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Adduction, évacuation et gestion de l’eau dans l’enclos du Temple de Paris : approches archéologiques et techniques

Water conduction, drainage, and management in the Temple of Paris enclosure: archaeological and technical approaches.
Wasserzufuhr, -verteilung und -ablauf im Bering des Pariser Templerhauses – eine archäologische und technische Untersuchung.
Damien Gazagne, Isabelle Caillot, Maxime L’Héritier et Stéphane Büttner
p. 9-32

Résumés

Les fouilles du « Carreau du Temple », réalisées en 2011, ont permis d’étudier un système hydraulique intégré comprenant des installations d’adduction, de gestion et d’évacuation de l’eau dans l’espace prieural. Mis en place vers la fin du xive siècle, il fonctionne dans la longue durée jusqu’à la fin du xviie siècle, au prix d’une importante réfection. Pour assurer la distribution de l’eau à l’intérieur du Prieuré, le système utilise la technique du siphon inversé qui fonctionne selon le principe des vases communicants. À ce titre, deux installations hydrauliques destinées au contrôle du flux – une tour de pression et un regard de vidange – ont pu faire l’objet d’une étude détaillée. L’adduction sous-pression utilise des matériaux de construction variés, comme le plomb, la pierre, la terre cuite et le mortier de tuileau, qui répondent parfaitement aux problèmes de résistance et d’étanchéité que soulève ce type d’installation. Parallèlement au système d’adduction, un réseau de drains et d’égouts a été construit pour évacuer les eaux pluviales et usées de l’espace prieural vers l’extérieur de l’enclos.

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Texte intégral

  • 1 Lorentz et Sandron 2006, p. 68-69.

1À la fin de l’époque médiévale, la population parisienne a considérablement augmenté, notamment sur la rive droite de la Seine, passant de 25 000 habitants à la fin du xiie siècle à plus de 200 000 au début du xive siècle1. Cette croissance a entraîné de nouveaux besoins en eau, dont la satisfaction a essentiellement dépendu de trois types de ressources exploitables : l’eau de la Seine, le fonçage de puits de faible profondeur (4 ou 5 m) pour atteindre la nappe phréatique et le captage des sources du plateau de Brie, situées à Belleville et au Pré-Saint-Gervais, à respectivement 3 et 4,5 km au nord-est de Paris.

2Les premiers à avoir canalisé ces sources du nord-est parisien, dès le xiiie siècle, furent les établissements religieux qui se trouvaient à proximité des captages, au nord de la ville : le prieuré de Saint-Martin-des-Champs, le couvent des Filles-Dieu et l’enclos du Temple. Deux adductions furent réalisées (fig. 1) : la première, captant les sources du Pré-Saint-Gervais, était destinée à l’établissement religieux de Saint-Lazare. La deuxième, qui est l’objet de cette étude, partait des « Eaux de Savies » à Belleville et alimentait le prieuré de Saint-Martin-des-Champs. Comme les travaux d’adduction de cette dernière étaient très coûteux et que la conduite traversait des terrains appartenant au Temple, la construction fut partagée entre les deux établissements religieux. L’eau collectée fut ainsi divisée à parts égales entre Saint-Martin et le Temple.

Fig. 1 L’approvisionnement en eau de Paris (d’après Lorentz et Sandron 2006, p. 217).

Fig. 1 L’approvisionnement en eau de Paris (d’après Lorentz et Sandron 2006, p. 217).

3Lors des travaux de réhabilitation des halles du Carreau du Temple, une opération d’archéologie préventive a mis au jour la partie orientale de l’enclos du Temple. Elle a permis d’identifier notamment l’abside du chœur de l’église, les fondations d’un bâtiment interprété comme l’aile nord du cloître et le premier tracé du système hydraulique sous-pression (siphon inversé) qui traversait l’enclos du Temple tangentiellement d’est en l’ouest. Mis en service au cours du xive siècle, il approvisionna le Temple et le prieuré de Saint-Martin dans la longue durée – au prix d’une importante réfection au xvie siècle – jusqu’à son abandon à la fin du xviie siècle.

4En plus de la reconnaissance du premier tracé de l’adduction, la fouille apporte des informations techniques sur le fonctionnement d’une conduite sous-pression. La mise au jour d’une longue portion de conduite connectée à un regard de vidange et à une tour de pression, nous offre la possibilité de comprendre comment se faisaient, dès la fin de l’époque médiévale, le contrôle et la gestion de l’eau dans un siphon inversé, au moment de sa distribution dans un établissement religieux. Parallèlement, la grande variété des matériaux utilisés sur les différents tronçons de la conduite (pierre, terre cuite, plomb, mortier hydraulique), nous a amenés à nous interroger sur les solutions techniques qu’apportent ces matériaux aux contraintes physiques et topographiques qu’induit la circulation de l’eau dans une conduite forcée.

  • 2 AN, S 1345, lettre de 1700, p. 3, l. 21-30.

5En 1686, suite à l’écrasement de la conduite sous le poids de l’enceinte de la ville, la décision est prise, pour des raisons de sécurité, de condamner le premier tracé de l’adduction à l’intérieur de Paris. Il est par la suite remplacé par un nouvel itinéraire, qui contourne l’enceinte de Charles V par le nord et entre en ville par la porte du Temple2.

1. L’adduction des « Eaux de Savies »

1.1. Le captage de source

6L’eau de pluie s’infiltre dans les marnes blanches perméables du sommet du plateau calcaire de Brie. Bloquée en hauteur par la présence d’une couche d’argiles vertes imperméables, l’eau pluviale forme des nappes dites « perchées » à l’intérieur de ce plateau. Ces nappes peuvent surgir à la surface à l’occasion d’une rupture de pente du plateau. Elles peuvent alors être exploitées au moyen d’un réseau arborescent de galeries creusées à l’horizontale. Ces galeries sont munies à leur base d’un drain en pierres sèches. Le captage de l’adduction du Temple se trouve au regard Saint-Martin, sur le rebord méridional du plateau de Belleville (rue des Cascades, Paris 20e). Un réseau de drains en pierres sèches, les pierrées, mène l’eau dans un collecteur central de grande section (0,7 m de large et 1,5 m de haut). Ce canal long de 125 m débouche à l’intérieur du regard Saint-Martin, à 86 m d’altitude. Un petit bassin fait office de réservoir de chasse en connectant le drain principal au départ d’une conduite en tuyaux.

1.2. Le tracé hors les murs

  • 3 AN, S 1345, lettre du 13 août 1631.
  • 4 Toutes les altitudes sont données selon le Niveau de la Ville de Paris (NVP).
  • 5 AN, S 1345, lettre du 13 août 1631, p. 1, l. 23-25.

7Le tracé de la conduite peut être restitué en s’appuyant sur les travaux d’Eugène Belgrand et sur un texte du 13 août 1631 qui, à l’occasion d’importants travaux de réfection, donne la longueur de la conduite depuis la tour de pression du Temple jusqu’au regard Saint-Martin (fig. 2)3. Au départ du regard de Saint-Martin, le tracé contourne par le sud la pente raide du plateau de Belleville sur une distance de 400 m jusqu’à l’actuelle église Notre-Dame-de-la-Croix (à 64 m)4. Puis il oblique et suit le tracé rectiligne de l’actuelle rue de Ménilmontant, qui est orientée est-ouest. Le texte de 1631 mentionne à cet endroit l’existence d’un regard qui permet de diminuer la charge exercée dans les tuyaux5.

Fig. 2 Proposition de restitution du tracé de l’adduction qui alimente le Temple et Saint-Martin-des-Champs.

Fig. 2 Proposition de restitution du tracé de l’adduction qui alimente le Temple et Saint-Martin-des-Champs.

Plan de Paris d'après un fond de carte © GoogleMaps

  • 6 Idem, p. 1, l. 27-28.
  • 7 Idem, p. 1, l. 20.
  • 8 AN, KK 415, fol. 134v.

8À 1,5 km du regard Saint-Martin, la conduite atteint le regard de Saint-Maur (à 44 m NGF), à proximité de l’actuel carrefour des rues Saint-Maur et de Ménilmontant6. Depuis le regard Saint-Maur, la conduite parcoure d’une seule traite le kilomètre qui la sépare de l’enclos du Temple7, en franchissant les fossés de la ville au moyen d’une sorte de chevalet formé d’un ensemble de pieux8. L’adduction est composée d’une ligne de tuyaux de 2,6 km de long ayant un dénivelé total de 48 m. Elle est interrompue par trois regards intermédiaires pour assurer son entretien (les regards de la Ville, de Saint-Maur et du Temple). Le regard de Saint-Maur correspond au dernier réservoir de chasse de la conduite sous-pression. Dans le dernier tronçon, il est avéré que la conduite fonctionne comme un siphon inversé de 1 050 m de longueur entre le réservoir de chasse de Saint-Maur, situé à 44 m d’altitude, et le réservoir de fuite de la tour de pression, installé à 37 m.

1.3. Implantation de la conduite dans l’enclos du Temple

  • 9 Ce tracé est confirmé par les textes. AN, S 1345, lettre de 1700, p. 2, l. 20-25.

9L’adduction d’eau sous-pression pénètre en ligne droite dans l’enclos du Temple à travers les jardins (ou vergers) où elle ne rencontre aucun obstacle bâti (fig. 3). Cet itinéraire à travers les jardins du Temple correspond au tracé le plus court, en ligne droite, depuis le plateau de Belleville9.

Fig. 3 Plan phasé du système hydraulique.

Fig. 3 Plan phasé du système hydraulique.

© Éveha

10L’arrivée de l’adduction principale dans l’espace bâti de l’enclos du Temple se fait à l’arrière du chœur de l’église où de nouvelles contraintes se posent. D’une part, l’eau doit être distribuée et plusieurs lignes de conduites posées ; d’autre part, la conduite doit s’installer en sinuant entre les bâtiments qui préexistent – l’abside de l’église et l’aile nord du cloître – qui datent du xiiie siècle. L’articulation entre l’adduction d’eau principale et le système de distribution de l’eau se fait au moyen d’une tour de pression munie à sa base d’un regard de vidange. Les deux structures hydrauliques sont installées à la jonction entre deux espaces distincts, l’espace bâti du prieuré et les jardins des religieux, empiétant sur le cimetière utilisé jusqu’au début du xive siècle. À la reprise de l’enclos du Temple par les Hospitaliers, l’espace cémétérial se déplace en dehors de l’emprise de fouille. Cette migration est probablement liée à l’installation du système hydraulique.

2. Première phase (xive siècle)

2.1. L’adduction principale

11La conduite se présente sous la forme d’une grande tranchée creusée dans les alluvions sablonneuses de la Seine. La fouille archéologique a mis au jour un tronçon entier de 17,5 m de longueur, enfoui à 1,9 m de profondeur (à 30,25 m) sous le niveau de décapage (fig. 4). Une conduite en tuyaux de terre cuite emboîtés les uns dans les autres et enrobés d’une gaine de mortier hydraulique de tuileau a été déposée à la base de celle-ci. La conduite présente un profil trapézoïdal de 25 cm de hauteur, tandis que l’assise mesure 30 cm de largeur et le sommet, formant plat, 13 cm de large (fig. 5). On remarque que l’adduction n’occupe qu’un côté du creusement. L’espace ainsi ménagé au fond de la tranchée permettait aux fontainiers de réaliser sur place l’assemblage des sections de tuyaux et l’enrobage de mortier. À l’extrémité sud-ouest de la tranchée, la conduite est connectée au regard dans lequel elle subit un changement d’orientation et d’altitude.

Fig. 4 L’adduction principale vue depuis le sud-est.

Fig. 4 L’adduction principale vue depuis le sud-est.

