Géoarchéologie de l'eau : l'aqueduc romain de Nîmes et le Pont du Gard - article ; n°568 ; vol.101, pg 609-621

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Annales de Géographie - Année 1992 - Volume 101 - Numéro 568 - Pages 609-621
A very integrated scientific study has been carried out during many years concerning the famous roman aqueduc of Nîmes and the Pont du Gard with very important discoveries. This dynamic research in time and space deals with the monument and its wilde environment. The water part is pointed out at several scales : liquid, as memory as its concerns carbonated deposits which are a quite good chronological guide and at least as fundamental element of the space structure and landscape in a geosystemic approach.
Une étude pluridisciplinaire croisée, conduite depuis plusieurs années, a permis de modifier considérablement les connaissances sur l'aqueduc romain de Nîmes et le célèbre Pont du Gard. Elle repose sur une analyse spatio-temporelle du monument et de son environnement. Élément essentiel, le thème de l'eau est ici abordé à plusieurs niveaux, liquide, comme fait-mémoire par le biais des concrétionnements internes et externes et, enfin, en tant que paramètre fondamental de la structuration du géosystème et de l'espace.
13 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : mercredi 1 janvier 1992
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Guilhem Fabre
Jean Vaudour
Géoarchéologie de l'eau : l'aqueduc romain de Nîmes et le Pont
du Gard
In: Annales de Géographie. 1992, t. 101, n°568. pp. 609-621.
Abstract
A very integrated scientific study has been carried out during many years concerning the famous roman aqueduc of Nîmes and
the Pont du Gard with very important discoveries. This dynamic research in time and space deals with the monument and its
wilde environment. The water part is pointed out at several scales : liquid, as memory as its concerns carbonated deposits which
are a quite good chronological guide and at least as fundamental element of the space structure and landscape in a geosystemic
approach.
Résumé
Une étude pluridisciplinaire croisée, conduite depuis plusieurs années, a permis de modifier considérablement les connaissances
sur l'aqueduc romain de Nîmes et le célèbre Pont du Gard. Elle repose sur une analyse spatio-temporelle du monument et de
son environnement. Élément essentiel, le thème de l'eau est ici abordé à plusieurs niveaux, liquide, comme fait-mémoire par le
biais des concrétionnements internes et externes et, enfin, en tant que paramètre fondamental de la structuration du géosystème
et de l'espace.
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Fabre Guilhem, Vaudour Jean. Géoarchéologie de l'eau : l'aqueduc romain de Nîmes et le Pont du Gard . In: Annales de
Géographie. 1992, t. 101, n°568. pp. 609-621.
doi : 10.3406/geo.1992.21117
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/geo_0003-4010_1992_num_101_568_21117ANNALES
GEOGRAF rff
568 année
Géoarchéologie de Veau
aqueduc romain de Nîmes
et le Pont du Gard
Professeur Institut Directeur de Géographie Guilhem de Recherche U.R.A FABRE(l au 903 C.N.R.S. Université et Jean U.R.A Aix-Marseille VAUDOUR(2 903 C.N.R.S II
Objets de longs débats ex Collectif 1989) parfois logomachiques
longtemps suspectées ou mal intégrées les recherches pluridisciplinaires
sont maintenant bien accueillies spécialement par les géographes La
présente contribution veut en témoigner après étude un ouvrage
humain de grande ampleur aqueduc romain de Nîmes En effet ce
monument illustre surtout travers le Pont du Gard qui serait le
second site le plus visité de France était pas connu dans le détail
Toutes les données reposaient sur une étude déjà ancienne sans cesse
recopiée Espérandieu 1926 Sa connaissance vient être profondé
ment renouvelée depuis 1984 dans le cadre une Action Thématique
Programmée Archéologie Métropolitaine Différentes équipes apparte
nant aux Sciences de Homme et de la Société et aux Sciences de la
Terre et de la Vie ont su concilier dans une vision globale celle du
géosystème ou de hydrosystème des approches croisées différentes
échelles Dans cette collaboration la tâche du géographe était entre
autres choses éclairer archéologue et historien en repla ant ou- 610 ANNALES DE OGRAPHIE
vrage dans le paysage et en faisant appel des indicateurs de la
dynamique actuelle ou passée1
On insistera ici surtout sur le thème de eau dans espace et dans
le temps sur les contrôles physiques elle exercés aux différentes
