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Le souci dans vos exemples justement c'est que ce sont des inventions contemporaines qui ont bénéficié des courants de diffusion moderne. Or dans les époques anciennes une "invention" ou plutôt une innovation ne se répandait que très lentement et de manière imparfaite. Prenez par exemple le haut fourneau ; on s'accorde en général à le faire naitre courant du XIVe siècle en Flandre et pourtant au XVIIe siècle sa diffusion n'est pas encore terminée en Europe. D'ailleurs de la même façon, et ce de manière tout à fait empirique, des exemples locaux ont pu déboucher sur des résultats approchant. Des archéologues amateurs que j'ai connu récemment ont ainsi fait des tentatives de reconstitution de bas fourneaux au Nord de la Dordogne. Ils avaient avec eux un spécialiste du bas fourneau qui avait placé toute une batterie de capteurs sur la structure et quelle ne fut pas leur surprise de voir monter la température en sortie de tuyère autour de 1500°. A ce moment là ils se sont posé beaucoup de question et c'est un homme travaillant dans la tuile qui leur a expliqué que la terre qu'ils avaient employé était naturellement réfractaire. En somme ils avaient sous les yeux un principe empirique permettant d'obtenir de petites quantités d'acier.
Ce que vous décrivez est effectivement une expérience très intéressante, cependant elle part d’une intention éclairée et sachant qu’il est possible de produire du métal.
Dans les périodes anciennes, je crois aussi que le métal est devenu très vite une source d’enrichissement et un étalon monétaire comme il l’était encore il n’y a pas si longtemps.
Donc la métallurgie a été vraisemblablement un enjeu aussi important que l’énergie aujourd’hui. Cette valeur, basée sur les échanges a du accélérer très vite sa prospection et sa diffusion.
Concernant la production du fer, il apparaît même qu’elle nécessitait une main d’œuvre importante et a pu contribuer à l’expansion de l’esclavage sur la mer d’Arabie et l’océan Indien…qui est selon les connaissances actuelles la région la plus précoce de la diffusion de cette métallurgie.( quelques exemples d’objets en Anatolie a la fin du troisième millénaire, mais je pense qu’il s’agit de fer martelé. De même qu’en Iran, le cuivre natif a été très longtemps employé sans que l’on puisse parler encore de métallurgie véritable, même s’il était chauffé.
Si fondre de l’or ou du cuivre demande a peu près la même température, le cuivre pur n’est guère utilisable à part pour des bijoux. La période ancienne a du être très longue pour mettre au point les premiers alliages…d’ailleurs comme de nombreux filons ont du être exploités à l’extrême limite, c’est particulièrement difficile à étudier. Les métallurgistes du cuivre ( le fer étant souvent associé dans les filons ) ont du peu à peu essayer de venir à bout de ces scories dont ils étaient obligé de se débarrasser à chaque fonte jusqu’à ce qu’ils parviennent a produire du fer.
Par ailleurs la métallurgie n’est pas un travail d’amateur parce qu’elle demande un énorme travail préalable et que jusqu’à un certain stade de civilisation, peu pouvaient s’offrir le luxe de s’y consacrer. Couler du métal, ça ne sert à rien si l’on ne sait pas faire des moules : Au départ il a fallu savoir sculpter les moules en question, dans les pierres idoines. Cela non plus, ce n’était pas a la portée de toutes les cultures. Remarquons d’ailleurs, est-ce un hasard, que la sculpture sur pierre apparaît a peu près a la même époque. Ensuite les procédés à la « cire perdue » : Qui était capable d’en récolter suffisamment avec les abeilles sauvages ? A t-il fallu attendre la pratique de l’apiculture ? Etc…Il y a tout un enchaînement qu’il serait utile d’éclairer.