Barbegal : le génie hydraulique romain révélé par les dépôts de carbonate (Passchier et al 2024)

Grâce à l'analyse minutieuse des dépôts de carbonate laissés sur les structures du plus grand moulin hydraulique de l'Antiquité, les chercheurs ont révélé une histoire fascinante d'innovation technique, d'adaptation et d'abandon progressif. Comment l'ingéniosité romaine a su exploiter la puissance de l'eau pour nourrir son économie.

Le site de Barbegal, illustration extraite de l'article de Passchier et al.

Le site des moulins de Barbegal, situé dans le sud de la France près d'Arles, est considéré comme l'un des plus grands complexes industriels de l'Antiquité. Il date du IIe siècle de notre ère et a été utilisé principalement pour la production de farine. Ce complexe hydraulique romain est alimenté par un aqueduc qui détournait l'eau vers une série de moulins à eau. Le complexe se composait de 16 moulins répartis en deux rangées de huit, ce qui en fait un exemple remarquable d'ingénierie hydraulique et industrielle de l'époque romaine. Ces moulins utilisaient des roues à eau pour moudre des céréales, principalement pour approvisionner la ville d'Arelate (aujourd'hui Arles). Le site semble avoir été abandonné progressivement au cours du IIIe siècle de notre ère. 

Le moulin fonctionnait grâce à un ingénieux système de canaux et de roues hydrauliques. L'eau, captée depuis des sources locales, était acheminée dans des canaux en bois appelés « flumes », qui alimentaient les roues en cascade. Ce système a permis une production massive de farine, ce qui suggère que le site était un centre important pour l'économie locale, peut-être destiné à alimenter non seulement la ville, mais aussi l'armée romaine. L'étude des dépôts de carbonates présents sur les structures en bois et en pierre a permis aux archéologues de comprendre l'histoire de l'utilisation et l'entretien du complexe au fil des années. 

Les dépôts de carbonate indiquent que certaines parties du moulin ont cessé de fonctionner alors que d'autres continuaient, probablement avec une utilisation modifiée. Certains éléments du complexe ont été réutilisés plus tard, par exemple comme matériaux de construction dans des bâtiments voisins. Ce site, par son ampleur et sa complexité, illustre le savoir-faire romain en matière d'exploitation de l'énergie hydraulique à des fins industrielles.

Les chercheurs (Cees W. Passchier, Gül Sürmelihindi, Pierre-Louis Viollet, Philippe Leveau et Christoph Spötl) ont entrepris une étude approfondie du complexe de moulins de Barbegal en se concentrant sur les dépôts de carbonate formés sur les structures en bois des moulins, notamment les canaux (ou flumes) et les roues hydrauliques. Leur démarche repose sur l'analyse des fragments de carbonate conservés, qui ont été récupérés lors de fouilles anciennes, ainsi que sur l'étude in situ des dépôts restants. En examinant la microstratigraphie des dépôts de carbonate, ils ont pu reconstituer l'histoire de l'utilisation, de la maintenance, et de la modification des moulins sur une période d'environ 8 ans, jusqu'à l'abandon final du complexe. Ils ont aussi effectué des analyses isotopiques pour mieux comprendre les conditions environnementales et les régimes d'écoulement de l'eau à l'époque de fonctionnement des moulins.

L'intérêt spécifique de cette démarche réside dans l'utilisation innovante des dépôts de carbonate comme archives géologiques et archéologiques, permettant de reconstituer les détails techniques du fonctionnement du complexe, souvent difficiles à obtenir à partir des seules structures architecturales. Les carbonates offrent une image unique de l’histoire des moulins, notamment sur la durée d'utilisation de chaque flume, les changements dans la taille des roues hydrauliques et les ajustements techniques, comme l'élévation des canaux pour s'adapter à des roues de tailles différentes.

