1Située dans la vallée de la Tave, au nord-est du département du Gard, le site de Mayran est un établissement rural, occupé depuis la fin du ier siècle de notre ère jusqu’au Moyen Âge, connu notamment pour la découverte ancienne d’un puits romain alimenté par une galerie. Il a été délimité par prospections pédestres et une partie du site a été fouillée en sauvetage programmé de 1995 à 1998 sur 1130 m2 (Buffat et al, 2006). Ce programme a livré des éléments permettant de restituer toute son histoire. L’Antiquité tardive, phase d’occupation la plus prégnante, se caractérise par des structures de production viticole, une forge et un aqueduc. Ce dernier avait été découvert anciennement lors de travaux agricoles : l’enlèvement d’une épaisse dalle gênant un charruage avait révélé un puits cuvelé colmaté. Le dégagement de ce puits, en 1992, montra qu’il aboutissait à un canal maçonné souterrain dans lequel un homme pouvait travailler. C’est à l’occasion de l’arrachage d’une longue parcelle de vigne dans laquelle il se trouvait, que la fouille a été entreprise et a permis d’étudier, entre autres, ce dispositif hydraulique [ill. 1]. Celui-ci a été repéré sur plus de 160 m de long. Dans la partie sud du tracé, seul le comblement de la tranchée de mise en place a été observé, puis, en allant vers le nord, la maçonnerie du canal apparaît proche de la surface du fait de la déclivité du terrain naturel [ill. 2]. Le tracé débouchait à l’air libre par le biais d’un dispositif architectural à l’évolution particulière. En aval de cet endroit, l’eau était guidée au sein d’un large fossé ouvert dans une canalisation, ouverte également, en céramique.
1. Localisation et tracé général de l’aqueduc.
Les dimensions de son canal paraissent énormes en comparaison des autres aqueducs privés languedociens mais il s’agit probablement d’une contrainte technique : la partie enterrée de l’ouvrage devait pouvoir être régulièrement visitée pour l’entretien en raison de l’ensablement prévisible.
DAO : S. Alix, Inrap.
2. L’aqueduc et ses aménagements.
a. Le bassin avec cupule et le puits (margelle reconstruite) ; b. Les différents états des évacuations du bassin de décantation ; c. Le canal maçonné, la couverture étant enlevée ; d. Du fossé comblé au bassin au fond en béton de tuileau ; e. Plan général du dispositif hydraulique.
Clichés : H. Petitot, Inrap et L. Buffat ; DAO : L. Buffat.
2Sa mise en place a nécessité le creusement d’une tranchée dans les sables fluviatiles pliocènes dont la profondeur atteint environ 5 m par rapport au sol antique, au niveau des bâtiments romains qu’elle traversait.
3Les murs du canal sont constitués d’assises irrégulières de blocs de pierre liés au mortier, plus soignés en amont, où ils sont plus réguliers. Dans cette partie, le plancher de la canalisation est construit en grandes dalles de pierre alors qu’il est constitué, en aval, par les strates en grès du terrain pliocène. En amont, sur l’ensemble des points d’observation, la canalisation présente des dimensions qui varient assez peu : l’intérieur du conduit mesure 0,85-0,90 m de haut sur 0,47 m de large, soit environ 3 pieds romains sur 1,5. En aval, près du point de débouché à l’air libre, la largeur est identique et, si la hauteur s’accroit (1,1 m), c’est en fait le résultat d’un affouillement du fond occasionné par l’érosion hydraulique. Aucune trace d’enduit hydraulique n’a été observée sur les parois du canal.
- 1 Partie fixe en forme de cône, mais dans notre cas évidée, d’un moulin à traction animale (mola asin (...)
4Dès l’origine, la sortie du canal dans le fossé à l’air libre a été aménagée. L’eau passait à travers une meta asinaria1 en remploi [ill. 3]. Le fil de l’eau se situait au même niveau que la base des murs. Le débit moyen semblait modeste si l’on en juge par la faible hauteur des dépôts carbonatés. La vasque formée par la meta servait alors de petit bac de décantation. Par la suite, le fonctionnement est marqué par une forte érosion qui se traduit, en amont de la meta, par un creusement progressif du fond de la canalisation, sur une trentaine de centimètres. À certains endroits (quand le substrat est friable), elle présente un profil caractéristique en « trou de serrure ».
3. Au débouché de la conduite à l’air libre, la meta asinaria réemployée.
En position renversée (partie conique en bas), elle est encadrée par deux murets semi-circulaires protégeant la paroi du fossé dans lequel elle s’écoule. Le fond de la partie creuse de la meta, pourvue d’une chape de béton de tuileau, sert de réserve d’eau et est dotée d’un petit déversoir.
