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Le diagnostic archéologique réalisé dans le jardin Saint-Vincent à Embrun, a été motivé par la position de la parcelle en plein centre ancien, mais également par la découverte fortuite d’os humains lors de l’installation d’un tuyau d’alimentation d’eau. Un premier grand sondage a été ouvert dans le secteur nord-est du jardin, correspondant à l’emplacement présumé de l’abside de l’ancienne église Saint-Vincent. Sous environ 1 m de terre végétale et de remblais homogènes sont apparues les fondations du mur d’abside semi-circulaire de l’église, installées directement sur le substrat en place, correspondant à une terrasse alluviale de poudingue. De part et d’autre de ce mur, des sépultures ont été découvertes, les plus anciennes en coffre de dalles, dont l’une contenait un pégau (permettant une datation entre le XIe et le XIIe siècle) et d’autres en pleine terre ou en cercueil, datant de l’époque moderne. Au total huit sépultures ont pu être fouillées, documentées et prélevées et sept autres ont été prélevées pour étude. Au centre de l’abside, à l’emplacement présumé de la table d’autel, un four bien conservé a été découvert. Seule la chambre de chauffe a pu être dégagée, jusqu’à une voûte en place. Construite en briques, celle-ci est de forme carrée, de 1,60 m de côté et sa profondeur conservée est de 2,50 m. L’étude précise du four par un spécialiste, ainsi que des analyses de composition du métal, ont permis de déterminer qu’il s’agissait d’un four à réverbère, destiné à couler de grosses pièces en alliage cuivreux, vraisemblablement des canons. Concernant sa datation, peu de mobilier datant a été découvert, mais la présence de quelques tessons dans le comblement d’abandon ainsi qu’une datation radiocarbone menée sur des charbons au fond de la chambre de chauffe permettent de l’attribuer à la période moderne, plus précisément entre la fin du XVe siècle et le milieu du XVIIe siècle. La présence d’un four de cette période à l’intérieur d’une église fonctionnant au moins jusqu’au début du XVIIIe siècle, comme l’indiquent les sources d’archives, est donc étonnante et doit être rattachée au contexte historique de la ville. L’église Saint-Vincent, comme toutes les autres d’Embrun, a été désacralisée dans le cadre de l’occupation protestante de la ville à la fin du XVIe siècle, et aurait alors servi de « magasin à poudre ». Dès lors, il semble que la construction du four puisse avoir eu lieu durant cette période troublée de l’histoire d’Embrun, avant son abandon et la reprise des fonctions curiales de la chapelle dans la première moitié du XVIIe siècle. Deux autres sondages de faible ampleur ont été pratiqués rapidement en fin d’opération. Le premier, situé près de l’entrée du jardin, qui avait pour but de documenter la position et l’état de conservation du mur sud de l’édifice religieux. Celui-ci a été découvert à 50 cm sous le niveau de sol actuel, et permet de proposer une largeur précise de l’édifice, le mur nord du jardin reprenant vraisemblablement le mur originel. Le second petit sondage a été réalisé à proximité de l’angle nord-ouest du jardin, près de l’emplacement du tuyau d’eau ayant occasionné la découverte des restes osseux humains. Il a livré des os humains épars contenus dans un remblai apparaissant 40 cm plus bas que le niveau de sol actuel.

International audience

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der additiven Fertigung von Metallen und wurde in Kooperation mit der Firma HS Technik GmbH durchgeführt. Ziel war es, Werkstoffkenndaten für laserauftraggeschweißte Bauteile (Laser Cladding) zu ermitteln, um in der Praxis wesentliche Grenzen bzw. Eigenschaften solcher zu kennen. Diese Kenndaten wurden mit konventionell gefertigten Bauteilen (gewalzt, gegossen, etc.) verglichen. Die Vergleiche beziehen sich auf mechanische Festigkeitswerte wie Zugfestigkeit, E – Modul oder beispielsweise der Dehnung. Um diese Kennwerte ermitteln zu können wurden Normproben gefertigt. Die Proben wurden für zerstörende Werkstoffprüfverfahren verwendet. Konkret kamen dabei die folgenden Prüfverfahren zum Einsatz: Zugversuch, Druckversuch und der Kerbschlag – Biegeversuch. Die Versuche liefern wichtige Eigenschaften und Aussagen der verwendeten Materialien. Außerdem wurden Schliffbilder für jedes Material erstellt und die Härte gemessen. Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur Verwendung von laserauftraggeschweißten Bauteilen, da bereits vorhandene Materialdaten der verwendeten Legierungen meist nur für konventionell gefertigte Stähle gelten. This Thesis deals with the additive manufacturing of metals and was carried out in cooperation with HS Technik Ges.m.b.H. The aim was to determine material characteristics for laser deposition welded components (laser cladding) in order to know the limits and properties relevant in practice. These characteristics were compared with conventionally manufactured components (rolled, cast, etc.). These comparisons relate to mechanical strength values such as tensile strength, E - modulus or elongation. In order to determine these characteristic values, standard samples were produced. The samples were used for destructive material testing methods. Specifically, the following test methods were used: tensile test, compression test and the notch impact – bending test. These tests provide important properties and information about the materials used. In addition, microsections were created for each material and the hardness measured. This enabled possible material defects to be identified. This work makes a contribution to the use of laser deposition welded components, since existing material data for the alloys used usually only apply to conventionally manufactured steels. Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Masterarbeit Wien, FH Campus Wien 2022

In dieser Arbeit wird ein grundlegender Einblick in die Thematiken der Metallographie, Probenpräparation von metallographischen Schliffen, dem Ätzverfahren von Metallen zur Präparation der Oberflächen für die Analyse der Gefügebestandteile von metallischen Werkstoffen und der mikroskopischen Analyse dieser gegeben. Weiters werden auch die Unterschiede, Differenzen, Vor- und Nachteile der Mikroskopie, Methoden, Auflichtmikroskopie und Atomic-Force-Mikroskopie erarbeitet und gegenübergestellt. Ein Hauptaugenmerk wurde daraufgelegt, ob durch die aufwendigere Analysemethode weitere Merkmale bzw. Eigenschaften der Materialien hervorgehoben werden können. Dies beschränkt sich nicht nur auf die Analyse unter den Mikroskopen, sondern auch im Bereich der Präparation, dem Ätzverfahren und dem Einbetten der Proben. So wurden unterschiedliche Proben eingebettet, geschliffen, poliert und geätzt, um die Einflüsse der mechanischen Vorgänge im Bereich der Analyse diskutieren und vergleichen zu können. Um dies der Leserschaft besser verständlich zu machen und zu vermitteln, steht zu Beginn dieser Arbeit die Einführung in die Thematik der Metallographie mit der Erläuterung des Ablaufs der notwendigen Schritte zur Probenpräparation und -analyse sowie Erörterungen zu wichtigen Begrifflichkeiten, welche im Fachjargon verwendet werden, im Vordergrund. Die Funktionsweisen der unterschiedlichen Mikroskopiemethoden werden, um ein besseres Verständnis der eigentlichen Fragestellung des Projekts zu erlangen, auch zu Beginn eruiert. Die einzelnen Schritte der Probenpräparation bis hin zur Mikroskopie werden ebenfalls beschrieben. Nach dem einleitenden Kapitel, welches zur Einführung der Leserschaft in die Materie dient, werden die verwendeten Materialien besprochen und eine Begründung gegeben, warum gerade diese Materialien als die interessantesten galten. Bevor die Analyseergebnisse und die Einstellungen der Mikroskope für die Analyseverfahren besprochen werden, legt die Arbeit noch ein Augenmerk auf die Präparationsmethoden im Besonderen im Bereich des Trennens der Probe, Einbetten, Schleifen und Polieren sowie die unterschiedlichen Ätzverfahren mit der jeweiligen Dauer der einzelnen Vorgänge, um aussagekräftige Analyseergebnisse zu erlangen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Analysemethoden der Auflichtmikroskopie mit jener der Atomic-Force-Mikroskopie von metallographischen Proben zu vergleichen und zu untersuchen, ob durch die Analyse mittels des AFM zusätzliche Informationen über die Gegebenheiten des zu analysierenden Werkstoffes gewonnen werden können. Auch die Unterschiede in der Probenpräparation werden im Zuge der Arbeit zur Ermittlung der bestmöglichen Analyseergebnissen untersucht. Es erfolgt eine Gegenüberstellung von Analyseergebnissen der Proben im geätzten, sowie im ungeätzten Zustand, um herauszufinden, ob der Ätzvorgang die Gefügebestandteile der Materialien besser zum Vorschein bringt. This paper gives a basic insight into the topics of metallography, sample preparation of metallographic sections, the etching process of metals for the preparation of surfaces for the analysis of the structural components of metallic materials and the microscopic analysis of these. Furthermore, the differences, advantages and disadvantages of microscopy, methods, reflected light microscopy and atomic force microscopy are elaborated and compared. The main focus was on whether the more elaborate analysis method can highlight further characteristics or properties of the materials. This does not only apply to the analysis under the microscope, but also to the preparation, the etching process and the embedding of the samples. Thus, different samples were embedded, ground, polished and etched in order to be able to discuss and compare the influences of the mechanical processes in the field of analysis. In order to better convey this to the reader, the introduction to the subject of metallography with an explanation of the procedure of the necessary steps for sample preparation and analysis as well as discussions of important terms used in the technical jargon are in the foreground at the beginning of this work. The functions of the different microscopy methods are also explained at the beginning in order to gain a better understanding of the actual question of the project. The individual steps of sample preparation up to microscopy are also described. After the introductory chapter, which serves to introduce the reader to the subject matter, the materials used are discussed and a justification is given as to why precisely the materials used were considered the most interesting. Before discussing the results of the analyses and the settings of the microscopes for the analytical procedures, the thesis also focuses on the preparation methods, in the area of separating the sample, its embedding, grinding and polishing as well as the different etching methods with the respective duration of the individual processes in order to obtain meaningful analysis results. The aim of this work is to compare the analysis methods of reflected light microscopy with those of atomic force microscopy of metallographic samples and to investigate whether the analysis by AFM can provide additional information about the conditions of the material to be analysed. The differences in sample preparation will also be explored in the course of the work in favour of the best possible analysis results. The analysis results of the samples in etched and unetched condition are compared to find out whether the etching process brings out better the structural components of the materials.

