« Si l’on y trempe un roseau ou tout autre chose, on trouve pétrifiée la partie qui était dans l’eau, sans que celle qui était dehors ait éprouvé le moindre changement » nous rapporte Vitruve (1er s. av. J.-C.), avant de poursuivre : « Il en est de même à Hiérapolis, en Phrygie, d’une grosse source d’eau bouillante. Dans les fossés qui entourent les jardins et les vignes où elle coule, elle forme au bout d’un an une croûte de pierre qui en tapisse les deux bords » (De Architectura, Livre VIII, 3). Le témoignage de Vitruve, rejoint d’autres récits antiques (Géographie de Strabon, Histoires Naturelles de Pline l’Ancien, Questions Naturelles de Sénèque), qui attestent de l’observation et de la prise en compte dès l’Antiquité du phénomène d’encroûtement (de structures et d’objets) et de la formation de dépôts carbonatés par certaines eaux continentales (nommés « travertins » – formés par des eaux chaudes – ou « tufs calcaires » – formés par des eaux douces et froides – dans la littérature géologique, cf. e.g. Campy and Macaire, 2005 ; Pentecost, 2005). Ces carbonates qui se déposent dans les structures anthropiques anciennes sont appelés « carbonates archéologiques » (Curie & Petit, 2014) ; leur analyse géoarchéologique dans l’étude des aqueducs antiques (e.g. Passchier et al., 2016 ; Keenan-Jones et al., 2015) et des thermes romains (Broise & Curie, 2014) apportent des éléments nouveaux à la compréhension de la gestion des eaux par les sociétés anciennes (Curie, 2013 ; Curie et al., 2018). En effet, leurs présences entrainaient très certainement des problèmes de gestion du fait, d’une part de la réduction du débit dans les aqueducs et tuyaux d’adduction de l’eau (pouvant aller jusqu’à l’obturation complète de la structure) et d’autre part, de la nature de eau qu’on peut qualifier d’ « impropre » pour les utilisations quotidiennes des Romains (forte minéralisation en éléments métalliques, présence de bactéries microbiennes, activités biologiques de macro-végétaux). Dès lors, quelles solutions et quelles ingénieries ont pu être mises en œuvre ?
A Jebel Oust (Tunisie), la source chaude exploitée par les Romains a déposé des carbonates dans l’ensemble des structures du site qui s’organise le long d’un versant : la source chaude du temple situé alimentait un aqueduc et des termes en contrebas. L’analyse minéralogique et géochimique des différents dépôts a montré que la gestion des eaux thermales sur le site était complexe, notamment au sein du grand édifice thermal situé en aval du parcours de l’eau chaude. Parmi les faciès définis dans les salles et canalisations thermales antiques, l’un présente une couleur orangée du fait de la précipitation majoritairement dominée par des oxydes de fer ; il témoigne d’une absence de gestion (ou tout du moins désorganisée) de l’eau chaude lors d’une phase tardive de l’évolution des thermes. En effet, quand l’eau des thermes était gérée, les carbonates alors précipités étaient blanchâtres. Ceci nous amène à reconsidérer la fonction d’un petit bassin situé à mi-pente entre le temple et les grands thermes en contrebas. Il est interprété comme le premier espace balnéaire du site mais l’analyse du remplissage de ce bassin montre qu’il a servi dans une seconde phase comme un espace de précipitation des minéraux ferreux avant que les eaux ne rejoignent les thermes situés en contrebas . Cette réorganisation du réseau d’alimentation a entrainé la création d’un nouveau tracé de l’aqueduc, dessinant alors un coude au niveau de ce bassin dès lors transformé en un espace dans lequel précipitaient les hydroxydes ferreux (concrétions compactes et hétérogènes) afin que les eaux soient claires et blanches dans les grands thermes réaménagés en contrebas. Cette hypothèse soulève la question de la position des eaux thermo-ferrugineuse dans la civilisation romaine. Si les propriétés thérapeutiques de certaines eaux dites ferrugineuses sont (actuellement) bien reconnues, qu’en est-il de leur statut dans le monde romain ? Ces eaux sont-elles perçues comme salubres et saines ?
Outre l’exemple du site de Jebel Oust, on pourra également s’interroger sur la gestion de l’exploitation d’eaux carbonatées à l’époque antique sur d’autres sites localisés en contexte calcaire : le site gallo-romain de Jonvelles (Haute-Saône), où l’absence de concrétions calcaires dans les bains et canalisations interroge sur la présence supposée d’un « bassin de précipitation » en amont, et le site de Villards d’Héria (Jura), où la très faible quantité de calcaire précipité (seul un mince voile engobe les parois des bains) pourrait s’expliquer par une précipitation des eaux calcaires en amont de l’édifice thermal.
Références bibliographiques :
Broise, H., Curie, J., 2014. L’étude de travertins carbonatés du sanctuaire de Jebel Oust (Tunisie) : une contribution à l’analyse diachronique, fonctionnelle et architecturale des thermes, in Balaneia, Thermes et Hammams – 25 siècles de bain collectif (Proche-Orient, Egypte et Péninsule Arabique), Édition Balnéorient/IFAO, 573-584.
Campy, M., Macaire, J.-J., 2005. Géologie de la surface : érosion, transfert et stockage dans les environnements continentaux. Dunod, Paris.
Curie, J., Petit, C., Ben Abed, A., Broise, H., Scheid, J., 2018. Les dépôts carbonatés en contexte archéologique, mémoire d’une gestion de l’eau : l’exemple du site de Jebel Oust, Tunisie, in L’eau dans les villes du maghreb et leur territoire à l’époque romaine, Ausonius Éditions, Mémoires 54, pp.273-285.
Curie, J., Petit, C., 2014. Geoarchaeology of “anthropogenic” travertine: a story of water and life etched in stone. European Geologist, 38, 21-24.
Keenan-Jones, D., Motta, D., Garcia, M.H., Fouke, B.W., 2015. Travertine-based estimates of the amount of water supplied by ancient Rome’s Anio Novus aqueduct. J. Archaeol. Sci. Rep. 3, 1–10. https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2015.05.006
Passchier, C., Sürmelihindi, G., Spötl, C., Mertz-Kraus, R., Scholz, D., 2016. Carbonate deposits from the ancient aqueduct of Béziers, France — A high-resolution palaeoenvironmental archive for the Roman Empire. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 461, 328–340. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2016.08.022
Pentecost, 2005. Travertine. Springer, London.