Allevard, Belledonne et le fer

Les mythes et les légendes sont nombreux au sujet d'Allevard et de son fer, mais il a fallu attendre le XI^ème siècle pour avoir un premier document écrit attestant l'activité minière autour d'Allevard. Cependant, quelques traces existent et nous renseignent sur une activité encore plus ancienne. En plein âge du fer, on raconte que la bataille d'Allia (390 av. J.C.) fut gagnée grâce à des épées en « fer fort ». Cette bataille fut gagnée notamment par un peuple gaulois qui devint les Allobroges peu de temps après et qui se trouvait en Savoie. En associant le fait que le minerai de fer avec présence de manganèse était plus solide, il est possible que le fer d'Allevard ait été utilisé, il y a très longtemps, pour ses caractéristiques particulières. En tout cas, il devait y avoir une activité d'exploitation développée puisque Hannibal serait passé par le « pays du fer » (218 av. J.C.) et Jules César affirme lui-même, lorsqu'il soumet les Allobroges (1^er siècle av J.C.), que ce peuple de la Gaule avait une habilité remarquable pour dégager le minerai de fer et le travailler.

Cependant il faut attendre le XI^ème siècle pour lire des premiers documents montrant l'implication des Chartreux, un ordre religieux apparu à la fin du XI^ème siècle. Ces derniers utilisaient le fer comme monnaie pour pallier les difficultés politiques. En 1170, ils obtiennent un vallon peu connu et très boisé, le Val de Bens où nous retrouvons aujourd'hui beaucoup de traces d'exploitation. Ce vallon se situait non loin de la Chartreuse de Saint-Hugon, un monastère annexe du grand monastère des Chartreux dans le massif voisin de la Chartreuse. Les Chartreux ont également apporté de nouvelles techniques d'exploitation, plus efficaces que les techniques du haut Moyen-Âge, mais ces techniques nécessitaient une puissance mécanique pour faire fonctionner des broyeurs et des fourneaux et cette énergie a été apportée par les puissants torrents que l'on retrouve dans les environs. C'est pour cela que la production du fer a migré jusqu'à la vallée, là où la hauteur de colonne d'eau était plus importante et, en 1478, on commence à fabriquer le fer à Allevard, même si le minerai de fer vient du pourtour de la ville.

Les guerres de religion et la concurrence d'autres pays européens vont affaiblir l'exploitation, mais l'exploitation faiblit aussi parce que le minerai principalement utilisé était la limonite, pour sa facilité de traitement et d'exploitation (on parle de minerai doux, facile à arracher de la montagne). Avec l'évolution des techniques d'exploitation, on s'intéresse de plus en plus à la sidérite qui permet tout de même d'avoir un minerai avec une teneur d'environ 30% (en masse) de fer. Cela permet l'ouverture en 1812 de plusieurs permis d'exploitation et la production monte en flèche jusqu'à la fin du siècle. Cette exploitation va s'essouffler au vu de la petite taille des filons (quelques fractions de mètres à une dizaine de mètres de largeur) et la concurrence est très forte à cette époque, même en France, avec l'acier de Lorraine. La fin officielle de l'exploitation s'est opérée en 1929, date à laquelle on arrête l'exploitation du minerai, mais la transformation de minerais importés persiste jusqu'à aujourd'hui où ces derniers sont utilisés à des fins de fabrication technique comme des ressorts, des disques d'abrasion ou encore des aimants (à Allevard et dans la vallée du Grésivaudan).

Source - © - A. Laronde, Mémoire d'Allevard

Figure 10. Production de fer dans la région d'Allevard, d'après Mémoire d'Allevard

Nous voyons bien un maximum de production à la fin du XIX^ème, début du XX^ème siècle. Le maximum de production est atteint dans les années 1880, avec 65.000 t/an. Ces valeurs sont à comparer avec la production française actuelle de 16 millions de tonnes, ainsi qu'avec la production mondiale actuelle de 950 millions de tonnes (elle était d'environ 15 millions de tonnes en 1900).

D'après les données de l'International Iron and Steel Insitute.

Afin d'approcher les techniques d'exploitation, nous allons prendre l'exemple d'une ancienne mine à côté du village de Pinsot (38) où un sentier pédagogique, le sentier du fer, permet d'observer toutes les approches de l'activité d'extraction du fer.

Source - © 2013 Google earth, modifié

Figure 11. Localisation du « sentier du fer » de Pinsot (point rouge)

Les deux traits noirs limitent les trois domaines géologiques, cristallin (granites, migmatites et gneiss), en haut, micaschistes, au milieu, et sédimentaire, en bas.

