Statue en Bronze Animalier Chien De Chasse signé Pierre-Jules Méne

Le bronze est un alliage composé principalement de cuivre , généralement avec environ 12 à 12,5 % d'étain et souvent avec l'ajout d'autres métaux (notamment l'aluminium , le manganèse , le nickel ou le zinc ) et parfois de non-métaux, tels que le phosphore , ou de métalloïdes tels que l'arsenic ou le silicium . Ces ajouts produisent une gamme d'alliages qui peuvent être plus durs que le cuivre seul ou avoir d'autres propriétés utiles, telles que la résistance , la ductilité ou l'usinabilité .

La période archéologique au cours de laquelle le bronze était le métal le plus dur et largement utilisé est connue sous le nom d' âge du bronze . Le début de l'âge du bronze dans l'ouest de l'Eurasie et en Inde est classiquement daté du milieu du 4e millénaire avant JC (~ 3 500 avant JC) et du début du 2e millénaire avant JC en Chine ; [1] ailleurs, il s'est progressivement répandu dans les régions. L'âge du bronze a été suivi par l' âge du fer qui a commencé vers 1 300 avant JC et a atteint la majeure partie de l'Eurasie vers 500 avant JC, bien que le bronze ait continué à être beaucoup plus largement utilisé qu'il ne l'est à l'époque moderne.

Parce que les œuvres d'art historiques étaient souvent constituées de laitons (cuivre et zinc) et de bronzes de différentes compositions métalliques, les descriptions modernes des musées et des chercheurs d'œuvres d'art plus anciennes utilisent de plus en plus le terme généralisé « alliage de cuivre » au lieu des noms d'alliages individuels. Ceci est fait (au moins en partie) pour éviter que les recherches dans les bases de données échouent simplement en raison d'erreurs ou de désaccords dans la dénomination des alliages de cuivre historiques. [2]

Étymologie 

Houmuwu ding ( chinois :后母戊鼎; pinyin : Hòumǔwù dǐng ), le bronze rituel chinois le plus lourd jamais trouvé ; 1300-1046 avant JC ; Musée national de Chine (Pékin). Le nom de ce ding est basé sur l'inscription sur le mur intérieur en bronze, qui dit Hòumǔwù , signifiant « Reine Mère Wu ».
Le mot bronze (1730-1740) est emprunté au moyen français bronze (1511), lui-même emprunté à l'italien bronzo « cloche métal, laiton » (XIIIe siècle, transcrit en latin médiéval par bronzium ) soit :

bróntion , formation arrière du grec byzantin brontēsíon ( βροντησίον , 11ème siècle), peut-être de Brentḗsion ( Βρεντήσιον , ' Brindisi ' , réputé pour son bronze ; [3] [4] ou à l'origine :
dans sa forme la plus ancienne du vieux persan birinj , ( برنج , « laiton » , berenj moderne ) et piring ( پرنگ ) « cuivre » , [5] d'où provenaient également le brinǯi géorgien ( ბრინჯი ), le pirinç turc et le brinj arménien ( ?????? ) , signifiant également « bronze » .
Histoire 

Trésor de haches à douille en bronze de l' âge du bronze trouvées dans l'Allemagne moderne. C'était l'outil phare de l'époque et semble également avoir été utilisé comme réserve de valeur.

Clous romains en bronze avec signes et inscriptions magiques, 3e-4e siècle après JC.
La découverte du bronze a permis aux gens de créer des objets métalliques plus durs et plus durables qu’auparavant. Les outils , armes , armures et matériaux de construction en bronze tels que les tuiles décoratives étaient plus durs et plus durables que leurs prédécesseurs en pierre et en cuivre (« Chalcolithique »). Initialement, le bronze était fabriqué à partir de cuivre et d'arsenic ou de minerais mélangés naturellement ou artificiellement de ces métaux, formant du bronze à l'arsenic . [6]

Les premiers artefacts connus en alliage d'arsenic-cuivre proviennent d'un site de la culture Yahya (période V 3800-3400 avant notre ère), à ​​Tal-i-Iblis sur le plateau iranien , et ont été fondus à partir de cuivre arsenical natif et d'arséniures de cuivre, tels que l'algodonite. et domeykite . [7] [8]

Le plus ancien artefact en alliage d'étain et de cuivre a été daté d' environ 1800 ans.  4650 avant JC , dans un site culturel Vinča à Pločnik ( Serbie ), et aurait été fondu à partir d'un minerai naturel d'étain-cuivre, la stannite . [9]

D'autres premiers exemples datent de la fin du IVe millénaire avant JC en Égypte , à Suse (Iran) et dans certains sites antiques de Chine, du Luristan (Iran), [7] Tepe Sialk (Iran), [7] Mundigak (Afghanistan), [7] et Mésopotamie (Irak). [ citation requise ]

Le bronze à l'étain était supérieur au bronze à l'arsenic dans la mesure où le processus d'alliage pouvait être plus facilement contrôlé et l'alliage résultant était plus résistant et plus facile à couler. De plus, contrairement à ceux de l'arsenic , l'étain métallique et les fumées provenant du raffinage de l'étain ne sont pas toxiques .