© Éveha

Fig. 5 Coupe stratigraphique de la tranchée d’installation 20531 et de la conduite 20532.

Fig. 5 Coupe stratigraphique de la tranchée d’installation 20531 et de la conduite 20532.

© Éveha

Fig. 6 Le regard de vidange vu depuis le sud-ouest. Le piédroit sud-ouest a été démonté.

Fig. 6 Le regard de vidange vu depuis le sud-ouest. Le piédroit sud-ouest a été démonté.

© Éveha

2.2. Le regard de vidange

12Cette installation située au point le plus bas de la conduite (à 30,2 m) est interprétée comme le système de vidange générale du siphon inversé (fig. 6). Elle est composée de deux tuyaux de plomb connectés à un coude en calcaire percé de trois trous dont deux sont destinés à la circulation de l’eau et un à la vidange. L’ensemble est inséré dans un puissant massif de mortier rose de tuileau offrant étanchéité et rigidité globales à la structure. L’emploi de matériaux particulièrement résistants comme le plomb, la pierre et le mortier de tuileau est indispensable pour supporter les forces qui s’exercent sur la conduite à cet endroit. Le regard n’a pas qu’une fonction de vidange. Le coude en calcaire permet à l’eau d’opérer un changement de direction et de remonter vers la tour de pression en supportant la charge exercée dans la conduite.

2.2.1. Les éléments hydrauliques

13La connexion entre l’adduction principale et le regard se fait au moyen d’un tuyau en terre cuite emboîté dans une conduite de plomb de diamètre supérieur (fig. 7). La gaine de mortier de l’adduction principale (no 20532) est intégrée au massif de mortier hydraulique du regard (no 22112) afin d’assurer la cohésion de la jonction entre les deux éléments. On peut en outre en déduire que les deux éléments ont été construits simultanément. L’adduction principale est connectée à un coude en calcaire lutécien – de 0,74 m de long, 0,62 m de large et 0,44 m de hauteur – qui est percé de trois orifices. Le premier trou, réalisé sur le côté oriental, recevait le tuyau en plomb (Met 1251) qui assurait l’arrivée d’eau (fig. 8 et 9). Au sommet du bloc, un deuxième orifice permettait à l’eau de remonter vers la tour de pression. Une conduite en plomb a été retrouvée branchée à ce trou au moyen d’une bride large de 18 cm de diamètre, fixée dans une cuvette circulaire de 24 cm de diamètre. Le troisième orifice, qui s’ouvre en entonnoir, est percé sur la face avant du bloc (côté sud). Cet orifice de vidange était probablement muni d’un bouchon lorsque la conduite était en charge. Deux barrettes en métal, l’une fixée dans le bloc, l’autre implantée dans le dallage (ST 22032), appartiennent probablement aux restes d’une tige en métal fixée dans le dallage et destinée à maintenir en place un bouchon. Dans l’axe de cet orifice de vidange se trouve un canal de 2,8 m de longueur qui se développe sous l’escalier (22036) (fig. 10 et 11). L’ouvrage, soigneusement maçonné, servait à conduire l’eau à l’extérieur du regard de vidange où elle était évacuée par infiltration dans les alluvions sablonneuses de la Seine.

Fig. 7 La connexion entre la conduite en terre cuite 20532 et la conduite de plomb du regard de vidange.

Fig. 7 La connexion entre la conduite en terre cuite 20532 et la conduite de plomb du regard de vidange.

© Éveha

Fig. 8 Le bloc de pierre servant de système de vidange.

Fig. 8 Le bloc de pierre servant de système de vidange.

© Éveha

Fig. 9 Vues en plan et en profil du coude en pierre.

Fig. 9 Vues en plan et en profil du coude en pierre.

© Éveha

Fig. 10 Profil nord-sud du regard de vidange.

Fig. 10 Profil nord-sud du regard de vidange.

© Éveha

Fig. 11 Vue du piédroit sud-ouest muni de deux gonds de porte.

Fig. 11 Vue du piédroit sud-ouest muni de deux gonds de porte.

© Éveha

14Ces éléments hydrauliques sont intégrés dans une maçonnerie de mortier de tuileau aux proportions imposantes (2,9 m de long, 0,8 m de large et 1,9 m de haut). Sa mise en œuvre comporte trois phases : une première couche de mortier est posée au fond de la fosse d’installation (US 22025), sur une épaisseur de 12 cm au sud-ouest et de 30 cm au nord-est. Le coude en calcaire et les deux conduites en plomb sont posés sur ce lit de mortier. Les éléments hydrauliques sont ensuite recouverts d’une deuxième couche de mortier de 1,4 m d’épaisseur, en prenant soin de laisser accessibles les orifices du bloc calcaire. Le but de ce coffrage est d’assurer la cohésion d’ensemble des éléments de la conduite.

15La conduite d’eau potable sortait du regard de vidange sur le côté nord. Son existence est attestée par la présence de la bride en plomb sur la face supérieure du coude en pierre. Elle a fait l’objet d’une récupération complète comme bon nombre des conduites en plomb du système hydraulique (fig. 12). Cependant le massif de mortier garde la trace en négatif d’une conduite en plomb verticale, englobée dans une gaine de mortier de profil trapézoïdal, qui se développait sur 1 m de hauteur. Au sommet du massif de mortier, la conduite était connectée à un réservoir en plomb dont les dimensions peuvent être évaluées à environ 0,9 m de long, au moins 0,3 m de large et 0,45 m de haut d’après les traces d’arrachements visibles sur le coffrage en mortier.

Fig. 12 Proposition de reconstitution du fonctionnement du regard de vidange.

Fig. 12 Proposition de reconstitution du fonctionnement du regard de vidange.

© Éveha

2.2.2. La connexion entre le regard et la tour de pression

  • 10 Son comblement est rempli de fragments de coffrage en mortier, ce qui témoigne d’une activité de r (...)

16Aucun vestige matériel ne permet d’associer concrètement le regard à la tour de pression. Outre le fait que la conduite en plomb a fait l’objet d’une récupération complète, la couronne d’installation d’un puits au xviiie siècle (ST 34553) a détruit le lien éventuel qui a pu exister entre les deux structures. Seule une tranchée de récupération (US 22220) témoigne du départ de la conduite en direction de la tour de pression10. Malgré l’indigence de ces indices, il est possible d’y voir la tranchée de récupération de la conduite qui partait du regard.

2.2.3. L’accès au regard

17L’accès au regard se fait à l’est, depuis les jardins de l’enclos. Un escalier et une petite pièce souterraine ont été aménagés contre le coffrage en mortier de tuileau afin de faciliter l’accès des fontainiers à la conduite. L’escalier, large de 1 m, est composé d’une volée de huit marches en calcaire, dont les cinq premières sont engagées dans les piédroits. Les piédroits sont quasiment tous constitués de remplois et de nombreux éléments ont subi une retaille, parfois en œuvre, pour s’intégrer aux marches de l’escalier. Comme le regard donne accès à des éléments-clés du système hydraulique, son entrée était condamnée par une porte installée au bas de l’escalier. Dès l’époque médiévale, la cage d’escalier a fait l’objet d’une restauration qui s’est affaissée vers l’arrière. Elle concerne l’installation des trois marches supérieures et la reprise avec du plâtre des assises supérieures des deux piédroits.

18L’escalier débouche sur une pièce souterraine de plan trapézoïdal et de petites dimensions (de 0,8 à 1,1 m de long et de 0,8 à 0,94 m de large). Elle offre aux fontainiers un accès aux éléments du système de vidange de la conduite. Son accès n’est pas aisé car la première marche de l’escalier, formée par le canal de vidange, mesure 1 m de hauteur. Un emmarchement de cette taille s’explique par le fait que la pièce était temporairement inondée lors de la vidange de la conduite, avant que l’eau ne soit complètement évacuée par le canal de vidange.

2.3. La conduite en plomb à l’intérieur de l’enclos

  • 11 AN, S 5558, fol. 68.

19Il ne reste quasiment plus rien du système de distribution d’eau médiéval à l’intérieur de l’enclos, le réseau ayant fait l’objet d’une importante réfection au xvie siècle. Le seul témoignage conservé est une branche abandonnée à la fin de la période médiévale, qui traverse le cimetière au sud-ouest de l’église, à 32,9 m d’altitude. Elle est installée dans le remblai d’occupation du cimetière médiéval et a perturbé un nombre important de sépultures qui ont été déposées dans une fosse de réduction (no 33661). On peut rapprocher cet élément de l’existence d’une tranchée de récupération située à 9 m au nord-est, se développant à une altitude de 32 m. Repérée de manière discontinue sur 13 m de longueur, cette tranchée (numérotée 34027 et 33611) pourrait être un tracé abandonné qui se développait au sud en contournant l’abside de l’église. D’après le matériel récolté dans son comblement, l’abandon de la tranchée a eu lieu dans le courant du xvie siècle et pourrait être mis en relation avec l’implantation de la chapelle du « Nom de Jésus ». Installée au sud de l’église, la chapelle pourrait en effet condamner le tracé de la conduite. La destination de la conduite en plomb (no 33937) est également hypothétique, mais il est possible qu’elle alimente l’hôtel prieural, mentionné dès le xive siècle dans les registres de comptes de l’ordre des Hospitaliers. Plus au sud, deux tranchées de récupération (no 21356 et 21933) pourraient être destinées à la récupération de ces tuyaux de plomb. Perçues sur plus de 5 m de long, les deux tranchées sont connectées à un creusement pseudo-circulaire de 3,20 m de long sur 2,5 m de large (no 20219). Si l’on accepte l’hypothèse de tranchées successives relatives à la réfection puis à la récupération d’une conduite, la fosse 20219 pourrait être la trace d’une fontaine démantelée durant le xviie siècle. Cette maison était en effet dotée d’une fontaine « qui est pour le bien tant de la maison comme pour les voisins de la ville de Paris » et dont il faut alors réparer les tuyaux de plomb11. Un bassin doté d’une fontaine figure sur une représentation du premier palais prieural par Israël Sylvestre au xviie siècle. Enfin, lors d’une visite des bâtiments de l’hôtel prieural de 1665, les experts observent qu’« en entrant a droite est un grand jardin auquel y a une fontaine et bassin. »

2.4. L’évacuation de l’eau

20Le réseau d’évacuation de l’eau est constitué d’installations à écoulement gravitaire, comme des fossés, des caniveaux et des bassins de décantation. Le sens d’écoulement de l’eau nous est donné par le pendage des caniveaux, qui va du sud-ouest vers le nord-est. Il est contraire au sens d’écoulement du système d’adduction car l’eau usée doit être évacuée des bâtiments conventuels vers les jardins, où elle servira à l’arrosage. Bien qu’il fût reconstruit complètement aux xvie-xviie siècles, le réseau d’évacuation conserve son tracé original dans la longue durée – trois siècles – comme ce fut le cas pour le réseau d’adduction. Plusieurs fragments appartenant à un même fossé de 9 m de long (no 33904 et 34517) ont été découverts sur le côté sud-est de l’aile nord du cloître. Son tracé est masqué par des structures de l’époque moderne (drain no 33432), mais son pendage marqué en direction du nord-est indique qu’il pourrait s’agir du fossé primitif évacuant les eaux usées provenant de l’aile nord du cloître. Il est probable que ce fossé fut connecté à l’origine au système de décantation mis au jour 5 m plus au nord-est, mais l’installation d’un bassin de décantation moderne (no 22233) nous prive du lien entre ces structures. Les altitudes notées sur l’ensemble des structures médiévales autorisent une telle hypothèse. Au nord-est, le système est composé d’un bassin de décantation maçonné (no 22249), de 1 m de diamètre interne (fig. 13). Au moment de son abandon, cette structure a servi de dépotoir et a livré un lot important de matériel datant des xiiie-xive siècle. Comme le caniveau (no 22026) est connecté au sommet de la structure no 22249, cette petite cuve fonctionne comme un bassin de décantation au fond duquel se déposaient les particules en suspension dans l’eau. Le caniveau (no 20026) est entièrement conservé sur 7 m de long. Il est composé de cunettes en calcaire pourvues sur leur partie supérieure d’une gorge de 15 × 10 cm. Les goulottes ont une longueur standard de 1,1 m et sont munies à chaque extrémité d’une feuillure pour que les éléments s’emboîtent correctement. La couverture est composée de dalles liées au mortier. Le caniveau alimente le puisard no 20237 et débouche à 1 m au-dessus du fond, qui se trouve à 31,15 m. Cette structure de 0,6 m de diamètre interne est de même facture que le bassin de décantation no 22249. La structure collecte les eaux décantées provenant de la galerie du cloître au sud-ouest et sert probablement aussi de puisard pour l’arrosage des jardins. Son comblement a livré un matériel datable du xive siècle.

