossière et de recarburation en faisait un demi-produit apte au forgeage. Tout le talent du forgeron consistait alors à mélanger les différentes zones du lingot, pour lisser la teneur en carbone.

La qualité de cet acier tient dans le fait qu'il alterne des couches d'acier à la fois hypoeutectoïde et hypereutectoïde (pauvre ou forte en carbone). L'aspect de l'acier variant avec sa teneur en carbone, l’alternance de très fines couches d'acier lui donnait un aspect mat avec un effet de moiré. Ces couches microscopiquement fines, obtenues par pliages successifs, étaient très difficiles à distinguer à l'œil nu : le grain des katana japonais possède une structure comparable, bien que loin d'être identique et de composition complètement différente, car le wootz contient une quantité de carbures divers bien plus importante que l'acier japonais des katana. Cet acier superplastique, ayant une structure de matériau composite, combinait la malléabilité des aciers faibles en carbone et la dureté des aciers plus riches en carbone, qui leur permettait de conserver leur tranchant.

L'originalité des lames vient donc de leur apparence esthétique et de l'impossibilité des Occidentaux à le reproduire, ceux-ci n'ayant pas accès au wootz. Quant à reforger les épées à disposition, les forgerons y renoncent vite : le métal part en miettes s'il est forgé trop chaud, devient cassant s'il est forgé trop froid, perd ses propriétés s'il est forgé trop longtemps (les carbures graphitisent alors)[D 1]. Les croisés célèbrent la qualité de ces armes autant à cause de leur aspect mystérieux, que pour vanter leurs adversaires, ce qui exaltait d'autant leurs combats. Les Arabes, de leur côté, tenaient des propos identiques sur les épées franques[D 2].

La fabrication d'objets en acier damassé prit fin vers le XVII^e siècle, peut-être à cause de l'épuisement du minerai, ou des difficultés à maintenir actives les routes commerciales permettant de se fournir avec les métaux nécessaires, voire de l'insuffisante transmission des techniques de fabrication, tenues secrètes et, à coup sûr, d'une conjonction de ces éléments. La dernière fabrication de lames de Damas semble se situer aux environs de 1750.

Le damassage en Lorraine *  Inventaire du patrimoine culturel immatériel en France
Lame en acier Damas de corroyage, production contemporaine (2005).
Domaine	Savoir-faire
Lieu d'inventaire	Le Ban-Saint-Martin, Moselle
* Descriptif officiel Ministère de la Culture (France)

Les progrès de la métallurgie, notamment au cours du XVIII^e siècle, donnent aux chercheurs français et aux expérimentateurs suédois les outils et les méthodes pour redécouvrir l'acier de Damas[2]. La redécouverte du procédé fascine les chercheurs :

« [Ce] fut un stimulant extraordinaire pour la recherche, au moment où la chimie, avec Lavoisier se débarrassait de l'héritage des alchimistes, où Grignon et les Suédois s'intéressaient à la cristallisation des métaux, où de nouveaux éléments métalliques naissaient dans les cornues[2]. »

— Adrienne R. Weill, Encyclopædia Universalis : Métallurgie.

Les tentatives de reproduction des forgerons occidentaux échouent jusqu’en 1823, où un dénommé Bréant[3] fut salué par toute la communauté scientifique en proposant un procédé d'élaboration d'un acier aux caractéristiques recherchées. Il parvient à reconstituer la fabrication du wootz, la forme du lingot, les conditions de la précipitation du carbure et explique l'effet du corroyage[2].

Cependant, les Européens avaient très vite compris qu'un acier similaire — en apparence uniquement — à celui dit de Damas pouvait être obtenu par soudure à chaud et martelage de plusieurs bandes d'acier ou de fer à teneurs en carbone différentes, qui se substituaient à l'utilisation d'un lingot de teneur en carbone variable. C'est le damas soudé ou damas de corroyage.

Un procédé similaire de corroyage fut employé au XIX^e siècle pour forger des canons de fusil : des barres d'acier de teneur en carbone différentes étaient assemblées en une trousse dont la section représentait le motif initial, un peu à la manière d'un dessin pixelisé. Chauffées à la forge pour procéder à leur soudure et à leur élongation, elles constituaient un des éléments du motif. D'autres trousses pouvaient ainsi représenter des initiales, un dessin… La barre ainsi obtenue était ensuite chauffée et vrillée sur elle-même à raison de dizaines de tours pour une section d'un seul centimètre. Cette étape avait pour effet de procéder à un changement d'axe du motif qui passait de transversal à latéral par rapport à la longueur de la barre. Elle était alors formée en ruban, lequel était enroulé autour d'un mandrin en rotation, puis le tube en hélice était soudé et rectifié aux dimensions voulues, ce qui donnait des canons très fiables alliant l'esthétique à la solidité issue des propriétés physico-chimiques des différents aciers utilisés. La finition mécanique était finalement terminée par une révélation à l'acide, les aciers apparaissant plus clairs ou plus sombres, voire noirs selon leur teneur en carbone. L'investissement en main-d'œuvre requis pour ce genre d'ouvrage (6-8 canons par jour pour un forgeron et son aide) fit qu'il fut abandonné au profit de méthodes industrielles plus rapides (une usine produisait 3 000 canons par jour en acier foré). Mais la production de ces pièces d'exception se poursuivit jusqu'au début du XX^e siècle. De nombreuses forges de la région liégeoise utilisaient encore ce procédé.

L'ère moderne avec l'utilisation de machines numériques a également permis de créer des trousses aux motifs beaucoup plus élaborés. Les damas ainsi produits présentent des dessins ou figures d'une précision irréalisable par le passé.

Au XXI^e siècle, le damas « moderne » obtenu par corroyage existe essentiellement pour la production de lames de collection, grâce à sa popularisation dans le milieu des forgerons artisans. L'alternance de couches d'acier est mise en valeur par l'application finale d'une solution corrosive attaquant certains alliages plus que d'autres et colorant ceux qui sont plus réactifs : les alliages inoxydables et le nickel pur sont peu affectés par la solution et révèlent une couleur brillante gris argenté, contrairement aux alliages d'acier au carbone qui apparaissent gris foncé ou noirs, partiellement dissous en surface par la solution. Certaines lames, comme les kriss malais, alternent même des aciers riches en nickel (qui peuvent être d'origine météoritique), avec des aciers très chargés en carbone, pour un effet de contraste maximal[D 3].