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Les étapes de la fabrication d’un sabre

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La trempe sélective


Ainsi nous tournions l’épieu enflammé dans son oeil. Et le sang chaud en jaillissait, et la vapeur de la pupille ardente brûla ses paupières et son sourcil ; et les racines de l’½il frémissaient, comme lorsqu’un forgeron plonge une grande hache ou une doloire dans l’eau froide, et qu’elle crie, stridente, ce qui donne la force au fer.[13]

[13] Homère, L'Odyssée, chant 9 (traduction de Leconte de Lisle).

Ce passage de l’Odyssée montre que le principe de la trempe (yakiire 焼入れ), qui repose sur la propriété qu’a l’acier rougi à se durcir lorsqu’il subit un refroidissement très rapide, n’était pas inconnu des Grecs du viiie siècle avant J.-C. Mais ce traitement thermique destiné à augmenter la dureté de l’acier a pris une forme particulière au Japon : seule la partie du tranchant est trempée de façon plus dure que le reste de la lame.


Le diagramme d’équilibre fer-carbone très simplifié (fig. 24), obtenu par refroidissement lent après chauffage à température élevée, montre que lorsque le métal est chauffé à de très hautes températures, il passe par différentes phases dans lesquelles il a sa propre identité (même propriété, même structure). Le fer α, appelé aussi ferrite, est une solution solide qui existe entre la température ambiante et 912°C (s’il ne contient pas de carbone). C’est du fer pratiquement pur qui ne contient que des traces de carbone (0,008 %) à l’ambiante. Sa solubilité maximale est de 0,02 % en masse à 727°C. Le fer γ, qui existe à partir de 723°C et jusqu’à 1403°C, est une solution solide, appelée aussi austénite, qui dissout facilement le carbone puisqu’elle peut comporter jusqu’à 2.1 % de carbone à 1147°C. Si un acier contenant 0,8 % de carbone est chauffé à un peu plus de 723°C et maintenu à cette température un certain temps, il se transformera en austénite. Si ce solide est refroidi lentement, le métal se décompose en ferrite et en cémentite (ou carbure de fer, Fe3C) qui sont disposées en une structure lamellaire appelée perlite. En revanche, si l’austénite est refroidie rapidement, elle se transforme en de nouveaux constituants (hors équilibre) en fonction de la vitesse de refroidissement : la troostite, la bainite et, surtout, la martensite (refroidissement très rapide), qui est le constituant de trempe le plus dur.

Aussi, pour produire des lames combinant deux structures différentes d’acier – le tranchant en martensite (acier très dur) et le reste de la lame en perlite (acier tendre) –, c’est-à-dire refroidies à des vitesses différentes, le forgerons applique de l’argile réfractaire (yakibatsuchi 焼刃土) sur la lame, le corps recevant une couche plus épaisse que le tranchant (fig. 25 et 26). Les différents composants sont broyés dans un mortier puis mélangés à de l’eau pour en faire une boue. La quantité nécessaire est ensuite étalée sur une palette (nuridai 塗り台) et écrasée une dernière fois avec une spatule. À l’aide de celle-ci, il étale l’argile à plat en une mince couche. Le dos et la partie supérieure des flancs reçoivent un enrobage plus important. Ce geste s’appelle hikitsuchi 引き土 (« étaler/tirer la terre »). En fonction du type de hamon que le forgeron veut obtenir, il dessine, le long du tranchant, un motif géométrique de lignes en « posant la terre » (okitsuchi 置き土) avec le dos de la spatule. Ces motifs composés de nervures, de points ou de demi-cercles peuvent être très complexes (fig. 27) et font partie des secrets d’atelier.

Le yakiire se pratique traditionnellement le soir, à la nuit tombée. L’atelier devait en effet être plongé dans l’obscurité pour permettre au forgeron de pouvoir distinguer la couleur exacte de l’acier, donc de pouvoir juger de sa température. Après avoir enduit la lame de barbotine, le forgeron la porte au feu et la chauffe uniformément sur toute sa longueur. Les morceaux de charbon de bois utilisés dans cette étape sont plus petits que ceux utilisés lors des opérations précédentes ; de trop grands morceaux risqueraient, en remuant la lame dans le foyer, d’endommager la couverture d’argile méticuleusement appliquée. L’artisan attend que l’acier entre dans sa phase austénitique, qu’il juge à la couleur du métal incandescent. Lorsque la lame a atteint la couleur voulue – rouge cerise pour le corps et orange pour le tranchant – le forgeron la retire du feu et la plonge dans un bac d’eau où quelques secondes suffisent pour la refroidir complètement. La lame est « trempée ».

diagramme d'équilibre fer-carbone
fig. 24 Diagramme d’équilibre fer-carbone.
fig. 25 Application de l’argile.
tsuchioki
fig. 26 Application de l'argile.
okitsuchi
fig. 27 A droite, modèle d’okitsuchi ; à gauche, ligne de trempe qui en résulte.
yakiire
fig. 28 Le yakiire.

L’épaisseur de la couche d’argile étant fine au niveau du tranchant, celui-ci a refroidi plus rapidement que le reste du sabre. L’austénite s’y est transformée en martensite alors que le corps de la lame s’est changé en perlite, voire en troostite. La manière dont l’argile aura été appliquée sur la lame (tsuchioki 土置き), influencera directement la forme du contour extérieur de la partie trempée du tranchant (yakiba 焼刃). C’est le célèbre hamon 刃文 (ligne de trempe). Ce hamon apparaît sous les traits d’une ligne blanche plus ou moins large. Il existe une quarantaine de formes ou de motifs de base, dont les détails varient d’un forgeron à l’autre, d’une lame à l’autre (fig. 29). La ligne de trempe peut par exemple ressembler à des ondulations de différentes « fréquences » (notare 湾れ), prendre la forme de vagues (tôranba 濤瀾刃), être en « clous de girofle[14] » (chôji 丁子), irrégulière (midare 乱れ) ou simplement droite (suguha 直刃) (voir Les lignes de trempe).

Le forgeron débarrasse la lame de son enduit d’argile et examine attentivement la surface du sabre. Un ½il exercé y décèle déjà certains défauts. Si la texture du métal (hada) et les détails de la partie trempée ne seront visibles qu’après le polissage, le forgeron peut toutefois déterminer si la lame possède une ligne de trempe sur toute la longueur, discernable par une subtile nuance de couleur.

Par ailleurs, la courbure du sabre est provoquée par la trempe. Différents facteurs contribuent à la formation de la courbure, dont l’hétérogénéité des matériaux (assemblage de shingane, kawagane, hagane…) ; l’inégalité des températures au moment de la trempe ainsi que celle de la vitesse de refroidissement ; la transformation martensitique : le tranchant se dilate, le dos se courbe. Cette courbure naturelle doit généralement être rectifiée par le forgeron, pour la rendre élégante et uniforme. Cette « rectification de courbure » (sorinaoshi 反り直し) se fait en posant la lame sur un bloc de cuivre chauffé au rouge et en martelant la lame aux endroits appropriés.

hamon
fig. 29 Exemples de lignes de trempe (Kamada Gyomyô, Shintô bengi 新刀弁疑, 1777). De gauche à droite : saka-midare, chôji-midare, ô-midare, tôran-midare, ô-notare, chû-notare et ko-notare.
[14] Chôji : l’origine de ce nom de trempe proviendrait de sa ressemblance avec le bouton floral du giroflier.
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