Fig. 13 Vue depuis l’est du caniveau médiéval 22026 se jetant dans le puisard 22249.

Fig. 13 Vue depuis l’est du caniveau médiéval 22026 se jetant dans le puisard 22249.

© Éveha

2.5. Chronologie de la première phase

2.5.1. L’adduction principale et le regard

21Le comblement inférieur de la tranchée d’installation de la conduite (US 20531) a livré un matériel datable des xiiie-xive siècles. Cette couche (US 20561) présente l’intérêt d’être posée stratigraphiquement contre la conduite. La fouille du regard a livré un matériel contemporain dans des niveaux archéologiques scellés. La restauration de l’escalier du regard a nécessité le creusement de la fosse 22017, action qui correspond probablement au démontage des parties endommagées du premier état du regard. Le remblai de la fosse sur lequel est installée cette réfection a livré du matériel datable des xiiie-xive siècles (contextes 22022, 22023 et 22024). Ces données stratigraphiques sont confirmées par les informations collectées sur la mise en œuvre des deux installations hydrauliques. Au niveau de la jonction entre l’adduction principale et le regard, nous avons pu constater que la gaine de mortier de la conduite no 20532 était intégrée au coffrage de mortier du regard (no 22112). Tous ces arguments plaident donc en faveur d’une installation planifiée de la conduite et de son regard de vidange au cours du xive siècle. À l’intérieur de l’enclos, le remplissage de la tranchée de fondation de la conduite en plomb (no 33937) a livré du matériel daté des xiiie-xive siècles. Elle s’est implantée dans le cimetière médiéval et fut ensuite recouverte par le cimetière moderne qui s’installe dans la zone à partir du xvie siècle.

  • 12 Toupet, Viré, et al. 2004.

22La fouille du regard de vidange a permis d’observer un important changement de niveau (de l’ordre de 2 m) entre la conduite principale et le tuyau à la base de la tour de pression. De tels changements sont assez courants puisqu’ils ont déjà été observés à l’abbaye de Maubuisson, où l’alimentation générale est enterrée à 3 m de profondeur alors que le réseau de distribution se développe à 50 cm sous la surface12. L’enfouissement des conduites à grande profondeur est probablement motivé par la nécessité de les protéger de travaux réalisés sur leurs itinéraires (construction de murs, plantation ou arrachage d’arbres, etc.).

3. Deuxième phase (xive-xvie siècles)

3.1. La tour de pression

23Cette phase ne concerne que la tour de pression, qui est installée à 3,5 m au nord-ouest du regard, contre le mur de limite du cimetière médiéval et des jardins. Le secteur était déjà densément occupé au moment de son installation : elle est bordée à l’ouest par l’abside de l’église (début du xiiie siècle), au nord par un bâtiment conventuel (milieu du xiiie siècle) et au sud par une structure indéterminée d’époque médiévale (ST 34245). Au sud-est, la tour s’installe contre le mur de clôture de l’espace prieural (no 3690-33242-34509-33261) qui rejoint l’angle du cloître et un bâtiment identifié comme le logis du prieur. Ce mur délimite l’extension maximale du cimetière au xive siècle et reste une limite fixe jusqu’à la démolition post-révolutionnaire.

24La tour a été installée en tranchée pleine dans une fosse de fondation (US 34500) circulaire de 3,2 m de diamètre conservé et de 0,8 m de profondeur, dans les niveaux xive siècle du cimetière (à 32 m NVP) (fig. 14). Le fond de la fosse de fondation a ensuite été tapissé sur 10 à 20 cm d’épaisseur d’un niveau compact d’argile gris foncé (US 34499). La tour (ST 33240) présente un plan circulaire de 4 m de diamètre, mais il a été partiellement détruit par l’installation d’un pilier de fondation des Halles (fig. 15). Une part importante des blocs de calcaire utilisés dans sa construction sont des éléments architecturaux en remploi, datés stylistiquement du xiie siècle.

Fig. 14 La tour de pression dans son contexte, vue du sud.

Fig. 14 La tour de pression dans son contexte, vue du sud.

© Éveha

Fig. 15 Plan et profil de la tour de pression.

Fig. 15 Plan et profil de la tour de pression.

© Éveha

25La fondation de la tour, conservée sur 1 m de hauteur, est partagée en deux par un canal rectiligne de 3,9 m de long, 0,76 m de large et conservé sur 0,8 m de hauteur. Le sommet est composé d’une voûte en arc brisé. Un fragment de chape de mortier de tuileau enrobant des tuyaux a été retrouvé en place, à l’extrémité orientale de la tour, au fond du canal voûté. Il indique que le canal maçonné était destiné à laisser passer une conduite insérée dans une gaine de mortier de tuileau. Le canal est décalé dans la partie nord de la tour, de manière à laisser libre un espace central de 1,4 m de diamètre, qui n’est pas construit. Nous interprétons cet aménagement comme la base d’un puits vertical connecté au canal horizontal (no 34458). L’association de ces éléments architecturaux nous incite à interpréter ces aménagements internes comme des systèmes permettant d’installer des colonnes d’eau montante et descendante à l’intérieur de la tour.

3.2. Chronologie de la deuxième phase

26Le terminus ante quem nous est fourni par l’implantation de la tour de pression dans le cimetière médiéval, qui est occupé du xiie jusqu’au tout début du xive siècle. Ces informations stratigraphiques sont confirmées par la présence, dans la maçonnerie de la tour, de deux claveaux moulurés remployés et datables du courant du xiie siècle. L’installation hydraulique s’implante donc à l’intérieur de l’espace prieural au plus tôt vers la fin du xive siècle. Quelques aménagements postérieurs à la construction de la tour de pression nous permettent d’avancer un terminus post quem bien que la stratigraphie ait été bouleversée à cet endroit par l’implantation successive de deux piliers de fondation des halles. La zone fait l’objet d’un aménagement important de l’espace environnant la tour au xvie siècle : un pavage (no 33446), un caniveau (no 33432) au nord-est et un mur (no 33341) au sud-ouest sont construits. D’autre part, le cimetière moderne (xvie-xviiie siècles) ne s’étend plus sur cette zone dont le caractère funéraire est définitivement abandonné. Les inhumations se limitent désormais au secteur qui se trouve au sud-ouest de l’église.

3.3. La tour de pression dans les textes

  • 13 Le mot boisseau est au départ un terme de métrologie qui signifie une ancienne mesure de capacité (...)

27Bien que la fouille n’ait pas pu répondre à tous les problèmes de chronologie concernant la tour de pression, on peut faire le rapprochement entre ce monument et deux séries de textes conservés aux Archives nationales – les uns du milieu du xve siècle, les autres de la fin du xviie siècle – qui décrivent en détail une installation hydraulique de ce type. Dans les sources écrites, la tour de pression est dénommée « pilier », « pilier de pierre » ou « bassin » au xve siècle, puis « boisseau13 » au xviie siècle.

  • 14 AN, S 1345, lettre du 4 juillet 1451, l. 4-5.

28La première série comprend six lettres de plaintes datées de juin-juillet 1451. Elle rend compte d’un litige survenu au sujet de l’adduction d’eau commune entre les Hospitaliers et le prieuré de Saint-Martin-des-Champs. Saint-Martin est accusé de ne pas payer sa quote-part des travaux d’entretien. En représailles, le Temple a bouché le tuyau d’alimentation de Saint-Martin au niveau de la tour de pression. Privé d’eau, le prieuré de Saint-Martin intente au Temple un procès qui lui donne le droit d’aller déboucher la conduite à la tour de pression. Le texte du 4 juillet 1451 nous renseigne tout d’abord sur la localisation de la tour, qui se trouve « au jardin ou vergier de [5] l’ostel du Temple à Par(is)…14 ». Cela peut correspondre à la tour de pression qui est installée dans le cimetière médiéval, contre le mur de limite du jardin.

  • 15 Idem, l. 77-82.
  • 16 Idem, l. 20-24.

29Deux extraits de lettres de litiges de 1451 décrivent précisément les parties en élévation de la tour de pression lorsque les gens dépêchés par Saint-Martin montent au sommet de celle-ci pour déboucher la conduite desservant le prieuré15. L’un des extraits décrit précisément le cheminement des conduites à l’intérieur de la tour : « […] nous fut monstré par lesd(its) frères ledit pillier, lequel visitasmes et [22] veismes pardessoubz led(it) pillier par lequel vient l’eaue de la fontaine, laquelle chiet toute en (un) bassin, veismes aussi par ledit lieu les deux tuyaux lesquelx recoipvent ladite [23] eaue estant oud(it) bassin, et par égal moittié dont l’ung d’iceulx tuyaux entièrement se rent par dessoubz terre ès lieux (et) officines dud(it) Temple (et) à leur usage, et [24] l’autre tuyau se rent, aussi par dessoubz terre, entièrement au couvent, cloistre (et) officines de mess(ieurs) Saint Martin susd(its)…16 ».

  • 17 Idem, l. 21-22.
  • 18 Idem, l. 22.
  • 19 Idem, l. 58-60.

30Il est possible de reconstituer le fonctionnement de la tour de pression d’après les vestiges en place et les données textuelles (fig. 16). L’adduction principale arrivait depuis le regard de vidange et rentrait à l’intérieur de la tour de pression par le côté sud-est via le canal maçonné (no 34458)17. La gaine de mortier de tuileau retrouvée in situ atteste du passage du tuyau à l’intérieur de la tour. Au centre de la tour, le tuyau faisait un coude à angle droit et montait à la verticale à l’intérieur du puits central (colonne montante) pour atteindre le réservoir sommital18. Le puits vertical, qui était probablement creux sur toute sa hauteur, servait à faire passer les colonnes d’eau montante et descendante, mais il n’était pas accessible aux fontainiers. Au sommet, le réservoir était « clos à une serrure de fer fermant à clef »19 et son accès se faisait depuis l’extérieur. Deux canalisations au départ du réservoir assuraient le partage de l’eau à parts égales entre le Temple et Saint-Martin-des-Champs.

Fig. 16 Profil altimétrique du siphon inversé dans l’emprise du Carreau du Temple.

Fig. 16 Profil altimétrique du siphon inversé dans l’emprise du Carreau du Temple.

© Éveha

  • 20 AN, S 1345, lettre du 13 août 1631, l. 1-2.