Les conclusions principales des chercheurs montrent que le complexe a connu des modifications techniques durant son exploitation, notamment le remplacement de deux roues et l'ajustement de la pente des canaux. Ils ont aussi découvert que certaines parties des flumes ont été réutilisées à des fins industrielles après l'arrêt des moulins, et que les dépôts de carbonate révèlent une dégradation progressive des structures. Enfin, cette étude souligne l'importance des systèmes hydrauliques dans l'économie romaine et apporte de nouvelles perspectives sur la manière dont les complexes industriels de cette époque étaient opérés et entretenus.

Traduction du résumé de l'étude 

"Le complexe de moulins romains de Barbegal en France est la plus grande structure préindustrielle d'Europe. Les incrustations carbonatées formées par l'eau circulant dans les bassins, sur les canaux et les roues hydrauliques du complexe du moulin sont en partie préservées. Les plus gros fragments de carbonate proviennent de trois canaux en bois qui servaient autrefois aux roues de trois moulins en train de huit. Les dépôts se sont formés à partir de la même eau qui se déplaçait d’un moulin à l’autre. La forme, la microstratigraphie et les profils d'isotopes stables des dépôts de chaque canal révèlent une histoire d'utilisation unique pour chaque usine au cours des 8 dernières années d'exploitation jusqu'à leur abandon définitif. Les dépôts de carbonate des parois latérales des canaux varient en forme en raison des différences de pente des canaux pendant le fonctionnement, associées aux meules de différentes tailles dans différents bassins. Au moins un des canaux devait être mobile et soulevé pour accueillir une roue de moulin de taille différente. Pendant 8 ans, deux meules ont été échangées et un canal a été mis hors service. Les dépôts de carbonate de deux canaux ont ensuite été réutilisés à des fins industrielles inconnues dans un bassin d'eau, et l'un d'eux a ensuite été intégré comme spolia dans un bâtiment à la fin de l'Antiquité."

Référence : Passchier CW et al (2024), Operation and decline of the Barbegal mill complex, the largest industrial complex of antiquity, Geoarchaeology, doi: 10.1002/gea.22016

Le droit d'eau relève du régime de la propriété et des libertés fondamentales, ordonne le tribunal

Etablissements publics et administrations en charge de l'eau et de la biodiversité ont multiplié depuis 15 ans les erreurs d'interprétation, abus de pouvoir et distorsions du droit pour engager leur croisade décriée de destruction du patrimoine français des rivières. Mais quand les propriétaires ou les riverains se sont révoltés, ils ont souvent obtenu gain de cause devant la justice. Ainsi, le Tribunal administratif de Besançon a suspendu en urgence l'arasement du barrage des Pipes, à Baume-les-Dames, au motif d'une atteinte grave et manifestement illégale au droit de propriété des requérants. Ces derniers, propriétaires d'un ancien moulin et d'un canal d'amenée d'eau, bénéficient d'un « droit de prise d’eau fondé en titre » datant de l'Ancien Régime. La juge des référés a estimé que les travaux, engagés sans expropriation préalable ou accord amiable, entraîneraient l'extinction de ce droit, violant ainsi une liberté fondamentale.

MAJ : par une ordonnance du 17 septembre 2024, le juge des référés du Conseil d'État a désavoué celui du tribunal administratif de Besançon, estimant que le changement d'usage fait perdre le droit fondé en titre. Le cas sera néanmoins jugé sur le fond.

Le site détériorié au mépris du droit. © Radio France - Florine Silvant, tous droits réservés.

Le barrage des Pipes, situé sur le Cusancin, un affluent du Doubs, fait l'objet d'un projet d'arasement dans le but de rétablir la continuité écologique de la rivière. Ce projet est initié par l'établissement public d'aménagement et de gestion des eaux Doubs Dessoubre (EPAGE).

Le barrage appartient à la commune de Baume-les-Dames, tandis que le canal d'amenée, l'ancien moulin, et l'usine adjacente sont la propriété de particuliers.

Par un arrêté du 30 avril 2024, le préfet du Doubs a déclaré les travaux d'arasement d'intérêt général et a donné son accord pour ces travaux conformément à la loi sur l'eau. Les travaux d'arasement ont débuté le 20 août 2024.