L'étain est devenu le principal ingrédient non cuivreux du bronze à la fin du 3ème millénaire avant JC. [10] Les minerais de cuivre et l'étain, bien plus rare, ne se trouvent pas souvent ensemble (les exceptions incluent Cornwall au Royaume-Uni, un site antique en Thaïlande et un en Iran), de sorte que le travail sérieux du bronze a toujours impliqué un commerce avec d'autres régions. Les sources et le commerce de l’étain dans l’Antiquité ont eu une influence majeure sur le développement des cultures. En Europe, les gisements britanniques de Cornouailles , qui étaient commercialisés jusqu'en Phénicie, dans l'est de la Méditerranée , constituaient une source majeure d'étain . Dans de nombreuses régions du monde, on trouve de grandes quantités d’objets en bronze, ce qui suggère que le bronze représentait également une réserve de valeur et un indicateur de statut social. En Europe, on trouve de grands trésors d'outils en bronze, généralement des haches à douille (illustrées ci-dessus), qui ne présentent pour la plupart aucun signe d'usure. Avec les bronzes rituels chinois , qui sont documentés dans les inscriptions qu'ils portent et dans d'autres sources, le cas est clair. Ceux-ci étaient fabriqués en quantités énormes pour les enterrements d'élite et également utilisés par les vivants pour des offrandes rituelles.

Transition 
Bien que le bronze soit généralement plus dur que le fer forgé , avec une dureté Vickers de 60-258 contre 30-80, [11] l' âge du bronze a cédé la place à l' âge du fer après une grave perturbation du commerce de l'étain : les migrations de population d'environ 1200- 1100 avant JC réduisit le transport d'étain autour de la Méditerranée et depuis la Grande-Bretagne, limitant les approvisionnements et augmentant les prix. [12] À mesure que l'art du travail du fer s'améliorait, le fer devenait moins cher et de meilleure qualité. À mesure que les cultures avançaient du fer forgé à la main au fer forgé à la machine (généralement fabriqué avec des marteaux actionnés par l'eau), les forgerons ont également appris à fabriquer de l'acier . L'acier est plus résistant et plus dur que le bronze et conserve plus longtemps son tranchant. [13] Le bronze était encore utilisé à l'âge du fer et a continué à être utilisé à de nombreuses fins jusqu'à nos jours.

Composition 

Cloche en bronze avec structure cristallite visible .
Il existe de nombreux alliages de bronze différents, mais le bronze moderne est généralement composé à 88 % de cuivre et à 12 % d'étain. [14] Le bronze alpha est constitué d'une solution solide alpha d'étain dans du cuivre. Des alliages de bronze alpha contenant 4 à 5 % d'étain sont utilisés pour fabriquer des pièces de monnaie, des ressorts, des turbines et des pales. Les « bronzes » historiques ont une composition très variable, car la plupart des métallurgistes utilisaient probablement les débris disponibles ; le métal du chandelier anglais Gloucester du XIIe siècle est du bronze contenant un mélange de cuivre, de zinc, d'étain, de plomb, de nickel, de fer, d'antimoine, d'arsenic et une quantité inhabituellement grande d'argent – ​​entre 22,5 % dans la base et 5,76 % dans la casserole sous la bougie. Les proportions de ce mélange suggèrent que le chandelier a été fabriqué à partir d'un trésor de pièces de monnaie anciennes. Les bronzes du Bénin du XIIIe siècle sont en fait en laiton, et les fonts baptismaux romans du XIIe siècle de l'église Saint-Barthélemy de Liège sont parfois décrits comme du bronze et parfois comme du laiton .

À l'âge du bronze, deux formes de bronze étaient couramment utilisées : le « bronze classique », contenant environ 10 % d'étain, était utilisé en fonte ; et le « bronze doux », contenant environ 6 % d'étain, était martelé à partir de lingots pour fabriquer des feuilles. Les armes blanches étaient pour la plupart moulées en bronze classique, tandis que les casques et les armures étaient martelés en bronze doux.