Source - © 2013 IGN - BRGM / Géoportail, modifiés

Figure 12. Cartes géologique et topographique (BRGM et IGN) montrant l'accès au « sentier du fer »

Il faut aller en direction du village de Pinsot, puis suivre la direction du hameau les Ayettes. Au bout de la route se trouve un parking qui donne accès directement au « sentier du fer ». Ce dernier n'est pas long, mais la pente est souvent forte. Au sommet se trouve une table d'orientation avec une vue générale sur le vallon et la chaîne de Belledonne. Tout au long du parcours, il y a de nombreux panneaux pour indiquer les différents lieux et curiosités à visiter. Sur la carte géologique sont indiqués deux grands filons de quartz verticaux, dans lesquels on retrouve de la sidérite en association.

Source - © 2013 IGN / Géoportail - BRGM / Google earth, modifiés

Figure 13. Vues obliques géologique et topographique (BRGM et IGN) montrant l'accès au « sentier du fer »

Il faut aller en direction du village de Pinsot, puis suivre la direction du hameau les Ayettes. Au bout de la route se trouve un parking qui donne accès directement au « sentier du fer ». Ce dernier n'est pas long, mais la pente est souvent forte. Au sommet se trouve une table d'orientation avec une vue générale sur le vallon et la chaîne de Belledonne. Tout au long du parcours, il y a de nombreux panneaux pour indiquer les différents lieux et curiosités à visiter. Sur la carte géologique sont indiqués deux grands filons de quartz verticaux, dans lesquels on retrouve de la sidérite en association.

Cette mine datant du Moyen-Âge est loin d'être celle qui a eu le plus de production (la plus grande mine a été celle du Taillat, que l'on peut également visiter), mais elle donne un exemple typique des mines de fer autour d'Allevard.

Comme nous pouvons le voir sur la carte géologique détaillée, le petit massif de micaschistes est entrecoupé de filons de quartz verticaux (ce sont des droites sur la carte géologique).

Les filons de sidérite suivent les filons de quartz, mais ils sont plus étroits. Le filon principal exploité est ouvert à l'air libre au sommet de la montagne (symbole de mine sur la carte géologique), il s'agit de la première partie d'exploitation, la plus ancienne puisque l'altération naturelle avait transformé la sidérite en hydroxyde et que son traitement était plus facile. L'exploitation par le sommet (fosse à Maramelle, voir figures ci-dessous) a cependant été limitée par la présence d'eau dans la galerie. C'est pour cela que des galeries ont été creusées en aval mais horizontalement afin de recouper le filon. Ces galeries (la Petite et la Grande Fosse, voir ci-dessous) ont permis la plus grande production via l'extraction de la sidérite, dont les restes sont aujourd'hui retransformée en hydroxyde à cause de l'altération par l'air et par l'eau.

Source - © 2012 Romain Bouchet Bert-Manoz Figure 14. Gros plan sur l'encaissant, un micaschiste L'encaissant montre une couleur rouille, ce qui suggère une forte concentration initiale en fer, ou plus probablement une patine par des eaux superficielles riches en fer. Ce dernier a été concentré par les fluides notamment carbonés pour former massivement de la sidérite, un carbonate de fer que l'on trouve associé au quartz dans de puissants filons.
Source - © 2012 Romain Bouchet Bert-Manoz Figure 15. Entrée supérieure de la « Fosse à Maramelle » au niveau de la crête C'est le lieu d'exploitation initiale qui a été abandonné à cause d'inondation (le filon est vertical et donc l'eau de pluie arrive directement). L'accès est impossible sans matériel adéquat (au minimum une corde et un descendeur ou bloqueur).	Source - © 2012 Romain Bouchet Bert-Manoz Figure 16. Détail de la paroi à l'entrée de l'entrée supérieure de la « Fosse à Maramelle » On voit le filon de quartz (en blanc-jaune) sur lequel nous retrouvons encore des restes d'hydroxydes de fer (tâches marron) qui ont été les premiers minéraux à être exploités.
Source - © 2012 Romain Bouchet Bert-Manoz Figure 17. L'une des entrées de la « Grande Fosse » Pour recouper le filon vertical, les mineurs ont creusé des galeries horizontales en bas de montagne. Ces dernières sont très instables (mises en place au Moyen-Äge) et sont donc aujourd'hui fermées (barreaux métalliques empêchant l'accès).	Source - © 2012 Romain Bouchet Bert-Manoz Figure 18. Détail de la paroi dans la galerie de la « Grande Fosse » Au fond, on retrouve un filon de sidérite (en marron-violet à cause des hydroxydes). On retrouve aussi des traces de l'activité avec des coups de piolet sur toute la longueur de la galerie.

