Les couches de carbonate donnent un aperçu de l’époque romaine

Jusqu’à présent, on ne savait que ce que l’on pouvait tirer des ruines peu conservées : les moulins à eau étaient alimentés par un aqueduc provenant des collines environnantes. Une pièce de monnaie de Trajan, trouvée dans un bassin au-dessus des moulins, ainsi que les caractéristiques structurelles suggèrent que le moulin a été utilisé pendant environ 100 ans. Mais le type de meules et la manière dont elles étaient utilisées restaient un mystère.

Les carbonates révèlent des liens passionnants

Prof. Dr. Cees W. Passchier et le Dr. Gül Sürmelihindi de l’Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU), en collaboration avec des collègues de France et d’Autriche, a pu dévoiler davantage l’histoire du moulin grâce à des morceaux de carbonate, c’est-à-dire des dépôts de chaux, stockés dans le musée archéologique d’Arles, qui accumulés vers la fin de la période d’exploitation d’environ 100 ans des moulins à eau de Barbegal par l’eau sur les murs et le sol de la prise d’eau en bois. «Nous avons pu montrer que l’histoire du développement d’un moulin à eau peut être en grande partie reconstituée à l’aide de carbonate», explique Passchier, qui dirigeait l’équipe. Pour ce faire, les chercheurs ont d’abord rassemblé quelques-unes des 140 pièces, les ont assignées, puis ont examiné les couches en utilisant, entre autres, la spectrométrie de masse.

Les roues hydrauliques et les canaux en bois ont été remplacés

L’équipe de recherche a publié les résultats dans la célèbre revue Geoarchaeology. «Nous avons pu montrer, par exemple, que les roues hydrauliques et les abreuvoirs en bois étaient remplacés au bout de trois à huit ans environ et que, dans un cas, une roue hydraulique avait été remplacée par une plus grande», explique Passchier. Les scientifiques ont déduit cela de la forme étrange de la couche de carbonate qui s’était formée dans le canal d’eau : alors que les premières couches inférieures indiquaient un niveau d’eau bas, les couches plus récentes se sont déposées jusqu’à une plus grande hauteur dans le canal. Alors, est-ce que moins d’eau s’écoulait initialement par l’entrée, puis plus plus tard ? Les chercheurs ont pu réfuter cette hypothèse. Car le niveau d’eau, montraient-ils, n’aurait pas été suffisant pour faire fonctionner une roue de moulin si elle avait été horizontale. Par conséquent, la seule solution possible est que l’orientation de l’entrée change – d’une orientation initialement raide et donc avec un faible niveau d’eau à une orientation plus plate avec un niveau d’eau correspondant plus élevé. « Nous avons ainsi pu reconstituer que toute la structure du moulin à eau avait été modifiée », résume Passchier. “Si vous suspendez l’entrée plus raide, l’eau pulvérisera trop et n’entraînera pas efficacement la roue hydraulique – un tel changement n’a de sens que si une roue hydraulique plus grande est utilisée. Un morceau de carbonate qui s’est formé sur les supports de la roue hydraulique.” cette hypothèse, car elle ne possède pas toutes les couches carbonatées, mais seulement celles des dernières années d’exploitation.

Analyse isotopique pour classer la durée de vie

Les chercheurs ont même pu déterminer la durée d’utilisation du broyeur à l’aide des couches de carbonate, grâce à l’analyse isotopique. En effet, le carbonate contient de l’oxygène, les isotopes de l’oxygène étant présents dans un rapport différent en fonction de la température de l’eau. Les chercheurs ont ainsi pu déterminer la température de l’eau et donc les saisons en fonction de la composition isotopique des couches carbonatées. Résultat : le carbonate stocké au Musée d’Arles s’est déposé dans les canaux d’eau sur une période de sept à huit ans. »La couche carbonatée la plus élevée et donc la plus jeune contient des coquilles de moules et des morceaux de bois – le moulin a donc été abandonné. Même si l’eau continuait à couler au début, ce qui entraînait un dépôt continu de carbonate, l’entrée n’était plus nettoyée régulièrement”, explique Passchier.

Les chercheurs ont également réussi à résoudre une autre énigme. On ne savait pas encore si le système était utilisé comme un « système complet » par un seul opérateur ou si les 16 roues hydrauliques étaient utilisées indépendamment les unes des autres. Selon les couches des trois ravins examinés, qui diffèrent considérablement les unes des autres, les broyeurs fonctionnaient indépendamment les uns des autres – du moins vers la fin de leur durée d’utilisation. De plus, le côté ouest de l’installation a été abandonné beaucoup plus tôt que le côté est. En fin de compte, après l’abandon des usines, des morceaux allongés de carbonate provenant des canaux d’eau ont ensuite été utilisés comme cloisons dans un bassin d’eau à d’autres fins industrielles.