Le fil barbelé expliqué : histoire, construction et usages modernes

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Contexte

Le fil barbelé est un matériau de clôture consistant en un câble métallique muni de pointes acérées régulièrement espacées. Le câble consiste généralement en deux fils torsadés l'un autour de l'autre pour ajouter de la résistance et permettre au câble de se dilater et se contracter avec les variations de température sans se rompre. Les pointes acérées, appelées barbes, consistent généralement en courts morceaux de fil torsadés autour d'un ou des deux fils du câble.

Des clôtures de divers types sont utilisées depuis les débuts de l'agriculture il y a 10 000 ans. Les clôtures ont été construites en bois, terre, pierre, et plantes vivantes (haies en Europe, cactus en Amérique latine). Le métal n'a pas été utilisé pour les clôtures avant que le fil d'acier ne devienne disponible au XIXe siècle.

De courts morceaux de fil étaient fabriqués il y a au moins 5 000 ans en martelant des métaux malléables comme l'or. Vers l'an 1000, des fils plus longs étaient produits en tirant des tiges de métaux tendres, comme des alliages de plomb et d'étain, à travers une filière de métal plus dur, comme le fer. À l'époque moderne, jusqu'au milieu du XIXe siècle, la plupart du fil était en fer forgé. En 1870, les améliorations de la sidérurgie ont permis de produire de grandes quantités de fil d'acier pour la première fois.

Le fil d'acier a d'abord été utilisé pour les clôtures lors de la colonisation de l'Ouest américain dans des zones où le bois était rare. Les premières clôtures en fil consistaient en brins simples qui se brisaient facilement par temps froid ou sous la pression du bétail errant. En 1860, le Français Leonce Eugene Grassin-Baledans brevette l'utilisation de brins torsadés de tôle avec pointes saillantes comme « protecteur de clôture ». Une méthode similaire est brevetée aux États-Unis en 1867 par Alphonso Dabb. La même année, Lucien Smith et William Hunt obtiennent des brevets pour du fil simple à barbes. En 1868, Michael Kelly invente le premier fil barbelé à double brin, mais le premier fil barbelé commercialement réussi est breveté par Joseph Farwell Glidden de DeKalb, Illinois, en 1874. Des brevets similaires sont déposés la même année par Jacob Haish et Leonard Ellwood, tous deux aussi de DeKalb. Après vingt ans de batailles juridiques, la Cour suprême des États-Unis tranche en faveur de Glidden, souvent considéré comme l'« inventeur » du fil barbelé.

L'usage du fil barbelé augmente énormément dans les années 1870 et 1880, avec des effets secondaires malheureux. Lors des hivers rigoureux de 1885-1886 et 1886-1887, des milliers de têtes de bétail gèlent à mort, incapables de franchir les « clôtures de dérive » en fil barbelé destinées à les empêcher de s'éloigner trop au sud. Les conflits entre éleveurs voulant des pâturages non clôturés et agriculteurs voulant des cultures clôturées dégénèrent en coupures de clôtures, accaparement de terres et violentes guerres de pâturage. Le conflit s'apaise quand il devient clair que le fil barbelé devient nécessaire à mesure que les humains et le bétail augmentent en nombre.

Le fil barbelé est adapté à l'usage militaire pendant la guerre des Boers et utilisé en quantités énormes pendant la Première Guerre mondiale. Bien que souvent utilisé pour la sécurité, l'agriculture représente encore 90 % de son usage. De nombreuses personnes collectionnent le fil barbelé ancien, certains spécimens rares se vendant des centaines de dollars. Des centaines de collectionneurs assistent au festival annuel du fil barbelé à La Crosse, Kansas, siège du Musée du fil barbelé.

Matières premières

Le fil barbelé est généralement en acier, alliage de fer et d'une petite quantité de carbone. Les matières premières pour fabriquer l'acier sont le minerai de fer, le coke (substance riche en carbone produite en chauffant le charbon à haute température sans air), et le calcaire. Pour prévenir la rouille, le fil d'acier est généralement revêtu de zinc. Parfois l'acier est revêtu d'aluminium, et occasionnellement le fil barbelé lui-même est en aluminium.

Processus de
fabrication

Fabrication des lingots d'acier

• 1 Le minerai de fer, le coke et le calcaire sont chauffés dans un haut fourneau par air chaud sous pression. Le coke produit la chaleur (pour fondre le minerai) et le monoxyde de carbone (qui réagit avec les oxydes de fer du minerai pour libérer le fer). Le calcaire réagit avec les impuretés du minerai comme le soufre pour former des scories, qui sont évacuées. Le produit final du haut fourneau est la fonte, contenant au moins 90 % de fer, 3-5 % de carbone, et diverses impuretés.
• 2 Pour convertir la fonte en acier, les impuretés et la majeure partie du carbone doivent être éliminées. (Le fer sans carbone est bien plus faible que l'acier, mais le fer avec trop de carbone est cassant.) Diverses méthodes existent pour purifier la fonte, la plus courante étant le procédé d'acier au convertisseur basique (BOS). Dans cette méthode, de l'oxygène est soufflé dans la fonte en fusion sous haute pression. Le carbone est libéré comme monoxyde de carbone, et les impuretés comme scories. L'acier fondu restant est coulé dans des moules et laissé refroidir en lingots pesant des milliers de livres chacun.