31Ce système hydraulique a donc deux fonctions distinctes : il fait tout d’abord office de bassin de distribution entre le Temple et le prieuré de Saint-Martin-des-Champs. La deuxième fonction – nécessaire dans un système hydraulique sous-pression – consiste à redonner de la vitesse à l’eau qui circule dans les tuyaux. Dans un siphon inversé de grande taille, la vitesse de l’eau qui circule à l’intérieur des tuyaux tend à baisser à cause de la friction. Il faut régulièrement élever le niveau de l’eau dans un réservoir en hauteur pour que l’eau puisse être correctement redistribuée en retrouvant de la vitesse. L’eau atteint naturellement le bassin qui se trouve au sommet de la tour grâce au principe des vases communicants. D’après les données supplémentaires que nous fournit un texte de 1700, il est possible d’estimer la hauteur de la tour à 4,9 m de haut20. Cette information permet d’établir le profil altimétrique du siphon inversé sur le dernier tronçon entre le regard de Saint-Maur et le Temple. Le niveau de sol du xviie siècle dans le secteur de la tour nous est donné par le pavage 33446, qui est situé à 33,1 m. Replacé sur le profil altimétrique général, le sommet du réservoir sommital serait donc installé à 37,9 m. La perte de charge de la conduite sous-pression entre le regard Saint-Maur, à environ 44 m, et la tour de pression (à 37,9 m) s’élèverait donc à 6,1 m pour une distance parcourue de 1 km.

4. Troisième phase : la réfection du xvie siècle

4.1. L’adduction de Saint-Martin-des-Champs ?

  • 21 Ce type de lit de pose pour des tuyaux en plomb est attesté au xve siècle à Château-Thierry. Blary (...)

32Cette ligne de tuyaux de terre cuite, de 3,4 m de long, est implantée à 32,2 m d’altitude dans les niveaux d’inhumation du cimetière médiéval, qui est abandonné au début du xive siècle. D’une orientation sud-est/nord-ouest, elle s’installe entre le bâtiment conventuel et l’abside de l’église qu’elle contourne soigneusement en opérant un tournant de 10 degrés. La conduite est posée sur un radier de pierres plates qui se poursuit jusqu’à la tour de pression. La chape de mortier présente un profil trapézoïdal, sensiblement plus petit que celui de l’adduction principale (28 cm de large à sa base et 24 cm de hauteur). Le lien entre la conduite 33425 et la tour de pression n’a pas pu être établi par la fouille car des éléments manquent, mais nous supposons que la conduite en terre cuite était connectée à un tuyau en plomb qui descendait de la tour. Plusieurs éléments corroborent cette hypothèse. Le radier de la conduite (no 33425) se poursuit sur 2 m vers le sud-est, en direction de la tour. D’autre part, l’extrémité sud-est de la conduite 33425 est à l’évidence une connexion : le tuyau en terre cuite dépasse intentionnellement de 25 cm de sa chape de protection. Il est soigneusement installé sur un lit de pose constitué d’une grande dalle plate et d’un niveau de sable jaune21. Le coin sud-est du secteur est occupé par la fosse no 33463 qui mesure 2 m de long, 1,2 m de large au maximum et 1 m de profondeur. Son implantation perce des niveaux médiévaux et modernes jusqu’au radier (ST 33428) qui appartient à la conduite 33425. Il est possible d’y voir une tranchée de récupération des éléments en plomb de la conduite.

4.2. L’adduction du Temple

33Un fragment de conduite en plomb d’époque moderne (Met 1252) a été découvert, à 32,8 m NVP, sous la maçonnerie du caniveau 33432, au pied de la tour de pression 33240. Le tuyau a été sectionné à ses deux extrémités et a fait l’objet d’une récupération systématique dans le secteur (tranchée no 34181), sauf sous le caniveau 33432. Il s’agit de la deuxième colonne descendante de la tour de pression, l’emploi de tuyaux en plomb moulés permettant de supporter la pression qui s’exerce à la base de la tour (fig. 23). La conduite alimentait l’angle sud-est du cloître.

4.3. Un deuxième tronçon de la conduite du Temple

34Une deuxième section de conduite en terre cuite (US 33890) a été retrouvée au nord du bâtiment conventuel, à 32,66 m d’altitude. Orientée nord-ouest/sud-est, la conduite 33890 est composée de deux tronçons distincts s’étendant sur une longueur totale de 10 m. Le premier élément, conservé sur 1,9 m de longueur, correspond à la conduite en terre cuite proprement dite, installée dans la tranchée d’implantation 33891. Le sens d’emboîtement des tuyaux indique que l’eau s’écoulait du nord-ouest vers le sud-est en suivant un pendage de 5 cm marqué vers le sud-est. Le tracé de la conduite 33890 s’inscrit dans l’espace bâti antérieur puisqu’elle contourne le contrefort (no 33895) du cloître médiéval. Le tracé de la conduite est matérialisé par la tranchée de récupération (no 33894), qui se développe sur 8 m de longueur en direction du sud-est. Il semble qu’elle alimentait le bassin de décantation no 22233, bien que le lien entre les deux installations ait été masqué par le creusement d’une fosse postérieure. Si c’est le cas, on peut supposer que la branche no 33890 de la conduite servait à évacuer le trop-plein d’eau vers le bassin de décantation et les jardins.

4.4. Chronologie du réseau de distribution de l’eau

  • 22 Diderot et D’Alembert 1780, p. 250-251.

35Le réseau de distribution de l’eau à l’intérieur de l’enclos a fait l’objet d’une réfection complète au xvie siècle. Le matériel recueilli dans le comblement des tranchées de fondation des conduites en terre cuite (no 33425 et 33890) est datable de cette époque. Pour le tuyau en plomb retrouvé à la base de la tour de pression, un terminus post quem est fourni par l’installation du caniveau (no 33432) qui englobe le tuyau en plomb dans sa fondation. Le tuyau était donc en activité au moment de la construction du caniveau, qui s’est faite au xvie siècle. Cette datation est confirmée par l’emploi d’un tuyau moulé, technique qui n’est utilisée qu’à partir de la période moderne22. L’abandon du tuyau 34180 est matérialisé par la tranchée de récupération no 34181, dont le comblement a livré du matériel attribuable aux xviie-xviiie siècles. En accord avec les textes, on peut situer le démantèlement des éléments en plomb de la conduite au début du xviiie siècle.

4.5. Premier et deuxième tracés du réseau de distribution

  • 23 AN, S 1345, lettre du 4 octobre 1686, p. 1, l. 5-8.
  • 24 AN, lettre de 1700, S 1345.
  • 25 Ce problème est déjà soulevé dans les textes de 1700 et il semble être à l’origine de la réalisati (...)

36Une première hypothèse privilégie l’abandon du premier tracé médiéval et la création, dès le xvie siècle, d’un nouveau tracé provenant du nord-ouest. Mais cette hypothèse se heurte principalement à la contradiction des sources historiques : d’après celles-ci, le premier tracé médiéval n’est abandonné qu’à la fin du xviie siècle23 et le second tronçon n’est construit qu’à la fin du xviie-début du xviiie siècle24, ce que confirment par ailleurs les observations archéologiques faites sur l’abandon général du réseau. On peut enfin objecter que la tour de pression (no 33240) ne serait d’aucune utilité si elle était intégrée au second tracé25.

37Il est plus vraisemblable que le réseau du xvie siècle soit une réfection générale du système ayant masqué un état préexistant. La tour de pression et le regard de vidange sont conçus pour fonctionner avec une conduite arrivant du sud-est et repartant vers le nord-ouest. Au xvie siècle, on peut supposer que le système hydraulique bénéficie d’une importante restauration durant laquelle les tuyaux sont changés mais les structures maçonnées sont conservées.

4.6. L’évacuation de l’eau

4.6.1. Le caniveau no 33432

38Le nouveau réseau d’évacuation de l’eau reprend le tracé et l’orientation du réseau médiéval sans masquer entièrement ce dernier. Le caniveau no 33432, implanté à l’angle sud du cloître, servait à collecter et évacuer les eaux pluviales et usées de l’aile nord du cloître. Il traverse le mur de clôture de l’espace prieural pour déboucher dans les jardins. Il longe le mur sud de l’aile nord du cloître, puis tourne à angle droit et longe ensuite son mur oriental sur 9,5 m de longueur. Deux phases de construction ont pu être observées lors de la fouille. Le premier état, daté du xvie siècle, est constitué d’une maçonnerie au profil en U, composée de moellons calcaires noyés dans du plâtre. Une partie du caniveau a conservé son cuvelage composé de cunettes en calcaire de 0,7 m à 1,1 m de long, couvertes de dalles plates. Un coude en pierre taillée formait un tournant à angle droit afin de contourner l’angle sud du cloître. L’extrémité nord-orientale du caniveau présente une réfection du xviie siècle réalisée sur 4 m de longueur. Si l’on poursuit son tracé, le caniveau aboutit dans l’alignement du contrefort nord-oriental du cloître, qui est antérieur. Il est possible que celui-ci ait été arasé pour l’installation du caniveau auquel il aurait servi de base. La maçonnerie 34335, située au nord-est du contrefort, pourrait correspondre au raccordement du caniveau au bassin de décantation no 22233. Le pendage et les altitudes notés sur ces structures hydrauliques autorisent ce rapprochement. L’abandon du caniveau et son démantèlement partiel sont associés à une fosse de récupération (no 33722) qui a livré du matériel daté du xviie siècle.

4.6.2. Le bassin de décantation

  • 26 Des tessons datés des xvie-xviie siècles ont été piégés dans cette unité stratigraphique.

39Le bassin de décantation (no 22233) est une structure de plan carré, de 2,2 × 2,1 m de côtés et 1,8 m de profondeur (fig. 17). Il s’implante sur deux fosses antérieures, contre le bassin de décantation médiéval (no 22249) et contre les vestiges du contrefort du cloître. Les murs du bassin ne sont pas tous chaînés, mais les maçonneries sont étanchéifiées à l’argile grise, dans leur partie basse, et enduites de plâtre dans leur partie supérieure qui correspond probablement au niveau hors eau du bassin. Plusieurs remplois ont été retrouvés dans sa maçonnerie, dont une base de colonne moulurée évoquant le style gothique tardif du début du xvie siècle. Le parement nord-ouest présente au centre une ouverture interprétée comme l’arrachage d’une maçonnerie probablement liée à l’arrivée de l’eau dans le bassin. Celui-ci est comblé d’une couche argileuse grise, très organique, de 90 cm d’épaisseur, entrecoupée de fins litages de sable blanc. Cette couche correspond aux derniers dépôts de boue consécutifs au fonctionnement du bassin26. En plan, nous avons pu constater sur toute l’épaisseur du comblement qu’il y avait un espace de quelques centimètres entre le dépôt argileux et les murs du bassin de décantation. Cet espace interstitiel pourrait correspondre à la trace en négatif d’un cuvelage en bois installé sur le fond et les parois du bassin pour éviter que les boues ne polluent la zone par infiltration et faciliter le curage du bassin.

Fig. 17 Le bassin de décantation d’époque moderne, vu depuis le sud-est.

Fig. 17 Le bassin de décantation d’époque moderne, vu depuis le sud-est.

© Éveha

5. Synthèse sur le système hydraulique et abandon final

5.1. Un système hydraulique intégré

40La fouille du Carreau du Temple nous offre l’occasion d’étudier le fonctionnement et l’entretien sur la longue durée d’un système d’adduction, de contrôle et d’évacuation de l’eau dans la perspective d’un système hydraulique intégré. Le réseau est établi dès la fin du xive siècle, au moment de la reprise de l’enclos par les Hospitaliers qui s’y installent dans la seconde moitié du xive siècle. L’implantation du système hydraulique est probablement à mettre en relation avec l’abandon du cimetière templier.

