La technique romaine : aqueducs, routes et béton

Au sommet du pont du Gard, le canal d’eau ne descend que de 2.5 cm sur 456 m, soit une pente d’environ 1 sur 18 000.

De l’eau qui descend sur 50 km

Un aqueduc romain n’est le plus souvent pas fait des hautes arches qu’on imagine. C’est un canal de pierre couvert qui amène l’eau d’une source à une ville par la seule force de la gravité, si bien que chaque mètre doit descendre en pente douce. Le premier de Rome, l’Aqua Appia de 312 avant notre ère, mesurait environ 16.6 km, et toute sa longueur sauf 90 mètres environ était souterraine. On n’employait des arches que là où la ligne devait traverser une vallée. Le pont du Gard, dans le sud de la France, porte l’aqueduc de Nîmes, long de plus de 50 km et construit au Ier siècle de notre ère, au-dessus du Gardon. Il s’élève à 48.77 mètres au-dessus de la rivière. Ses ingénieurs ont fait varier la pente le long du trajet ; une seule pente régulière aurait rendu le pont beaucoup trop haut, et en la modifiant ils l’ont abaissé d’environ 6 mètres.

Les arpenteurs traçaient ces pentes avec des instruments simples. Vitruve décrit le chorobate, une longue table en bois munie de rigoles d’eau et de fils à plomb pour trouver l’horizontale, et la groma, une croix montée sur un poteau pour tracer des lignes droites et des angles droits. Dans la ville, l’eau passait dans des réservoirs de distribution puis dans des tuyaux de plomb ; le mot latin pour le plomb, plumbum, a donné « plomb », d’où « plombier ». Sextus Julius Frontin, nommé responsable des eaux en 97 de notre ère, écrivit un livre sur l’approvisionnement en eau de Rome. Il y décrit les neuf aqueducs de son époque, se plaint des prises illégales qui volaient l’eau, et les compare avantageusement aux « pyramides oisives » d’Égypte.

Pourquoi les arches tiennent

La pierre est très résistante quand on la comprime et fragile quand on l’étire. Une poutre de pierre posée à plat sur un vide plie, sa face inférieure s’écarte, si bien que les poutres ne peuvent franchir que de courtes distances. Une arche transforme la charge en compression. Chaque pierre en forme de coin, ou claveau, appuie sur ses voisines, et le poids suit la courbe puis descend dans les piles. Pendant sa construction, une arche ne tient pas seule, et les bâtisseurs posent donc les pierres sur une armature de bois courbe appelée cintre. Une fois la clef de voûte posée au sommet, on peut retirer l’armature et l’arche se porte elle-même. Les Romains n’ont pas inventé l’arche, mais ils l’ont employée à très grande échelle, en étages superposés comme au pont du Gard.

Les routes

La via Appia, la « reine des routes », fut commencée en 312 avant notre ère par le censeur Appius Claudius Caecus, le même homme qui était à l’origine du premier aqueduc. Elle allait de Rome à Capoue sur 132 milles romains, soit environ 195 km, et fut prolongée plus tard jusqu’à Brindes, sur le talon de l’Italie. Les routes romaines étaient d’abord construites pour les armées : aussi droites que le terrain le permettait, avec une surface bombée pour que la pluie s’écoule dans des fossés latéraux. Les manuels montrent souvent une jolie coupe à quatre couches, mais ce modèle vient de la description des sols par Vitruve, et les routes fouillées varient beaucoup selon la pierre et la terre locales. Des bornes de pierre le long du chemin indiquaient la distance depuis la ville.

Le béton

Le béton romain, opus caementicium, fut très utilisé à partir de 150 avant notre ère environ. Il mêlait de la chaux à de la cendre volcanique, surtout des environs de Pouzzoles près de Naples, et à des morceaux de pierre ou de brique brisée. Il était posé par couches plutôt que coulé, et pouvait même prendre sous l’eau, ce qui permettait de construire des ports en pleine mer. Son plus grand monument est la coupole du Panthéon à Rome, achevée sous Hadrien vers 125 de notre ère. La coupole mesure environ 43 mètres de large et reste la plus grande coupole en béton non armé du monde. Les bâtisseurs employaient dans le mélange une pierre plus légère à mesure qu’on montait, pour que la coupole pèse moins là où elle est la plus mince.