For several years, historical, archaeological and archaeometrical studies, lead for a specific spatio-temporal context, have shown the huge diversity for ancient ferrous alloys. This project aims to determine ferrous alloys qualities and to evaluate its diversity for a long period from Antiquity to the beginning of modern period, in Western Europe. For that, more than one hundred semi-products, intermediate materials between raw material and final object, were studied. Coming from several archaeological sites in North-Western Mediterranean and in Normandy, they reflect the evolution of technical systems for considered periods .Analytical methodology used links the metal nature, determined by metallographical analysis, and its mechanical properties evaluated by microhardness measurements and uniaxial tensile tests. The creation of an innovative semi-automatic algorithm, based on image analysis, allowed reducing by three the time dedicated to the interpretation of metallographic analysis. These studies supply quantitative and comparative data to consider the quality notion by a material approach.Independently from the considered period, a huge diversity of metal nature has been enlighten. Some period or site specificities have been pointed out. In order to understand the reason of such variability, the results concerning each context, coupled with bibliographic studies have been compared in a diachronic way and linked to historical issues. Reaching a comparative vision, inter and intra-sites, this approach permits to understand the impact of the technical and environmental conditions and the knowledge of craftsmen on the metal nature. It allows comprehending the way the ancient societies perceive and identify the different qualities and adapt them to a specific use.; Les études historiques, archéologiques et archéométriques menées jusqu’alors pour un contexte spatio-temporel précis montrent la diversité des alliages ferreux anciens. Ce projet vise à s’inscrire dans un temps long afin de déterminer les natures et les qualités du fer et de ses alliages et en évaluer la diversité de l’Antiquité au début de l’époque moderne en Europe Occidentale. Pour cela, plus d’une centaine de demi-produits, matériaux intermédiaires entre la masse brute et l'objet fini, ont été étudiés. Issus d’un ensemble de sites en Méditerranée Nord-Occidentale et en Haute-Normandie, ils reflètent l’évolution des procédés techniques sidérurgiques. La méthodologie employée relie la nature du métal, déterminée par analyses métallographiques, et ses propriétés mécaniques évaluées par analyses de microdureté et par essais de traction uniaxiale. La conception d’un algorithme semi-automatique basé sur du traitement d’images permet de diminuer par trois le temps d’interprétation des analyses métallographiques. Ces études fournissent des données quantifiables et comparables pour appréhender la qualité du point de vue du matériau. Quel que soit la période, les demi-produits présentent une grande diversité. Néanmoins, quelques spécificités ont pu être pointées par site ou par période. Afin de saisir l’origine d’une telle variabilité, les résultats des analyses site par site, couplés aux données de la bibliographie, ont été comparés de manière diachronique et rapprochés aux questionnements historiques. Cette approche inédite, comparatiste et statistique a permis de saisir l’impact des conditions opératoires et techniques sur la nature du métal et d’éclairer la façon dont les sociétés anciennes percevaient le matériau qu’elles travaillaient pour l’adapter à un usage spécifique.

Diese Arbeit gibt einen grundlegenden Einblick in das Thema der „Metallographie“. Um den Leser Anfangs in die Begrifflichkeiten einzuführen, erklärt der erste Abschnitt eine Definition der „Metallographie“. Eine kurze Erläuterung von Fachbegriffen, der geschichtlichen Entwicklung und einer anschließenden Beschreibung der auftretenden Abläufe soll einen Überblick darüber geben, wie aus einer metallischen Werkstückprobe durch Präparation wie etwa durch Schleifen und Polieren, sowie weiteren Vorgängen, ein für eine Gefügeuntersuchung brauchbarer „Schliff“ entsteht. Dieser soll im weiteren Verlauf unter einem Mikroskop Aufschlüsse über Eigenschaften der jeweiligen Metalle liefern. Da sich, wie im anschließenden Absatz beschrieben, diese Arbeit zu einem großen Teil mit dem Thema „Automatisierung“ beschäftigt, befasst sich ein Abschnitt damit, der Leserin oder dem Leser, Grundkenntnisse dahingehend zu vermitteln. Anfänglich einer kurzen Definition, folgen geschichtliche Entwicklung, Ziel und Zweck sowie eine kurze Einführung in verschiedene Automatisierungsgrade. Um einen „Stand der Technik“ widerzuspiegeln, werden darauffolgend unterschiedliche Konfigurationsmöglichkeiten einer Bühler „MetaServ250“ dargestellt und erklärt. Der Kern dieser Arbeit beschreibt dabei jedoch eine Umgestaltung und Weiterentwicklung einer Präparationsmaschine der Firma „Bühler“, welche durch Modifikationen in der Lage sein soll, im Ursprungszustand manuell durchgeführte Tätigkeiten, teilautomatisiert abwickeln zu können. Im Zuge eines Gruppenprojektes, bestehend aus drei Personen, wurde mittels einer Konstruktionsarbeit, eine konstruktive Lösung ausgearbeitet, welche in dieser Bachelorarbeit näher beleuchtet und analysiert wird. Von Beginn der Ideenfindung, über die Konzeptionierung, fortlaufender Änderungen und Entwicklungen bis hin zu einer technischen Umsetzung werden die jeweiligen Schritte betrachtet und verglichen. Eine Materialliste, eine Stücklisten und Werkstattzeichnungen verschaffen der Leserin oder dem Leser zusätzlich detaillierte Einblicke über zeichnerische Lösungen. Eine bildliche Schilderung, zeigt den zusammenhängenden Ablauf von Beginn der Zuführung von unpräparierten Proben bis hin zum untersuchungsfertigem „Schliff“. Zusammenfassend wird im letzten Abschnitt der Verlauf dieser Bachelorarbeit geschildert. Eine Aufteilung in Aufgabenpakete, welche das Gesamtprojekt in drei Aufgabengebiete splittet, wird hier berücksichtigt und somit vorwiegend auf einen bestimmten Ablaufabschnitt von Präparationsvorgängen genauer eingegangen. Dabei handelt es sich um das Zuführen von Proben ausgehen von einer Vorpositioniereinrichtung zu einer Schleif- und Polierplattform, sowie die Realisierung einer sogenannten „Relativbewegung“. Diese wird in den fachlichen Begrifflichkeiten näher beschrieben. This thesis gives a fundamental insight into the subject of "metallography". In order to introduce the reader to the terminology, the first section explains the definition of "metallography". A brief explanation of technical terms, historical development and a subsequent description of the processes that occur, are intended to provide an overview of how a metal workpiece sample, through preparation, such as grinding and polishing, as well as other processes, becomes a "cut", that can be used for structural analysis. Under a microscope this “cut” should then provide information about the properties of the respective metals. Since, as described in the following paragraph, this thesis deals to a large extent with the topic of "automation", one section offers the reader some basic knowledge about automation. The definition is then followed by the historical development, goal and purpose as well as a short introduction to different degrees of automation. In order to reflect the "state of the art", different configuration options of a Bühler "MetaServ250" are shown and explained below. However, the main part of this thesis, describes a redesign and further development of a preparation machine from the “Bühler” company, which, through modifications, should be able to handle activities that were carried out manually in the original state, partially automatically. In the course of a group project consisting of three people, a solution was worked out in form of a construction plan, which is examined and analyzed more in detail in this bachelor thesis. From the beginning of the brainstorming, through the conception, continuous changes and developments to a technical implementation, the respective steps are considered and compared. A material list, stock lists and workshop drawings provide the reader with additional detailed insights into graphic solutions. A pictorial description shows the coherent process from the beginning of the supply of unprepared samples to the "cut" ready for examination. The last section summarizes the course of this bachelor thesis. A division into task packages, which splits the overall project into three task areas, is taken into account and thus mainly a specific sequence of preparation processes is dealt with in more detail. This involves feeding samples from a prepositioning device to a grinding and polishing platform, as well as realizing a so-called “relative movement”. This is described more in detail in the part “technical terms”.

This work presents mechanical and metallographic investigations in the Sn/Bi/In ternary solder system for self-healing applications. The study starts with a detailed analysis of the ternary system under application of the CALPHAD method to scan the composition range of solders for desired microstructural properties related to the distinct environment in microelectronic devices. The solder alloy Sn37Bi4In is chosen due to its pursuant mechanical and microstructural properties complemented with heat-triggered healing effects at low temperatures. An extended investigation on the influence of temperature and alloying elements, including long-term stability tests above the solidus temperature, evaluates the evolution of microstructure and mechanical performance. To determine whether the Sn37Bi4In solder, as a representative for the ternary system, can be healed at application-typical temperatures, dog bone-shaped specimens are mold, machined, and plastically damaged during tension-compression cycling (loading protocol). In the subsequent healing step, the effect of liquid-assisted healing with different liquid phase fractions is utilized. In the evaluation process, the mechanical performance of beforehand fatigued samples and the healed samples is assessed by stress-strain curves of tensile tests and converted into significant materials parameters for further evaluation.

