Les origines de la brasure

La Brasure est une technique d’assemblage de pièces métalliques grâce à un autre métal liquide (qui a donc été chauffé préalablement) qui possède une température de fusion inférieure à celles de ces pièces. On pose le métal à l’état liquide entre les deux pièces à accrocher qui sera rechauffé lors du « collage ». Les pièces seront attachées lors du refroidissement et ne participeront pas à la fusion du fait de leur température de fusion supérieure.

Le Petit Chien pendeloque de Suse © Base Atlas

On peut attester, selon l’entreprise Johnson Matthey & Brandenberger, de l’utilisation de la brasure dès 5000 av. J.-C. en Egypte. On peut voir l’utilisation de cette technique selon lui notamment avec les bracelets retrouvés dans le sarcophage de Toutankhamon, rubans d’or tordus pour avoir une forme arrondie et dont les extrémités ont été brasées. Selon cette entreprise, les orfèvres de l’Antiquité réussissaient cette prouesse technique grâce à la technique de la « brasure par réaction » ou « brasure par diffusion », redécouverte au XIXe s par le prêtre Johannes Schulz et au XXe s par l’anglais Henry Ambroise Pudsay Littledale.

« Ce procédé repose sur le principe selon lequel certains sels de cuivre sont réduits dans l’atmosphère chargée en monoxyde de carbone des fours à charbon de bois. Une fois cette réduction achevée, les composés du cuivre, au contact de l’or ou de l’argent, se transforment à la faveur d’une réaction chimique, en un alliage apte au brasage, c’est-à-dire en un alliage d’un point de fusion inférieur à celui de l’or ou de l’argent. »

Le Dr Jacques Piollat, dans les « Risques professionnels  des bijoutiers-joailliers » parle des peintures murales des tombes égyptiennes de Nebauin et Ipuky datant de 1380 av. J.-C. qui montrent des orfèvres au travail et l’on peut ainsi observer par quels moyens les métaux étaient fondus. L’or devant fondre à 1000°C, les artisans égyptiens soufflaient tout d’abord sur un feu grâce à des roseaux puis ils inventèrent petit à petit le four à soufflet. Selon lui, les premières brasures sont apparues du fait que l’or à l’état naturel était mélangé à d’autres métaux comme l’argent et le cuivre, et donc que lorsque celui-ci était chauffé faisait des brasures naturellement car les autres métaux fondent plus rapidement.

Le Petit Chien pendeloque de Suse © Base Atlas

Romain Prévalet dans son mémoire de master II prend comme sujet « Les techniques de granulations en Méditerranée orientale à l’Âge du Bronze ». En étudiant cette technique, on s’intéresse forcément à la technique de la brasure. En effet la brasure est considérée comme une sous-technique de la soudure. En prenant ce sujet, Romain Prévalet a pu se rendre compte qu’il existait déjà plusieurs techniques de soudure vers la fin du IIIe et le début du IIe millénaire avant notre ère, au travers de la production d’objets en or troyens. En effet, les artisans semblaient avoir déjà le choix entre la brasure à l’alliage et la soudure avec des ions cuivreux.

Le brasage à l’alliage est définie comme tel par Mr Prévalet : « processus de liaison mécanique et chimique de deux pièces métalliques par l’ajout de métal ».

Toujours d’après ses recherches, il a pu déterminer que le brasage à l’alliage existaient en Orient depuis la seconde moitié du IVe millénaire av. J.-C.

Des bijoux sumériens et troyens montrent d’ailleurs que ce fut cette technique qui fut utilisée en première pour la granulation.

Voici la description de la technique :  » Il consiste à étaler un fondant à l’emplacement désiré puis d’y poser un mélange de colle et de paillons d’alliage et finalement de chauffer la pièce à une température voisine de 950°C, point de fusion de l’alliage soudant. Les joints créés, correspondant généralement au calibre de granules moyen ou gros, sont épais voire même empâtés.

L’avantage de cette technique est, toujours selon lui, de permettre « de souder plusieurs éléments en une unique chauffe, les paillons d’alliage ayant une température de fusion inférieure à celle des granules d’or et donc d’éviter toute déformation de chauffe ».

Cette technique a pu être déterminée par l’observation des artefacts retrouvés datant de cette période, mais comme Mr Prévalet nous le fait remarquer, on ne connait pas encore les outils qui étaient employés par les artisans-orfèvres ni même les « substances minérales ou végétales ». Cela ne sera possible qu’avec une approche pluridisciplinaire, qui n’a pas encore eu lieu.