Le traitement de cette sidérite se faisait dans la forge de Pinsot, au fond du vallon et avec l'aide du torrent du Breda comme source d'énergie mécanique pour le broyage. Après ce broyage, le traitement se faisait en deux étapes par hauts-fourneaux, en fabriquant, dans un premier temps, la fonte grâce à une forte température, puis un affinage par chauffage (décarburation) pour obtenir un fer métallique que l'on peut ensuite associer à d'autres éléments pour obtenir des alliages. Cependant, il y a encore des traces d'un premier procédé qui se faisait sur place, juste à côté de l'exploitation des filons. C'est un processus en une seule étape qui s'apparente à l'étape du haut-fourneau dans le procédé moderne. Il faut pour cela un four à griller et du charbon (de bois). Le principe consiste à réduire le fer par le monoxyde de carbone, ce dernier étant formé à haute température. À partir de charbon, donc de carbone, on peut réaliser la réaction d'oxydation (par l'air) C + O₂  → CO₂ puis, à haute température, on peut faire la réaction de Boudouard C + CO₂  → 2 CO. Le monoxyde de carbone produit peut servir à la réduction du fer à haute température (au-dessus de 900°C) via l'équation simplifiée Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂ qui est exothermique et qui permettait le maintient de la réaction dans le fourneau. On pouvait obtenir cette réaction en prenant directement des oxydes ou hydroxyde de fer, ou en utilisant la sidérite qui, par chauffage, se transformait en oxyde (FeCO₃ → FeO + CO₂). En laissant la traite entière du minéral, on formait un fer métallique dont il existe aujourd'hui des traces sous forme de ce que l'on appelle des scories (restes de fonte) et que l'on pouvait travailler par la suite. Si la réaction était arrêtée avant, on pouvait former de l'acier (alliage de fer et de carbone) et c'est forcément par essais et erreurs que les travailleurs ont dû trouver l'intervalle de temps nécessaire à la fabrication du solide acier pour les épées et autres outils utiles.

Source - © 2012 Romain Bouchet Bert-Manoz

Figure 19. Minerais et traces d'exploitation du fer retrouvé sur le « sentier du fer »

À gauche, de la sidérite peu organisée qui sert de matériel initial pour la fabrication de fer pur et d'acier. Au milieu, une association quartz-sidérite avec un peu de sulfure. Enfin, à droite, les restes d'un four à griller, une scorie, morceau de fer pur (densité du fer métallique).

Aujourd'hui, il reste quelques traces de fours à griller (ci-dessous), où l'on retrouve parfois des systèmes complexes d'évent avec entrée d'air pour permettre l'oxydation du carbone dans un premier temps.

On retrouve aussi des places charbonnières où l'on fabriquait le charbon à partir de bois de hêtre très sec, que l'on consumait sans oxygène (en recouvrant une meule de bois par de la terre par exemple) pour obtenir du charbon en quelques jours.

Source - © 2012 Romain Bouchet Bert-Manoz Figure 20. Four à griller que l'on retrouve en bas du « sentier du fer » L'ouverture sur le devant permet de faire un appel d'air pour oxyder le carbone. Le minerai et le charbon sont placés juste derrière ce muret.

Source - © 2012 In souslesalpes Figure 21. Vieille carte postale montrant les installations de la mine de la Taillat, la plus importante de la région dans les années 1900

Aujourd'hui, il n'y a plus d'activité d'extraction de fer mais de nombreuses usines de traitement de ce métal ont survécu, plus ou moins bien, jusqu'à la fin du XX^ème siècle. Cependant, il reste de nombreux minerais de fer non exploités et, aujourd'hui, les techniques d'exploitation ont progressé. À l'époque, le minerai utilisé était riche (environ 30% en masse de fer) mais la présence de pyrite (soufre) pouvait perturber le bon fonctionnement de la purification. Aujourd'hui, le rendement de la transformation est meilleur et on saurait traiter facilement ce minerai malgré le soufre ou autres éléments perturbateurs. Cependant, ces techniques d'exploitation-traitement sont arrivées trop tard et les volumes des amas de minerais sont bien inférieurs à ce qui est couramment exploité par les méthodes modernes d'extraction. Que ce soit à Allevard, en Lorraine ou ailleurs, la France a encore du fer, mais ne joue plus aucun rôle dans la production mondiale. À cela s'ajoute le fait que le fer n'est pas utilisé spécifiquement pour des nouvelles utilisations de haute technologie à forte valeur ajoutée, qui augmentent fortement la demande de certains éléments même si ils sont en "petits" gisements (platinoïdes, terres rares…).

Toutes ces raisons font que le fer d'Allevard ne devrait pas voir de nouvelles exploitations dans un avenir prévisible. Mais c'est bien ce même fer qui a permis le développement de toute une vallée. Il a permis l'apparition de nombreuses entreprises, qui ont continué à se spécialiser et à aller vers les nouvelles technologies et, aujourd'hui, les entreprises de micro-électronique, et plus récemment de nano-électronique, sont un prolongement du développement de l'industrie de l'extraction et du traitement du fer très tôt dans l'histoire de la région.