Cliché : Inrap.
5De grandes dalles de grès, rectangulaires, (d’environ 0,8 sur 1 m) forment la couverture là où le conduit est profondément enfoui. Alors qu’elles sont soigneusement jointoyées au mortier de chaux à certains endroits, à d’autres ce sont de petites pierres calcaires et des fragments de tegulae qui colmatent les interstices. Ceci pourrait relever d’un souci d’économie ou constituer un dispositif complémentaire de drainage des eaux souterraines, ce qui n’est pas rare dans la construction des aqueducs romains (Andrieu, 1995, p. 138).
6Dans un second temps, on a substitué au petit aménagement modeste de sortie de la canalisation, un aménagement hydraulique plus important : un bassin de plan rectangulaire mesurant 6,6x5,5 m, conservé sur 1,1 m de hauteur et d’une capacité de 40 m3 environ [ill. 4]. À cette période, le fil de l’eau de la conduite a été sensiblement remonté. L’accumulation du sable a comblé le canal souterrain sur près de 0,8 m de hauteur. La section d’écoulement s’est trouvée réduite à 0,45x0,5 m. À l’embouchure du bassin, l’eau se heurtait à la dalle en orthostate, qui servait vraisemblablement de premier seuil de décantation. À l’intérieur du bassin, il n’y a pas de trace d’un fond en dur, mais le sol limoneux pouvait être suffisamment imperméable.
4. Le bassin installé au débouché de la conduite maçonnée.
Les murs de ce bassin sont constitués par des assises irrégulières de blocs liés au mortier. La liaison avec le canal est marquée par un arc en plein cintre constitué de claveaux en calcaire coquillier. Sous cet arc, une dalle disposée de chant comprend, dans sa partie haute, une petite encoche qui faisait office de déversoir.
Cliché : Inrap.
7Au nord, l’eau s’écoule du bassin dans une canalisation en terre cuite à profil en « U », dont les deux premiers éléments sont pris dans la maçonnerie. Cette canalisation est installée dans le comblement de l’ancien fossé. Ce système de canalisation en « U » est assez fréquent dans certains tronçons d’aqueducs domaniaux de la région (Puech Quinau, près de Béziers, Hérault ; Bizanet, non loin de Narbonne, Aude). À Mayran, aucun dispositif ne venait couvrir le canal en céramique, contrairement à Puech Quinau ou Bizanet. Apparemment l’eau pouvait librement déborder de la canalisation.
8Dans son dernier état, le bassin a été doté d’un fond en béton de tuileau [ill. 2d] et sa capacité a été réduite avec la construction de deux murs. Ils ramènent sa surface à un rectangle de 3,35 par 5,4 m. Les parois sont enduites avec du béton hydraulique. L’étanchéité, au niveau du contact fond-paroi, est assurée par un boudin en quart de rond de même nature. La chape de fond, épaisse de 8 cm, a été coulée sur un hérisson de pierres et de galets. Elle présente une pente assez marquée, du sud vers le nord (15 cm de dénivelé). Lors de ces travaux, l’embouchure en plein cintre du bassin est oblitérée par de la maçonnerie. Au centre de ce bouchage, un tuyau circulaire sert de nouvel orifice d’admission d’eau. Sa hauteur suggère que le fil d’eau est remonté très haut, plus haut d’ailleurs que le sommet des murs du canal. À cette période, les dalles de couverture ont certainement été enlevées et l’eau circulait seulement dans un simple fossé. En aval, l’évacuation a également été modifiée. Deux tuyaux, du même type que celui de l’entrée dans le bassin, ont été installés dans la partie centrale du mur. Le premier se situe au même niveau que le fond du bassin, constituant une bonde de vidange. Le second est installé 30 cm plus haut. La fonction première de ce bassin de réception (Salvador, Cauvin, 1923, p. 89), à partir duquel débute l’adduction proprement dite, était l’épuration par décantation des eaux plus ou moins chargées. C’est une installation importante du dispositif hydraulique permettant une pérennité de l’ouvrage.
- 2 Responsable du département géophysique Fondasol Montfavet (Vaucluse).