Dans « L’art des peuples italiques : 3000 à 300 avant J.-C. », le procédé de la ‘brasure douce’ existerait depuis le VIe s av. J.-C. chez les Étrusques, venant des échanges commerciaux avec les grecs. « Il s’agit d’une soudure à l’étain ou au plomb. Ce procédé présente des avantages de facilité puisqu’il s’exécute à une température basse (200-300°C). La jonction se fait par un interface qui se forme entre l’alliage de brasure étain/plomb et le bronze ».

Dans son article « Bagues et anneaux à l’époque romaine en Gaule », Hélène Guiraud, indique que les artisans utilisaient la brasure afin de réaliser les jonctions de tous les bijoux, en partant d’un échantillon de plus de 3000 pièces datant de cette époque.

AS.L

La Brasure ou brasage aujourd’hui

La brasure permet d’assembler de façon permanente deux pièces en simulant de préférence la continuité entre celles-ci, par l’intermédiaire d’un métal d’apport qui est la plupart du temps un alliage. Il faut obligatoirement que la température de fusion du métal d’alliage soit inférieure à celle du métal qui constitue les deux pièces métalliques à lier.

La brasure se trouve sur le marché sous différentes formes : feuille (à partir de laquelle on peut faire des paillons), fil, poudre, pâte.

Paillons de brasure et pince coupante Crédit photo AS.L

Aujourd’hui pour réaliser une brasure il faut donc nécessairement un alliage et un appareil de soudage.

Il existe deux types de brasure :

– la brasure dite ‘tendre’ faite d’un alliage d’étain, qui a une température de fusion d’environ 200°C. On crée ainsi une brasure à faible résistance donc pour des petits objets qui ne sont pas énormément sollicités.

– la brasure dite « forte » composée d’argent, de cuivre ou d’aluminium dont les températures de fusion sont comprises entre 600°C et 900°C.  Ici la brasure est de forte résistance mécanique.

En fonction du type de brasure, on a donc une température de fusion plus ou moins élevée et donc des outils de soudage différents en fonction de l’alliage. On distingue deux catégories d’outils de soudure :

– Les outils pour les « brasures à la flamme » : la lampe à souder, le chalumeau ou le poste à souder gaz (chalumeau relié à une bonbonne de gaz).

– Les outils pour les ‘brasure au fer chauffant »: le fer à souder  ou la station soudage (fer à souder relié à une station de régulation de la température de ce dernier).

À la base de ce procédé, il y a deux notions importantes :

– la capillarité de l’alliage c’est-à-dire sa capacité à s’intégrer entre l’espace séparant les deux pièces solides à lier.

– la mouillabilité, qui définie d’ailleurs la qualité de la capillarité, qui est la capacité de l’alliage, à l’état liquide, de se répartir sur la surface solide des deux pièces à assembler. Plus l’alliage s’étale plus la mouillabilité est ‘bonne’.

La brasure est utilisée aujourd’hui dans divers secteurs allant de l’électronique à l’aviation.

A partir de toutes ces notions, nous pouvons donc voir les différentes étapes de la brasure en bijouterie :

– on nettoie avant tout les surfaces à lier qui sont oxydées. En effet une surface oxydée empêche une bonne mouillabilité. Il est préférable que les parties à assembler soient « rugueuses ». On fait alors un nettoyage par grattage, abrasion ou polissage.

– l’artisan détermine l’interstice entre les deux pièces métalliques. La distance entre les deux doit être comprise entre 0,1/0,2 mm et 0,5 mm. En effet si elle est plus grande, la capillarité de l’alliage est mauvaise et si elle est plus petite la brasure ne se répand pas suffisamment dans cet espace. La solidité de la brasure est alors compromise dans les deux cas.

– on utilise ensuite de préférence le chalumeau comme outil de chauffe car la rapidité de son utilisation permet d’éviter aux pièces de s’oxyder de nouveau pendant l’étape de brasage. Il est important que la chaleur dégagée se répartisse de manière égale sur les pièces à assembler pour éviter ainsi les déformations de l’objet final.

– lorsque l’on a terminé la brasure, il est conseillé de la décaper à l’acide pour éviter toute oxydation de cette dernière. Ensuite on la rince dans un mélange d’eau et de bicarbonate de soude qui élimine à son tour la présence de l’acide.