Les propriétaires du canal d'amenée, du moulin, et de l'usine ont introduit une procédure en référé-liberté devant le tribunal administratif de Besançon, demandant la suspension des travaux en raison d'une atteinte grave et manifestement illégale à leur droit de propriété, fondée sur leur « droit de prise d’eau fondé en titre ».

La juge des référés a estimé que la condition d'urgence était remplie, les travaux ayant déjà débuté et pouvant entraîner l’extinction irréversible du droit de prise d'eau des requérants.

Le tribunal a reconnu l'existence d’un « droit de prise d’eau fondé en titre » pour les requérants, ce droit étant attaché à un moulin présent depuis au moins le XVe siècle. Ce droit ne se perd pas par non-usage prolongé ou par le délabrement des bâtiments associés.

L'arasement du barrage aurait pour conséquence d'assécher définitivement le canal des Pipes, entraînant l'extinction du droit de prise d'eau des requérants. Cette extinction sans expropriation préalable ou accord amiable constitue une atteinte grave et manifestement illégale à leur droit de propriété, lequel est considéré comme une liberté fondamentale.

Les éléments importants de l'ordonnance de référé :

"En ce qui concerne l’atteinte grave et manifestement illégale à une liberté fondamentale

6. D’une part, sont regardées comme fondées en titre ou ayant une existence légale, les prises d’eau sur des cours d’eaux non domaniaux qui, soit ont fait l’objet d’une aliénation comme bien national, soit sont établies en vertu d’un acte antérieur à l’abolition des droits féodaux. Une prise d’eau est présumée établie en vertu d’un acte antérieur à l’abolition des droits féodaux dès lors qu’est prouvée son existence matérielle avant cette date.

7. Il résulte de l’instruction que, sur les parcelles dont sont propriétaires les requérants, a été édifié un ancien moulin à battre le papier dont l’existence est matériellement établie à partir du XVème siècle par un mémoire historique sur l’abbaye de Baume-les-Dames notamment. Dans ces conditions, les requérants sont susceptibles de bénéficier d’un droit de prise d’eau fondé en titre. 

8. D’autre part, le droit de prise d’eau fondé en titre ne se perd pas par l’absence d’exercice du droit d’usage attaché à un moulin fondé en titre, lequel a la nature, au demeurant, d’un droit réel immobilier. Sa disparition ne peut résulter que de la constatation que la force motrice du cours d’eau n’est plus susceptible d’être utilisée du fait de la ruine ou du changement d’affectation des ouvrages essentiels destinés à utiliser la pente et le volume du cours d’eau. En revanche, ni la circonstance que ces ouvrages n’aient pas été utilisés en tant que tels au cours d’une longue période de temps, ni le délabrement du bâtiment auquel le droit d’eau fondé en titre est attaché, ne sont de nature, à eux seuls, à remettre en cause la pérennité de ce droit.

9. Il est constant que l’arasement du barrage des Pipes conduira à un assèchement définitif du canal des Pipes. Dans ces conditions, la force motrice du cours d’eau ne sera plus susceptible d’être utilisée par les requérants et le droit de prise d’eau fondé en titre dont ils disposent sera éteint.  10. Enfin, il résulte de l’instruction qu’une telle opération d’arasement du barrage des Pipes, qui tend à déposséder les requérants d'un élément de leur droit de propriété, ne pouvait être mise à exécution qu'après soit l'accomplissement d'une procédure d'expropriation, soit l'intervention d'un accord amiable avec les propriétaires intéressés.  11. Dans ces conditions et en l’état de l’instruction, M. H..., M. E... et M. F... sont fondés à soutenir qu’en faisant procéder à des travaux d’arasement du barrage des Pipes sans l’accomplissement d’une procédure d’expropriation ou d’un accord de leur part, le préfet du Doubs porte une atteinte grave et manifestement illégale à leur droit de propriété, qui constitue une liberté fondamentale au sens de l’article L. 521-2 du code de justice administrative."

Par conséquent, la juge des référés a suspendu l'exécution de l'arrêté du 30 avril 2024 et a ordonné au préfet du Doubs de faire cesser immédiatement les travaux. Une somme de 1 200 euros a été accordée aux requérants au titre des frais de justice.