Le bronze commercial moderne (90 % de cuivre et 10 % de zinc) et le bronze architectural (57 % de cuivre, 3 % de plomb , 40 % de zinc) sont plus correctement considérés comme des alliages de laiton car ils contiennent du zinc comme principal ingrédient d'alliage. Ils sont couramment utilisés dans les applications architecturales. [15] [16] Le bronze plastique contient une quantité importante de plomb, ce qui améliore la plasticité, [17] et était peut-être utilisé par les Grecs de l'Antiquité dans la construction navale. [18] Le bronze au silicium a une composition de Si : 2,80 à 3,80 %, Mn : 0,50 à 1,30 %, Fe : 0,80 % max., Zn : 1,50 % max., Pb : 0,05 % max., Cu : équilibre. [19] D'autres alliages de bronze comprennent le bronze d'aluminium , le bronze au phosphore , le bronze au manganèse, le métal de cloche , le bronze à l'arsenic , le métal spéculum , le bronze au bismuth et les alliages de cymbales .

Propriétés 
Les alliages à base de cuivre ont des points de fusion plus bas que l'acier ou le fer et sont plus facilement produits à partir des métaux qui les constituent. Ils sont généralement environ 10 % plus denses que l’acier, bien que les alliages utilisant de l’aluminium ou du silicium puissent être légèrement moins denses. Le bronze est un meilleur conducteur de chaleur et d’électricité que la plupart des aciers. Le coût des alliages à base de cuivre est généralement plus élevé que celui des aciers mais inférieur à celui des alliages à base de nickel .

Les bronzes sont généralement des alliages ductiles, considérablement moins cassants que la fonte. Le cuivre et ses alliages ont une grande variété d'utilisations qui reflètent leurs propriétés physiques, mécaniques et chimiques polyvalentes . Quelques exemples courants sont la conductivité électrique élevée du cuivre pur, les propriétés de faible friction du bronze à roulement (bronze à forte teneur en plomb - 6 à 8 %), les qualités de résonance du bronze à cloche (20 % d'étain, 80 % de cuivre) et résistance à la corrosion par l'eau de mer de plusieurs alliages de bronze.

Le point de fusion du bronze varie en fonction du rapport des composants de l'alliage et est d'environ 950 °C (1 742 °F). Le bronze est généralement non magnétique, mais certains alliages contenant du fer ou du nickel peuvent avoir des propriétés magnétiques. Généralement, le bronze ne s'oxyde que superficiellement ; une fois qu'une couche d'oxyde de cuivre (devenant finalement du carbonate de cuivre) est formée, le métal sous-jacent est protégé contre une corrosion supplémentaire . Cela se voit sur les statues de la période hellénistique. Si des chlorures de cuivre se forment, un mode de corrosion appelé « maladie du bronze » finira par le détruire complètement. [20]

Utilise

Poids en bronze avec un ordre impérial inscrit, dynastie Qin

Produits industriels de la Bunting Brass and Bronze Company, 1912
Le bronze, ou des alliages et mélanges semblables au bronze, ont été utilisés pour les pièces de monnaie sur une période plus longue. Le bronze était particulièrement adapté à une utilisation dans les équipements de bateaux et de navires avant l'utilisation généralisée de l'acier inoxydable en raison de sa combinaison de ténacité et de résistance à la corrosion par l'eau salée. Le bronze est encore couramment utilisé dans les hélices de navires et les paliers immergés. Au 20ème siècle, le silicium a été introduit comme principal élément d'alliage, créant un alliage largement utilisé dans l'industrie et la forme principale utilisée dans la statuaire contemporaine . Les sculpteurs peuvent préférer le bronze au silicium en raison de la disponibilité immédiate de tiges de brasage en bronze au silicium, qui permettent une réparation de couleur assortie des défauts des pièces moulées. L'aluminium est également utilisé pour le bronze en aluminium, un métal structurel. Les pièces en bronze sont résistantes et généralement utilisées pour les roulements , les clips, les connecteurs électriques et les ressorts .