9Le calage précis du tracé de la conduite souterraine permet de proposer une localisation pour la zone de captage. En admettant que la galerie suive un tracé rectiligne, en amont du tronçon étudié (hypothèse qu’aucun élément ne contredit), l’alimentation peut être située à une centaine de mètres plus au sud, là où il rejoint le ruisseau de Cubèle (les prospections par géoradar effectuées par Eric Bornichon2 confirment sa présence jusque-là). La profondeur de l’ouvrage montre que la galerie active (Leveau, à paraître) doit récupérer des eaux souterraines, probablement grâce à un système de galerie drainante remontant sous le lit du ruisseau comparable aux cimbras de l’Espagne médiévale (Bazzana et alii, 1987, p. 54-56, fig. 7). Ainsi, une alimentation continue est assurée en captant directement la nappe aquifère des sables astiens. À l’heure actuelle, les eaux plus superficielles constituent une ressource instable : en saison froide, le débit du ruisseau de Cubèle est faible et irrégulier, en saison chaude, il est nul. Un puits actuel, creusé à quelques mètres du ruisseau, atteint l’eau à 2 m.
10Le calcul du débit de cet aqueduc reste une opération délicate. On peut tout de même avoir une idée de son débit en employant la formule de Manning-Strickler, même si cette dernière est utilisée pour calculer un débit de canalisation uniforme et rectiligne sur toute sa longueur. Ainsi, en prenant en référence la canalisation en terre cuite, on note une déclivité de 1,7 cm par mètre. Nous savons, d’après un mince dépôt de concrétion calcaire pouvant atteindre 1,5 mm d’épaisseur, que la hauteur d’eau contenue dans cette même canalisation était par moments d’au moins 5 cm. Sur cette base, la section d’eau peut être estimée à 0,80 cm2 (16x5 cm). La difficulté majeure pour calculer le débit de la canalisation consiste, une fois la section d’eau connue, à déterminer la vitesse d’écoulement. Elle peut être appréhendée avec la formule de Strickler, soit V =KxI1/2xR2/3. K correspond à l’indice de fluidité (celui retenu est 25) ; I à la pente et R au rayon hydraulique (qui équivaut au rapport de la surface mouillée sur le périmètre mouillé). Concernant notre canalisation, nous obtenons une vitesse de 6,6 cm par seconde. Cette vitesse multipliée par la section en eau nous permet de proposer un débit de 0,5 litre par seconde. Ce résultat n’est bien sûr qu’indicatif. Si on admet que le débit de l’aqueduc devait varier en fonction des saisons, on peut penser que celui-ci devait fluctuer entre 0,25 et 2 litres par seconde. Cela n’est pas en contradiction avec les dimensions des déversoirs aménagés dans la meta asinaria remployée du premier état et dans la pierre disposée de chant du deuxième état, ainsi que les canalisations d’entrée et de sortie du troisième état. En effet, ces structures paraissent adaptées pour cet ordre d’écoulement. L’hypothèse retenue actuellement sur l’aboutissement de l’aqueduc est qu’il approvisionne aussi un autre établissement connu à plusieurs centaines de mètres au nord.
11La section d’écoulement du tronçon d’aqueduc, en céramique, paraît très réduite (0,16x0,1 m). Mais, à considérer d’autres aqueducs domaniaux, elle n’a finalement rien d’inhabituel. L’aqueduc maçonné d’el Khous, en Algérie, dispose d’un canal de 0,28 m de large pour 0,18 m de haut (Leveau, 1984, p. 253-254 et p. 422-423). Celui de Loupian est large d’environ 0,2 m, pour une hauteur de l’ordre de 0,2 à 0,4 m (Pellecuer, 2000, p. 26, p. 422, fig. 11-18).
12L’aqueduc de Mayran nécessitait un entretien constant. Les infiltrations importantes de sable et autres limons impliquaient de fréquents curages. Tout porte à croire que la conduite enterrée a été construite, non pas en fonction de la quantité de l’eau transportée, mais pour permettre la circulation d’un homme accroupi ou à « quatre pattes ». En dehors de l’accès possible par la sortie du canal, commode dans la première phase, on ne connaît pour le moment qu’un seul autre accès. Il s’agit du puits à l’origine de la découverte, qui pouvait jouer le rôle de regard de visite sur la galerie passive. Il servait à puiser l’eau pour les besoins de la villa comme le démontre le petit bassin le jouxtant [ill. 2] et le fond de dolium disposé dans le plancher de la canalisation, à la verticale de l’ouverture. Aucun élément n’autorise à restituer le système de puisage. L’absence de la margelle originelle et la disparition des niveaux d’occupation interdisent de trancher entre les solutions possibles : pompe, appareillage à poutres et chèvre, puisage au seau...