Une affiche publicitaire vers 1800 notant que 100 000 miles de clôture en fil barbelé ont été installés l'année précédente, (des collections du Henry Ford Museum & Greenfield Village.)

Une invention apparemment simple, le fil barbelé a eu une histoire intéressante. Avant son introduction, les premiers agriculteurs américains s'appuyaient sur les traditions européennes pour créer une enceinte adéquate pour différents types d'agriculture. Ils avaient essayé des champs communs sans enclos, des clôtures « d&ad » en pierre ou bois, des clôtures « vivantes » de plantes de haie, ou de simples clôtures en fil. Elles furent finalement remplacées par le fil barbelé, qui était abordable, relativement simple à installer et entretenir, ne monopolisait pas les ressources locales rares comme le bois, et s'avérait très efficace pour contrôler le bétail.

Le fil barbelé fut une cause immédiate et l'arme centrale des infâmes « guerres rouges » entre éleveurs et agriculteurs. Le fil barbelé fut aussi au centre de controverses alors que divers inventeurs et fabricants se battaient pour les droits de brevet et licences, et formèrent finalement l'Union des fabricants de fil barbelé pour établir les prix. Les agriculteurs accusèrent les fabricants de fixation des prix et pratiques monopolistiques, et s'unirent contre eux.

Les usines de fil barbelé apportèrent aussi l'industrie à l'Amérique rurale. DeKalb, Illinois, était un hameau agricole endormi à soixante miles à l'ouest de Chicago jusqu'à ce que des inventeurs-entrepreneurs locaux comme Joseph Glidden et Jacob Haish s'impliquent lourdement dans la production de fil barbelé dans les années 1870. Des usines avec de nouveaux types d'emplois industriels changèrent la base économique et la démographie de la ville, tandis que l'expansion des installations ferroviaires la rapprocha d'autant de Chicago. L'ajout d'une école normale et d'un collège d'enseignants dans les années 1890 confirma la transformation et DeKalb, aussi connue sous le nom de « Barb City » , entama le XXe siècle comme un avant-poste virtuel de la grande métropole.

William S. Pretzer

Fabrication des billettes

• 3 Une billette est une barre d'acier à section carrée dont les dimensions sont généralement inférieures à environ 6 pouces (15 cm) sur 6 pouces (15 cm). (Si les dimensions sont Pour fabriquer du fil barbelé, le minerai de fer, le coke et le calcaire sont chauffés dans un haut fourneau pour produire de la fonte. La fonte est purifiée et convertie en acier. plus grandes, la barre est appelée blôme ; si la section est rectangulaire plutôt que carrée, la barre est appelée brame.) Un lingot d'acier est chauffé jusqu'à environ 2192 °F (1200 °C), puis laminé de part et d'autre entre des cylindres cannelés jusqu'à atteindre la taille voulue. D'immenses cisailles coupent la billette à la longueur désirée ; puis on la laisse refroidir. Il est aussi possible de former des billettes directement à partir d'acier fondu en le coulant dans un moule en cuivre refroidi à l'eau pour le façonner, puis en l'aspergeant d'eau pour le solidifier.

Fabrication du fil

• 4 La billette d'acier est à nouveau chauffée et laminée jusqu'à former une barre ronde de 0,2 pouce (5,6 mm) de diamètre, appelée fil machine. Le fil machine est enroulé en bobine pesant jusqu'à 3 969 livres (1 800 kg), expédiée au fabricant de fil.
• 5 La calamine, un revêtement de surface d'oxyde de fer qui se forme sur l'acier quand il est chauffé, doit être éliminée du fil machine. Cela peut se faire en le trempant dans de l'acide chaud dilué (acide sulfurique à 180 °F [82 °C] ou acide chlorhydrique à 140 °F [60 °C]) et en le rinçant à l'eau, un processus appelé décapage. La calamine peut aussi être éliminée en pliant le fil machine d'avant en arrière entre une série de roues pour la faire casser, ou en la projetant à l'aide de particules rapides de sable, d'oxyde d'aluminium, ou de grenaille de fonte.
• 6 Le fil machine propre est revêtu de chaux, borax ou phosphate. Ce revêtement prévient la rouille, neutralise les traces résiduelles d'acide, et aide les lubrifiants à adhérer au fil machine quand il est transformé en fil.
• 7 Une extrémité du fil machine revêtu est effilée en pointe. Cette extrémité est insérée comme un fil dans le chas d'une aiguille dans une filière consistant en un nib central très dur en carbure de tungstène entouré d'un support en acier. Le fil machine est lubrifié à l'huile ou au savon et tiré à travers la filière pour réduire son diamètre. Ce processus s'appelle le filage. Une série de filières est utilisée pour réduire le fil machine de sa taille originale à la taille désirée du fil. Pour le fil barbelé, le diamètre est typiquement de 0,097 pouce (2,5 mm). Généralement six ou sept filières sont nécessaires pour atteindre cette taille.
• 8 Le filage durcit et raidit le fil. Pour le rendre malléable, il est chauffé, un processus appelé recuit. Le fil peut être recuit en le chauffant dans un bain de sel fondu, un bain de plomb fondu, ou dans un fourneau contenant de l'azote. Toutes ces méthodes empêchent la formation de calamine en protégeant l'acier de l'oxygène.