This study is concerning the additive manufacturing process of powder bed fusion named DIRECT METAL LASER SINTERING (DMLS) which is similar to the SELECTIVE LASER MELTING process. An important amount of academic documentation exists on those processes especially focused on building parameters and their impacts on mechanical properties of built parts.In the industrial application, the accessibility of all printing parameters is generally not possible. Indeed, building parameters are incorporated by machine makers within the printers, and characteristics of built parts are guaranteed by the printing process. For industrial, scientist publications do not take all DMLS process in integrity but only specific parts which cannot lead to optimal control of built parts. The general problem of this study is to focus on the DMLS process with titanium Ti-6Al-4V alloy material. Building parameters investigated in this study are those our industrial partner can influence which include printing machine, reused powder, layer thickness, built orientation, polishing and heat treatment. The main data analysis on built parts are porosity, surface roughness, microstructure (phases analysis), and mechanical properties on tensile, fatigue, and hardness tests.A design of experiments was realized to establish relationships between some builds parameters and results from thedata analysis. Powder analysis is showing a sphericity deterioration with a high level of reused powder which can increase Vickers hardness. However, no link can be established with morphological deterioration, therefore the increase in hardness is due to chemical composition variation. Layer thickness does not influence mechanical properties even though high layer thickness leads to an increase of volume and porosity. The orientation effect on the sample is mainly shown at 0° orientation during the fatigue test. At this orientation, the number of cycles of life of the sample is increased even though the 0° orientation is the angle with the maximum number and volume porosities. The hot isostatic pressing treatment is one with the most influence. His realization highlight the phase transformation of martensitic a” to dual phase α + β phase. This heat treatment also reduces the number and volume of porosities. From a macroscopic perspective, this heat treatment leads to an increase of elastic modulus and elongation break but reduces yield stress and ultimate tensile strength. Finally, the decrease of Vickers hardness is shown with the modification of microstructure. The polishing effect is also another main parameter which leads to a decrease in surface roughness and an increase of mechanical properties during the fatigue test due to the limitation of surface cracks. To finish, the interaction between HIP treatment and polishing has a major influence on mechanical properties when combined. This is observed from tensile and fatigue tests as an important increase in mechanical properties.To conclude this study, statistics laws between built parameters and mechanical properties have been established. An evaluation of these laws was completed with an ultimate fabrication made by the industrial partner.; Réalisé en partenariat avec l’entreprise INITIAL, leader français de la fabrication additive, la présente étude concerne le procédé de fusion métallique sur lit de poudre nommé FRITTAGE LASER DIRECT DE MÉTAL (DMLS).Dans ce contexte mixte académique et industriel, l’accessibilité à l’ensemble des paramètres d’impression n’est pas possible. En effet, les paramètres de fabrication sont généralement figés par le fabricant de machines de manière à certifier les caractéristiques finales des pièces. Les études publiées dans la littérature ne reprennent pas l’ensemble du procédé DMLS mais certaines parties spécifiques ne permettant pas malheureusement pas une maîtrise optimale des pièces fabriquées. L’objectif de cette thèse est d’étudier l’ensemble du procédé DMLS avec comme matériau de référence l’alliage de titane Ti-6Al-4V. Les paramètres investigués sont limités à ceux qui ont été fixé par l’entreprisepartenaire : machine de fabrication, recyclage des poudres, épaisseur des couches d’impression, orientation des pièces fabriquées, réalisation de post-traitements thermiques et polissage. Les principales données analysées en sortie pour caractériser les pièces sont la porosité, la rugosité de surface, la microstructure et les propriétés mécaniques en traction, fatigue et dureté.Un plan d’expériences a été mis en œuvre afin de pouvoir proposer in fine des modèles statistiques prévisionnels. L’analyse des poudres met en évidence une détérioration morphologique avec le recyclage et conduit à une augmentation de la dureté. L’épaisseur des couches lasées n’influence pas les propriétés mécaniques des pièces mais une épaisseur lasée importante entraine plus de porosité. L’effet de l’orientation d’impression des échantillons est essentiellement observable sur la tenue en fatigue, celle-ci est la plus élevée pour une orientation à 0°. Paradoxalement, l’orientation à 0° est celle pour laquelle les porosités présentent un volume plus important. Le traitement thermique HIP est l’un des paramètres ayant l’effet le plus marqué sur les propriétés mécaniques. D’un point de vue microstructurale, sa réalisation induit une transformation de phase qui conduit à la disparition de la structure martensitique a” au profit d’une structure biphasé α + β. Ce traitement thermique permet une résorption sensible des porosités. Du point de vue des propriétés mécaniques en traction, sa réalisation a pour conséquence une augmentation du module d’élasticité et de l’allongement à rupture et une diminution importante de la limite d’élasticité et de la limite à rupture. Il a par ailleurs été mis en évidence que l’effet du polissage est aussi très influant. Il entraine une augmentation de la tenue en fatigue et des propriétés mécaniques en traction. Une bonne combinaison des post-traitements de fabrication HIP et polissage permet d’obtention des meilleures propriétés mécaniques en traction et en fatigue.Différents modèles statistiques entre les paramètres d’impression et les propriétés mécaniques sont finalement proposé. Une évaluation de ces lois statistiques est réalisée à partir d’une plateforme de validation réalisé par le partenaire industriel.

Cet article présente les observations métallographiques effectuées sur 14 objets (12 couteaux, un couteau rétractable et une faux) trouvés dans le fort de Premyslid à Stará Boleslav (Bohème centrale). Seul un exemple de lame complètement aciérée a été trouvé. Elle a été réalisée à partir de la soudure de plusieurs pièces. Environ un quart des lames de Stará Boleslav sont en fer. Les trois quarts des lames sont réalisées à partir d’un assemblage fer-acier et les deux tiers présentent des tranchants trempés. Les assemblages fer-acier concernent également deux lames damassées, l’une d’elle avec des enrichissements locaux de nickel sur le dos de la lame. The paper deals with metallographic examinations of 14 iron objects (12 knives, one mortise knife and one sickle) found at the Premyslid stronghold in Stará Boleslav (Central Bohemia). Only one example of a steel blade was found, still welded together from several pieces. Roughly a quarter of the Stará Boleslav blades were made of iron. About three-quarters of the blades combine iron and steel, and two-thirds have quenched cutting edges. The assemblage also includes two pattern-welded knives, one of them with a nickel-enriched band in the back of its blade.

Les demi-produits sont des contenus ayant la forme de contenants, c’est-à-dire des masses en alliage ferreux dont l’épuration et le compactage ont été plus ou moins soignés au cours de leur mise en forme. Destinés à l’exportation, ces produits semi-finis sont utilisés par les forgerons et les artisans comme « matière première » dans une grande variété de situations, du clou au crampon de construction. À travers l’application d’un protocole précis, visant à qualifier et à quantifier de manière exhaustive les différents critères définissant un alliage ferreux, nous proposons d’explorer les correspondances et les relations qui unissent la morphologie du demi-produit à la qualité du métal qu’il renferme. Ainsi, la place de l’acier est non seulement restituée dans la variété des fers employés, mais les schémas de commercialisation et d’échanges sont également explorés, notamment en précisant les normes et les destinations fonctionnelles de chaque demi-produit. Pour ce faire, notre propos s’articule autour de l’étude d’un lot particulièrement exceptionnel de demi-produits découverts au large des Saintes-Maries-de-la-Mer (Bouches-du-Rhône, France), dans onze navires romains naufragés au début du Haut-Empire. Semi-products are contents having the morphology of containers: ferrous masses whose epuration is more or less neat during their working. Intended for export, these semi-products are used by the blacksmiths and the craftsmen as « raw material » in a large variety of situations: like nail or cramp of construction. A precise protocol is described to qualify and quantify, in an comprehensive way, the criteria defining ferrous alloys. Thus, we propose to explore correspondences and relations which link about the morphology of semi-product and the quality of its metal. The part of steel is located in the variety of irons and the diagrams of marketing and exchanges are explored, in particular by specifying the standards and the functional destinations of each semi-product. With this intention, our matter is articulated around the study of an exceptional collection of semi-finished products discovered off the coast of Saintes-Maries-de-la-Mer (Bouches-du-Rhône, France), in eleven roman wrecks (the end of the 1st century BC-1st century AD).

Pour rendre les outils de fer plus performants, les hommes du Moyen Âge en ont renforcé les pointes et les tranchants par de l’acier. En croisant les données de rares comptabilités de forges et celles qui proviennent des analyses métallographiques d’objets retrouvés en fouille, il a été possible de mettre en évidence à la fois le rôle essentiel de l’acier dans la fabrication des outils et en même temps la faible quantité d’acier employé et le coût peu important qu’il représente à côté des autres dépenses de la forge. In order to improve iron tools, men in the Middle Ages used to reinforce the tips and the edges with steel. By combining the data coming from the few accounts of forges and others provided by metallographic analysis of artefacts found by excavating, it has been possible to show both the crucial part played by steel in making tools and the tiny quantity of steel used and the minor cost it represented as compared to other expenses in the forges.