Source : Tribunal administratif de Besançon, Ordonnance du 23 août 2024, N°2401559

Barrages en place détruits, barrages en projet abandonnés, l'hydro-électricité sacrifiée par les choix de l'administration française

Alors qu'il est sous le coup de plusieurs procédures en justice pour son incapacité à respecter les accords climatiques de Paris, l'Etat français vient d'annoncer qu'il retirait son soutien au projet hydro-électrique "Rhônergia" de la Compagnie Nationale du Rhône. Une nouvelle fois, la pression du lobby naturaliste s'impose comme un frein majeur au déploiement des énergies décarbonées, en particulier l'hydro-électricité qui est sacrifiée en France depuis plusieurs décennies. Mais quelle est la légitimité démocratique de ces choix, alors que l'énergie hydraulique est l'une des plus appréciées par les citoyens? Qui prend au juste ces décisions dans l'appareil public, sur quelles bases?

Vue du projet Rhônergia, DR

AFP - L'Etat a mis un terme à un projet de barrage sur l'une des dernières zones sauvages du Rhône, a annoncé ce vendredi la Compagnie nationale du Rhône (CNR), qui portait ce projet d'aménagement très contesté. «L'Etat a fait connaître le 29 août sa décision de ne pas poursuivre le projet de construction d'un nouvel aménagement hydroélectrique sur le Rhône, entre Saint-Romain-de-Jalionas (Isère) et Loyettes (Ain)», écrit la CNR dans un communiqué.

La CNR ajoute «prendre acte de cette décision» qui ouvre, «conformément à son contrat de concession, une nouvelle phase de discussion avec l'Etat pour identifier des projets alternatifs en lien avec le fleuve».

140 GWh par an

Le «projet Rhônergia», dont l'idée remonte à 1935 et qui avait fait l'objet d'un premier projet abandonné en 1980, visait à construire un barrage d'ici 2033 à une quarantaine de kilomètres en amont de Lyon. Pour un budget estimé à 330 millions d'euros, la CNR envisageait un barrage-usine avec une chute de 6,8 mètres, une retenue de 22 kilomètres de long pour ralentir le débit du fleuve et une digue de 4 km.

La CNR, qui supervise déjà 19 barrages hydroélectriques sur le Rhône, estimait que « Rhônergia » était le dernier projet de cette nature envisageable en France. Cette infrastructure aurait produit 140 GW/h par an, de quoi couvrir les besoins électriques annuels de 60.000 habitants. Pour la CNR, ce projet aurait participé à « la lutte contre le changement climatique », au renforcement de l'indépendance énergétique de la France et à l'inflexion des coûts de l'électricité.

Mais ses opposants, réunis dans un collectif qui s'est notamment fait entendre lors de la consultation publique sur le projet cet hiver, estimaient que le coût financier et environnemental du barrage était «trop important par rapport à l'énergie décarbonée» qu'il pourrait fournir. Jérôme Grausi, maire sans étiquette de Saint-Romain-de-Jalionas (Isère), s'était érigé pour sa part contre «l'artificialisation» de son territoire, l'une des rares zones non aménagées du Rhône.

Jérôme Grausi s'est dit « très content » de la décision de l'Etat. «C'est un soulagement pour la protection de la nature, de notre territoire et de notre identité», a-t-il déclaré, évoquant des vestiges gallo-romains présents sur le site. «Maintenant on reste vigilant», a-t-il ajouté, en mentionnant les autres projets environnants, à commencer par deux nouveaux réacteurs nucléaires EPR2 que le président Emmanuel Macron a annoncé en juin vouloir voir construire sur la centrale voisine du Bugey.

Source : dépêche AFP.