étapes de histoire du momunent construction fonctionnement nor
mal abandon) sur les précieux témoins elle nous légués les
concrétionnements calcaires véritable mémoire solide et sur son
rôle dans le géosystème
eau liquide
Nîmes ne manque pas eau Certes en surface hormis le Vistre
ruisseau perenne né la Fontaine au débit moyen inférieur
200 l/s ou les cadereaux2 en crue elle est quasi absente tous les
grands cours eau permanents Vidourle Gard et Rhône étant par
ailleurs distants de plus de 15 kilomètres En profondeur par contre
deux aquifères plus ou moins interconnectés ont fait objet un captage
systématique dès époque romaine
aquifère de la garrigue de type karstique qui se vidange
partiellement la source de la Fontaine joyau du beau jardin la
fran aise du xvine siècle
aquifère contenu dans le détritique sous la ville une faible
profondeur de 10m selon les secteurs
Or apogée de la cité vers le Ier siècle après J.C Fiches Garmy
1982) quand fut décidée la réalisation une grande hydraulique les
ressources locales ne pouvaient plus convenir En effet compte tenu
de la technologie de époque limitée malgré tout Bonin 1984) la
construction un aqueduc dont les eaux étaient destinées aux édifices
publics puis aux besoins des notables et des citoyens 20 25000
personnes) devait répondre aux impératifs suivants
hydraulique réticulaire et gravitaire avec arrivée le plus haut
possible dans la ville
minimum de gêne exercée par les milieux naturel et humain
site de captage le moins éloigné possible
débit régulier et assez important de ordre de 500 l/s
eau de bonne qualité
Nos recherches tant documentaires que sur le terrain ont mis en
évidence impossibilité de recourir aux eaux de surface débits irrégu-
Voir annexe et bibliographie en fin de texte Nous renvoyons pour plus de détails
Cours eau temporaires nés dans la garrigue Ils coulent quelques heures par an de
fa on brutale cf la catastrophe du 03.10.1988 mais il en eu beaucoup autres avec une
venue en quelques minutes Us sont très semblables aux oueds du Maghreb Cadereau cadere
tomber eau OARCH OLOGIE DE EAU 611
liers turbidité prononcée protection délicate etc. Par contre elles
montrent il était possible de solliciter dans les environs un aquifère
se déversant partiellement en surface au droit une ou plusieurs sources
Fabre Fiches Paillet Coll. 1991 Malgré son éloignement relatif et
les contraintes exercées par la masse des garrigues il fallait contour
ner pour amener les eaux Uzès Nîmes le groupe des sources Eure
était bien analyse actuelle en quelque sorte le meilleur moins
mauvais choix envisageable Les études hydrologiques concernant le
régime principalement étiage tarissement) extension de im
pluvium évalué quelques 50 km2 notamment par le biais de bilans
hydrogéologiques et opérations de tra ages les paramètres physico
chimiques détaillés sur plusieurs chroniques etc. fournissent des ré
sultats qui concordent avec les critères définis auparavant Globalement
et en admettant leur invariance temporelle fausse dans absolu mais
acceptable dans la pratique les ingénieurs antiques ont été confrontés
des données voisines de celles de nos jours mais dans un contexte
moins anthropisé hypothèse une alimentation secondaire de aque
duc étayée par la connaissance du potentiel capable existant ainsi que
par les traces injections sauvages identifiées dans les concrétionne-
ments avait pu être avancée Gilly 1972) mais une alimentation unique
amont la sourde de Plantery comprise sans apport complémen
taire est maintenant bien établie
II La mémoire de eau
élément le plus significatif du fonctionnement un géosystème est
eau dans la mesure où ses caractéristiques intégrent les différents
paramètres du milieu en interaction amont au moment de obser
vation Pour reconstituer les paléofonctionnements dans le cas un
géosystème karstique il convient étudier les concrétionnements car
bonates qui sont les dépôts corrélatifs des dissolutions intervenues dans
le bassin-versant au niveau des sols et au niveau des réseaux souterrains
comme on déjà fait par ailleurs ex Vaudour coli 1988 Dans le
cas un aqueduc les transferts de matière sont de même nature mais
les dépôts générés par eau bicarbonatée calcique effectuent dans le
canal ou extérieur de celui-ci et non au voisinage des émergences
ou dans le lit des rivières Ces concrétions représentent en quelque
sorte la mémoire de eau Vaudour 1984 1986 et articles sous la
direction de Fabre Fiches Paillet 1991 1992)
