L'application de la force hydraulique au travail et à la manipulation du fer représente la première grande révolution technique abordée par cette industrie entre la fin du Moyen Âge et l'ère moderne. Sa grande contribution dans les premiers moments fut l'usage de la roue hydraulique verticale, dûment accouplée à un axe, pour actionner le marteau ou chasse que l'on destinait aux tâches d'extraction d'impuretés et d'affinement.

Il est probable qu'il s'agissait d'une application technique importée, quoique l'on méconnaisse avec précision ses canaux et balbutiements originels. C'est entre le XIe et le XIIe siècle que se développe à l'Occident de l'Europe le système hydraulique -expérimenté dans le broyage du grain - appliqué à différents procédés d'élaboration (broyage de chaux, foulon, canne à sucre, etc. ), et sa diffusion semble devoir être associée à des ordres religieux et des monastères. Dans le cas du Guipúzcoa, il est probable qu'il nous faille l'associer à ses relations avec le Royaume de Navarre, établissement de francs et de moines, sur le chemin de St-Jacques (DIEZ DE SALAZAR, 1983).

Même si d'aucuns considèrent parfois que le privilège que le roi Sancho IV octroya à la ville de Segura en 1290 mentionne déjà l'existence de forges hydrauliques, la référence la plus claire et digne de foi est de 1335: dans des ordonnances de cette même ville on signale que

...por razón e manera que habemos ferrería masuqueras e otras de maço de agua e de omes nos e otros en Necaburu e en Legazpia e en otros lugares...

Quelques années plus tôt, le monarque en personne, Alphonse XI, apposa son paraphe sous le Fuero de Ferrerías (1328), un régime spécial pour les forges d'Oiartzun et des environs. Le document fait la preuve, si besoin en était, tant leur existence que leur probable préexistence, ordonnant que

...los dichos ferreros, para façer las casas e ferrerías e molinos o ruedas [...]se aprovechen[...] en las devisas y en las aguas [...] segun usaron de lo façer en tienpo de los reyes onde nos venimos.

Autrement dit, entre la fin du XIIIe siècle et l'aube du XIVe, le nouveau système sera introduit et expérimenté avec succès au Guipúzcoa, aux deux extrémités de son territoire, par ailleurs en relation avec de bons filons -Zerain, Zegama et Mutiloa, pour le premier, et Arditurri et Peñas de Aia, pour le second. Il s'agit là de points de contact des voies de pénétration les plus évidentes si l'on se place dans l'orbite navarraise -le passage de San Adrián, pour le premier, et la vallée de la Bidassoa, pour le second.

A partir de ces lieux, l'application hydraulique se diffusa probablement dans les autres vallées du territoire, parvenant peu à peu à déplacer le vieux système même s'il existera, ainsi que le signalera Garibay, des zones moyennement perméables au procédé. Celles-ci, dans des zones de marge (Zerain, Zegama) ou pour certaines élaborations (acier de Mondragón), continuèrent d'employer de manière résiduelle la "fuerça de braços". Il semblerait que l'abandon des agorrolak fût progressif et la conquête des berges des rivières un processus lent, dont l'aboutissement allait être atteint vers le XVIe siècle. Les nouvelles conditions de l'installation et l'application de nouvelles expériences et connaissances techniques exigeaient des constructions complexes et onéreuses. Or, ces dernières n'étaient pas toujours à portée des particuliers. De fait, ces installations paraissent en rapport avec l'intérêt des maîtres de gentilhommières, enrichis dans le négoce ou les conseils municipaux; c'est-à-dire, les groupes sociaux dont les ressources permettaient d'aborder le déboursement initial de la construction.

Pour l'essentiel, une forge se compose alors d'une retenue ou barrage -pour capter l'eau -, d'un canal -pour la conduire -, d'un bassin, d'un tunnel hydraulique -où se situent les roues - et l'atelier forgeron, à proprement parler. Cette installation élémentaire est complétée d'autres éléments comme le four ou zone de grillage et de calcination préparatoire du minerai, le terre-plein et peut-être de légers auvents où l'on entrepose et l'on met en pièces le minerai, etc.

L'intérieur de la forge présente une organisation particulière de l'espace. Marteau et foyer s'y font face. Le foyer, un bas-four, en général dénué de tirage d'aucune sorte, est adossé au mur bergamasque. Cette construction sépare l'atelier en deux espaces et permet derrière de situer les mécanismes servant à insuffler de l'air, empêchant ainsi au feu de se propager vers les soufflets. Les réserves à charbon et magasins sont reliés à l'atelier à travers deux ou trois trous. Ils s'ouvrent fréquemment vers l'extérieur par des hublots et des trous percés en hauteur, qui, exploitant le dénivellement de la pente ou de simples passerelles, permettent de décharger le matériau depuis la partie supérieure.

Le processus de travail a fait l'objet d'études diverses, et nous disposons de témoignages d'historiens et de voyageurs tout au long du XVIe au XVIIIe siècles, qui recueillirent les pratiques et les travaux de base pour obtenir le fer à partir du minerai. A comparer ces témoignages, il semble que peu de variations se soient produites dans le procédé, que celui-ci dans son essence soit demeuré inaltéré durant toute la phase de développement, de splendeur et de déclin des forges.

