Aqueduc

Un aqueduc amène l'eau d'une source lointaine jusqu'à une ville dans un canal qui descend très légèrement sur toute sa longueur, si bien que la seule gravité suffit à faire avancer l'eau. Les Romains en ont construit des centaines, en tunnel, en tranchée couverte ou sur des arcades comme le pont du Gard, et certains transportaient plusieurs dizaines de milliers de mètres cubes par jour.

Ce que c’est

Un aqueduc est un cours d’eau artificiel qui conduit l’eau d’une source jusqu’au lieu où on l’utilise. L’essentiel de son tracé reste invisible : un canal de pierre ou de béton, couvert, qui court dans une tranchée ou un tunnel à flanc de colline. Les hautes arcades qu’on imagine d’abord ne sont que les endroits où le canal devait franchir une vallée sans perdre d’altitude.

La planche montre un de ces franchissements, du type bâti au-dessus du Gardon près de Nîmes au Ier siècle de notre ère. Le canal passe au sommet du rang supérieur.

Comment ça marche

Là où l’eau s’écoule à surface libre, c’est-à-dire sur la plus grande partie d’un aqueduc, le canal doit descendre sans interruption de la source à la ville, sans jamais remonter ni plonger trop vite. Avec trop peu de pente, l’eau ralentit et dépose ses limons ; avec trop de pente, elle ronge l’enduit. L’aqueduc de Nîmes, long d’environ 50 km, ne perd que 12 à 13 m entre la source et la ville (les mesures diffèrent un peu), soit environ 25 cm par kilomètre en moyenne, et beaucoup moins sur certains tronçons. Sur le pont du Gard lui-même, la pente se compte en centimètres.

Le canal, appelé specus, avait d’ordinaire la largeur d’un homme et un peu plus de hauteur, pour que des ouvriers puissent y entrer et le curer. Son fond et ses parois recevaient un opus signinum, un mortier de chaux chargé de tuiles et de céramique pilées, qui durcit et retient l’eau. Des bourrelets arrondis au pied des murs fermaient les angles, là où commencent les fuites. Des dalles ou une voûte couvraient le tout ; elles arrêtaient la poussière et le soleil et empêchaient l’eau de se réchauffer.

Tracer une telle pente sur des dizaines de kilomètres était l’affaire des arpenteurs. Vitruve, à la fin du Ier siècle av. J.-C., décrit le chorobate, une longue table de bois dont les fils à plomb, ou par vent fort une rigole remplie d’eau, indiquent si elle est de niveau. Avec cet instrument et des jalons de visée, une équipe reportait une ligne de niveau à travers tout un paysage et marquait la pente sur des piquets.

Un siphon inversé : l’eau remonte sur l’autre versant, mais jamais tout à fait jusqu’à son niveau de départ.

Les vallées profondes pouvaient aussi se franchir par un siphon inversé. L’eau entrait dans un réservoir sur le premier versant, descendait dans des tuyaux de plomb étanches, traversait le fond de la vallée sur un pont bas et remontait l’autre versant jusqu’à un second réservoir placé un peu plus bas. Vitruve décrit déjà ce dispositif et appelle venter, le ventre, le long tronçon presque horizontal qui traverse le fond de la vallée. Le siphon économisait la maçonnerie, mais le plomb coûtait cher et les joints devaient tenir sous une forte pression. Selon la traduction habituelle, son texte prévoit aussi des évents pour laisser s’échapper l’air piégé, mais le sens exact du terme qu’il emploie reste discuté. Pour les conduites ordinaires, il préférait la terre cuite, car il jugeait malsaine l’eau qui passait dans le plomb.

Le bassin de répartition circulaire de Nîmes, d’où dix tuyaux de plomb partaient vers les quartiers.

En ville, l’eau arrivait dans un bassin de répartition, le castellum. Vitruve en décrit un divisé en trois, avec des sorties distinctes pour les fontaines publiques, les thermes et les maisons particulières, disposé de sorte que les fontaines soient les dernières à manquer d’eau. Celui qui subsiste à Nîmes est un bassin rond d’environ 5,5 m de diamètre, d’où dix tuyaux de plomb desservaient les quartiers. L’eau coulait jour et nuit ; ce qui n’était pas utilisé allait rincer les égouts. Vitruve ajoute que les redevances payées par les particuliers devaient financer l’entretien de l’aqueduc. À Nîmes, les estimations du débit vont d’environ 20 000 à 40 000 m³ par jour, et l’eau mettait environ un jour à venir de la source.

Comment le construire

Les grands aqueducs romains exigeaient des fonds publics, des arpenteurs qualifiés et de nombreux ouvriers. À l’échelle d’un jardin, les mêmes principes permettent d’amener sans pompe l’eau d’une source ou d’une citerne de toit jusqu’à une mare ou un champ.