A lire en complément

Comment des lobbies ont inventé la légende de l'épuisement du potentiel hydro-électrique français

Le futur cycle de l'eau dans une France réchauffée (Explore2)

Les dernières simulations des modèles couplés climat-hydrologie indiquent que la France métropolitaine va connaître dans les prochaines décennies des sécheresses plus prononcées en été, mais aussi des pluies se maintenant ou augmentant en hiver. Il est donc indispensable de préserver et renforcer les systèmes hydrauliques permettant de stocker l'eau, au lieu de la politique actuelle de destruction des retenues et réservoirs. 

La destruction des réservoirs d'eau, comme ici sur le fleuve Sélune dans la Manche, est un choix mal-adaptatif face aux défis hydro-climatiques du pays. Les lois sur l'eau doivent notamment restaurer l'impératif de gestion hydraulique des précipitations entre saison pluvieuse et saison sèche. (Source Archives Ouest-France, dr)

Le projet Explore2, mené par l'INRAE pour la partie scientifique et l'Office iternational de l'Eau pour le transfert des résultats, vise à actualiser les connaissances sur l'impact du changement climatique sur les ressources en eau en France. Inspiré par le GIEC, ce projet fédère une quarantaine de scientifiques pour exploiter les derniers scénarios climatiques du GIEC. Explore2 se distingue par son ampleur, analysant 4 000 bassins versants avec un maillage de 8 x 8 km, permettant ainsi une analyse territoriale fine. Les données harmonisées et les outils communs facilitent l'appropriation des résultats par les acteurs de l'eau grâce à des comités d'utilisateurs intégrés dès le début du projet.

Les changements projetés dans Explore2 comprennent des incertitudes qu'il faut avoir à l'esprit : celle des émissions carbone, qui dépendent de nos choix, mais aussi celles de la physique sous-jacente des modèles. Les modèles sont en effet encore imparfaits et divergents pour la simulation des nuages, des précipitations et des flux zonaux à l'avenir. Pour toutes les variables, l’incertitude concerne l’intensité des changements. Pour les précipitations et les variables étroitement liées à celles-ci (débits annuels moyens ; débits journaliers maximum), l’incertitude concerne aussi le signe des changements, les précipitations augmentant pour certaines projections, diminuant pour d’autres. A l’inverse, les modèles sont toujours d’accord sur le signe des changements attendus pour les températures (augmentation) et aussi pour les variables qui en dépendent fortement : précipitations solides (diminution), évapotranspiration (augmentation), étiages estivaux (intensification). 

Les étés plus secs, les hivers restant pluvieux

Explore2 utilise trois scénarios d'émissions de gaz à effet de serre du GIEC, allant du moins émetteur, compatible avec les accords de Paris, au plus émetteur sans atténuation, avec un scénario intermédiaire de modération. Ces scénarios ont été développés en 72 projections climatiques pour modéliser l'évolution des ressources en eau jusqu'en 2100, couvrant des aspects comme les débits, précipitations, et niveaux des nappes, au niveau national et par territoire.

Les projections indiquent un réchauffement en France métropolitaine pouvant atteindre +4°C à la fin du siècle sous le scénario de fortes émissions, avec des étés en moyenne +4,7°C plus chauds. Les précipitations augmenteront en hiver, particulièrement dans le Nord (+24 %) et le Sud (+13 %), mais diminueront fortement en été (-23 % en moyenne). Une hausse de la recharge hivernale des aquifères est prévue, excepté dans certaines régions du Sud et de la Bretagne, tandis que la fréquence et la sévérité des sécheresses météorologiques et des sols augmenteront significativement.

Les sécheresses hydrologiques seront plus sévères, avec une baisse des débits estivaux estimée à -30 % pour les fortes émissions et -12 % pour les émissions modérées. Les assèchements des cours d'eau en tête de bassin devraient progresser, touchant 27 % du territoire sous le scénario de fortes émissions à la fin du siècle, comparé à 17 % actuellement. 

Ces changements nécessiteront des adaptations importantes dans la gestion des ressources en eau. Outre la sobriété des usages, il est notamment indispensable de préserver tous les systèmes hydrauliques aidant à réguler des niveaux variables de précipitations et d'écoulement, notamment les retenues et réservoirs. Cela implique d'amender dans les normes françaises et européennes les politiques de renaturation et de continuité écologique, qui ont été conçues pour la biodiversité mais sans réflexion réelle sur le changement climatique et ses conséquences.