Le site Cookson-Clal nous informe par ailleurs que : « Les brasures pour bijouterie doivent répondre à un cahier des charges plus complexe que d’autres domaines. On leur demande, dans la mesure du possible, d’avoir :le même titre que l’alliage utilisé mais aussi la même couleur. Or les couleurs sont très dépendantes de la composition de l’alliage. Pour abaisser le point de fusion de l’alliage à un certain titre, il faut ajouter des éléments qui modifieront presque automatiquement la couleur. »

La brasure est donc une étape importante dans l’assemblage des différentes parties d’un objet et nécessite de nombreuses étapes intermédiaires malgré sa simplicité apparente de réalisation.

On voit que le procédé est le même depuis les temps anciens et encore une fois nous pouvons connaître de manière précise les différentes étapes de réalisation ainsi que les outils utilisés.

Pour en savoir plus sur la technique du brasage en général, et sur les différentes manières de faire, voir le pdf suivant : http://www.in2p3.fr/actions/formation/Materiaux08/AssemblagesVide.pdf

AS.L.

Les débuts du filigrane

Le filigrane – de l’italien filigrana « fil à grains » – est un ouvrage fait de fils de métal, entrelacés et soudés sur une même pièce de métal (d’après le Petit Robert, éd. 1992).

Cette technique a la particularité de n’utiliser que le métal pur, l’or et l’argent en particulier, car du fait de leur faible température de fusion et de leur élasticité quand ils sont chauffés, un simple gramme suffit pour obtenir plusieurs mètres de fil, le but étant d’obtenir des fils métalliques très fins.

Ce serait les sumériens qui inventèrent les premiers les techniques du filigrane et de la granulation. Les Sumériens sont un peuple vivant en Mésopotamie (au niveau de l’actuelle Irak) entre le IVe et le IIIe s av. J.-C. ! En effet c’est à l’époque de Sumer que l’attrait pour l’or se fait plus grand et que la production d’objets en or augmente comme on peut le voir avec les fouilles des tombes royales d’Ur. L’emploi de la technique du filigrane se retrouve dans de nombreux bijoux, notamment, mais aussi dans d’autres objets (casques, poignards, statuettes…).

L’article « Technological study of gold jewellery pieces dating from the Middle Kingdom to the New Kingdom in Egypt » disponible sur CAIRN (lien visible dans la webographie) montre une étude technologique pluri-disciplinaire sur des artefacts d’orfèvrerie égyptien datant du Moyen Empire au Nouvel Empire (IIIe-IIe millénaire avant notre ère) présents au Musée national d’Écosse (National Museums Scotland). On peut observer sur les bagues d’Armana la technique du filigrane : on peut observer un fil enroulé autour des anneaux. Ceci est considéré comme une forme de filigrane. Les auteurs rapportent le fait que ce type de technique peut se voir dès la fin du Ve millénaire en Egypte, sur des bagues faites de petits fils perlés, et de petits fils en cuivre ou en argent qui ferment la bague en étant torsadés.

On peut voir cette technique sur des bagues de la même époque conservées au British Museum et sur des colliers provenant des tombes des femmes de Thutmose III.

Les chercheurs concluent par le fait que la technique du filigrane et de la granulation étaient possibles à cette époque du fait de l’utilisation d’une soudure forte et c’est justement en observant simplement ces jointures que l’on peut voir en négatif l’utilisation d’une technique où l’on tordait les fils métalliques donc la technique du filigrane.

Romain Prévalet dans son articles « Preliminary observation on three Late Bronze Age gold items from Ras Shamra-Ugarit (Syria) » publié dans Archéosciences, s’intéresse quant à lui à des artefacts d’orfèvrerie du Proche-Orient datant de l’Âge de Bronze (2e moitié du IIe millénaire av. J.-C.) afin de déterminer les caractéristiques techniques des technique du filigrane et de la granulation.

En étudiant trois objets provenant du Musée de Damas (une paire de boucles d’oreilles, et deux colliers), on peut voir l’utilisation du filigrane mais pas pour la décoration des bijoux mais plutôt pour les attaches ou le renforcement de ces derniers.

Romain Prévalet pense que la technique utilisée est le « block-twisting » : on tord plusieurs portions de fils métalliques afin de former une sorte de multi-spirale, qu’on lisse ensuite. On pourrait comparer cela à un fil de laine composé de plusieurs filaments de laine.

