DAVID POGUE (Gourou de la technologie) : Étain ; symbole Sn ; numéro atomique 50-50 protons et 50 électrons.
L’étain ajouté en petites quantités au cuivre donne le bronze, le premier alliage métallique fabriqué par l’homme. Le bronze a contribué à stimuler le commerce mondial et, une fois forgé en outils et en armes, il a joué un rôle déterminant dans les empires de l’Antiquité. Le bronze a donné son nom à toute une époque de la civilisation humaine. Et même aujourd’hui, il est toujours là.
Voici la Verdin Company, une entreprise familiale de 170 ans à Cincinnati, Ohio.
Je suis ici parce qu’ils sont sur le point de couler plusieurs cloches. Même avec tous les autres matériaux modernes disponibles, ils choisissent toujours le bronze. Je veux savoir pourquoi. N’y a-t-il pas eu quelque chose de mieux, après toutes ces années ? Ralph Jung propose de plaider en faveur du bronze : C’est notre modèle que nous allons utiliser pour faire réellement la forme dans le sable.
DAVID POGUE : Donc cela ressemble à une cloche terminée. Ce n’est pas une cloche ?
RALPH JUNG : Oui, c’en est une. C’est juste le modèle. Ouais. C’est fait d’aluminium, donc c’est vraiment facile à manipuler.
DAVID POGUE : Eh bien, quel est le problème avec ça ? L’aluminium est bon : l’aluminium ne rouille pas ; l’aluminium est léger.
RALPH JUNG : Vous avez raison. C’est vrai.
DAVID POGUE : Pourquoi ne pas faire des cloches avec ça ?
RALPH JUNG : Eh bien, le son. Il n’y a pas de son durable. Et c’est juste…
DAVID POGUE : Vous n’aimez pas comment ça sonne ?
RALPH JUNG : Pas vraiment. Ça sonne un peu étroit, aussi.
DAVID POGUE : Hé, merci beaucoup, mon pote.
RALPH JUNG : Eh bien, vous savez.
DAVID POGUE : Je me suis entraîné.
RALPH JUNG : Nous allons vous montrer le son d’une vraie cloche.
DAVID POGUE : La qualité du son dépend de la structure atomique du matériau. Dans les métaux purs, les atomes sont disposés en rangées et colonnes ordonnées. Chaque atome cède une partie de ses électrons pour créer une sorte de mer de ces particules chargées qui se déplacent au hasard.
Ce sont ces électrons qui circulent librement qui rendent les métaux conducteurs. Lorsqu’ils sont placés dans un circuit, les particules chargées négativement s’alignent et circulent sous forme de courant électrique.
La mer d’électrons crée également des liaisons métalliques souples entre les atomes. Dans le cuivre, ils peuvent glisser les uns sur les autres facilement, ce qui le rend relativement mou et facile à bosseler, ce qui ne convient pas à une cloche. C’est pourquoi Verdin utilise des matériaux plus rigides.
RALPH JUNG : Donc, nous allons mettre cela ici.
DAVID POGUE : Ralph place la forme dans un manchon circulaire en acier, puis remplit l’espace autour avec un mélange de sable et d’époxy, pour résister à la chaleur brûlante du métal chaud.
Lorsque cette entreprise a débuté, elle utilisait un mélange de crin de cheval, de fumier et à peu près tout ce qui pouvait tenir une forme sans brûler, mais l’objectif était le même : créer une forme creuse qui suit le périmètre intérieur et extérieur de la cloche.
Une fois qu’il a retiré l’aluminium et joint les deux moitiés, un espace en forme de cloche reste à l’intérieur, prêt à accepter le bronze fondu.
RALPH JUNG : Et ce que nous avons ici, David, ce sont les lingots de bronze que nous utilisons pour mettre dans le four. Comme vous pouvez le voir, ils sont, ils ont un peu de poids.
DAVID POGUE : Ouais, c’est comme…
RALPH JUNG : Ils font en moyenne 20 livres. C’est un, c’est un mélange, en fait, de 80 % de cuivre et de 20 % d’étain. Et ce que nous avons ici est l’étain sous une forme brute. C’est comme ça qu’il sort du sol. Ceci est de la Malaisie.
DAVID POGUE : Ok.
RALPH JUNG : Et nous avons un morceau de cuivre tel qu’il sort du sol. Et ça vient d’Afrique du Sud.
DAVID POGUE : Donc, c’est la recette du bronze ?
RALPH JUNG : Exactement.
DAVID POGUE : Donc, vous avez cuivre plus étain égal bronze.
RALPH JUNG : égale le bronze, ouais.
DAVID POGUE : Pourquoi ne pas utiliser un de ces métaux tout seul ? Pourquoi ne faites-vous pas des cloches uniquement en cuivre ?
RALPH JUNG : Si ce n’était que du cuivre, ce serait, tout d’abord, trop mou, et nous n’obtiendrions pas ce son que nous voulons d’une cloche. L’étain avec le cuivre nous donne cette dureté.
DAVID POGUE : Ajouter de l’étain au cuivre pendant la fusion change les propriétés du métal. Les atomes d’étain, plus gros, limitent le mouvement des atomes de cuivre, ce qui rend le matériau plus dur.
Un coup fait vibrer les atomes, mais l’étain les empêche de trop se dérégler. L’étain est bon pour une cloche, mais seulement dans la bonne proportion.