L’Apollon de Lillebonne est, à ce jour, la plus grande sculpture de bronze représentant une divinité, découverte en Gaule romaine. Datée stylistiquement du iie siècle de notre ère, la statue, qui figure un Apollon lyricine, provient de l’antique Juliobona (Lillebonne, Normandie). Divinité salutaire, il s’agit très vraisemblablement d’une statue de culte. Une première étude de laboratoire avait été menée lors d’une campagne de restauration en 1974-1975 sous la direction d’Albert France-Lanord. Une exploration scientifique complémentaire, conduite au C2RMF en 2015, a apporté des informations inédites sur le contexte de présentation de l’Apollon dans l’Antiquité. Elle a permis surtout de caractériser la technique de dorure du bronze et aussi de mettre en évidence une importante phase de redorure antique. L’étude de la dorure a fait appel à diverses techniques d’examens et d’analyses : métallographie, microscopie 3D, spectrométrie de fluorescence X, microscopie électronique à balayage et à effet de champ. The Lillebonne Apollo is the largest bronze sculpture of a divinity found so far in Roman Gaul. Stylistically dating from the 2nd century AD, this statue of Apollo holding a lyre (now lost) was discovered in ancient Juliobona (present-day Lillebonne, Normandy, France). Given that Apollo was considered a salvation deity, this was very probably a cult statue. An initial laboratory study was conducted during the restoration of the sculpture in 1974-1975 under the direction of Albert France-Lanord. A complementary scientific investigation, carried out at the C2RMF in 2015, revealed new data about the context in which the Apollo was displayed in Antiquity. In particular, it identified the gilding technique used on the bronze and brought to light an important stage of ancient regilding. The study of the gilding involved diverse testing and analytical techniques: metallography, 3D digital microscopy, X-ray fluorescence, scanning electron microscope.

European Bronze Age metal armour, that is helmet, cuirass, shield and greaves is considered as one of the peaks of Bronze Age metal work. Within recent projects funded by the Austrian FWF and the European Union within FP7, most of the European Bronze Age body armour could be studied in detail, including chemical and metallographic analyses, analyses of manufacture and usage of the armour, combined with a conventional archaeological study (typology, distribution, development of the armour). Les armures métalliques, avec casque, cuirasse, bouclier et jambières, représentent un des sommets de la métallurgie à l’âge du Bronze. Dans le cadre de projets récents financés par le Fonds autrichien pour la science et par le septième programme-cadre (7e PC) de l’Union européenne, nous avons pu procéder à des recherches approfondies sur les armures de l’âge du Bronze européen, comprenant des analyses chimiques et métallographiques, ainsi qu’une étude de la fabrication et de l’utilisation des armures, en conjonction avec une enquête archéologique classique (typologie, répartition, évolution de l’armure).

Das Korrosionsverhalten der zwei Werkstoffe Alloy 800HT und P9 Stahl wurde unter einer bestimmten Gasatmosph��re untersucht. Das Pr��fgas bestand aus 3.8 vol.% HCl, 2.8 vol.% H2, 1.9 vol.% CO2, 0.3 vol.% CO, 0.02 vol.% H2S mit N2 als Tr��gergas. Diese Zusammensetzung sollte die Bedingungen in der Gasatmosph��re einer Thermischen Cracking Anlage f��r anthropogene Ressourcen nachstellen. Zus��tzlich wurden Versuche ohne HCl durchgef��hrt, um den Einfluss des Chlorwasserstoffes bei der Hochtemperaturkorrosion in Mischgasen zu ermitteln. Die Versuche wurden bei den drei unterschiedlichen Temperaturen 480 ��C, 580 ��C und 680 ��C durchgef��hrt. Au��erdem gab es drei Testzeiten von 24, 72 und 240 Stunden, um Informationen bez��glich der Zeitabh��ngigkeit des Korrosionsmechanismus zu erhalten. Nach den Experimenten waren alle Proben mit einer Schicht fester Korrosionsr��ckst��nde umgeben. Um die Mikrostruktur dieser Korrosionsschichten zu ermitteln, wurden REM (Rasterelektronenmikroskopie) / EDX (energiedispersive R��ntgenspektroskopie) Analysen durchgef��hrt. Als zus��tzliche Analysemethode f��r einzelne Korrosionsr��ckst��nde wurden XRD (R��ntgendiffraktometrie) Messungen durchgef��hrt. Weiteres wurde der Masseverlust pro Oberfl��che f��r alle Proben berechnet. Die zwei Werkstoffe zeigten unterschiedliche Ergebnisse des Korrosionsverhaltens. Der niedrig legierte P9 Stahl zeigte einen steigenden Masseverlust bei Erh��hung der Temperatur. Der Werkstoff Alloy 800HT, welcher auch als sehr korrosionsbest��ndig eingestuft wird, hatte einen vergleichsweise geringen Masseverlust, mit Ausnahme der niedrigsten Temperatur. Hier kam es aufgrund von Sulfidierung des Nickels zu einer leichten Erh��hung des Masseverlustes. Typischerweise bestand die Korrosionsschicht aus ��u��eren Sulfidkristallen, gefolgt von einer por��sen Oxid-/Chlorid-Zunderschicht und einer darunterliegenden Materialverarmung., The corrosion behaviour of Alloy 800HT and P9 steel was investigated in atmospheres mimicking the thermal cracking process of anthropogenic resources. The testing gas consisted of 3.8 vol.% HCl, 2.8 vol.% H2, 1.9 vol.% CO2, 0.3 vol.% CO, 0.02 vol.% H2S and N2 as balance. Additionally, experiments without HCl as corrosive component were performed to get more information about the influence of HCl on the high-temperature corrosion of the samples in mixed-gas atmospheres. The tests were performed between 24, 72 and 240 hours at 480 ��C, 580 ��C and 680 ��C, respectively. All samples showed solid corrosion products on their surfaces. Selected specimens were cold mounted to analyse the microstructure of the corrosion layers. SEM (scanning electron microscopy) / EDX (energy-dispersive X-ray spectroscopy) were used as complementary analytical methods for investigation of the corrosion process. Additionally XRD (X-ray powder diffraction) analyses of single corrosion products were made. Mass loss determinations for every specimen were performed as well. The P9 steel showed an increasing mass loss with rising temperature, whereas alloy 800HT was quite resistant against HCl attack; only at lower temperatures the sulfidation of nickel led to an increase of the mass loss. The corrosion layers on the samples typically consisted of sulfide crystals on the outer layer, followed by an oxide/chloride scale with material depletion beneath it.

International audience; This paper introduces the analytical tool kit that was applied for studying the Early Iron Age gold objects from eastern France and southwest Germany. In two laboratories in France (IRAMAT-CEB) and Germany (CEZA) a joint analytical program was applied that comprised three analytical methods: X-Ray fluorescence analysis (XRF), laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS), and scanning electron microscopy (SEM-EDX). The aim was to create comparable sets of data on each side in order to establish a common base for cross-border data interpretation. Thus, the particular challenge of this work was (a) to find a consensus about the methodological approach, i.e. which analyses ought to be applied for which purpose, and (b) to produce comparable results within the two laboratories. Some important features about this work are presented here. This includes a brief introduction of each method and their specifications within each laboratory and a demonstration of the comparability of the yielded results; and a discussion about their validity.

L’occupation se caractérise tout d’abord par une batterie au moins une soixantaine de silos de la transition entre le premier et le second Âge du Fer avec un bruit de fond Néolithique (mobilier résiduel) et Bronze final (quelques fosses et silos). Certains de ces silos ont livré un important mobilier céramique qui, couplé à des rejets de forges et des objets attestant d’un travail de tissage, pourrait indiquer la présence d’un habitat associé à proximité immédiate. L’activité métallurgique est attestée dès le Hallstatt D3.Si aucune inhumation n’a été retrouvé dans les silos, quelques ossements humains épars ont été prélevé dans quatre d’entre eux. Il faut également noter la présence du dépôt dans une des structures de stockage d’une brebis gravide avec 2 fœtus et d’un agneau de 9 à 10 mois.Après un long hiatus, le site est de nouveau occupé à partir de la fin du XIe siècle. Là encore, si habitat il y a, il se trouve hors des limites de la fouille. Les structures médiévales correspondent à des aménagements liés à une activité agro-pastorale (fosses, fonds de cabanes) ; il faut attendre la seconde moitié du XIVe siècle pour voir l’installation d’une cave. D’importants fossés marque le parcellaire tout en assurant un rôle de drain dès le XIe siècle ; ils définissent les alignements et orientations des phases suivantes. Leurs tracés seront également repris par la suite.Entre la seconde moitié du XVe et la première moitié du XVIe siècle, plusieurs bâtiments en partie maçonnés sont construits dont ce qui peut être interprété comme une grange sur piliers et une cave aux murs de moellons. Ceux-ci présentent des traces de calibrages gravés au pic.Quelques objets témoignent d’une activité de travail de la laine (lame de forces et poinçon en os) ; de même que les aménagements internes d’un fond de cabane laissent supposer la présence d’un métier à tisser. Enfin, il convient de mentionner la découverte d’un fer de bêche.Malgré la proximité de l’église, le site ne semble pas se trouver dans le cœur de village comme cela aurait pu être le cas.

