Le savoir fer


Jeudi 19 avril 2012, Henri Houben, 10798 signes.
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Gresea asbl (Groupe de recherche pour une stratégie économique alternative)

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Comment produit-on de l’acier ? Quelles sont les technologies utilisées ? Quels sont les secteurs clients de la sidérurgie ? Tout savoir ou presque…

Paru dans le Gresea échos n°69 du mois de mars 2012.

Il semble à tout un chacun que la sidérurgie a existé de tous temps ou, du moins, remonte-t-elle à une origine lointaine. Ce n’est pas totalement erroné. Nous savons qu’en Perse et en Chine sont apparus, en des temps immémoriaux (Ve et IIe millénaire avant JC), des alliages ferreux très solides, comparables à ceux de l’acier. Mais nous en avons perdu les secrets de fabrication.

Dès lors, ce qui s’est imposé est la production de fer. L’acier était déjà connu au XVIIIe siècle, mais il était coûteux à réaliser. Les premières firmes métallurgiques de la révolution industrielle se concentrent sur le fer. Un des grands secteurs demandeurs de ces produits est le résultat d’une innovation majeure de l’époque : le train. La première ligne est ouverte en Angleterre en 1825. Elle demande des rails pour faire transiter la locomotive et les wagons. Ce sont des voies ferrées. D’où le nom d’ailleurs de cette industrie : le chemin de fer.

L’avènement de l’acier prendra naissance après la découverte d’Henry Bessemer en 1855, du convertisseur de fonte grâce à l’injection d’air pur (ce qui sera amélioré par de l’oxygène pur dans d’autres systèmes). Cela permettait une production plus massive à un moindre coût. En outre, l’acier est plus solide que le fer. Les secteurs clients demandèrent de plus en plus ce nouveau matériau.

A partir de là, la sidérurgie prend son envol. La production d’acier brut passe de 28 millions de tonnes en 1900 à près de 747 millions de tonnes en 1979. L’emploi dans le secteur suit la même courbe. Dans les pays de l’OCDE OCDE Organisation de Coopération et de Développement Économiques : Association créée en 1960 pour continuer l’œuvre de l’Organisation européenne de coopération économique (OECE) chargée de suivre l’évolution du plan Marshall à partir de 1948, en élargissant le nombre de ses membres. A l’origine, l’OECE comprenait les pays européens de l’Ouest, les États-Unis et le Canada. On a voulu étendre ce groupe au Japon, à l’Australie, à la Nouvelle-Zélande. Aujourd’hui, l’OCDE compte 34 membres, considérés comme les pays les plus riches de la planète. Elle fonctionne comme un think tank d’obédience libérale, réalisant des études et analyses bien documentées en vue de promouvoir les idées du libre marché et de la libre concurrence.
(En anglais : Organisation for Economic Co-operation and Development, OECD)
 [1], il se monte à près de 2,4 millions en 1974.

Un peu d’étymologie

Fer : ce mot est issu du latin ferrum "fer ; objet en fer" (cf. roum. fier, it., cat. Et port. ferro, occ. fèrre ou fèr, esp. hierro) d’origine inconnue. Du latin viennent ferrer (et ferrure, maréchal-ferrant, déférer), ferro- et ferrugineux ; du provençal, ferrade. Le français a formé ferraille, ferret, ferronnerie, enferrer, brise-fer, chemin de fer (et ferrroutage, ferroviaire), fer-blanc (et ferblanterie), mâchefer, les termes techniques contre-fer, entrefer, ferratier, ferrement, en chimie ferrate, ferreux et ferrique, transferrine (de l’anglais), ferrite.

Acier : 12e ; acer 1080 ; bas latin aciarium, de acies "pointe, tranchant". (Provenç. acier, acer, assier ; anc. catal. asser ; espagn. acero  ; ital. acciajo.) On dénombre aujourd’hui près de 3.000 nuances (compositions chimiques) répertoriées, sans compter toutes celles créées sur mesure.