Référence : Inrae-OiEau, Projet Explore 2, lien vers les rapports (août 2024)

Les truites meurent, les moulins meurent, les dogmes survivent

Le rapport du WWF "Pour des rivières vivantes" (2024) révèle un constat alarmant : la population de truites de rivière en France a chuté de près de 44 % en 23 ans, malgré des décennies de politiques publiques visant à préserver l'espèce. Les mesures drastiques prises contre les ouvrages hydrauliques, censées favoriser la libre circulation des truites, n'ont pas porté leurs fruits. Pire encore, d'autres espèces migratrices voient leur situation empirer à mesure que l'on détruit les ouvrages et assèche les rivières. Face à ces résultats, les instances publiques continuent de s'accrocher à des dogmes dépassés, sacrifiant moulins et étangs sans apporter les bénéfices escomptés pour la biodiversité aquatique. Quand abandonnera-t-on ces croyances néfastes pour adopter des solutions réellement pertinentes?

Un sinistre exemple de la destruction forcée des moulins à eau, sur pression d'administrations militantes et de lobbies minoritaires. Source

Le rapport Pour des rivières vivantes du WWF 2024 présente une analyse détaillée de l'évolution des truites dans les rivières françaises. 

Les données sur les poissons proviennent de l'Office français de la biodiversité (OFB) et auparavant de l'Office national de l'eau et des milieux aquatiques (ONEMA), couvrant la période de 1995 à 2018. Ces données sont issues des stations de suivi des milieux aquatiques et des agences de l'eau. Un modèle linéaire a été utilisé pour calculer la variation annuelle de l'abondance des truites. Les résultats sont agrégés par année en utilisant une moyenne géométrique pour obtenir une estimation des tendances.

Résultat : la population de truites de rivière a diminué de 43,88 % en 23 ans.

Ce résultat intervient alors qu'à la suite de la loi pêche de 1984, de la loi sur l'eau de 1992, de la loi sur l'eau et les milieux aquatiques de 2006, les pouvoirs publics ont pris des mesures de plus en plus strictes sur les ouvrages hydrauliques : découragement des constructions de nouveaux seuils ou barrages, obligation de mettre des dispositifs de franchissement des poissons, règles de continuité écologique ayant mené à détruire des milliers d'ouvrages hydrauliques, particulièrement dans des têtes de bassins et fleuves côtiers.

La truite est souvent présentée comme l'espère-repère des poissons migrateurs vivant en eau douce seulement. Des fédérations de pêche ont mené un intense lobbying pour détruire des moulins, des forges, des étangs, des barrages au prétexte que ce choix payé par argent public allait permettre à la truite de circuler librement et de trouver des habitats favorables.

Il n'en est rien. 

Non seulement les truites communes de rivière ne se portent pas mieux, mais bien d'autres espèces migratrices ont vu leur situation s'aggraver depuis 40 ans (saumons atlantiques, anguilles, aloses). La raison n'en est pas les ouvrages hydrauliques, mais d'autres causes comme la pollution des eaux, le réchauffement climatique, l'arrivée d'espèces exotiques (dont les espèces parasitaires), la baisse de la ressource liée à des excès de prélèvement, à des assecs plus sévères et à des rectifications faisant d'évacuer l'eau trop vite en saison pluvieuse.

Malheureusement, alors que la loi française a déjà demandé de respecter l'usage actuel et potentiel des ouvrages hydrauliques, les appareils publics en charge de l'eau continuent trop souvent de défendre leurs dogmes: dans de nombreux bassins versants, les agences de l'eau, l'Office français de la biodiversité, les syndicats de rivière, les associations à agrément public subventionnées persistent à affirmer qu'il faut détruire les moulins et étangs à marche forcée. 

Les faits leur donnent tort, avec désormais 40 ans de recul. 

Quand va-t-on cesser ces dogmes qui tuent les moulins sans sauver les truites ?