Im Zentrum eines laufenden deutsch-französischen Forschungsprojektes stehen die Goldobjekte der Hallstatt - kultur nordwestlich der Alpen. Im Gegensatz zu früheren Forschungsarbeiten zum frühkeltischen Gold stehen vergleichende Studien zur stilistischen Einordnung und insbesondere zur Herstellungstechnik, ergänzt durch moderne Materialanalysen der Objekte im Vordergrund. Im Rahmen der technologischen Untersuchungen konnten neue Erkenntnisse zu speziellen Techniken im Goldschmiedehandwerk der jüngeren Hallstattkultur gewonnen werden. Die Methoden der Oberflächenveredelung mit Gold sind von besonderem Interesse, da sie selbst an unscheinbaren Objekten Verbindungsglieder zu anderen Kulturen aufzeigen können. Neben den traditionell angewandten Techniken der mechanischen Aufbringung von Blechen und Folien aus Gold, tritt in der älteren Eisenzeit die Diffusionsvergoldung von Silber als neue Technik auf, die hier an mehreren Beispielen belegt werden kann. Charakteristisch für die Diffusionsvergoldung sind stoffschlüssig fest verbundene, dünne Goldschichten, die durch die metallographische Untersuchung sichtbar werden., Restaurierung und Archäologie, Bd. 6 (2013): Restaurierung und Archäologie

TIG (Tungsten Inert Gas) welding process is achieved by the creation of an electric arc between a tungsten cathode and a piece of metal. This process uses a shielding gas as argon, helium or mixtures at atmospheric pressure. The heat transfer between the arc and the work piece leads to a metallic weld pool and metallic vapours production. Weld quality is related to the plasma behavior and the molten zone motion (Marangoni force, Laplace force, drag force and gravity...).during the process. The aim of this work is to develop diagnostic methods leading to a better understanding of mechanisms involved in heat transfer in TIG welding. The aim is also to evaluate the influence of different experimental conditions (gaz nature, current intensity, arc length...) on theses mechanisms. Several lines of research were defined: - the study of the plasma temperature under different experimental conditions; - the study of the arc-liquid interface to understand the weld pool flow behavior and the impact of metallic vapor on the arc plasma ; - the study of the work piece after interaction to determine the dimension of the melted zone and link it to the flow behavior during the process. Arc-material interaction phenomena can be studied through modeling and experience. A 3D model has recently been designed in our team. The experimental characterization of the process developed in this work should provide a set of data to validate it.; Le soudage à électrode réfractaire, plus souvent appelé TIG (Tungsten Inert Gas), est un procédé dans lequel un arc électrique est généré entre une électrode en tungstène et les pièces à souder sous un flux gazeux inerte. Le transfert d'énergie entre l'arc et l'anode donne naissance à un bain métallique et à la production de vapeurs. La qualité des soudures obtenues est directement liée au comportement du plasma et aux phénomènes physiques présents dans le bain métallique (effets Marangoni, force de traînée, gravité, forces de Laplace, conduction thermique...). L'objectif de ces travaux de thèse est de mettre en place des méthodes de diagnostic permettant une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans le transfert d'énergie lors de l'interaction arc-matériau sur une configuration de soudage TIG. Il s'agit également d'évaluer et d'analyser l'influence de certains paramètres opératoires impliqués dans le procédé (nature du gaz, intensité du courant, longueur de l'arc...) sur ces mécanismes. Plusieurs axes de recherche ont été dégagés : - l'étude de la colonne plasma pour estimer sa température selon les paramètres opératoires utilisés ; - l'étude de l'interface arc-liquide pour la compréhension des phénomènes de brassage et d'écoulement dans le liquide ainsi que l'influence des vapeurs métalliques issues de l'érosion du matériau sur le plasma ; - l'étude du matériau après son interaction avec l'arc pour faire le lien entre le brassage dans le bain durant le procédé et les caractéristiques de la zone fondue observée après solidification. L'équipe Arc Électrique et Procédés Plasmas Thermiques (AEPPT) du laboratoire LAPLACE s'intéresse à ces phénomènes d'interaction arc-matériau par le biais de la modélisation et de l'expérience. Un modèle 3D a été récemment développé au sein de notre équipe sur cette thématique. La caractérisation expérimentale du procédé devrait permettre également d'apporter des éléments de validation aux modèles déjà existants.

TIG (Tungsten Inert Gas) welding process is achieved by the creation of an electric arc between a tungsten cathode and a piece of metal. This process uses a shielding gas as argon, helium or mixtures at atmospheric pressure. The heat transfer between the arc and the work piece leads to a metallic weld pool and metallic vapours production. Weld quality is related to the plasma behavior and the molten zone motion (Marangoni force, Laplace force, drag force and gravity...).during the process. The aim of this work is to develop diagnostic methods leading to a better understanding of mechanisms involved in heat transfer in TIG welding. The aim is also to evaluate the influence of different experimental conditions (gaz nature, current intensity, arc length...) on theses mechanisms. Several lines of research were defined: - the study of the plasma temperature under different experimental conditions; - the study of the arc-liquid interface to understand the weld pool flow behavior and the impact of metallic vapor on the arc plasma ; - the study of the work piece after interaction to determine the dimension of the melted zone and link it to the flow behavior during the process. Arc-material interaction phenomena can be studied through modeling and experience. A 3D model has recently been designed in our team. The experimental characterization of the process developed in this work should provide a set of data to validate it.; Le soudage à électrode réfractaire, plus souvent appelé TIG (Tungsten Inert Gas), est un procédé dans lequel un arc électrique est généré entre une électrode en tungstène et les pièces à souder sous un flux gazeux inerte. Le transfert d'énergie entre l'arc et l'anode donne naissance à un bain métallique et à la production de vapeurs. La qualité des soudures obtenues est directement liée au comportement du plasma et aux phénomènes physiques présents dans le bain métallique (effets Marangoni, force de traînée, gravité, forces de Laplace, conduction thermique...). L'objectif de ces travaux de thèse est de mettre en place des méthodes de diagnostic permettant une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans le transfert d'énergie lors de l'interaction arc-matériau sur une configuration de soudage TIG. Il s'agit également d'évaluer et d'analyser l'influence de certains paramètres opératoires impliqués dans le procédé (nature du gaz, intensité du courant, longueur de l'arc...) sur ces mécanismes. Plusieurs axes de recherche ont été dégagés : - l'étude de la colonne plasma pour estimer sa température selon les paramètres opératoires utilisés ; - l'étude de l'interface arc-liquide pour la compréhension des phénomènes de brassage et d'écoulement dans le liquide ainsi que l'influence des vapeurs métalliques issues de l'érosion du matériau sur le plasma ; - l'étude du matériau après son interaction avec l'arc pour faire le lien entre le brassage dans le bain durant le procédé et les caractéristiques de la zone fondue observée après solidification. L'équipe Arc Électrique et Procédés Plasmas Thermiques (AEPPT) du laboratoire LAPLACE s'intéresse à ces phénomènes d'interaction arc-matériau par le biais de la modélisation et de l'expérience. Un modèle 3D a été récemment développé au sein de notre équipe sur cette thématique. La caractérisation expérimentale du procédé devrait permettre également d'apporter des éléments de validation aux modèles déjà existants.

La fouille, réalisée à Palaiseau entre les mois de juillet et novembre 2012, préalablement à l'aménagement d'un bassin de rétention d'eau, au nord du centre Danone-Vitapole, a permis de mettre au jour près de 500 structures archéologiques réparties sur une parcelle de plus de 1,7 hectares. Les différents vestiges ont pu être datés du Paléolithique à l'époque Moderne/Contemporaine.Le Paléolithique est représenté par la présence d'une industrie lithique varié, comprenant un outillage de silex, retrouvé à l'état résiduel, ne permettant pas de définir clairement l'occupation, ou d'identifier un quelconque habitat. Ces vestiges provenant des phases de fouilles et du diagnostic se rattachent à la période du Paléolithique supérieur, probablement magdalénienne.La période située entre le Bronze final et le Hallstatt est attestée par la présence de quelques rares vestiges céramiques, témoignant d'une probable fréquentation du site.Retrouvés à l'état résiduel, dans quelques rares structures, ils ne permettent pas non plus de caractériser une réelle occupation.L'occupation gauloise est la plus représentée. Les vestiges de cette occupation, datés de La Tène C2 jusqu'à la période augustéenne, ont permis d'identifier un vaste établissement rural de type habitat groupé, présentant les vestiges d'un artisanat du fer conséquent.L'occupation de cet établissement couvrant plusieurs siècles, est en lien direct avec plusieurs parcelles fouillées ou diagnostiquées, situées en périphérie immédiate.A partir du Ier siècle ap. J.-C., à l'époque Gallo-romaine, on note un déclin rapide de l'occupation générale du site, bien que certaines structures fossoyées, bâties soient conservées. La présence de constructions en pierre et le comblement de plusieurs structures attestent d'une occupation plus ou moins importante jusqu'au IIIe siècle.La période médiévale semble attestée par la présence d'un réseau viaire empierré, dans la partie nord de la parcelle. Bien que plusieurs états soient notables, il est cependant difficile de proposer une datation fine. Les rares vestiges mobiliers étant situés entre le HMA et la période moderne.Enfin, d'anciens réseaux parcellaires, datés de l'époque moderne à l'époque contemporaine, ont pu être appréhendés. Ils témoignent de la mise en place du vaste réseau de drainage mis en place sur le plateau entre la fin du XVIIe et la fin du XIXe siècle.

