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Alliage de fer et de carbone, l'acier accompagne l'industrie, le bâtiment et les transports depuis le XIXe siècle. Sa dureté, sa résistance et son élasticité dépendent de quelques dixièmes de pour cent de carbone et des éléments qu'on lui ajoute. Ce quiz parcourt son histoire, de la loupe du bas fourneau aux grands procédés industriels, sa composition, ses structures cristallines et ses grandes familles, sans oublier l'acier inoxydable. Les questions vont du plus accessible au plus pointu : de quoi jouer entre amis ou réviser avant un examen.
Les 30 questions avec réponses et explications. Jouer au quiz
Q 01Quel pays est de très loin le premier producteur mondial d'acier en 2024 ?
Chine
Avec un milliard de tonnes, ce pays devance largement son dauphin, qui en produit 149,4 millions. Les dix premiers producteurs assurent près de 85 % de l'approvisionnement mondial.
Q 02Que désigne l'expression « poumon d'acier » ?
Respirateur artificiel
Il s'agit d'un ancien modèle d'appareil médical, qui fonctionnait par pression négative.
Q 03Quel procédé de 1856 a permis de produire l'acier directement à partir de la fonte ?
Bessemer
Amélioré ensuite par Thomas et Gilchrist, il ouvre la voie à la fabrication en masse d'un acier de qualité après 1880.
Q 04En héraldique, quelle teinte la couleur acier désigne-t-elle ?
Gris
Hors des blasons, le nom de cette nuance évoque plus précisément la couleur de l'acier trempé.
Q 05Quelle teneur maximale en carbone, en masse, distingue un acier d'une fonte ?
2 %
C'est surtout cette teneur qui confère à l'alliage sa dureté, sa résistance et son élasticité ; le seuil bas se situe vers 0,02 %.
Q 06Quelle teneur minimale en chrome un acier doit-il avoir pour être classé inoxydable ?
10,5 %
Au-delà de ce seuil, le chrome forme en surface une couche d'oxyde protectrice ; le carbone, lui, doit rester sous 1,2 %.
Q 07Quel groupe est le plus grand producteur mondial d'acier en 2017 ?
ArcelorMittal
Le secteur avait pourtant vu monter de puissants concurrents asiatiques depuis 2000, portés par une demande mondiale d'acier en nette hausse.
Q 08Quel savant français fonde la sidérurgie moderne en publiant ses observations en 1722 ?
Réaumur
Il est le premier à théoriser que l'acier est un état intermédiaire entre la fonte et le fer pur, sans que les instruments de son temps lui permettent d'être précis.
Q 09Quel anniversaire de mariage les noces d'acier peuvent-elles désigner ?
11e
Le mot sert aussi à caractériser ce qui est solide, comme dans l'expression « un moral d'acier ».
Q 10Comment qualifie-t-on les aciers destinés aux outils à forte vitesse de coupe, comme les forets ?
Rapides
Leur classification propre utilise le symbole HS, suivi des teneurs en quatre éléments d'alliage, dont le tungstène et le vanadium.
Q 11En combien de familles les aciers inoxydables sont-ils classés ?
Quatre
On distingue les familles ferritique, austénitique, martensitique et austéno-ferritique ; la deuxième reste malléable jusqu'à −200 °C.
Q 12Comment qualifie-t-on la fine couche d'oxyde de chrome qui protège l'acier inoxydable ?
Passive
Compacte et adhérente, elle est invisible car très fine : l'inox s'oxyde donc bel et bien, mais sans former de rouille.
Q 13Dans quelle ville indienne un pilier de fer du Ve siècle subsiste-t-il en parfait état ?
Delhi
Érigé sous Kumarâgupta Ier, il doit sa résistance à sa haute teneur en phosphore et non au chrome : ce n'est pas un inox au sens moderne.
Q 21Quelle microstructure en petites aiguilles la trempe rapide d'un acier fait-elle apparaître ?
Martensite
La transformation est si rapide que le carbone n'a pas le temps de diffuser : il reste piégé dans la maille cubique centrée, qui se déforme.
