L'histoire de l'acier, Partie 1 - l'Origine du fer

Lorsque vous branchez votre matériel de soudage, que vous saisissez votre pistolet et que vous assemblez deux pièces en acier, vous arrive-t-il de vous demander comment ces pièces d’acier sont arrivées là ? Vous avez devant vous deux pièces en acier ; d’où viennent-elles ? Eh bien, pas seulement du fournisseur d’acier car, comme tout le monde, il fait partie d’une chaîne d’approvisionnement et il doit se procurer l’acier quelque part.

L’acier avec lequel nous travaillons est un alliage de fer. Le fer est un composant très important de l’acier et donc un élément de construction essentiel dans de nombreux domaines. Le fer est l’élément chimique identifié par le symbole Fe et fait partie des éléments les plus abondants que l’on trouve sur Terre. Où se situe donc le début de la chaîne d’approvisionnement ? D’où vient réellement ce fer ?

En fait, il vient des étoiles. Il commence sa vie dans les étoiles que nous voyons dans le ciel. Ces étoiles, situées à des années-lumière de nous, sont en fait les sites d’incubation de l’acier avec lequel vous êtes sur le point de travailler ! Ainsi, « l’histoire de l’acier » et des origines du fer commence littéralement dans les étoiles que vous observez dans un ciel nocturne dégagé, comme illustré sur la Figure 1.

L’incubation et la création du fer est un processus très violent. Il commence lorsqu’un type d’étoile appelé géante rouge, dont le coeur est constitué d’hydrogène, commence à transformer cet hydrogène en d’autres éléments dans le cadre d’une chaîne de fusion. L’hydrogène fusionne avec l’hélium pour former des éléments plus lourds. Ce processus se poursuit au sein du tableau périodique pour former du carbone, du néon, de l’oxygène, puis du silicium et, enfin, du fer comme produit final. La Figure 2 illustre la coupe transversale d’une étoile géante rouge dite « à coquilles multiples ».

Les atomes de fer sont les atomes les plus lourds que l’étoile puisse produire, et lorsque la plupart des atomes d’une étoile se transforment en fer, celle-ci explose dans une puissante et lumineuse explosion stellaire, projetant dans l’espace des atomes de fer, d’oxygène et de carbone, comme le montre la Figure 3. À partir de là, la gravité prend le relais, transformant les atomes en météores et en planètes comme la Terre.

Le fer est l’un des éléments les plus abondants sur Terre. Il a joué un rôle important dans l’essor de la civilisation telle que nous la connaissons aujourd’hui, car il est un composant clé de l’acier. Sans le fer, et donc sans l’acier, nombre de nos structures modernes n’existeraient pas. Comme nous le verrons, il s’agit véritablement d’un « métal miracle ». Et, parce que nous l’avons, nous devrions remercier notre « bonne étoile ».

Ce fer, déposé sur Terre, est en combinaison avec d’autres éléments et il est connu sous le nom de minerai de fer. Il ne s’agit pas de fer pur. Les minerais de fer sont des roches et des minéraux dont on peut extraire du fer métallique. Il existe quatre principaux types de gisements de minerai de fer : l’hématite, qui est le plus couramment exploité, la magnétite, la titanomagnétite et la roche ferrugineuse pisolitique. La couleur de ces minerais varie du gris foncé au rouge rouille, en passant par le jaune vif ou le violet profond.

Là encore, par chance, le Canada est le dépositaire d’une grande quantité de minerai de fer, puisqu’il en détient environ 6 milliards de tonnes. Cela lui permet de se classer au 6ème rang mondial après l’Australie, le Brésil, la Russie, la Chine et l’Ukraine.

La majorité des ressources en minerai de fer du pays sont situées dans la région de la fosse du Labrador, le long de la frontière entre le Québec, Terre-Neuve et le Labrador, ainsi qu’au Nunavut, et les principales mines de minerai de fer du Canada sont donc situées dans ces régions. Les pourcentages des gisements de minerai de fer sont indiqués dans la Figure 4 ci-dessus.

Le Canada est le neuvième producteur mondial de minerai de fer. Les trois principaux pays producteurs de minerai de fer (Australie, Brésil et Chine) représentent environ 70 % de la production mondiale. Comme indiqué précédemment, le fer est l’un des minéraux les plus abondants sur Terre, contenu à la fois dans la surface de la Terre et dans sa croûte peu profonde.

Cependant, le minerai de fer se présente sous la forme d’un oxyde dont la composition chimique est Fe2O3. Par conséquent, une fois extrait, le minerai de fer doit être traité pour se débarrasser de l’oxygène et donner du fer. Il s’agit de l’une des étapes à franchir pour obtenir de l’acier. Nous verrons dans la deuxième partie de cet article que la production d’acier entre dans une catégorie qui suscite à la fois enthousiasme et inquiétude pour l’avenir. Ce qui est enthousiasmant, c’est que l’acier est recyclable à 100 %, mais sa production traditionnelle à partir du minerai n’est pas très écologique. Il peut s’agir d’un processus polluant produisant des gaz à effet de serre.

Cependant, des mesures radicales et significatives sont prises pour rendre la production d’acier plus écologique, à la fois ici en Amérique du Nord ains que par d’autres fabricants d’acier à travers le monde. Ces efforts seront examinés lorsque nous aborderons la production d’acier à partir de minerai de fer et de ferraille recyclée.

Mick J Pates IWE

Le président PPC et Associéss

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