Le projet de requalification en infrastructure multimodale du tracé de la RD 36 entre les communes de Palaiseau et de Châteaufort dans les Yvelines, porté par le Conseil départemental de l'Essonne, a entraîné la prescription d'un diagnostic archéologique par le Service régional d'archéologie d'Île-de-France, sur 34 5964 m2.La première phase porte sur une superficie de 107650 m2, divisée en trois zones distinctes, qui sont situées de part et d'autre du rond-point du Christ de Saclay, et qui correspondent au tiers oriental du tracé du projet d'aménagement.L'objectif de cette opération, réalisée par l'Inrap du 9 février au 4 mars 2016, était de détecter la présence éventuelle de vestiges susceptibles de compléter la connaissance des occupations reconnues antérieurement sur le secteur, d'en caractériser la chronologie, l'étendue et l'état de conservation.Les 48 tranchées de sondages réalisées ont permis tout d'abord de documenter sur une longue section est-ouest la couverture sédimentaire du Plateau de Saclay par des sondages géomorphologiques ponctuels.Des indices d'occupation ténus des phases moyenne et finale du Néolithique ont été recueillis sous la forme de tessons de céramique découverts hors structure ou présents dans le comblement d'un fossé postérieur.Une fosse isolée, qui a livré du mobilier céramique attribuable à la Protohistoire (Bronze final), constitue le témoin unique d'une occupation dont l'étendue échappe à l'auteur du présent rapport.L'apport principal de cette opération réside dans la découverte de deux occupations du second âge du Fer. La première prend la forme d'un système complexe de cinq fossés qui forment probablement un enclos quadrangulaire dans un espace situé entre les tranchées 4 et 5. L'examen des céramiques rejetées dans ces fossés permet d'attribuer leur phase de comblement à La Tène finale.La seconde regroupe deux bas-fourneaux à scorie piégée et à réutilisation multiple, deux fosses d'extraction, dont une polylobée, et un trou de poteau. Ces structures ont livré plus d'une soixantaine de kg de scories, parois de fours et déchets métalliques. Les datations radiocarbones obtenues permettent d'affirmer qu'il s'agit du plus ancien atelier sidérurgique de ce type connu en Île-de-France pour la période de La Tène ancienne.Des vestiges du réseau viaire et parcellaire moderne, sous la forme de chemins et fossés mentionnés sur le cadastre napoléonien et les plans anciens ont également été documentés.

This study revaluates reported cases of prehistoric As-Cu objects with ‘silvery surfaces’, which are usually interpreted as the result of inverse segregation. Further possible explanations for such surfaces, such as an arsenic-rich α-solid solution, cementation, or post-depositional precipitation, are discussed. The segregation of arsenic was studied in As-Cu ingots produced in chill cast moulds at several compositions, which underwent surface treatment with an NaCl solution. The microstructure and surfaces of the As-Cu alloys were analysed using optical microscopy and SEM-EDXS. Special note of out-of-equilibrium As-Cu phases are discussed, as well as a comparison of inverse segregation to all other means of achieving surface silvering.

Residual δ-ferrite is widely encountered in the as-cast microstructure of austenitic stainless steels. It stems from the incomplete high temperature solid-state δ→γ transformation occurring upon the solidification stage. Its presence has a detrimental effect the hot workability of stainless steels, leading to the formation of edge cracks and sliver defects during slabs hot rolling. This PhD work aims at bringing more understanding of the kinetics of high temperature δ→γ transformation in austenitic stainless steels via experimental and numerical modeling. The transformation was studied in a ternary Fe-Cr-Ni ingot-cast alloy with composition close to the industrial alloys. Three ferrite morphologies were identified: lathy at the edge of the ingot, vermicular and lathy at the center. Their dissolution kinetics were established at temperatures ranging from 1140°C to 1340°C and characterized in terms of ferrite fraction and Cr and Ni diffusion. The vermicular ferrite undergoes a transient growth followed by a high then a low rate dissolution regimes. On the other hand, ferrite dissolution was also studied in the multilayered microstructures. such microstructures were elaborated by alternating ferrite and austenite sheets of the Fe-Cr-Ni system, diffusion-bonded by Hot isostatic Pressing and reduced in thickness by successive rollings. Dissolution is easier to handle in such microstructures thanks to the initial planar δ/γ interfaces. Analysis of the experimental results were carried out with a numerical moving-boundary model of diffusion-controlled δ→γ transformation. Diffusion can be treated in the planar, cylindrical and spherical geometries. As a preliminary validation, the model was used to analyze kinetics of ferrite dissolution in the multilayered microstructures. It was then applied to the cast alloy using an original descriptive approach combining spheres and cylinders as equivalent morphology of dendritic ferrite. Although based on simplifying assumptions, the model was able to reproduce experimental results with satisfactory agreement. Mechanisms underlying the initial growth of vermicular ferrite and the transition in dissolution regimes were outlined. The effect of a wide range of input parameters has been considered and relevant parameters for quantitative calculations were brought to light, such as thermodynamical descriptions of the Fe-Cr-Ni system, composition gradients and distribution of ferrite's radii., La ferrite résiduelle δ est présente dans les microstructures de coulée des aciers inoxydables austénitiques. Elle résulte de la transformation incomplète δ→γ ayant lieu l'étape de solidification. Sa présence peut nuire à la forgeabilité à chaud des aciers inoxydables et peut conduire à la formation de criques de rives et de pailles en J lors du laminage à chaud des brames. Ce travail de thèse a pour but de comprendre les mécanismes de la transformation δ→γ à haute température dans les aciers inoxydables austénitiques via une modélisation expérimentale et numérique. La transformation a été étudié dans un alliage ternaire Fe-Cr-Ni coulé par lingot et de composition proche de celle des alliages industriels. Trois morphologies de ferrite ont été mises en évidence à l'état brut de solidification: lattes au bord du lingot, vermiculaire et lattes au centre. Leur cinétique de dissolution est étudiée à des températures allant de 1140°C à 1340°C et caractérisée en termes de fraction de ferrite et profils de composition du Cr et du Ni. La dissolution de la ferrite vermiculaire comprend trois étapes : une croissance initiale transitoire suivie par deux régimes de dissolution à haute puis à faible taux de transformation. D'un autre côté, il a été possible d'étudier la dissolution de la ferrite dans des microstructures multicouches élaborées par l'empilement de plaques de ferrite et d'austénite du système Fe-Cr-Ni et soudées à l'état solide par Compression Isostatique à Chaud puis réduits en épaisseurs par laminages successifs. L'étude et la caractérisation de la cinétique de dissolution de la ferrite est plus facile dans ces microstructures étant donnée la planéité initiale des interfaces δ/γ. L'analyse des résultats expérimentaux a été menée via le développement d'un modèle numérique, à interface mobile, de la transformation de phases δ→γ pilotée par la diffusion. La diffusion peut être traitée dans les géométries plane, cylindrique et sphérique. En guise de validation, le modèle a été utilisé pour analyser la dissolution de la ferrite dans les microstructures multicouches. Par la suite il a été appliqué au cas de la ferrite vermiculaire en usant d'une approche novatrice où la morphologie des dendrites est approximée par une combinaison de cylindres et de sphères. Malgré la simplicité des hypothèse sous-jacentes, le modèle a permis d'expliquer les mécanismes de croissance initiale et de changement de régime de dissolution. D'autre part, via une étude paramétrique, l'effet des données d'entrée a été étudié et les plus pertinentes d'entre eux en termes de prédiction quantitative ont été mises en avant, en particulier la description thermodynamique du digramme Fe-Cr-Ni, le gradient initial et la distribution des rayons des particules de ferrite.