13La conduite prend, au-delà des limites de la villa, la direction d’un autre établissement gallo-romain situé 800 m au nord : l’établissement de Gragnon 2 [ill. 1]. Il s’agit d’une villa assez étendue (1,5 ha), occupée du ier jusqu’au ve siècle. En limite est de ce gisement, une dalle en pierre calcaire d’1,2 x 0,5 m a été observée. Par ses dimensions, elle est proche des dalles de couverture de l’aqueduc. On signalera également que le site en question est implanté sur des terrasses de galets où les ressources en eau sont très faibles. La topographie ne dément pas cette hypothèse : la villa de Gragnon se trouve à une altitude d’environ 82 m NGF et le point le plus aval de l’aqueduc que nous avons pu observer se situe à une altitude de 90,3 m NGF. Les deux points étant séparés par 600 m, un calcul rapide permet d’établir la pente théorique à 1,3 %. C’est une valeur importante par rapport à ce qui est généralement préconisé pour les aqueducs, mais qui reste acceptable. L’hypothèse d’un aqueduc alimentant deux établissements devra évidemment trouver des éléments de confirmation archéologiques. Mais il n’est pas impossible qu’un tel ouvrage, assurément coûteux, ait été construit et financé par plusieurs propriétaires, pour répondre aux besoins respectifs de leurs domaines ou bien d’un même propriétaire pour deux établissements de son fundus.
14Le mobilier qui permet de dater la construction de l’aqueduc est peu abondant. Quelques indices attestent clairement d’une construction tardive : un fragment de bol en céramique claire engobée (Py, 1993, forme B11), présent dans le comblement de la tranchée, un bord de plat en céramique à pisolithes (Py, 1993, forme C2c) retrouvé dans la tranchée de fondation de l’un des jambages de l’aqueduc. Cette dernière n’apparaissant dans les sites de consommation que dans la seconde moitié du ive siècle conduit à fixer le terminus post quem à cette date (Raynaud, 1993, p. 527). Les autres éléments sont insuffisants pour entrer dans le détail chronologique des modifications de l’ouvrage. Des remblais, constitués majoritairement de déchets métallurgiques, sont venus, dans le courant du ve siècle, remplir des dépressions. Le mobilier recueilli dans le comblement du dernier état du bassin permet de dater son abandon d’un large ve siècle, probablement avant le dernier tiers de ce siècle.
15Les travaux menés sur l’aqueduc de Mayran apportent des éclaircissements sur la morphologie et le fonctionnement d’une partie de cet ouvrage. Même si sa zone de captage a fait seulement l’objet d’une investigation par géoradar, il est manifeste que son installation très en profondeur est liée à une recherche des eaux souterraines qui alimentent le ruisseau de Cubèle. Les constructeurs ont voulu s’assurer un approvisionnement pérenne en captant directement la nappe phréatique des sables astiens. Les sondages pratiqués sur la canalisation, montrent que différentes solutions techniques ont été utilisées. Dans la partie souterraine, le canal installé dans une tranchée comblée est maçonné. En revanche, sitôt que l’ouvrage retrouve un tracé à ciel ouvert, des solutions plus simples et moins onéreuses ont été adoptées : simple fossé dans un premier temps, puis petites canalisations en terre cuite. Mayran illustre une nouvelle fois que les aqueducs domaniaux peuvent se réduire, dans certains tronçons, à des aménagements très simples, notamment dans des secteurs où les contraintes techniques sont faibles. Il vient ainsi étoffer le corpus de ce que l’on pourrait appeler les aqueducs « multiformes » qui alternent constructions élaborées et dispositifs plus simples (notamment des conduites en céramique). Les étapes de fonctionnement du bassin de réception décanteur, situé au sortir de la section souterraine et au nord des bâtiments de la villa, mettent également en lumière les vicissitudes subies. L’ensablement a représenté un problème constant auquel sa mise en place a tenté de remédier. Pourtant, ceci n’a pas empêché l’eau de continuer à circuler, mais la section mouillée s’est progressivement réduite. La datation tardive de l’ouvrage (probablement la seconde moitié du ive siècle) montre le dynamisme de l’établissement au Bas-Empire. Fixer la durée de fonctionnement de l’équipement hydraulique demeure une entreprise délicate. Plusieurs indices tendent à montrer qu’il n’a pas fonctionné très longtemps. Une durée d’un siècle est une estimation raisonnable au vu des tessons de céramique recueillis dans les différents niveaux. Ceci témoigne, malgré l’ampleur de l’investissement, des difficultés posées par la conception originelle de l’ouvrage, peut-être par son principe de captage et la nécessité d’un entretien régulier.