41La construction du regard de vidange répond essentiellement à une double contrainte d’ordre technique et topographique. Il s’agit d’intégrer le tracé de la conduite dans un espace déjà densément occupé par l’église et le cloître du Temple. Pour ce faire, les bâtisseurs ont été contraints d’opérer un virage sur la conduite. Le regard offre, par la même occasion, un accès aux fontainiers pour l’amorçage, la purge et l’entretien de la conduite. Afin d’assurer la maintenance de la canalisation, le courant était interrompu en amont des points de distribution, au niveau du regard de Saint-Maur ou de Saint-Martin, et la vidange était réalisée au niveau du regard du Temple afin d’assurer la mise à sec des différents bassins, réservoirs et fontaines. À la sortie du regard, la construction d’une tour de pression s’est avérée nécessaire pour redonner de la vitesse à l’eau qui circule dans les tuyaux et assurer ainsi le bon fonctionnement du réseau de distribution. Le bâtiment fait aussi office de château d’eau commun en organisant le partage de l’eau à parts égales entre les deux établissements. Ensuite la distribution de l’eau, qui est la propriété de chaque établissement, pouvait se faire dans des fontaines appartenant à chaque ordre religieux. Le réseau de distribution médiéval de l’eau est conservé de manière très fragmentaire, mais on peut supposer – en accord avec les registres de compte des Hospitaliers – que les fouilles ont mis au jour la conduite alimentant l’hôtel prieural. Parallèlement, le réseau d’évacuation collecte eaux pluviales et usées de l’aile nord du cloître et les évacue vers les jardins où, une fois décantées, elles serviront à l’arrosage grâce à un puisard.

42Le xvie siècle est une nouvelle période d’intense activité à l’intérieur de l’espace prieural. La partie du cimetière située au sud de l’église est de nouveau en activité tandis que la zone située à l’ouest et au nord de l’église, dorénavant occupée par le système hydraulique, ne sert plus de lieu d’inhumation. La construction au sud de l’église d’une nouvelle chapelle dite du « Nom de Jésus » s’accompagne d’une réfection générale des tuyaux. Le réseau d’évacuation de l’eau est lui aussi restauré tout en conservant son tracé original et son sens d’écoulement. Un bassin de décantation permettait de débarrasser de leurs impuretés les eaux usées collectées dans l’aile nord du cloître.

5.2. L’abandon final (fin du xviie siècle)

43Cette phase est caractérisée par la récupération systématique des conduites en plomb dans les endroits accessibles. Dans le regard de vidange, le tuyau vertical qui part du coude en calcaire a été sectionné à sa base, au niveau de la bride. Cet épisode correspond en stratigraphie à la tranchée de récupération (no 22220) qui a livré de nombreux fragments de mortier de tuileau issus du démantèlement du regard. Après cette récupération, le regard est comblé jusqu’à son sommet par des remblais massifs ayant livré du matériel des xvie-xviie siècles.

  • 27 AN, S 1345, lettre du 4 octobre 1686, p. 1, l. 5-8.
  • 28 Idem, p. 1, l. 11-15.
  • 29 Idem, p. 4, l. 19-26.
  • 30 AN, lettre de 1700, p. 3, l. 10-12. Lettre de litige entre Saint-Martin et le Temple au sujet du n (...)
  • 31 Idem, p. 3, l. 21-30.

44La cause de l’abandon de la conduite nous est donnée par trois textes datés de l’année 1686. Suite à des travaux de rehaussement de l’enceinte de Charles V, la conduite a été « (..) rompue sous le rempart de ladite ville [6] vis à vis le Temple, par le poids des terres que les sieurs prévost [7] des marchands et eschevins y ont fait transporter pour eslargir ledit [8] rempart27 ». La ville de Paris refuse ensuite de faire reconstruire la conduite à travers l’enceinte pour des raisons défensives. Autorisation est alors donnée par la ville d’établir un nouveau tracé faisant passer la conduite plus au nord, par la Porte du Temple, sans longer l’enceinte28. Pour ce faire, les tuyaux de plomb se trouvant dans la « cour du temple » peuvent être récupérés par le Grand Prieur, contre dédommagement, pour qu’il puisse connecter son logement à la nouvelle conduite29. La modification de l’itinéraire de la conduite et le rallongement de son tracé entraînent l’abandon de la première tour de pression, car « (…) cette nouvelle [10] conduite d’eau ayant divers détours, cela diminue notablement la [11] force de l’eau qui deviendroit inutile […] si l’on [12] souffroit que le cours en fust continué iusques à l’ancien boisseau…30 ». Pour subvenir au bon fonctionnement de la nouvelle conduite, il est alors décidé que « ledit ancien boisseau ne peut subsister » et « qu’il soit fait un nouveau [25] boisseau derrière la porte d’entrée du Temple31 ».

45Entre l’abandon du premier tracé des « Eaux de Savies », en 1686, et le chantier coûteux de la nouvelle conduite, qui débute en 1700, le Temple est privé d’eau courante. L’enclos est alors approvisionné grâce à des puits qui servent temporairement de système de secours. La fouille a mis au jour cinq puits modernes qui ont été foncés dans les jardins. Ils sont abandonnés et remblayés dans le courant du xviiie siècle, ce qui pourrait correspondre à la remise en service de la conduite des « Eaux de Savies ».

6. Les matériaux de construction

6.1. Les tuyaux de terre cuite

  • 32 Tous les grains de quartz font moins d’un millimètre de diamètre.
  • 33 Des cordes en chanvre sont employées pour renforcer ou calfeutrer les tuyaux en les liant. Berthie (...)

46Les éléments provenant de la conduite du xive siècle présentent un diamètre interne de 6,5 cm et des parois de 0,8 à 1 cm d’épaisseur (fig. 18). La pâte siliceuse, fine et claire présente un dégraissant très homogène de grains de quartz, au diamètre finement calibré32. Nous n’avons observé aucun joint de mortier au niveau de l’emboîtement avec le tuyau de plomb, mais celui-ci était peut-être de nature organique33.

Fig. 18 Le tuyau en terre cuite de la conduite 20532. Photo de la pâte du tuyau.

Fig. 18 Le tuyau en terre cuite de la conduite 20532. Photo de la pâte du tuyau.

© Éveha

47Les tuyaux d’époque moderne ont été réalisés par tournage et sont emboîtés l’un dans l’autre (fig. 19). Ils mesurent en moyenne 45 cm de longueur pour un diamètre interne de 5 à 6,5 cm et des parois variant de 0,5 à 1 cm d’épaisseur. L’étanchéité au niveau de l’emboîtement entre deux tuyaux est assurée par un cordon d’argile. La pâte est extrêmement homogène, avec une présence importante de grains de quartz utilisés comme dégraissant, qui représentent près de 50 % du matériau (voir lame mince fig. 22). On remarque également une microfissuration orientée de manière radiale qui pourrait être due au façonnage des pièces par tournage. En l’absence d’analyse comparative, il n’est pas possible de déterminer un éventuel lieu de production. L’analyse pétrographique ayant été réalisée sur un seul fragment, rien ne permet d’affirmer que l’ensemble des tuyaux de terre cuite utilisés sur le site proviennent d’une seule et même fabrique.

Fig. 19 Le tuyau de terre cuite d’époque moderne.

Fig. 19 Le tuyau de terre cuite d’époque moderne.

© Éveha

6.2. La conduite de terre cuite enrobée de mortier (xvie siècle)

  • 34 Vitruve, Callebat L. (éd. et trad.), 1999, chapitre V.

48La section de canalisation est constituée d’un tuyau de terre cuite noyé dans une gangue de mortier de section trapézoïdale et de couleur rose. En coupe, l’assise mesure 27 cm, alors que la partie sommitale, formant plat, mesure 13 cm de large. Le système, déjà bien connu, est en réalité constitué d’une série de tuyaux, dont la longueur est d’environ 45 cm, s’emboîtant les uns dans les autres. L’épaisse couche de mortier, constituant la gangue enveloppant la série de tuyaux, est composée d’une chaux à laquelle a été associé du tuileau ; ce qui lui donne cette couleur rosâtre caractéristique. Ce dernier composant confère au mortier des propriétés hydrauliques reconnues dès l’Antiquité34. Ce type de système de canalisation a été maintes fois observé dans des contextes chronologiques variés (du xie au xixe siècle).

6.2.1. Mise en œuvre

49En coupe, la gangue de mortier n’apparaît pas en réalité complètement homogène. Des limites discrètes permettent d’envisager les étapes successives de mise en œuvre (fig. 20). La base de la section montre ainsi une première couche de mortier, de 2 cm d’épaisseur (notée A). Il s’agit vraisemblablement d’une première coulée réalisée en fond de tranchée. Une autre couche, d’environ 1 cm, est observable autour de la section du tuyau en terre cuite (fig. 21). Il s’agit vraisemblablement d’un enrobage assurant la rigidité des emboîtements des différents éléments de tuyaux les uns par rapport aux autres. Peut-être faut-il envisager la réalisation de plusieurs mètres de tronçon hors œuvre, ce qui facilite la mise en place des tuyaux et le respect des pentes.

Fig. 20 Photo de détail montrant une première coulée en fond de tranchée (A), l’épaisse couche d’enrobage – couche structurelle (B) – et la couche de finition (C).

Fig. 20 Photo de détail montrant une première coulée en fond de tranchée (A), l’épaisse couche d’enrobage – couche structurelle (B) – et la couche de finition (C).

© S. Büttner

Fig. 21 Photo de détail montrant la fine couche de mortier assurant l’assemblage des tuyaux.

Fig. 21 Photo de détail montrant la fine couche de mortier assurant l’assemblage des tuyaux.

© S. Büttner

50La troisième étape consiste à déposer le système de tuyaux sur une épaisse couche de mortier puis à le recouvrir, probablement au moyen d’un coffrage (fig. 20, no B). De plusieurs centimètres d’épaisseur, on qualifiera cette couche de « structurelle », car c’est lors de son application que la forme générale de la canalisation est définie. Enfin, l’observation permet de déterminer une couche extérieure de mortier d’environ 2 cm d’épaisseur (no C). Il s’agit d’un mortier de finition vraisemblablement taloché et lissé.

6.2.2. Observation pétrographique des différents types de mortiers

51Il s’agit, à partir des observations macroscopiques et microscopiques, de révéler la nature des matériaux utilisés et les différences entre chaque application (fig. 22).

Fig. 22 Lame mince des différents mortiers et du tuyau en terre cuite.

Fig. 22 Lame mince des différents mortiers et du tuyau en terre cuite.

© S. Büttner

6.2.2.1. La chape de fond de tranchée

52Il s’agit d’un mortier rose présentant de nombreux nodules centimétriques de chaux. L’essentiel de sa charge semble être constitué de fragments de tuileau, ainsi que de quelques rares charbons de bois. Au microscope, ce mortier présente une très faible porosité. La charge, représentant environ 60 % du matériau, est presque uniquement constituée de fragments anguleux de terre cuite (1 à 2 mm) de différentes origines. Accompagnant ce tuileau, il est possible également de distinguer quelques rares quartz millimétriques, ainsi que quelques esquilles calcaires. La présence d’une miliole (foraminifère fossile) est peut-être le témoignage de l’utilisation du calcaire grossier lutétien comme pierre à chaux ou bien d’une pollution par un chantier de taille proche.

6.2.2.2. L’enrobage des tuyaux

53Cette couche de 1 cm d’épaisseur possède une charge identique à celle de la chape de fond de tranchée. L’observation de la lame mince montre que les fragments de terre cuite architecturale représentent 20 à 30 % du matériau fini. Un sable, composé d’esquilles calcaires et de quartz (sable) a été également ajouté. La quantité de quartz apparaît plus abondante que dans le mortier de fond de tranchée (environ 5 %).