Anfang der 90er Jahre wurde die Kathedrale St. Etienne von Bourges als erster emblematischer gotischer Bau auf die Verwendung von Eisen in ihrer Konstruktion untersucht. Dabei ging es insbesondere um die Frage nach Funktion und Ursprung des in der Struktur des Baues identifizierten Ringankers. In den 2000er Jahren erschienen zahlreiche Studien zum Thema und aufgrund der Fortentwicklung der auf Metalle angewendeten archäometrischen Methode ist es nunmehr möglich, die Fragestellungen neu zu bewerten. Der Artikel legt die Ergebnisse einer 2010 und 2011 in der Kathedrale von Bourges durchgeführten Bauforschungskampagne vor, in Verbindung mit einer chemischen Analyse von 70 Eisenproben und 58 Bleiversiegelungen. Die ins Mauerwerk eingesetzten Eisenarmaturen und ihre chemische Zusammensetzung zeigen, dass die Zuganker in Höhe des Triforiums der Kathedrale gleichzeitig mit dessen Errichtung eingebaut wurden. Allerdings waren sie ursprünglich nicht vorgesehen : sie wurden erst während der Bauarbeiten eingesetzt, um die am noch unvollendeten Bau beobachteten Schäden zu beseitigen. Aufgrund dieser Ergebnisse kann die Stellung der Kathedrale von Bourges als Meilenstein in der Geschichte der Verwendung von Eisen in der gotischen Baukunst neu definiert werden und die Entwicklung des Know-how der mittelalterlichen Bauleute zu Beginn des 13. Jhs., die ständig mit dem neuen, ins Mauerwerk integrierten Baumaterial experimentierten, findet so eine neue Bewertung., The Cathedral Saint-Etienne in Bourges is the first major Gothic building to have been examined with regard to the use of iron in its construction. The study, made in the 1990s, posed questions about the role and origin of the iron armatures identified in the structure of the edifice. Increased research in this area in the intervening years and the development of archaeometric methods applied to metals have allowed us to cast new light on these questions. The present article publishes the results of an archaeological study of the construction of Bourges Cathedral undertaken in 2010-2011, in conjunction with the chemical analysis of 70 iron samples and 58 lead sealings. The integration of the armatures in the masonry, as well as their chemical composition, reveals that the truss rods and chains installed in the triforium are contemporary with the rising structure, but that their installation was not foreseen from the beginning. They were implanted only after construction was under way, probably in order to consolidate disorders observed in the unfinished structure. The results of this study make Bourges Cathedral a benchmark in the history of the use of iron in Gothic architecture and herald a reconsideration of the evolution of the know-how of medieval builders with regard to the progressive integration of this material in masonry in the early thirteenth century, the fruit of constant experimentation., La cathédrale Saint-Étienne de Bourges est le premier édifice majeur de la période gothique à avoir fait, au début des années 1990, l’objet d’une étude architecturale quant aux usages du fer dans sa construction, qui posait notamment les questions du rôle et de l’origine des armatures de fer identifiées dans la structure de l’édifice. La multiplication des travaux sur cette thématique au cours des années 2000 et le développement des méthodes archéométriques appliquées aux métaux permettent de jeter un regard nouveau sur ces questionnements. Cet article présente les résultats d’une campagne d’étude archéologique du bâti menée sur la cathédrale de Bourges en 2010-2011, couplée à l’analyse chimique de 70 prélèvements de fer et de 58 scellements de plomb. L’intégration des armatures dans la maçonnerie comme leur composition chimique révèlent que les tirants et chaînages installés au niveau du triforium de la cathédrale sont bien contemporains de son édification, mais que leur mise en oeuvre n’était pas prévue dès l’origine du chantier : ils n’ont été implantés qu’en cours de construction, probablement comme consolidation de désordres observés dans l’édifice inachevé. Ces résultats permettent ainsi de replacer la cathédrale de Bourges comme un jalon dans l’histoire de l’usage du fer dans l’architecture gothique et de reconsidérer l’évolution du savoir-faire des bâtisseurs médiévaux quant à l’intégration progressive de ce matériau dans les maçonneries au début du XIIIe siècle, fruit d’une expérimentation constante., L'Héritier Maxime. Les armatures de fer de la cathédrale de Bourges : nouvelles données, nouvelles lectures. In: Bulletin Monumental, tome 174, n°4, année 2016. pp. 447-465.

Während der römischen Kaiserzeit mussten germanische Handwerker ihr Material für das Feinschmiedehandwerk aus dem Römischen Reich importieren. Deshalb war Recycling eine wichtige Rohstoffquelle für die Schmiede. Dennoch wurden die Buntmetalllegierungen in der Regel nach ihren jeweiligen Verarbeitungseigenschaften gezielt eingesetzt. Der Vergleich römischer und germanischer Feinschmiedetechnik offenbart einige gravierende Unterschiede: komplexe Verfahren der Oberflächenveredelung und der Verzierung wie Blattvergoldung, Emaillieren und Niellieren fanden während des 1. bis 3. Jahrhunderts n. Chr. offenbar keinen Eingang in das germanische Feinschmiedehandwerk. Allerdings sprechen zahlreiche Argumente für ein sowohl nach individuellen Fähigkeiten als auch nach Zugangsmöglichkeiten zu handwerklichen Kenntnissen und wertvollen Rohstoffen differenziertes, teilweise hochspezialisiertes Handwerk mit Anfängen einer cum grano salis ‚germanischen Hofkunst‘ bereits im frühen 1. Jahrhundert n. Chr.

Not availableEn el presente trabajo se dan a conocer las características más importantes de las primeras etapas de la metalurgia prehistórica balear (Calcolítico y Edad del Bronce). Se distinguen dos tecnologías que responden no sólo a formas de trabajar el metal, sino también de entenderlo y usarlo. Este estudio se apoya en datos procedentes de 400 análisis de composición y 14 metalografías. [fr] Dans le travail suivant en va faire connaitre les traits les plus importants des pprémierès ages de la métallurgie prehistorique baléar (Calcolitiques et Âge de Bronze). O établit une division entre deux moments tecnologiquement différents qui ne répondent pas seulement à façons du travailler le métal, mais aussi de le comprendre et l’utiliser. Tot ça (accompagne avec donnés provénantes de plus de 400 analyses de composition et diferentes métallographies.

Off the coast of Saintes-Maries-de-la-Mer, in the confluence of one of the ancient branches of the Rhone, eleven wrecks transporting mainly iron have been discovered. Dated from the turn of our era (the end of the first century BC - first century AD), each one delivers between 20 and 150 tons of iron which break down into eight standardized semi-finished products (types and subtypes included), sometimes stamped. We propose to specify these typological and epigraphic characteristics through archeometric studies undertaken on around fifty of these bars. Métallographie and chemical characteristics are then established in each unit. They make it possible to understand the technical reality of a complex typology and to refine our knowledge of the ferrous production networks in the Roman Mediterranean world., Au large des Saintes-Maries-de-la-Mer, au débouché d'un des anciens bras du Rhône, onze épaves transportant principalement du fer ont été découvertes. Datée de la transition de notre ère (fin du Ier s. av. J.-C. - Ier s. ap. J.-C), chacune livre entre 20 et 150 t de fer qui se déclinent sous la forme de huit demi-produits standardisés (types et sous-types compris) parfois estampillés. Nous proposons de préciser ces particularités typologiques et épigraphiques à travers des études archéométriques menées sur une cinquantaine de ces barres. Des caractéristiques métallogra- phiques et chimiques sont alors dégagées dans chaque ensemble. Elles permettent de comprendre la réalité technique d'une typologie complexe et d'affiner les connaissances sur les circuits de production ferreux dans le monde méditerranéen antique., Pagès Gaspard, Long Luc, Fluzin Philippe, Dillmann Philippe. Réseaux de production et standards de commercialisation du fer antique en Méditerranée : les demi-produits des épaves romaines des Saintes-Maries-de-la-Mer (Bouches-du-Rhône). In: Revue archéologique de Narbonnaise, tome 41, 2008. pp. 261-283.

The opportunity was taken in 2010 to carry out a full scientific and technical examination of the brass head from Ife, popularly known as the Olokun head, first published in 1912 by Leo Frobenius, together with a selection of other Ife heads that came to London for exhibition at the British Museum. This was especially appropriate as on its last visit some 60 years previously, the Olokun head had been examined and condemned as a sand cast copy. The present study has established beyond doubt that the Olokun head is a hollow cire perdue or lost wax casting, very similar in technique and composition to the other heads. The balance of evidence suggests that this is the head unearthed at Ife in 1910. En 2010, une exposition de têtes Ife au British Museum à Londres a fourni l’opportunité de procéder à un examen scientifique et technique détaillé d’une tête en laiton, plus connue sous le nom de tête d’Olokun, et publiée par Léo Frobenius en 1912 ; une sélection d’autres têtes Ife exposées ont fait également l’objet d’analyses. La tête d’Olokun avait été étudiée et reléguée, soixante ans auparavant, au statut de simple copie obtenue par fonte au sable. Cette nouvelle approche, particulièrement bienvenue, établit sans aucun doute que la tête d’Olokun est une fonte à cire perdue, très similaire aux autres têtes en termes de technique et de composition. Par ailleurs, tout un faisceau d’éléments suggère qu’il s’agit bien de la tête mise au jour à Ife en 1910.Cet article livre les résultats du ré-examen technique et scientifique de la célèbre tête en laiton d’Olokun, originaire d’Ife (Nigéria), considérée en 1949 par William Fagg et Léon Underwood comme une copie réalisée par moulage de la tête originale découverte en 1910 par Leo Frobenius.La discussion s’articule autour de trois grandes parties. La première examine les nombreux arguments utilisés par W. Fagg et L. Underwood pour reléguer la tête au statut de simple copie. La seconde décrit la façon dont on pense actuellement que la tête a été coulée. Enfin, la troisième dévoile l’examen scientifique établissant son ancienneté probable, sa production en Afrique de l’Ouest, et sa ressemblance frappante avec d’autres têtes d’Ife.Parmi les nombreux points retenus par W. Fagg et L. Underwood, trois revêtent une certaine importance. Dans l’ensemble ils dénoncent la nature diffuse de la surface du métal et le manque de détails précis (les points a, b, f et g de Fagg et Underwood), alors attribués à la méthode de fonte au sable. En réalité, l’examen attentif a très vite démontré que l’origine de cette différence d’aspect résidait dans le fait que, contrairement aux autres têtes d’Ife présentes au British Museum de nombreux mois avant l’exposition – pour examen et nettoyage –, la tête d’Olokun n’était arrivée en Grande-Bretagne que la veille de son ouverture et n’avait, par conséquent, reçu qu’un traitement très superficiel. Sous la couche de cire appliquée à la hâte, la corrosion, la terre et même des restes du matériau de moulage d’origine ont subsisté, remplissant les interstices et brouillant les détails de la fonte (fig. 8).Une objection plus sérieuse (g) résidait dans le fait, qu’en certains endroits de la tête, des accrétions de matière de surface paraissaient être en métal, comme si on avait là la traduction dans le métal du moulage de résidus, de poussières et de traces de corrosion, ce qui aurait pu effectivement être un argument en faveur d’une copie moulée sur l’original. Cependant, l’examen approfondi des zones concernées a montré que la plupart de ces « moulages de poussière » sont en fait constitués de vraies poussières et de résidus de fonte (fig. 9). À la base du cimier, on distingue quelques gerces de métal et le décor du cimier lui-même est ­recouvert de métal (fig. 10), mais cela pourrait s’expliquer par le simple fait que l’argile utilisée pour le moulage n’était pas assez fine pour pénétrer profondément dans cet interstice, ou encore que la surface du moule avait été endommagée pendant la cuisson et la coulée.Leur point h nécessite également une explication. Ainsi W. Fagg et L. Underwood décrivent deux zones sur le front qu’ils attribuent à une ­tentative d’introduction de broches en fer dans un possible moule en plâtre. Cette interprétation est entièrement erronée. Pour que cela soit interprété comme la preuve que cette tête était une copie d’un original, le métal aurait dû être coulé par les canaux intérieurs dans l’original et ce que l’on voit dans le métal de la présente tête correspondrait alors au moulage des canaux de coulée de la tête originale. Toutefois ces canaux de coulée coupés contenaient encore les extrémités de broches de renforcement et par conséquent il s’agit bien, non de moulages de canaux, mais de vrais canaux qui pour une raison quelconque n’ont pas été utilisés. En outre l’examen indique que c’est la cire que l’on a coupée à cet endroit, et non le métal. L’explication la plus probable est que le moule a été assemblé, prêt à être chauffé, mais qu’il a subi un accident qui l’a endommagé avant le début de la coulée. Les canaux de cire originaux ont alors probablement dû être coupés et remplacés par deux autres à l’intérieur de la tête (fig. 2).Dans l’ensemble il est à noter que, dans leur discussion, W. Fagg et L. Underwood ne mentionnent aucune des principales caractéristiques qui permettent de distinguer les fontes au sable ou les fontes postérieures, telle une réduction de taille de la copie qui aurait pu être constatée. De même, la présence de traits tout aussi distinctifs de la fonte à cire perdue qui peuvent être observés sur la tête ne sont pas évoqués.L’examen scientifique a établi que le métal est sérieusement corrodé, avec une corrosion intergranulaire très importante, témoignant fortement d’un enfouissement prolongé (fig. 16 et 18). Les produits de corrosion sont les minéraux auxquels on peut s’attendre sur une véritable antiquité. Il y a aussi une contamination très superficielle de pigments synthétiques. Ces derniers sont identiques à ceux trouvés sur les moulages en plâtre des têtes réalisés au British Museum, lors de la présence de la tête d’Olokun en 1948.La composition élémentaire et isotopique du métal de la tête d’Olokun est similaire à celle des autres têtes d’Ife, ce qui suggère fortement qu’elle a été fabriquée à partir du même stock de métal. L’examen du noyau de la tête indique une composition similaire à celle de l’une des autres têtes échantillonnée pour comparaison (Willett & Sayre 2006). Plus significatif encore, une partie de la matière végétale utilisée comme remplissage du noyau de la tête d’Olokun provenait de plantes qui poussent uniquement en Afrique de l’Ouest, signe évident que la tête a été coulée dans cette région.Ainsi, dans l’ensemble, le réexamen jette un doute considérable sur le rapport de 1949. Il établit que la tête est certainement une fonte creuse à la cire perdue, probablement réalisée en fonte directe – bien qu’une fonte indirecte ne puisse pas être totalement exclue –, très similaire à celle mise en œuvre pour réaliser les autres têtes. L’ensemble de ces arguments suggère qu’il s’agit bien de la tête exhumée par L. Frobenius en 1910.

