I - La métallurgie du fer de la protohistoire au XIX^_e siècle

1 -La découverte de la réduction des minerais

      À la différence du cuivre, le fer se trouve rarement à l'état natif dans la nature; cet élément chimique est presque toujours combiné à l'oxygène et les minerais de fer les plus répandus sont des oxydes. Pour séparer ces éléments chimiques, il faut mettre en présence de l'oxyde de fer, un corps plus " avide “ d'oxygène que le fer, l'oxyde de carbone par exemple, lequel est un gaz qui se forme aisément quand du charbon ou de la matière organique renfermant du carbone, comme le bois, entre en combustion dans une atmosphère pauvre en oxygène.

     Dans une telle réaction, l'oxyde donneur d'oxygène est appelé oxydant, l'élément ou le composé chimique receveur est appelé réducteur: On dit que le donneur a été réduit et que le receveur a été oxydé. Cette réaction, dite d'oxydo-réduction, exige, pour se produire, un apport d'énergie et, de cetait, elle ne se produit généralement qu'à une température élevée.

     Comment la réduction d'un oxyde de fer a-t-elle pu se produire ?

     Depuis le paléolithique, les hommes manipulaient les oxydes de fer, notamment l'hématite en tant que colorant. Ainsi, l'ocre rouge, utilisée au paléolithique supérieur et moyen, comme pigment pour lia peinture et pour saupoudrer les corps des défunts ou le sol des habitats était un oxyde de fer.

     Au néolithique, la cuisson des céramiques, puis à l'âge du cuivre et du bronze, la multiplication des foyers de métallurgistes, amenèrent les hommes à mettre sur le feu de plus en plus de minéraux dont des oxydes de fer.

     Par ailleurs, la combustion du bois ou du charbon de bois dans des fours à faible tirage. produisait inévitablement de l'oxyde de carbone qui est un puissant réducteur. Les conditions étaient donc réunies pour que la réduction des oxydes de fer par l'oxyde de carbone puisse se réaliser fortuitement et que du fer pur apparaisse dans certains fours. Il ne restait plus aux hommes qu'à constater le fait et à apprécier les propriétés de cette nouvelle matière. Le tout se réalisa vers la fin du III^e millénaire avant J.C. dans les régions du sud du Caucase et le fer prit place près des autres métaux déjà connus : le cuivre, l'étain, l'argent et l'or utilisés pour la fabrication des outils et des parures.

     Les oxydes de fer étant très abondants dans l'écorce terrestre, la métallurgie du fer put se développer relativement vite. 

   Ainsi, empiriquement, sans avoir la moindre notion de chimie, des hommes de la protohistoire s'efforcèrent de réunir les meilleures conditions possibles pour réussir les réactions d'oxydo-réduction, et construisirent des fours leur permettant d'obtenir le métal en quantité suffisante. Progressivement, les procédés furent divulgués de l'Orient vers l'Occident et, au I^er millénaire avant J.C., cette nouvelle métallurgie se généralisa en Europe.