Les concrétions aqueduc sont des roches carbonatées presque
pures 98 de origine biochimique édifiées sous action
algues du type cyanophycées étroitement liées des bactéries Cya-
nobactéries) comme on les trouve dans les cours eau Elles se 612 ANNALES DE OGRAPHIE
présentent sous la forme une association de calcite sparitique gros
cristaux et de micrites mélangées de la matière laiteuse organo-
bactérienne Leur histoire est particulièrement instructive1 Le faciès
le plus significatif et le plus pur est assimilable un travertin structure
finement laminaire Les lamines sont groupées en faisceaux plus ou
moins importants séparés par des diasthèmes plans ou ondulés Au
microscope et la microsonde balayage électronique les structures
stromatolithiques rubanées en gerbes et en filaments ressortent net
tement
Globalement le volume des concrétions représente quelques 30 000
40 000 m3 soit 70 000 100 000 tonnes de calcaire ce qui correspond
14 du dissous transité par aqueduc La vitesse de
dépôt se cale entre 06 et mm/an pendant la phase de fonctionnement
normal Des similitudes et des différences observent entre les concré-
tionnements internes et externes
Concrétionnements internes
intérêt de ces dépôts avait été mis en évidence par Espérandieu
1926 après bien autres Dombre 1845 etc. Plus récemment des
microbiologistes et des géochimistes les ont utilisés en tant indica
teurs paléoclimatiques et environnementaux Gilly et al. 1978 1986
Adolphe 1973 etc. Nous avons repris leur étude en privilégiant
plusieurs faits leur localisation la typologie des faciès et leur morpho
graphie la chronostratigraphie des dépôts et enfin leur rôle en tant que
témoignage et archive de histoire de ouvrage
Localisation
importance des concrétions internes est inégale selon les tron ons
Ils apparaissent dans les environs de Saint-Maximin soit quelques
55 km des Fontaines Eure et ils ont été reconnus Nîmes Ils
existent ainsi sur près de 45 km de canal soit 90 environ du total
Une expérience situ effectuée sur les eaux de la Fontaine Eure
permis de comprendre pourquoi ils existent pas ou très peu en
amont En effet après agitation un échantillon de celles-ci pour
stimuler les effets de la circulation dans le canal on enregistré une
augmentation de la résistivité et une évolution synchrone des valeurs
du pH et de la qui au bout 40 mn alignent sensiblement
sur une même droite Compte tenu des vitesses des filets eau calculées
dans le canal et comprises entre 079 et 15 m/s. cela donne une
distance théorique de 48 km pour que les dépôts puissent appa
raître soit la distance approximative Eure Saint-Maximim
J.L Paillet Travaux Vaudour de J.J Blanc Verrez Fabre cf Fabre J.L Fiches J.C Paillet Gilly ouvrage J.L Guendon collectif 1991) Joseph Rodier OARCH OLOGIE DE EAU 613
Morphographie des concrétionnements
On relevé existence de deux types inscrustations
en gobelet ou calice là où les dépôts ont peine dépassé le
sommet des piédroits du canal
en ogive ils ont atteint la voûte par surélévation de eau
liée surtout abaissement de la pente générale de aqueduc dans
certains tron ons
Tous les profils lithostratigraphiques relevés montrent bien le carac
tère concordant et trangressif des lamines avec amenuisement vers le
haut Bezouce aux portes de Nîmes on cependant observé un
dispositif sommital régressif signifiant en toute vraisemblance une baisse
du débit consécutive des fuites en amont La puissance totale des
concrétionnements dépasse 100cm dans certains secteurs Pont du
Gard Bois de Remoulins) soit presque les 3/4 de la section mouillée
de aqueduc ou en volume de canal
Lithofaciès stratigraphie des dépôts archéologie
En général les coupes présentent deux faciès distincts Le premier
faciès clair et dur constitue trois niveaux bien individualisés par des
discontinuités de type diasthèmes une épaisseur moyenne de cm
30 cm et cm de la base vers le sommet Les derniers centimètres
sont plus foncés et annoncent le second faciès plus tendre moins
lapidifié vacuolaire et terrigene
Sur le plan hydrauhistorique la première unité faciologique la plus
longue signe la phase de bon fonctionnement de aqueduc avec des
discontinuités diasthèmes ou joints correspondant des arrêts pour
réfections de ouvrage La seconde enregistre la phase finale utilisa
tion avec transit eaux chargées en éléments terrigènes liés au mauvais
entretien précédant abandon total de ouvrage
Ces observations intègrent correctement avec celles du dossier
archéologique Elles éclairent histoire de aqueduc depuis sa construc