Sidérurgie : Du grec sidérourguéïon ("atelier du forgeron"), lui-même formé à partir de sideros ("fer") et de ergon ("travail", qu’on retrouve dans ergonomique). La création du terme "sidérurgie" est liée à la nécessité de distinguer la métallurgie du fer dans le vaste domaine de la métallurgie en général. Sa première attestation date de 1761, dans trois mémoires adressés à l’Académie des Sciences par Pierre-Clément de Grignon, maître de forges.

Automobile : Mot hybride composé d’un mot latin (mobile, de movere, "mouvoir") et d’un mot grec (auto, "lui-même"), sur le modèle de locomobile. Il a été créé lors de l’invention des premières "voitures sans chevaux" car elles étaient munies d’un moteur avec source d’énergie embarquée alors que les autres "voitures" (diligences, calèches, carrioles, chariots et autres véhicules terrestres) étaient mus par un ou des chevaux ou un ou des bœufs. Le terme "automobile" n’est forgé qu’en 1890 et, il faut attendre 1896 pour voir l’Académie française se prononcer sur son genre, féminin en l’occurrence. Curiosité : il est raccourci en "auto" en français (premières syllabes), en "mob" en espagnol (syllabe du milieu) et en "bil" en suédois (syllabe finale).

Charbon : Ce mot est issu du latin carbo, carbonis "charbon de bois" puis "charbon de terre" en latin médiéval. La famille la plus ancienne se compose de charbonnier (qui, par déformation plaisante, aboutira à bougnat), charbonner, escarmouche, carbonade, charbonnière, charbonnage. Un emprunt savant au latin produit le doublet carbone, à l’origine de nombreux termes chimiques (carbonate, carbonique, carbure,…), de l’élément carbo- et de carboniser.

Coke : De l’anglais coke, coak, cowke, attesté depuis le 17e siècle, répertorié à cette époque comme terme du nord de l’Angleterre et qui semble représenter une variation de l’anglais du Nord colke "cœur, partie centrale (d’un fruit, d’un objet)".

Brames : La brame est un demi-produit sidérurgique. C’est la matière première Matière première Matière extraite de la nature ou produite par elle-même, utilisée dans la production de produits finis ou comme source d’énergie. Il s’agit des produits agricoles, des minerais ou des combustibles.
(en anglais : raw material)
utilisée pour la fabrication des tôles ou des plaques sur les trains de laminoirs. La brame, ou "slab" (anglicisme), est une masse d’acier de forme parallélépipédique et de fortes dimensions d’environ 700 à 2.500 mm de largeur, de 5 à 15 m de long et de 150 à 350 mm d’épaisseur. Son poids peut atteindre plusieurs dizaines de tonnes. Vers le milieu des années 1980, un développement de la coulée continue, avec la mise au point d’une lingotière de forme complexe, a permis l’apparition des brames minces, qui font de 25 à 80 mm d’épaisseur. Les brames sont obtenues, soit directement à la coulée continue, soit après réduction d’un lingot dans un train de laminoirs dégrossisseur, ou "slabbing". Les trains de laminoirs dégrossisseurs disparaissent aujourd’hui au profit des coulées continues.

Machines : Du latin machina ("invention, engin"). Au temps de la Rome antique, au théâtre, on utilisait des grues "mecane", ce qui donnera plus tard machina, puis enfin machine. Le machinisme est apparu avec l’utilisation de mécanismes permettant de transformer un mouvement en un autre (ex. le levier, la poulie, la vis d’Archimède).

Sources : diverses, Petit Robert, Wikepedia, etc.

 Du charbon à l’automobile

L’usine sidérurgique apparaît dès lors comme un monstre industriel, dont les symboles sont le haut fourneau et le convertisseur. Elle est l’archétype de l’industrie lourde, demandant des investissements importants. On en voit la structure dans le graphique suivant.