Le Pendentif à tête d’Achéloos est un parfait exemple de ce savoir faire
Petit pendentif de seulement 4 cm de diamètre. © Base Atlas

Dans le livre « Les sciences du patrimoine : identifier, conserver, restaurer », il est intéressant de lire le chapitre sur l’authenticité car l’auteur prend comme exemple un pendentif étrusque dit « pendentif à tête barbue de Silène » et une copie datant du XIXe s de l’orfèvre italien Fortunato Castellani. Bref, ce qui nous intéresse dans ce passage est une simple phrase indiquant que dans l’Antiquité, l’usage de la lime n’était pas encore courant. On ne sait donc pas quels étaient réellement les outils que l’orfèvre utilisait pour cette technique.

Pour aller plus loin :

– un blog écrit également par des étudiants de Paris 1 Panthéon-Sorbonne sur les tombes royales d’Ur : https://lesziggourats.wordpress.com/2010/05/21/la-metallurgie-et-lorfevrerie-a-ur/

– le catalogue de l’exposition « L’or grec » du Musée de l’Ermitage d’Amsterdam.

AS.L

Le filigrane aujourd’hui

Aujourd’hui on peut retrouver la technique du filigrane sur des bijoux, dans des ornements, etc.

Il est toujours réalisé à partir de fils d’or ou d’argent. C’est un travail demandant beaucoup de précision, une régularité dans l’étirage du fil et de ses torsions et des soudures que l’on ne doit pas voir.

Elle permet, dans la bijouterie par exemple, l’obtention d’objets légers, plus ou moins gros, en utilisant que peu de métal. Il peut être ajouré ou appliqué sur une plaque de métal lisse.

La difficulté de la réalisation de cette technique fait toute la valeur monétaire de l’objet plutôt que le métal qui le compose.

La technique en soi consiste à la réduction et l’étirage d’une matière métallique en un fil très fin. Le fil sera par la suite travaillé de différentes manières (enroulé, torsadé, martelé, …).

Les fils sont ensuite liés entre eux par soudure afin de constituer un bijou ou alors participer à la fabrication d’ornements d’artefacts d’orfèvrerie (comme on peut le voir notamment sur les Oeufs de Fabergé).

On dit de cette technique qu’elle produit « un effet de broderie ». On imagine donc bien la finesse du travail et la précision de celui-ci.

C’est une technique qui ne peut être mécanisée, et qui relève donc de l’artisanat. On dit qu’elle est encore réalisée selon la méthode de Benvenuto Cellini dans son « Traité d’orfèvrerie ».

Voici un lien du site « Gallica » de la BnF qui vous permet de lire le chapitre de ce traité : http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k6574141v/f270.image

Montre Cartier ronde modèle Louis Cartier filigrane

Cartier est une des bijouteries de luxe qui continue de pratiquer la technique du filigrane, notamment pour décorer l’intérieur des cadrans de montre.

On peut lire sur le site de la marque : « Cartier s’est donné comme devoir de recenser, comprendre et faire évoluer ces trésors d’artisanat« .  Elle s’est donc intéressée aux techniques de la granulation et du filigrane, qui sont donc toujours liées aujourd’hui.

Les artisans de cette maison utilisent des fils d’or ou de platine, qu’ils vont torsader et adapter à la taille du cadran d’horlogerie. Les artisans terminent par le martelage de ces fils métalliques.  Suivant les motifs souhaités, les fils sont alors modelés (comme pour la technique du cloisonné). Les fils sont ensuite soudés à la plaque métallique servant de fond au cadran. . »

Un exemple de l’application de cette technique est le modèle « Ronde Louis Cartier » qui a nécessité 10 jours de travail pour le décor filigrané des deux têtes de panthères ! « Torsadés, laminés, enroulés, coupés en petits anneaux ces fils ont été assemblés selon la technique du filigrane « à jour » qui permet de fixer les éléments sur les côtés et non sur le fond. ».

Voici une vidéo illustrant chaque étape nécessaire à la réalisation de cette technique, qui est amplement suffisante pour comprendre le principe :

On voit que pour la réalisation même des motifs, l’artisan n’utilise qu’une simple pince coupante pour repousser le fil et lui faire prendre la forme désirée. Il travaille également à partir d’un seul fil, qu’il coupe au fur et à mesure qu’il réalise ses motifs.