Les matières premières de base sont le charbon de bois et le minerai de fer. Le premier est obtenu sans difficultés dans la montagne, grâce à des personnes qui destinent leur production à fournir les forges, leur principal marché. Par ailleurs, le fer présente différentes sortes de minerai, mais on voit surtout abonder les carbonates. C'est aussi pourquoi, probablement en plus forte proportion qu'en Biscaye -où l'on trouve une plus grande présence d'hématites de couleur rouge et bronze -, il fut nécessaire de soumettre le minerai à un processus de grillage ou calcination préalable, directement sur la sole ou dans des fours à benne, type fours à chaux -dont la Forge d'Olaberria (Oiartzun) conserve les restes d'un exemplaire

Cette combustion non seulement améliorait la qualité du minerai, mais facilitait aussi un second émiettement, en réduisant comme il convenait les masses qu'on allait utiliser dans la fonderie.

Le four intérieur de la forge était chargé alternativement en couches de charbon et de minerai émietté, que l'on enflammait et auquel on insufflait progressivement de l'air depuis les soufflets. Quand la masse de fer commençait à offrir un état pâteux, on remuait et le cas échéant, par une ouverture pratiquée dans le trou de coulée on en retirait les impuretés ou le laitier. Extrayant cette masse avec de longues perches, on la situait sous le marteau, qui frappant contre l'enclume, permettait le compactage des particules de fer et de charbon, en même temps que l'on dispersait et qu'on extrayait les impuretés.

Le résultat en était l'obtention de fer métallique brut, que l'on connaissait mieux sous le nom de tocho. A partir de celui-ci, on obtenait des éléments semi-manufacturés, comme les barres, feuillard, billette, etc., que les forgerons allaient utiliser à leur tour.

Le processus du travail de forge a fait l'objet de recherche expérimentale ces dernières années. Il faut mentionner notamment au Pays basque les études menées par le groupe Arkeolan, dont les premiers succès ont été obtenus, en exploitant les installations de la forge restaurée d'Agorregi à Aia.

La spécialisation au niveau du processus paraît avoir été précisément à la base de la première grande division effectuée dans ce secteur. Certaines des forges se dédiant en priorité au labeur que nous avons décrit, la manipulation du minéral, pour en retirer le métal, on leur donna le nom de Forges Majeures, pour les différencier des Forges Mineures, autrement dit celles qui, exploitant le produit des premières, procédaient à la manipulation et l'affinement des éléments, à partir desquels on forgeait des outils concrets: clous, houes, socs de charrue, bêches, etc.

Un autre aspect important qui retient l'attention est celui des périodes de travail de la forge. La dépendance de l'énergie hydraulique institua un système d'exploitation temporaire, qui dépendait du débit des rivières et de la saisonnalité des pluies. Ordinairement, on travaillait d'octobre à juin, avec des variations suivant la sécheresse annuelle de l'automne ou du printemps. En tout état de cause, les mois d'inactivité forcée étaient consacrés aux réparations nécessaires sur les barrages, acérures, bâtiments ou machines, et spécialement à obtenir des marchés avantageux et à accumuler de la matière première à pied d'oeuvre.

Métiers et compagnons.- Le nombre de compagnons qu'on attribue aux forges diffère selon les auteurs, et l'on évoque des chiffres qui vont de seulement cinq ou six à des nombres aussi disparates que trente, voire cent. Des chiffres aussi différents s'expliquent si l'on ne comptabilise que les personnes dédiées au travail direct ou de fonderie ou si nous considérons également les personnes ayant un emploi indirect. Car le travail des forges provoqua une spécialisation des tâches. Ce qui donna lieu en dehors du personnel de forge, au développement de métiers divers, qui vont de ceux en rapport avec l'approvisionnement en matières premières -charbonniers, mineurs, charrons-, à la manufacture -corporations d'armuriers, couteliers, chaudronniers, forgerons, etc.- et la commercialisation du produit -enchérisseurs, mandataires, transport par terre et par mer, commerçants, etc.-.

A grands traits, trois sont les tâches fondamentales mises en oeuvre dans les forges auxquelles correspondent les différents compagnons: le chef et lamineur, le responsable de la fonderie (habituellement au nombre de deux afin de pouvoir se relayer) et l'apprenti ou tâcheron, qui aide et se forme progressivement dans ces tâches. Ainsi, quoique le nombre de base soit de quatre ou cinq compagnons, le nombre peut augmenter à volonté à partir de ce modèle de base en fonction de chaque lieu et forge et de sa capacité (si elle combine par exemple les spécialités de majeure et mineure).

La saisonnalité du travail dut permettre au départ une certaine capacité de "cumul d'emploi". Cet aspect s'estompera, à mesure de la spécialisation des tâches et de l'augmentation de la productivité des procédés. On verra se développer progressivement un système régulier de mise en bail des locaux, passif que le secteur nobiliaire le plus aisé financièrement avait hérité des premières phases d'installation de cette industrie. A travers ses administrateurs et, plus tard, sous-traitant avec des particuliers intéressés, l'exploitation des forges donna lieu à de véritables entreprises de forge, soumises à un maître lamineur, lequel exerce le rôle de chef de l'exploitation. Il lui arrivait que son affaire s'étendît à deux ou même trois forges.