6.2.2.3. La couche « structurelle »

54Cette couche épaisse est composée d’un mortier de tuileau rose pâle présentant une porosité importante. L’observation microscopique permet d’évoquer des vides de remplissage dus à l’utilisation d’un mortier pauvre en eau. La charge est essentiellement composée de morceaux de terre cuite architecturale de grandes dimensions (3 à 10 mm), représentant 30 à 40 % du matériau fini. Les esquilles calcaires et les grains de quartz sont beaucoup plus rares.

6.2.2.4. La couche de finition

55Ce mortier est très proche de la couche de fond de tranchée. La charge est composée de fragments de tuileau de petites dimensions (1 à 2 mm), d’esquilles calcaires et de quelques grains de quartz. Ces éléments présentent une orientation préférentielle (alignement dans le sens gauche-droite) qui peut s’expliquer par l’opération de lissage à la truelle lors de la mise en œuvre.

  • 35 C’est le cas pour les châteaux de Chevreuse et de Vincennes.

56Ce type de canalisation a été particulièrement mis en œuvre dans des sites ecclésiastiques du xiiie siècle, comme les abbayes de Maubuisson, de Royaumont ou de Chelles, en Île-de-France. On retrouve encore ce système dans nombre de sites à vocation civile ou seigneuriale, surtout aux xiiie-xive siècles35. Il faut d’ailleurs noter que le type de mise en œuvre reconnu pour le système de canalisation découvert au Carreau du Temple est comparable à celui étudié lors des fouilles du manoir capétien du château de Vincennes. Cette technique apparaît très clairement dans quelques traités d’hydraulique de l’époque moderne. On notera ainsi l’ouvrage Le traité d’agriculture, d’Olivier de Serres (1600) qui décrit un système de canalisation comparable, assurant d’ailleurs la qualité de l’ouvrage, complètement isolé des agents extérieurs tels que les végétaux, voire des variations de température.

6.3. Les conduites de plomb

  • 36 Grewe 1991 ; Pressouyre et Benoit 1996 ; Benoît 2007.
  • 37 Les principales analyses publiées concernent des tuyaux d’époque romaine (Wyttenbach et Schubiger (...)

57Trois tuyaux de plomb (Met 1251, Met 1252 et Met 1253) ont été mis au jour sur le site du Carreau du Temple. Ils peuvent être reliés par la stratigraphie aux deux principales phases de fonctionnement du système hydraulique : son installation dans le courant du xive siècle (Met 1251 et 1253) et sa réfection au xvie siècle (Met 1252). Un tel usage du plomb n’est pas rare dans les systèmes hydrauliques médiévaux et modernes36. On connaît pourtant mal la nature des alliages utilisés pour leur fabrication, les rares références remontant surtout à la période romaine37. Cette partie vise donc avant tout à documenter les pratiques des plombiers médiévaux, en mettant les données des analyses en regard des sources historiques et archéologiques.

6.3.1. Mise en forme

  • 38 Diderot et D’Alembert 1780, p. 250-251.
  • 39 Cochet 2000, p. 70-73. En profil, la partie inférieure de la soudure est plate pour ne pas gêner l (...)

58Deux modes opératoires de mise en forme des tuyaux ont été identifiés par leur morphologie : le cintrage d’une feuille de plomb autour d’un mandrin, caractéristique des tuyaux du xive siècle (Met 1251 et Met 1253) et le moulage, procédé utilisé pour le tuyau moderne (Met 1252). Pour ce dernier, aucune trace de soudure longitudinale n’a été observée à l’extérieur du tuyau (fig. 23), mais deux traits longitudinaux sont visibles sur leur paroi extérieure, de part et d’autre de leur diamètre. Ces marques sont les traces du moule dans lequel a été coulé le plomb. Cet argument est appuyé par le fait que le tuyau est de section parfaitement circulaire, ce qui n’est pas le cas des tuyaux cintrés à partir d’une feuille et soudés. La technique du moulage des tuyaux de plomb est connue à l’époque moderne et sa description la plus complète est donnée dans l’Encyclopédie de Diderot et D’Alembert38. L’assemblage des tuyaux est réalisé par soudure à l’étain façonnée en forme de « noeud », ou « d’olive », de 16 cm de long et 5,5 à 6,5 cm de large39.

Fig. 23 Le tuyau moulé en plomb d’époque moderne.

Fig. 23 Le tuyau moulé en plomb d’époque moderne.

© Éveha

  • 40 La section obtenue a été enrobée dans une résine époxy et polie à l’aide de papier de carbure de s (...)
  • 41 Blair et Ramsay 1991, p. 64 ; Cochet 2000, p. 27-30 et 57 ; Greene 2005, p. 115 ; Lea-Jones 2005.
  • 42 Bushby 1930-1931 ; Magnusson 2001, p. 66-67.

59Une coupe métallographique a été réalisée sur une des extrémités du tuyau Met 1253 pour mieux comprendre sa fabrication40. L’observation en coupe (fig. 24) permet d’en proposer une reconstitution précise, notamment pour l’application de la soudure à l’étain. Si le procédé de cintrage d’un tuyau autour d’un mandrin ou d’une surface profilée est bien décrit dans de nombreuses publications41, les descriptions proposées mentionnent surtout la soudure autogène avec (ou sans) ajout de soudure, conférant le plus souvent à l’objet fini une forme trapézoïdale ne correspondant pas aux tuyaux de la fouille du Carreau du Temple. La feuille de plomb, mesurant ici 14 cm de large pour une épaisseur comprise entre 3 et 5 mm est enroulée autour d’un mandrin. Une fois une forme ovoïde globale obtenue, le tuyau est légèrement aplati par déformation mécanique afin d’obtenir une jointure parfaite pouvant lui conférer une section piriforme. Enfin, la soudure, ici un alliage plomb-étain (cf. § 6.3.4), est coulée à la jointure pour achever d’étanchéifier le tuyau qui peut être partiellement enfoui dans le sable pour cette étape. L’aplat observé d’un côté de la soudure révèle l’emplacement d’une surface plane contre laquelle l’alliage s’est solidifié. Il pourrait s’agir de l’application d’un ruban d’argile destiné à recevoir la soudure liquide, tel que mentionné pour la coulée d’une soudure autogène lors de la fabrication des tuyaux de l’abbaye de Waltham42. De l’autre côté de la soudure, on observe une légère concavité qui pourrait résulter du lissage réalisé à l’aide d’un outil à lame plate de type grattoir ou racloir, lorsque l’alliage n’était encore totalement solidifié. La petite goutte qui a séché en place, légèrement en marge de la zone de soudure, pourrait être un résidu de cette étape de lissage.

  • 43 La soudure représente 6 % de la surface de la coupe. Les masses volumiques sont de 5,75 g/cm3 pour (...)
  • 44 Beck 1992.
  • 45 Magnusson 2001, p. 68.
  • 46 Paul Benoît (2007) cite des diamètres internes fréquemment compris entre 2,5 à 10 cm, mais pouvant (...)

60La coupe renseigne également sur les proportions de plomb et d’étain nécessaires à la fabrication d’un tel tuyau. La soudure représente ici environ 4 % de la masse totale du tuyau. Suivant la composition de la soudure (cf. § 6.3.4) et d’après la masse volumique des deux métaux43, les quantités d’étain sont donc comprises entre 1 et 3 % de la masse de métal utilisée pour fondre une telle conduite. Une livre d’étain environ a donc été nécessaire pour la fabrication d’un tuyau de 22,5 kg comme la conduite Met 1251. Ces proportions sont en deçà des 150 livres de plomb pour 12 livres d’étain (7,5 %) et 18 sacs de charbon mis en œuvre en 1354 par les fontainiers au château de Salmaise « pour réaliser les tuyaux portant l’eau à travers les fossés du donjon44 », mais légèrement au-delà des 4 875 livres de plomb et 46 livres de soudure (1 %) pour implanter des conduites reliant le Palais de Westminster à la ville en 144745. Cette variabilité est à la fois liée au nombre de jonctions à souder et à la variabilité en épaisseur et en diamètre des tuyaux46. Les conduites de plomb du Carreau du Temple se situent donc bien dans la moyenne des données des sources écrites.

Fig. 24 Coupe métallographique de l’extrémité du tuyau Met 1253 (conduite 33937).

Fig. 24 Coupe métallographique de l’extrémité du tuyau Met 1253 (conduite 33937).

© M. L'Héritier

6.3.2. Protocole analytique et corpus étudié

61Ces trois tuyaux ont été soumis à analyse élémentaire afin de déterminer la composition des plombs et des soudures utilisés sur le site du Carreau du Temple. L’objectif est double : évaluer la qualité des matériaux et tenter de mettre en évidence d’éventuels rapprochements entre la composition des différentes conduites suivant leur datation et leur mode de fabrication. Quinze fragments de métal et seize fragments de soudure ont été prélevés sur toute la longueur de chaque tuyau afin d’évaluer leurs homogénéités respectives (tableau 1). Pour la conduite 22112 (Met 1251), un échantillon a été prélevé sur la pièce de plomb triangulaire ajoutée pour agrandir l’embouchure du tuyau. Pour la conduite 34180 (Met 1252), les prélèvements ont été réalisés de part et d’autre de la soudure, sur les deux tuyaux de plomb.

Tableau 1 Nombre d’analyses réalisées par conduite

Référence de la conduite Nombre d’analyses
Métal Soudure Total
22112 (Met 1251) 4a 6 10
33937 (Met 1253) 5 6 11
34180 (Met 1252) 6 4 10
a. Dont un sur la partie triangulaire ajoutée par soudure.
  • 47 Pour plus de détails sur le protocole analytique utilisé, voir L’Héritier, Arles, Disser et Gratuz (...)
  • 48 1 ppm = 0,00001 %
  • 49 Co, Ni, Cu, As, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Au et Bi.
  • 50 Les étalons de référence utilisés étant des étalons à base plomb, le dosage est moins précis pour (...)

62Les échantillons ont été analysés par LA-ICP-MS (pour Laser Ablation Inducted Coupled Plasma Mass Spectrometry) au Centre Ernest-Babelon (Iramat, UMR 5060, université d’Orléans, CNRS)47. Le protocole utilisé permet de quantifier de manière simultanée les éléments majeurs et traces avec une limite de détection inférieure à la partie par million (ppm)48. Chaque mesure est la moyenne de trois analyses assurant une bonne homogénéité des résultats avec un écart-type inférieur à 20 %. Cette méthode est parfaitement adaptée pour avoir accès aux principaux éléments traces habituellement présents dans la matrice des plombs anciens49. Le même protocole a été appliqué pour les soudures50.

6.3.3. Composition des tuyaux de plomb

63Les résultats des analyses montrent en premier lieu que chaque tuyau a une composition relativement homogène sur toute sa longueur, un constat à la fois valable pour les éléments majeurs et pour les éléments traces. Il est ainsi possible d’établir une composition moyenne pour chaque tuyau à partir des 4 à 6 mesures réalisées (tableau 2). Outre le plomb, deux des trois tuyaux sont ainsi composés d’une petite quantité d’étain (3,5 % pour Met 1251 [22112] et 1,2 % pour Met 1252 [34180]), alors que 33937 est composé de plomb presque pur à 99,80 %, contenant moins de 0,1 % d’étain. Ainsi, malgré les quantités utilisées de l’ordre d’une à plusieurs dizaines de kilogrammes par conduite, il est clair que chaque tuyau provient d’une seule et même fourniture de plomb. Cela signifie que si des lingots de plombs d’origines différentes ont été utilisés, ils ont alors été préalablement fondus ensemble et mélangés dans le même creuset aboutissant à une composition homogène au moment de la coulée.