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Il existe deux manières de produire. La première, plus traditionnelle, est fondée sur la production de fonte préalable à partir des deux matières premières de base que sont le charbon et le fer. Le charbon est transformé en coke, le fer en agglomérés. C’est ce qui va être introduit dans le haut fourneau pour former la fonte. C’est celle-ci qui est mise dans le convertisseur et sur laquelle est injectée l’oxygène pour obtenir l’acier brut. Auparavant, celui-ci était refroidi pour être transporté dans les laminoirs. Aujourd’hui, dans la plupart des cas, on utilise la coulée continue qui amène directement l’acier en fusion pour être travaillé et disposé à la grosseur voulue.

L’autre façon utilise de la ferraille qui est envoyée dans un four électrique. L’avantage est de se passer de l’essentiel de la phase à chaud, notamment la cokerie et le haut fourneau. Rappelons qu’il faut environ quatre heures pour faire démarrer un tel appareillage, ce qui justifie le travail en continu. Mais, d’un autre côté, l’acier issu du four électrique est généralement de moins bonne qualité. Seulement, ces dernières années, des progrès ont pu être réalisés pour améliorer celle-ci. La sidérurgie électrique concurrence de plus en plus le processus traditionnel, d’autant qu’il est moins exigeant en investissements.

Deux types de produits sortent du convertisseur : des produits longs ou blooms ou billettes ; ce sont des barres d’acier de section carrée ou cylindrique ; des produits plats ou brames ; ce sont des plaques plus larges et devant aboutir à des tôles. Le laminage sert à réduire la grosseur des produits. D’abord à chaud, puis pour des épaisseurs plus réduites à froid. Enfin, ces tôles peuvent être revêtues pour des usages de plus en plus variés.

 La sidérurgie, une industrie "sous-traitante"

Quels sont les secteurs qui absorbent les produits sidérurgiques ? Le tableau suivant en donne une certaine idée.

Tableau. Part des secteurs clients de la sidérurgie en Europe, aux États-Unis et au Japon en 2010 (en %)

Europe USA Japon
Construction 27 42 19
Automobile 15 24 24
Machines 14 12 9
Construction navale 1 10
Énergie 7
Container 4 2
Électroménager 4 4 1
Autres 39 7 35
Total 100 100 100

Source : Eurofer, European Steel in Figures 2006-2010, p.8 : http://www.eurofer.org/eurofer/Publications/pdf/2010-ESF.pdf, American Iron and Steel Institute, Steelworks, « Market Applications in Steel », 2010 : http://www.steel.org/About%20AISI/Statistics/Market%20Applications%20in%20Steel.aspx, et The Japan Iron and Steel Federation, The Steel Industry of Japan 2011, Domestic Demand, p.6 : http://www.jisf.or.jp/en/statistics/sij/documents/P6_7.pdf.

L’essentiel est vendu à trois ou quatre secteurs : l’automobile pour environ un quart de la production ; la construction pour une proportion variable, mais sans doute encore plus importante ; la fabrication de machines pour 10% ; et, quand elle est comptabilisée, la construction navale pour un autre 10%. Les chiffres diffèrent entre régions en fonction des catégories retenues. Les comparaisons sont donc difficiles.

En revanche, on peut facilement en conclure que la sidérurgie se retrouve au centre du système productif. En effet, elle dépend largement de deux secteurs très liés à la consommation des ménages (construction et automobile) et un autre en relation avec les investissements des entreprises (machines). Quand il y a crise, ce sont des domaines immédiatement touchés, car les familles retardent leurs achats de voitures ou de maisons et les firmes arrêtent ceux de matériel productif. Il s’ensuit un arrêt des commandes et donc assez rapidement une catastrophe dans l’acier. Malgré la baisse de son poids dans l’activité économique, la récession Récession Crise économique, c’est-à-dire baisse du produit intérieur brut durant plusieurs mois au moins.
(en anglais : recession ou crisis)
dans la sidérurgie reste un bon indicateur de l’ampleur des problèmes industriels que cette crise manifeste. Avec souvent une réduction de l’emploi à la clé.





[1Normalement, les 30 pays les plus riches de la planète. L’OCDE est l’Organisation de Coopération et de Développement Économiques.