A-S.L.

La Granulation aujourd’hui

Aujourd’hui, la technique de la granulation est très utilisée en Inde pour la fabrication d’ornement

Granules d’or fin © montres-de-luxe.com

On distingue deux types de granulation.

La méthode de granulation traditionnelle utilise de la colle organique pour fusionner les granules et le métal de fond. Cette méthode nécessite un apport de cuivre dans la pâte à granuler placée entre les granule et le métal de fond. A la chauffe, la colle carbonisée abaisse la température de fusion du cuivre pour lui permettre de fusionner avec les granules d’or fin.

Il existe une méthode de substitution dans laquelle on va effectue une brasure à l’aide de paillons entre le métal de fond et les granules.

AS.L

Les débuts de la Granulation

La technique de la granulation consiste à réunir sans brasure de minuscules granules d’or sur une surface à décorer.

Le Pendentif à tête d’Achéloos est un parfait exemple de ce savoir faire
Petit pendentif de seulement 4 cm de diamètre. © Base Atlas

Les maitres en la matière sont incontestablement les étrusques. En Etrurie, c’est dès le milieu du VIIe siècle, soit au début de la période orientalisante que l’on observe les plus belles pièces réalisées avec cette technique.

Inspiré des œuvres des artisans du Proche-Orient, les orfèvres étrusques perfectionnent la technique réalisant des billes d’or parfaitement sphériques et identiques de parfois seulement deux dixièmes de millimètres : un vrai « travail d’orfèvre » !

Aujourd’hui, encore la granulation étrusque reste une des plus grandes énigmes de l’histoire : ainsi si l’on sait avec nos techniques modernes réaliser de si petits granules, les archéologues ignorent toujours comme 27 siècles avant notre ère des hommes sont arrivés à une telle perfection.

AS.L

Les techniques antiques : La Damasquinure ou Damasquinage.

Ces deux termes sont des appellations apparaissant au XVII e siècle. Auparavant cette technique s’appelait « barbaricarius« .

C’est une technique produisant des effets décoratifs par contrastes de couleurs des différents métaux choisis. Ces effets sont obtenus en incrustant par martelage des fils, des petites plaques ou des feuilles de métal, dans un fond de métal différent, sur lequel des sillons et des surfaces ont été gravé au préalable.

Le métal servant de fond peut être du fer, de l’acier, du cuivre et plus rarement de l’or ou de l’argent.
De l’autre côté les incrustations sont le plus souvent en argent ou en or, en cuivre ou en laiton.

L’un des premiers exemples connus de cette technique est une hache cérémonielle du roi Amosis d’Egypte (Nouvel Empire, XVIIIe dynastie), datant du IIe millénaire av.JC., en cuivre, or et électrum, se trouvant au Musée égyptien du Caire, n°inv JE 4673.

Hache cérémonielle du roi Ahmosis©insecula.com

Dans les fouilles du site de Touva en Sibérie (dont nous parlons dans l’article « gravure antique »), on trouve également un exemple nous montrant l’utilisation de cette technique dès le VII e s av. J.-C.. Sur des armes en fer de la tombe Arjan 2, on peut voir des incrustations d’or et de fer.

N.K.

Les techniques d’aujourd’hui : le damasquinage.

La première étape de cette technique se fait avec une échoppe, outil à lame en acier permettant de graver les métaux, que l’orfèvre adapte au motif, à la rainure, qu’il souhaite réalisé. Cette échoppe peut être utilisée sans être frappée par une masse comme pour la gravure mais il vaut mieux la frapper légèrement avec un marteau pour avoir un meilleur résultat. L’échoppe onglette permet d’évider le métal lorsqu’on réalise le dégagement sur la plaque à incruster.

L’orfèvre réalise donc ainsi des rainures dans la plaque de métal. Il peut alors insérer des fils ou des plaquettes métalliques avec l’aide d’une masse ou d’un marteau sur un tas. On frappe sur les fils ou les plaquettes sur les contours jusqu’à ce qu’ils soient bien incrustés.

Le travail se termine par le polissage de la plaque avec du papier- émeri.

Voici une vidéo qui montre des artisans orfèvres espagnols réalisant la technique de la damasquinure traditionnelle :

On peut donc observer que pour cette technique la technique traditionnelle a été conservé et n’a pas évolué. On a une précision des outils utilisés et de leurs caractéristiques.

N.K.