Le chorobate : une table de nivellement d’environ 20 pieds romains, réglée au fil à plomb ou à l’eau d’une rigole.

Relever les niveaux. Repérez la source et le point d’arrivée, puis mesurez la différence de hauteur. Un tuyau en plastique transparent rempli d’eau fait office de chorobate moderne : l’eau s’y tient à la même hauteur aux deux bouts. Plantez des piquets tous les quelques mètres sur le tracé et notez la hauteur de chacun.

Choisir la pente. Un canal lisse qui porte une eau claire demande en général quelques millimètres de pente par mètre ; dimensionnez-le pour le débit attendu et évitez les tronçons raides où l’eau filerait trop vite. Répartissez la pente aussi régulièrement que le terrain le permet et préférez un détour qui suit la courbe de niveau à une bosse qui arrêterait l’écoulement.

Creuser et poser le canal. Creusez la tranchée aux profondeurs marquées, tassez le fond et posez le canal : demi-tuyaux de terre cuite, rigole maçonnée enduite de mortier de chaux hydraulique ou de ciment, qu’on laisse durcir avant d’y faire passer l’eau, ou simple tuyau. Contrôlez la pente au tuyau d’eau à chaque raccord. En maçonnerie, rendez les joints étanches et arrondissez les angles intérieurs.

Ajouter un bassin de décantation. Juste après la source, construisez un petit bassin où l’eau ralentit et dépose son sable avant d’entrer dans le canal. Posez une grille contre les feuilles et un trop-plein pour qu’une crue ne fasse pas tout éclater.

Couvrir. Fermez le canal avec des dalles ou des tuiles. L’eau couverte reste plus propre et plus fraîche, et les algues y poussent moins.

Sécurité. Les parois d’une tranchée peuvent s’effondrer, surtout en terrain meuble ou humide : étayez-les ou talutez-les avant de travailler dans une tranchée profonde, et n’y travaillez jamais seul. N’utilisez ni tuyaux ni soudure au plomb pour une eau que boiront des personnes ou des animaux, et considérez l’installation comme non potable : ne buvez pas son eau. Le mortier de chaux est caustique : portez gants et lunettes, et un masque antipoussière pour mélanger la chaux à sec. Tout bassin ouvert présente un risque de noyade pour les jeunes enfants : clôturez-le ou couvrez-le. Monter des arches ou des murs au-dessus de la tête, c’est travailler en hauteur avec de lourdes pierres : utilisez un vrai échafaudage et demandez conseil à un maçon.

Histoire et évolution

Les conduites d’eau sont bien plus anciennes que Rome. Le roi assyrien Sennachérib fit creuser, entre 703 et 690 av. J.-C. environ, un canal qui amenait l’eau à Ninive ; à Jerwan, il franchissait une vallée sur un pont de calcaire long de plus de 280 m, souvent présenté comme le plus ancien pont-aqueduc connu.

Le premier aqueduc de Rome, l’Aqua Appia, fut commencé en 312 av. J.-C. sous le censeur Appius Claudius Caecus, qui construisit aussi la via Appia. Il courait sur environ 16,5 km, presque entièrement sous terre. D’autres suivirent : l’Anio Vetus en 272 av. J.-C., l’Aqua Marcia en 144 av. J.-C., longue de plus de 90 km, puis l’Aqua Claudia et l’Anio Novus, achevés en 52 apr. J.-C. À la fin du Ier siècle, l’empereur Nerva nomma Frontin curateur des eaux ; son traité recense neuf aqueducs desservant la ville, avec leurs longueurs et les fraudes qu’il y constata.

Le pont du Gard a sans doute été bâti entre 40 et 60 apr. J.-C. environ, certaines études prolongeant la fourchette jusqu’à 80. Ses trois rangs comptent 6, 11 et 35 arches ; 12 autres du rang supérieur ont disparu. Les gros blocs de calcaire de ses arches, dont certains pèsent jusqu’à 6 tonnes, sont posés sans mortier. L’aqueduc de Nîmes cessa de fonctionner à mesure que les dépôts et les racines l’obstruaient, probablement vers le VIe siècle. Le pont a survécu en partie parce qu’on l’utilisait pour franchir la rivière ; en 1743-1747, Henri Pitot accola un pont routier à son rang inférieur, et l’ouvrage est inscrit au patrimoine mondial depuis 1985.

Villes et monastères médiévaux construisirent des aqueducs plus modestes, et les réseaux modernes combinent canaux et tunnels gravitaires avec conduites sous pression, pompes et réservoirs. Une pente douce et constante règle encore les canaux, les égouts et les autres conduits où l’eau s’écoule par gravité.