Fabrication du fil barbelé

• 9 Le fil destiné au fil barbelé est généralement galvanisé (revêtu de zinc) pour le protéger de la corrosion. Le fil doit être parfaitement propre et sec pour être correctement galvanisé. D'abord, il est nettoyé dans un bain d'acide chlorhydrique chaud dilué, puis rincé à l'eau chaude. Il passe ensuite dans une solution de chlorure de zinc ou d'ammonium chaud pour prévenir la rouille pendant le séchage. Après séchage, le fil traverse un bain de zinc fondu. L'excès de zinc est essuyé et le fil revêtu est laissé refroidir. (Parfois le fil est revêtu d'aluminium de manière similaire.) Le fil peut aussi être zingué par électrogalvanisation. Le fil reçoit une charge électrique négative et traverse une solution de sulfate de zinc ou autre sel de zinc. Les ions zinc positifs sont attirés par le fil négatif et forment un revêtement.
• 10 Une seule machine automatisée effectue toutes les étapes pour transformer le fil galvanisé en fil barbelé. Deux fils sont introduits dans la machine et torsadés ensemble pour former le câble. Un autre fil est introduit sur le côté et torsadé autour d'un ou des deux fils du câble. Ce fil est coupé en biseau des deux côtés pour former une barbe à deux pointes. Deux fils sont torsadés et coupés ensemble si des barbes à quatre pointes sont nécessaires. Le fil barbelé est tiré sur une distance définie (généralement 4 ou 5 pouces [10 ou 13 cm]), et le processus est répété pour espacer les barbes uniformément. Le fil barbelé est enroulé sur bobines et coupé en longueurs de 1 319 pieds (402 m). Ces bobines sont ensuite chargées sur camions et expédiées au client.

Contrôle qualité

Des normes pour le fil barbelé ont été établies par l'American Society for Testing and Materials. Les fabricants utilisent les tests décrits dans ces normes pour assurer à leurs clients qu'ils achètent un produit de qualité.

Une bobine de fil barbelé sur 50 est sélectionnée pour test et inspection. D'abord, les dimensions sont mesurées pour précision. Le diamètre des fils du câble et des barbes ne doit pas varier de plus de 0,5 pouce (0,13 mm). Les barbes doivent s'étendre d'au moins 0,37 pouce (9,5 mm) du centre du câble. Au moins 93,5 % des espaces entre les barbes doivent être dans les 0,74 pouce (19 mm) de la longueur désirée. (Une précision de 100 % en espacement des barbes est impossible à cause des petits mouvements des barbes lors de la manipulation.) Un échantillon de 25 pieds (7,6 m) de fil barbelé doit contenir au moins 69 barbes si espacées de 4 pouces (10 cm) et au moins 55 barbes si espacées de 5 pouces (13 cm). Le fil sur la bobine doit faire au moins 1 319 pieds (402 m) de long.

Un test de résistance est effectué sur un échantillon de 4 pieds (1,2 m) de fil barbelé. L'échantillon est tiré par une force mesurée jusqu'à rupture. Il doit résister à une force d'au moins 4 230 newtons.

Pour le fil barbelé galvanisé, un autre échantillon de 4 pieds (1,2 m) est testé pour son revêtement de zinc. L'échantillon est pesé, puis le zinc est enlevé à l'acide chlorhydrique. En pesant à nouveau l'échantillon et notant la différence des deux poids, la quantité de revêtement de zinc peut être déterminée. Une procédure similaire mesure le revêtement de zinc sur les barbes. Le poids minimum requis varie avec le diamètre des fils du câble. Pour le diamètre le plus courant (0,097 pouce ou 2,5 mm), chaque fil de ligne et chaque barbe doit être revêtu d'au moins 3,2 onces (90 g) de zinc par mètre carré (11 pi²) pour un revêtement Classe 1 ou d'au moins 8,6 onces (245 g) par mètre carré (11 pi²) pour un revêtement Classe 3. Le fil barbelé Grade Standard a un revêtement Classe 1 ou Classe 3 sur les fils de ligne et un revêtement Classe 1 sur les barbes. Le fil barbelé Grade Clôture à mailles losangées doit avoir un revêtement Classe 3 sur les fils de ligne et les barbes.

Avenir

Bien que la clôture classique en fil barbelé soit encore couramment utilisée dans les fermes, elle est lentement remplacée par des produits plus avancés comme les clôtures en fil tissé (similaires au grillage à poules, avec fils horizontaux et verticaux croisés) et les clôtures électriques. Pour l'usage militaire et de sécurité, le fil barbelé pourrait devenir obsolète avec le développement récent du ruban barbelé, une bande plate et fine de métal découpée pour produire des grappes de pointes acérées. Peut-être qu'un jour le fil barbelé n'existera plus que dans les musées et collections privées.