Tableau 2 Composition moyenne des matrices en plomb des conduites (teneurs en ppm sauf si exprimées en %)

Conduite Co Ni Cu As Pd Ag Cd Sn (%) Sb Au Pb (%) Bi
Met 1251 (22112) 1,15 6,6 153 4,28 0,01 97 0,21 3,48 216 0,02 96,46 10,8
Met 1253 (33937) 0,04 1,8 102 7,72 0,01 97 0,13 0,08 769 0,03 99,82 9,2
Met 1252 (34180) 0,40 7,2 139 6,42 0,01 66 0,19 1,15 102 0,02 98,81 15,4

64En revanche, tant les teneurs en étain que les teneurs dans certains éléments traces (notamment Co, Ni, As, Sb, Bi) montrent que chaque tuyau a une composition distincte (fig. 25 et 26). Aucun rapprochement ne peut donc être établi entre les tuyaux médiévaux Met 1251 et Met 1253 : ces deux conduites n’ont pas été coulées à partir de la même fourniture de plomb. Ce résultat n’infirme toutefois pas leur contemporanéité. En effet, le mélange des matières plombeuses qui détermine la composition finale du tuyau est susceptible d’être réalisé juste avant sa coulée, suivant les stocks disponibles et les quantités nécessaires à sa mise en forme.

Fig. 25 Composition chimique des tuyaux de plomb.

Fig. 25 Composition chimique des tuyaux de plomb.

Fig. 26 Teneurs en Bi, Ni et Sb des tuyaux de plomb (en ppm).

Fig. 26 Teneurs en Bi, Ni et Sb des tuyaux de plomb (en ppm).
  • 51 Bushby 1930-1931 ; magnusson 2001, p. 66-67.
  • 52 Grewe 1991 ; Pressouyre et Benoît 1996.

65L’homogénéité de composition mise en évidence pour les différentes pièces de chaque conduite permet de conclure que les deux tuyaux Met 1252 formant la conduite 34180 ont bien été mis en forme à partir de la même fourniture de plomb et donc probablement de manière simultanée. De même, l’agrandissement de l’extrémité du tuyau Met 1251 par découpe et soudure d’une pièce triangulaire a bien été réalisé avec un plomb provenant de la même fourniture que le reste du tuyau. Il ne s’agit donc pas d’une adaptation postérieure à partir d’une conduite de plomb achetée à un tiers. Ainsi, tant au xive qu’au xvie siècle, soit les tuyaux étaient véritablement commandés à des dimensions précises, même pour des extrémités de forme très particulière, soit, plus probablement, le plombier fabriquait les tuyaux à partir de lingots de plomb sur le site même, comme le relate la chronique de Waltham pour la fonte des tuyaux de l’abbaye entre 1220 et 122251. Rappelons que sur le site du Carreau du Temple comme dans bon nombre d’abbayes médiévales52, contrairement aux conduites en terre cuite dont les éléments sont en grande partie identiques et produits en série, les tuyaux de plomb, bien plus rares, sont destinés à un usage précis et nécessitent une adaptation à des dimensions spécifiques.

  • 53 Les teneurs mesurées par A. Cochet sur la conduite d’Arles Trinquetaille sont comprises entre quel (...)
  • 54 Wyttenbach et Schubiger 1973 ; Baron et Cochet 2003.
  • 55 Wyttenbach et Schubiger 1973 ; Cochet 2000, p. 56-59.

66La diversité de composition des plombs utilisés pour ces tuyaux révèle qu’il n’y a aucune recherche d’un alliage particulier pour la réalisation de ces tuyaux. La comparaison avec les analyses de tuyaux antiques publiées dans la littérature montre des teneurs en étain plus importantes en moyenne pour les conduites médiévales53. Wyttenbach et Schubiger soulignent l’absence de raison métallurgique à l’ajout de telles quantités d’étain, qui n’améliorent pas la fluidité, ni ne baissent radicalement le point de fusion déjà assez bas du plomb (327 °C). L’étain étant un élément rarement allié au plomb de manière native, de telles concentrations sont traditionnellement associées à des plombs issus d’un recyclage54, sans qu’il ne soit toutefois possible de mesurer précisément l’importance du phénomène par la teneur en étain. Dans le cas présent, la refonte des tuyaux avec leurs soudures augmente de facto la quantité d’étain contenue dans le plomb récupéré. Il est à ce titre intéressant de noter que le tuyau Met 1253, daté de la phase d’installation du système hydraulique, contient très peu d’étain et ne provient donc vraisemblablement pas d’un tel recyclage. En revanche, les autres tuyaux pourraient bien être issus d’une telle filière. La récupération des anciens tuyaux de plomb est une pratique par ailleurs bien attestée par l’archéologie et les sources écrites sur le site du Carreau du Temple à l’époque moderne. D’après la composition des soudures, les proportions respectives de plomb et de soudure mesurées sur la coupe Met 1253 et la densité de chaque alliage (cf. § 6.3.1), la refonte d’un tuyau de plomb initialement pur à 99,9 % et de sa soudure donnerait un plomb contenant environ 2 % en masse d’étain. Ainsi, la composition du tuyau moderne Met 1252 (1,8 % d’étain) est parfaitement compatible avec une éventuelle récupération d’anciens tuyaux médiévaux. Les différences de teneur en étain entre conduites antiques et médiévales seraient-elles le signe d’une pratique accrue du recyclage au Moyen Âge ? On ne peut l’affirmer par ces seules données. En effet, la teneur en étain des soudures antiques est rarement élevée, la soudure autogène étant même le plus souvent employée55 (cf. § 6.3.4). Ainsi, la refonte d’un plomb et de sa soudure engendre une hausse bien moins conséquente de la teneur en étain que pour les exemplaires médiévaux.

  • 56 Téreygeol 2009.
  • 57 Pernicka et Bachmann 1983 ; L’Héritier, Baron, Cassayre et Téreygeol 2015.

67Enfin, les teneurs en argent des trois conduites sont comprises entre 60 et 140 ppm. Les plombs utilisés pour la fabrication de ces tuyaux ont donc vraisemblablement été désargentés par coupellation dans la chaîne opératoire du plomb argentifère, principale productrice de plomb et d’argent à la fin du Moyen Âge et au début de l’époque moderne56. Les faibles concentrations en bismuth mesurées (9 à 15 ppm) vont bien dans le sens de cette hypothèse. Cet élément tend en effet à se concentrer dans l’argent jusqu’aux derniers instants durant la coupellation57. La concentration des autres éléments traces ne permet pas d’aller plus loin sur l’origine technique de ces matériaux, qui, comme il vient d’être rappelé, proviennent dans tous les cas probablement du recyclage de vieux plombs, brouillant leur signature chimique.

6.3.4. Composition des soudures

  • 58 La faible épaisseur de certaines soudures n’exclue pas que la matrice de plomb sous-jacente ait pa (...)
  • 59 Pline l’Ancien 1983, p. 160.
  • 60 Cochet 2000, p. 72 et 76.
  • 61 Wyttenbach et Schubiger 1973 ; Cochet 2000, p. 56-59.
  • 62 Lee-Carroll 1981.
  • 63 Magnusson 2001, p. 68.
  • 64 Grewe 1991 ; Pressouyre et Benoît 1996 ; Magnusson 2001, p. 68.

68Pour chaque conduite, la composition des soudures est plus hétérogène que celle du tuyau58. Les résultats permettent toutefois d’établir plusieurs constats. Tout d’abord, ces soudures sont toutes constituées d’un alliage plomb-étain, dont les proportions vont grossièrement d’une part d’étain pour deux de plomb à une de plomb pour deux d’étain, en masse (fig. 27). L’utilisation de telles soudures remonte à l’Antiquité. Dans son Histoire naturelle, Pline l’Ancien mentionne l’usage d’un alliage qu’il nomme tertiarium, composé d’un tiers d’étain pour deux tiers de plomb, pour souder des tuyaux59. Si ce type de soudure a bien été employé pour réparer des fuites ou joindre deux conduites60, l’utilisation d’une soudure autogène, avec ou sans apport de matière, semble avoir été privilégiée à cette époque pour la fabrication des tuyaux cintrés61. Au Moyen Âge, on retrouve la mention de telles soudures dans la Mappae Clavicula, qui propose une recette avec les proportions suivantes : deux parts d’étain pour une de plomb, ce qui est très proche de la composition de l’eutectique et donc des meilleures conditions pour fondre un tel alliage62. On ignore toutefois si ce type de soudure était alors couramment employé. Au xiiie siècle, une relative prédominance de la soudure autogène, décrite par les encyclopédistes comme moins vulnérable à la corrosion, est confirmée par plusieurs exemples archéologiques et recueils historiques63. Les soudures plomb-étain n’ont toutefois jamais été totalement abandonnées et semblent connaître une certaine résurgence à partir de la fin du xive et du xve siècle64, dans laquelle s’inscrivent les exemplaires identifiés sur le site du Carreau du Temple.

Fig. 27 Composition chimique des soudures.

Fig. 27 Composition chimique des soudures.

69D’autre part, ces trois soudures ont, au-delà de leur hétérogénéité, des compositions bien distinctes :

  • Met 1251 est la plus riche en étain (55-65 %). Sa composition est proche de celle de l’eutectique plomb-étain (61,9 % d’étain), l’alliage qui possède la plus basse température de fusion (183 °C).
  • Met 1253 est la plus hétérogène, mais contient en moyenne presque autant d’étain (45 %) que de plomb (55 %). Cet alliage fond aux alentours de 230 °C.
  • Met 1252 est la soudure la plus pauvre en étain (35-40 %). Elle est liquide au-dessus de 245 °C.

70Aucune unité technique ne peut être mise en évidence à ce niveau du procédé de fabrication, même pour des tuyaux contemporains. La soudure Met 1251 a une composition optimale pour la température de fusion mais les soudures Met 1253 et Met 1252, malgré un point de fusion légèrement plus haut, offrent un intervalle de solidification plus grand, pouvant faciliter le lissage de la soudure à l’état pâteux (fig. 28). Dans tous les cas, la fusion de ces alliages en foyer ouvert reste très aisée. Contrairement aux recettes données dans les sources écrites, l’analyse de ces soudures montre que les artisans plombiers qui fabriquaient ces tuyaux ne semblaient pas avoir la volonté de contrôler la composition de ces alliages plomb-étain.

Fig. 28 Diagramme de phase plomb-étain montrant les températures de fusion des soudures de Met 1251 et Met 1252 et l’intervalle de solidification de l’alliage (zone grisée entre le solidus et le liquidus).

Fig. 28 Diagramme de phase plomb-étain montrant les températures de fusion des soudures de Met 1251 et Met 1252 et l’intervalle de solidification de l’alliage (zone grisée entre le solidus et le liquidus).

71Cette étude des conduites de plomb de l’enclos du Carreau du Temple constitue un premier jalon dans l’approche archéologique et archéométrique de ce type de matériel. Elle a permis de déterminer la composition des tuyaux et des soudures et de proposer une reconstitution de leur mise en forme. Ainsi, ces tuyaux ont sans doute été mis en forme à partir de feuilles de plomb coulées – ou de tuyaux moulés sur place et ajustés aux dimensions requises. Leur composition n’est toutefois pas contrôlée, la proportion d’étain dans le plomb pouvant atteindre près de 4 %. Le rôle prépondérant de la récupération, en particulier pour les phases d’occupation moderne, n’est certainement pas étranger à ce phénomène. La composition des soudures montre, quant à elle, l’abandon des soudures autogènes en faveur de l’utilisation d’un alliage plomb-étain dès les phases d’occupation du xive siècle, sans qu’une recette précise n’ait pu être mise en évidence.