Q 22À quelle température le fer pur atteint-il son point de fusion ?
1 538 °C
Juste avant de fondre, à partir de 1 394 °C, le fer retrouve une structure cristalline cubique centrée, appelée ferrite delta.
Q 23Quel carbure très dur augmente la dureté de l'acier mais diminue sa ductilité ?
Cémentite
Cette céramique accroît aussi la limite élastique ; certains éléments, comme le titane, peuvent piéger le carbone et empêcher sa formation.
Q 14Quel métal sert d'excellent désoxydant lors de l'élaboration de l'acier ?
Aluminium
Associé à l'oxygène, il limite la croissance du grain ; au-delà d'un certain seuil, il peut toutefois rendre l'acier inapte à la galvanisation à chaud.
Q 15Dans quelle épopée médiévale le mot « acer », ancêtre d'« acier », apparaît-il après 1080 ?
La Chanson de Roland
La forme « acier » se lit ensuite dans le « Voyage de Charlemagne », au XIIe siècle ; le mot viendrait du bas latin « aciarum ».
Q 16Quelle part de l'écorce terrestre le minerai de fer représente-t-il environ ?
5 %
Cette abondance, jointe à une réduction assez simple par addition de carbone à haute température, explique le coût modéré des aciers.
Q 17Quelle part des émissions mondiales de gaz à effet de serre venait de la sidérurgie en 2021 ?
7 %
Pour les réduire, on compte sur un moindre recours au coke, sur un recyclage accru de l'acier et sur la capture du carbone.
Q 18Quel procédé soude entre eux des grains de poudre d'acier chauffés sous leur point de fusion ?
Frittage
Cette métallurgie des poudres permet de maîtriser la structure et l'état de surface, sans retrait ni retassure, mais elle introduit de la porosité.
Q 19Quel sidérurgiste indien a racheté le Corus Group en 2007 ?
Tata Steel
Il fait partie des entreprises asiatiques qui ont pris de l'importance depuis 2000, au même titre que Baosteel Group et Shagang Group.
Q 20Quel acier à très faible dilatation sert à construire les cuves des méthaniers ?
Invar
On l'emploie aussi pour les instruments de mesure de précision ; les réservoirs cryogéniques, eux, font appel à un acier bien moins allié.
Q 24Comment nomme-t-on le mélange hétérogène de fer, d'acier et de laitier issu du bas fourneau ?
Loupe
Ses meilleurs morceaux devaient être sélectionnés, puis cinglés pour en chasser le laitier : c'est la sidérurgie de l'âge du fer.
Q 25En quelle année Berthollet, Monge et Vandermonde présentent-ils leur « Mémoire sur le fer » ?
1786
Devant l'Académie royale des sciences, les trois savants y définissent trois types de corps : le fer, la fonte et l'acier.
Q 26Quel métallurgiste français développa les premiers aciers résistants à base de chrome ?
Pierre Berthier
Il remarqua leur résistance à certains acides et imagina de les employer en coutellerie, mais ces alliages trop riches en carbone étaient fragiles.
Q 27Quelle est la valeur approximative du module de Young des aciers ?
200 GPa
Cette raideur ne dépend pratiquement pas de la composition, alors que les autres propriétés varient énormément selon les traitements subis.
Q 28Quel métallurgiste russe établit le diagramme binaire fer/carbone au XIXe siècle ?
Dmitri Tchernov
Il découvre aussi les transformations polymorphes de l'acier, ce qui dote la métallurgie d'une description technique cohérente, au-delà de l'empirisme.
Q 29Quelle teneur en carbone caractérise l'acier eutectoïde, appelé « perlite » ?
0,77 %
En dessous, les aciers hypoeutectoïdes sont les plus malléables ; au-dessus, les hypereutectoïdes sont les plus durs et ne sont pas réputés soudables.
Q 30En quelle année le mot « aciérie » est-il attesté dans l'« Encyclopédie » ?
1751
Le verbe « aciérer » est bien plus ancien : il est attesté dès 1470, tandis qu'« aciérage » n'apparaît qu'en 1753 sous la plume de Diderot.