tion ramenée dans la première moitié du Ier siècle après J.C et non la
fin du Ier siècle avant J.C comme on admettait auparavant la
partition de la région entre les Francs et les Wisigots vers le vie siècle
après J.C Ainsi titre exemple le premier centimètre de faciès
rubane clair correspond la mise en eau du canal avant un premier
arrêt pour réfection au bout de 10 ans Il traduit par sa place et
sa géométrie des modifications architecturales renforcements surélé
vation ouvrages art comme on peut le voir sur les ponts des Bois
de Remoulins notamment celui de Sartanette 614 ANNALES DE OGRAPHIE
Concrétionnements externes
Ils attestent de suintements ou de débordements ponctuels les uns
accidentels les autres organisés surtout dans le périmètre compris
entre Vers et le bois de Remoulins De formes variées ils incluent
des voiles ou des draperies épaisseur millimétrique centri-
métrique plaqués sur les parois ou moulant les consolidations sous les
arches Elles indiquent des fuites au droit de jointures de la ma onnerie
des petits spéléothèmes comme des stalactites et des stalagmites
identiques ceux des cavités karstiques aplomb des voûtes du
canal
de gros amas dissymétriques de plusieurs dizaines de m3 ap
puyés contre le monument Ils comportent de nombreux vestiges amé
nagements hydrauliques connectés sur aqueduc au cours de la seconde
phase de fonctionnement quand le poids des campagnes augmenté
en même temps que leurs besoins en eau
de petits monticules de débris travertineux signalant des curages
du canal ou encore de micro-bourrelets de tufs délimitant des vas-
quettes construits par des décharges eau intentionnelles comme au
niveau du bassin régulateur situé en amont en Pont du Gard découvert
lors de cette recherche
La majorité de ces édifices pu être calée dans le contexte historique
du monument et de son environnement carbonate
III aqueduc dans le géosystème
Le géosystème naturel assimilé un bassin-versant ou un hydro
système paraît fournir le cadre le plus adéquat une équipe pluridis
ciplinaire travaillant sur un aqueduc antique concrétionné fig l)
Définition de hydrosystème
unité de drainage que constitue le bassin-versant hydrologique au
sens large offre bien surtout en pays karstique les limites les plus
cohérentes et les plus stables pour reconstituer histoire une uvre
humaine dans la longue durée malgré les difficultés rencontrées pour
cerner avec précision toutes les caractéristiques de eau souterraine
Les hydrosystèmes sont en effet les systèmes les plus parfaits Béthe-
mont 1984 eau intégre la géochimie du bassin les données biocli
matiques impact des aménagements la nature des rejets et des
pollutions etc Or la plupart des aqueducs alimentaient des émer
gences dont les captages prélevaient une part importante voire la quasi
totalité des eaux OARCH OLOGIE DE EAU 615
Fig AQUEDUC DE MES DANS SON CADRE OSYST MIQUE
léments du milieu 1-Sources 2-Cours eau 3-Secteurs mal drainés ou inondables Limons
gris des anciens marécages 4-Rebords de plateau ou de butte talus escarpement 5-Villes et
villages 6-Nîmes antique Tracé de aqueduc 7-Aérien arches ponts) et fleur de terre 8-
Tranchée enterrée ou souterrain tunnel en galerie Unités de paysage et occupation des sols en
roches dures 9-Plateau calcaire Crétacé inférieur et moyen des garrigues sols très erodes
10-Buttes couronnées par une dalle de calcaire molassique Miocène Sols peu profonds
Anciennes terrasses de culture En roches meubles 11-Bas plateaux caillouteux alluvions sili
ceuses plio-quaternaires des Costières Terroirs viticole et fruitier 12-Alluvions récentes des
vallées et dépressions Colluvions des versants Terres agricoles polyculture Accumulations
calcaires en milieu naturel 13-Travertins anciens et récents 14-Travertins actuels En milieu
anthropique 15-Travertins externes de aqueduc amas dissymétriques ou draperies 616 ANNALES DE OGRAPHIE
Un géosystème ou hydrosystème karstique comporte amont un
massif en roches perméables et solubles qui sert impluvium et dans
lequel la circulation des eaux organise souterrainement Le réservoir
souterrain ou unité de stockage alimente en général un ou plusieurs
points émergence localisés en principe au contact du compartiment
karstifié et du piémont comme est le cas pour la Fontaine Eure
Le fonctionnement du géosystème ne peut être compris en fonction
de tout ce qui se passe amont et aval Il est notamment nécessaire
de tenir compte des morphostructures régionales et de la position
respective des niveaux de base géomorphologique et karstique Ainsi