Le bronze a également un faible frottement contre des métaux différents, ce qui le rend important pour les canons antérieurs au tolérancement moderne , où des boulets de canon en fer resteraient autrement dans le canon. [21] Il est encore largement utilisé aujourd'hui pour les ressorts, les roulements, les bagues, les roulements pilotes de transmission automobile et les raccords similaires, et est particulièrement courant dans les roulements des petits moteurs électriques . Le bronze phosphoreux est particulièrement adapté aux roulements et ressorts de précision. Il est également utilisé dans les cordes de guitare et de piano . Contrairement à l'acier, le bronze frappé contre une surface dure ne génère pas d'étincelles, c'est pourquoi il (avec le cuivre-béryllium ) est utilisé pour fabriquer des marteaux , des maillets , des clés et d'autres outils durables destinés à être utilisés dans des atmosphères explosives ou en présence de vapeurs inflammables. Le bronze est utilisé pour fabriquer de la laine de bronze destinée aux applications de menuiserie où la laine d'acier décolorerait le chêne . Le bronze phosphoreux est utilisé pour les hélices des navires, les instruments de musique et les contacts électriques. [22] Les roulements sont souvent fabriqués en bronze pour ses propriétés de friction. Il peut être imprégné d’huile pour fabriquer l’ Oilite exclusif et un matériau similaire pour les roulements. Le bronze d'aluminium est dur et résistant à l'usure et est utilisé pour les roulements et les chemins de machines-outils. [23]

 architectural
Articles principaux: Bâtiment Seagram et Travaux de bronze romains
Voir également : Société Générale Bronze
Se référer à la légende
Le bâtiment Seagram vu de l'autre côté de Park Avenue , à la 52e rue
Le Seagram Building , sur Park Avenue à New York , est la « boîte de verre emblématique gainée de bronze, conçue par Mies van der Rohe ». [24] Le bâtiment Seagram était la première fois qu'un bâtiment entier était recouvert de bronze. [25] La General Bronze Corporation a fabriqué 3 200 000 livres (1 600 tonnes) de bronze dans son usine de Garden City, New York . [25] Le bâtiment Seagram est un bâtiment en verre teinté bronze et topaze de 38 étages et mesurant 516 pieds . [24] Le bâtiment ressemble à une « tour carrée de 38 étages recouverte d'un mur-rideau retenu en métal et en verre ». [26] "Le bronze a été choisi en raison de sa couleur, avant et après vieillissement, de sa résistance à la corrosion et de ses propriétés d'extrusion . [25] [24] Ce n'était pas seulement le bâtiment le plus cher de son époque - 36 millions de dollars - mais il a été le premier bâtiment au monde doté de parois vitrées allant du sol au plafond [24] Mies van der Rohe a obtenu les bords nets qui ont été fabriqués sur mesure avec des détails spécifiques par General Bronze [25] et « même les vis qui maintiennent le plafond ». les fenêtres fixes en plaques de verre étaient en laiton. " [24]

Sculptures 
Article détaillé : Sculpture en bronze
Voir aussi : Ormolu
Le bronze est largement utilisé pour la coulée de sculptures en bronze . Les alliages de bronze courants ont la propriété inhabituelle et souhaitable de se dilater légèrement juste avant de prendre, remplissant ainsi les détails les plus fins d'un moule. Puis, à mesure que le bronze refroidit, il rétrécit un peu, ce qui facilite sa séparation du moule. [27] Le roi assyrien Sennachérib (704-681 avant JC) prétend avoir été le premier à couler des statues monumentales en bronze (jusqu'à 30 tonnes) en utilisant des moules en deux parties au lieu de la méthode de la cire perdue . [28]

Les statues en bronze étaient considérées comme la forme de sculpture la plus élevée de l'art grec ancien , bien que les survivances soient rares, car le bronze était un matériau précieux et rare à l' Antiquité tardive et au Moyen Âge. La plupart des sculptures grecques en bronze les plus célèbres sont connues grâce à des copies romaines en marbre, qui étaient plus susceptibles de survivre. En Inde, des sculptures en bronze des périodes Kushana ( Trésor de Chausa ) et Gupta ( Brahma de Mirpur-Khas , Trésor d'Akota, Bouddha Sultanganj ) et des périodes ultérieures ( Trésor de Hansi ) ont été trouvées. [29] Les artisans hindous indiens de la période de l' empire Chola au Tamil Nadu utilisaient le bronze pour créer des statues complexes via la méthode de moulage à la cire perdue avec des détails ornés représentant les divinités de l'hindouisme . Cette forme d'art survit jusqu'à nos jours, avec de nombreux silpis, artisans travaillant dans les régions de Swamimalai et de Chennai .

Dans l’Antiquité, d’autres cultures produisaient également des œuvres d’ art en bronze. Par exemple : en Afrique, les têtes en bronze du Royaume du Bénin ; en Europe, des bronzes grecs représentant typiquement des figures de la mythologie grecque ; en Asie de l'Est , les bronzes rituels chinois des dynasties Shang et Zhou — le plus souvent des récipients de cérémonie mais comprenant quelques exemples de figurines. Le bronze perdure jusqu’à l’époque moderne comme l’un des matériaux de choix pour la statuaire monumentale.