Cet article présente les dernières avancées archéométriques en matière d’archéométallurgie du fer. Celles-ci se placent dans la lignée des approches menées depuis de longues années de manière interdisciplinaire tant sur les sites de production du métal que sur les objets eux mêmes. Ces avancées, basées sur le couplage d’analyses chimiques de pointe, notamment avec des inférences statistiques adaptées, permettent aujourd’hui de déterminer les procédé d’obtention du métal (direct ou indirect) mais également de vérifier des hypothèses de lieux de production. Cette dernière approche nécessite cependant la réalisation de référentiels importants, basés sur l’analyse de scories provenant de zones de production. Enfin, il est aujourd’hui possible de dater par technique radiocarbone les objets ferreux. L’ensemble de ces avancées ouvrent la voie à des études spatiales et chronologique de grande ampleur pour les années à venir. This article presents the latest advances in the field of archaeometric studies for iron based artefacts. These are placed in line with the approaches taken for many years in an interdisciplinary way on both metal production sites and on the objects themselves. These advances, based on the coupling of chemical analyzes with appropriate statistical inferences enable to determine the process for obtaining metal (direct or indirect) but also to verify the assumptions of production sites. This latter approach, however, requires the gathering of important reference datatsets based on analysis of slag from production areas. Finally, it is now possible to date the ferrous objects by radiocarbon technique. All these advances paved the way for major spatial and chronological studies in the coming years.

The hoard of Farébersviller (Moselle, France) was discovered in 1 99 1 during rescue excavations. It contains one hundred and thirty « bronze » artefacts wich are dated of the Late Bronze Age (BF Mb). A technological study of five ornaments pieces has been done : a decorated torque, two Vaudrevanges type bracelets, a bracelet with broad ends and a earring. From those objects, interesting questions, upon the duality between casting and plastic deformation for the forming of thin parts, could be asked. Before metallographic examinations of the microstructures of the alloys, observations with a binocular magnifying glass have been conducted. Done with a strip, with 4 cm wide and 1 .5 mm thick, the torque is the only piece formed by an important hammering work. The Vaudrevanges type bracelets are also made with a wide and thin stripe ; the microstructures of the alloys show us that casting is the main forming process. The bracelet with broad ends has kept the as-cast structure. The earring has been formed by a slight hammering work of a rough casting. This study outlines the high technology of the craftsmen for the casting of thin parts ; this skill could be linked with the use of ternary alloys such as leaded bronzes., Découvert en 1991 lors d'une opération d'archéologie préventive, le dépôt de Farébersviller en Moselle a livré cent trente objets de « bronze » datés de la fin de l'Âge du Bronze (BF Mb). Cinq pièces de parure ont fait l'objet d'une étude technologique : un torque décoré, deux bracelets de type Vaudrevanges, un bracelet à larges tampons et une boucle d'oreille. Ces objets posent des questions intéressantes sur la dualité entre l'usage de la fonderie et de la déformation plastique pour la réalisation de parties minces. Les objets ont été observés à la loupe binoculaire avant les examens métallographiques de la microstructure des alliages. Le torque, fait d'une bande de métal large de 4 cm et épaisse de 1 ,5 mm, est la seule pièce mise en forme par un important travail de martelage. La structure du métal des bracelets de type Vaudrevanges, également constitués d'une large bande mince, montre que la fonderie est le procédé dominant de leur formage. Le bracelet à larges tampons a gardé sa structure brute de coulée. Pour former la boucle d'oreille, une ébauche de fonderie a été faiblement reprise par martelage. Cette étude met en évidence la haute technicité des artisans capables de couler des parties très minces ; ces pratiques sont à mettre en relation avec l'usage des alliages ternaires que sont les bronzes au plomb., Veber Cécile, Pernot Michel. Étude technique de cinq objets du dépôt de Farébersviller (Moselle).. In: Revue d'Archéométrie, n°24, 2000. pp. 5-12.

International audience; Un décapage horizontal de 35 m2 sur le gisement archéologique de Koussané a permis la mise au jour de vestiges sidérurgiques en relation avec une opération de réduction directe d’un minerai de fer siliceux. Deux fragments de charbon de bois inclus dans de la scorie ont fourni un âge C14 de 1715 ± 55 BP en accord avec la chronostratigraphie. Le four utilisé pour cette opération se composait d’une fosse peu profonde légèrement hémisphérique surmontée d’une cellule maçonnée à base de colombins et enduite d’argile. Tant la forme que la hauteur de cette superstructure s’avèrent indéterminables à partir des vestiges. Une tuyère disposée obliquement à travers le corps du four et associée à des soufflets, a favorisé la formation d’une éponge de fer au dessus de la scorie liquide comme le révèlent les examens métallographiques. Cette dernière s’est solidifiée dans la fosse en un bloc de 90 kg. A la suite de quoi la construction en élévation a été déplacée de deux à trois mètres pour permettre le prélèvement de l’éponge de fer. Les analyses chimiques effectuées sur le minerai et la scorie permettent d’estimer autour de 11,5 kg la masse de métal brut produit.

International audience; Un décapage horizontal de 35 m 2 sur le gisement archéologique de Koussané a permis la mise au jour de vestiges sidérurgiques en relation avec une opération de réduction directe d'un minerai de fer siliceux. Deux fragments de charbon de bois inclus dans de la scorie ont fourni un âge C 14 de 1715 ± 55 BP en accord avec la chronostratigraphie. Le four utilisé pour cette opération se composait d'une fosse peu profonde légèrement hémisphérique surmontée d'une cellule maçonnée à base de colombins et enduite d'argile. Tant la forme que la hauteur de cette superstructure s'avèrent indéterminables à partir des vestiges. Une tuyère disposée obliquement à travers le corps du four et associée à des soufflets, a favorisé la formation d'une éponge de fer au dessus de la scorie liquide comme le révèlent les examens métallographiques. Cette dernière s'est solidifiée dans la fosse en un bloc de 90 kg. A la suite de quoi la construction en élévation a été déplacée de deux à trois mètres pour permettre le prélèvement de l'éponge de fer. Les analyses chimiques effectuées sur le minerai et la scorie permettent d'estimer autour de 11,5 kg la masse de métal brut produit.

International audience