hydrosystème de la Fontaine Eure et de AIzon est étroitement lié
celui du Gardon qui dépend lui-même du Rhône alors que le niveau
de base du Vistre qui draine Nîmes et ses environs est constitué
directement par la Méditerranée
Ainsi suivant le degré et la nature de la pression actuelle ou passée
les géosystèmes karstiques ou non karstiques peuvent être classés en
trois groupes Vaudour 1986
Le géosystème naturel se caractérise par la préservation des
équilibres écologiques et lorsque homme est présent des phénomènes
de pollution mineurs Son maintien suppose généralement une pression
anthropique faible très faible
On passe du géosystème naturel au géosystème anthropisé
lorsque la pression anthropique parvient supplanter les autres facteurs
évolution du milieu soit que la densité démographique devienne trop
forte soit que exploitation des ressources naturelles difficilement re
nouvelables les sols par exemple avère abusive Suivant ampleur
des impacts de occupation humaine on reconnaît plusieus niveaux
anthropisation croissante
Un seuil décisif est franchi de fa on brutale lorsque homme
parvient volontairement grâce une haute technologie bouleverser
son territoire par des aménagements visant domestiquer la nature
sans tenir compte des contraintes naturelles et notamment des limites
hydrologiques On est alors en présence de géosystèmes artificiels ou
anthropiques
Histoire de aqueduc de Nîmes dans le cadre du géosystème
La typologie proposée applique parfaitement aqueduc de Nîmes
dans les différentes phases de son histoire approche systémique met
en évidence les successions suivantes
La situation initiale une mosaïque disparate
Au moment de sa construction aqueduc inscrit dans une mo
saïque de sous-systèmes hydrologiques naturels ou plus ou moins an-
thropisés voisins mais sans liens évidents entre eux OARCH OLOGIE DE EAU 617
au nord le sous-système de AIzon le plus parfait il
comporte les trois compartiments un géosystème karstique impui-
vium barrémien de la garrigue les émergences de la Fontaine Eure
et le piémont du val AIzon avec différents niveaux de travertins
au centre le sous-système basses gorges du Gardon-garrigues
le plus complexe et le moins cohérent du point de vue hydrologique et
géomorphologique Il posait sans doute aux constructeurs les problèmes
techniques les plus difficiles résoudre car le Gardon apparaît davan
tage comme un obstacle un trait union
au sud le système du Vistre caractérisé par indécision du
drainage et même des phénomènes endoréisme dans le secteur nord
de la Costière et par une grande complexité des écoulements souter
rains de la garrigue Fabre 1980)
Les deux premiers bassins appartiennent au grand système fluviatile
rhodanien AIzon est un affluent du Gardon lui-même affluent du
Rhône Par contre le Vistre est un petit fleuve tributaire de la Médi
terranée
Nous manquons de données pour reconstituer le paysage dans
ensemble de la région traversée par aqueduc au moment de sa
construction Le degré anthropisation ne devait cependant pas être
important puisque les conditions offertes la travertinisation dans
laquelle on peut voir un bon indicateur du fonctionnement en phytos-
tabilité du géosystème carbonate étaient encore réunies Par ailleurs
la couverture pédologique était bien mieux conservée aujourdhui
notamment sur le plateau des calcarénites miocènes Font Menestrière
et Valivé autour et en avant de Vers
Le géosystème anthropique phase de fonctionnement de aqueduc
La mise en eau de aqueduc au Ier siècle après J.C crée brutalement
un réseau de liens artificiels entre les unités physiques disparates de
AIzon du Gardon et du Vistre Un géosystème anthropique se super
pose alors aux sous-systèmes naturels que aqueduc court-circuite Les
eaux de la Fontaine Eure passent alors du bassin du Rhône dans
celui du Vistre importants transferts eau et de matière en solution
pendant la phase de fonctionnement normal du Ier au lile siècles puis
de turbidites en suspension pendant la phase de dégradation de Anti
quité tardive induisent de multiples effets sur le milieu naturel et sur
aqueduc soumis un fort concrétionnement calcaire qui entrave le
bon écoulement de eau
abandon de ouvrage et le retour des géosystèmes juxtaposés
absence entretien de ouvrage et son abandon partiel puis total
au vie siècle aboutissent au démantèlement de aqueduc en plusieurs
tron ons On retourne alors un paysage comportant plusieurs systèmes

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