Conclusion

  • 65 Toupet, Viré et al. 2004.
  • 66 Benoît 2007, p. 66.

72Avec le développement des monastères et l’essor urbain à partir du xiie siècle, les besoins en eau ont augmenté de manière considérable, nécessitant l’emploi de plus en plus courant de captages de sources au moyen de tuyaux. Les tuyaux en terre cuite insérés dans une gaine de mortier sont utilisés sans changement depuis le xiiie siècle à l’abbaye de Maubuisson65 jusqu’au xviie siècle, à Paris, dans le cas de l’aqueduc des Tuileries66.

73L’usage du plomb dans les canalisations se développe lui aussi très tôt, dès le xiiie siècle à Maubuisson. La plasticité de ce métal explique en grande partie son succès, notamment dans des usages spécifiques comme les coudes. D’autre part, les jonctions entre éléments sont facilement réalisables avec une soudure au plomb et à l’étain qui se fait à 200°C. Cependant, l’inconvénient de cette grande malléabilité du plomb est sa faible résistance aux pressions trop fortes. C’est la raison pour laquelle le gabarit des tuyaux n’excède pas 10 cm de diamètre. Au xive siècle, le plomb n’est utilisé que dans le réseau de distribution interne du Prieuré où la pression et le volume d’eau transporté sont plus faibles que dans la conduite principale, qui est en terre cuite gainée de mortier. L’usage du plomb s’est toutefois avéré nécessaire dans le cas du regard de vidange pour ajuster correctement la conduite au coude en pierre. La cohésion générale de l’ensemble est alors assurée par le coffrage de mortier de tuileau. À la période moderne, l’innovation technique vient de l’installation de tuyaux de plomb moulés à l’intérieur de la tour de pression. Ces tuyaux de petite section sont plus résistants que les tuyaux médiévaux car ils sont dépourvus de soudure « à côte ».

  • 67 Grewe 1996, p. 129.

74Le regard de vidange est installé sur la colonne montante, au pied de la tour de pression, ce qui évoque l’installation hydraulique dénommée purgatorium  sur le plan du xiie siècle représentant le système hydraulique du monastère de Christchurch (Cantorbéry). Un exemple de ce type est décrit par K. Grewe : « dans le cloître devant le réfectoire s’élève un lavabo à deux vasques ; au bas de la colonne montante se trouve une canalisation avec robinet d’arrêt (purgatorium) destiné à purger la conduite » (fig. 29)67. Des robinets de purge étaient installés à la base de chaque lavabo et des fontaines afin de pouvoir vidanger les différents tronçons de la conduite. La comparaison peut être faite avec l’enclos du Temple où le regard permet de vidanger la section de conduite de 1 km de long comprise entre le regard de Saint-Maur (réservoir de chasse) et la tour de pression (réservoir de fuite).

Fig. 29 Monastère de Christchurch, Cantorbéry. Robinet de purge (purgatorium) installé au pied de la colonne montante d’un lavabo situé dans le cloître devant le réfectoire (d’après Grewe 1996, fig. 6, p. 129).

Fig. 29 Monastère de Christchurch, Cantorbéry. Robinet de purge (purgatorium) installé au pied de la colonne montante d’un lavabo situé dans le cloître devant le réfectoire (d’après Grewe 1996, fig. 6, p. 129).

75Le système hydraulique de l’enclos du Temple est très « sophistiqué » : il bénéficie d’un captage de sources sur la longue distance et de systèmes de contrôle du flux avant la distribution de l’eau dans l’enceinte du Temple. Cependant aucune innovation technologique n’a été observée. La technique hydraulique était déjà disponible, dans le domaine monastique, depuis le xiie siècle en Angleterre (Christchurch à Cantorbéry) et le xiiie siècle en France (abbaye de Maubuisson). À l’époque moderne, le système hydraulique connaît des réaménagements importants (réfection des conduites) mais sans innovation hydraulique majeure.

  • 68 Coppack 1996, p. 158.
  • 69 Ibid, p. 161-162.

76On aurait pu s’attendre à ce que la distribution de l’eau soit faite dans une fontaine monumentale comme un lavabo, ce qui est le cas dans de nombreux monastères, et non pas dans une tour de pression, qui est un ouvrage purement technique. Les lavabos implantés dans les cloîtres assurent en général plusieurs fonctions : ils offrent un point d’eau aux moines tout en assurant la distribution de l’eau dans les autres parties de l’établissement religieux en faisant office de réservoir de fuite. Dans le cas du Temple, l’eau devait être partagée au préalable à parts égales entre le Prieuré de Saint-Martin et le Temple. Une telle contrainte empêche de construire un lavabo où l’eau aurait déjà été distribuée au profit du Temple avant son partage entre les deux établissements. Pour des raisons d’équité, nous supposons que les fonctions de partage et de distribution de l’eau ont donc dû être divisées. Le dispositif fouillé au Carreau du Temple est donc plus proche des châteaux d’eau des chartreuses de Mount Grace et de Londres, en Angleterre. Un plan de 1430 de la chartreuse de Londres figure une tour de pression installée au centre du Grand Cloître, à partir de laquelle partent quatre conduites pour alimenter chaque aile du cloître68. À la chartreuse de Mount Grace, des fouilles ont mis au jour un réseau de distribution semblable, daté du xve siècle. Le captage de source est canalisé au moyen d’une conduite composée de tuyaux jusqu’au château d’eau situé au centre du grand cloître, à partir duquel repartaient des conduites alimentant les cellules du monastère69.

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Notes

1 Lorentz et Sandron 2006, p. 68-69.

2 AN, S 1345, lettre de 1700, p. 3, l. 21-30.

3 AN, S 1345, lettre du 13 août 1631.

4 Toutes les altitudes sont données selon le Niveau de la Ville de Paris (NVP).

5 AN, S 1345, lettre du 13 août 1631, p. 1, l. 23-25.

6 Idem, p. 1, l. 27-28.

7 Idem, p. 1, l. 20.

8 AN, KK 415, fol. 134v.

9 Ce tracé est confirmé par les textes. AN, S 1345, lettre de 1700, p. 2, l. 20-25.

10 Son comblement est rempli de fragments de coffrage en mortier, ce qui témoigne d’une activité de récupération.

11 AN, S 5558, fol. 68.

12 Toupet, Viré, et al. 2004.

13 Le mot boisseau est au départ un terme de métrologie qui signifie une ancienne mesure de capacité pour les matières sèches, puis par extension le récipient de forme cylindrique qui servait à faire cette mesure. Il est aussi utilisé par analogie dans le bâtiment pour désigner « tout appareil, de forme généralement cylindrique, rappelant ce récipient ». On peut donc supposer que le terme a été donné à la tour de pression en référence à sa forme cylindrique. Centre national de la ressource textuelle : www.cnrtl.fr/definition/boisseau.

14 AN, S 1345, lettre du 4 juillet 1451, l. 4-5.

15 Idem, l. 77-82.

16 Idem, l. 20-24.

17 Idem, l. 21-22.

18 Idem, l. 22.

19 Idem, l. 58-60.

20 AN, S 1345, lettre du 13 août 1631, l. 1-2.

21 Ce type de lit de pose pour des tuyaux en plomb est attesté au xve siècle à Château-Thierry. Blary 2006, p. 132.

22 Diderot et D’Alembert 1780, p. 250-251.

23 AN, S 1345, lettre du 4 octobre 1686, p. 1, l. 5-8.

24 AN, lettre de 1700, S 1345.

25 Ce problème est déjà soulevé dans les textes de 1700 et il semble être à l’origine de la réalisation d’une seconde tour de pression au niveau de la Porte du Temple. AN, S 1345, p. 3, l. 21-30 et p. 5, l. 17-23.

26 Des tessons datés des xvie-xviie siècles ont été piégés dans cette unité stratigraphique.

27 AN, S 1345, lettre du 4 octobre 1686, p. 1, l. 5-8.

28 Idem, p. 1, l. 11-15.

29 Idem, p. 4, l. 19-26.

30 AN, lettre de 1700, p. 3, l. 10-12. Lettre de litige entre Saint-Martin et le Temple au sujet du nouvel emplacement de la tour de pression.

31 Idem, p. 3, l. 21-30.

32 Tous les grains de quartz font moins d’un millimètre de diamètre.

33 Des cordes en chanvre sont employées pour renforcer ou calfeutrer les tuyaux en les liant. Berthier, 2014, vol. 9, p. 304.

34 Vitruve, Callebat L. (éd. et trad.), 1999, chapitre V.

35 C’est le cas pour les châteaux de Chevreuse et de Vincennes.

36 Grewe 1991 ; Pressouyre et Benoit 1996 ; Benoît 2007.

37 Les principales analyses publiées concernent des tuyaux d’époque romaine (Wyttenbach et Schubiger 1973 ; Cochet 2000).

38 Diderot et D’Alembert 1780, p. 250-251.

39 Cochet 2000, p. 70-73. En profil, la partie inférieure de la soudure est plate pour ne pas gêner la pose au sol de la conduite.

40 La section obtenue a été enrobée dans une résine époxy et polie à l’aide de papier de carbure de silicium grades 80 à 4 000. L’observation a ensuite été réalisée à l’œil nu.

41 Blair et Ramsay 1991, p. 64 ; Cochet 2000, p. 27-30 et 57 ; Greene 2005, p. 115 ; Lea-Jones 2005.

42 Bushby 1930-1931 ; Magnusson 2001, p. 66-67.

43 La soudure représente 6 % de la surface de la coupe. Les masses volumiques sont de 5,75 g/cm3 pour l’étain et 11,35 g/cm3 pour le plomb.

44 Beck 1992.

45 Magnusson 2001, p. 68.

46 Paul Benoît (2007) cite des diamètres internes fréquemment compris entre 2,5 à 10 cm, mais pouvant atteindre pour des cas exceptionnels jusqu’à 20 cm pour 3 cm d’épaisseur !

47 Pour plus de détails sur le protocole analytique utilisé, voir L’Héritier, Arles, Disser et Gratuze 2016.

48 1 ppm = 0,00001 %

49 Co, Ni, Cu, As, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Au et Bi.

50 Les étalons de référence utilisés étant des étalons à base plomb, le dosage est moins précis pour les soudures (alliage plomb-étain) que pour le plomb « pur ». Elle permet toutefois d’établir des comparaisons pertinentes entre les différentes analyses. En outre, dans le cas des soudures, l’intérêt s’est uniquement porté sur les éléments majeurs : plomb et étain.

51 Bushby 1930-1931 ; magnusson 2001, p. 66-67.

52 Grewe 1991 ; Pressouyre et Benoît 1996.

53 Les teneurs mesurées par A. Cochet sur la conduite d’Arles Trinquetaille sont comprises entre quelques dizaines et quelques milliers de ppm (Cochet 2000, p. 152). Les teneurs en étain de sept tuyaux de plomb provenant de Suisse et du Portugal sont inférieures à 0,5 % (Wyttenbach et Schubiger 1973).

54 Wyttenbach et Schubiger 1973 ; Baron et Cochet 2003.

55 Wyttenbach et Schubiger 1973 ; Cochet 2000, p. 56-59.

56 Téreygeol 2009.

57 Pernicka et Bachmann 1983 ; L’Héritier, Baron, Cassayre et Téreygeol 2015.

58 La faible épaisseur de certaines soudures n’exclue pas que la matrice de plomb sous-jacente ait parfois été prélevée et analysée, le mode de fonctionnement de l’ablation laser amenant à « creuser » dans le spécimen au fur et à mesure de l’analyse. Les teneurs en étain mesurées sont donc des minima.

59 Pline l’Ancien 1983, p. 160.

60 Cochet 2000, p. 72 et 76.

61 Wyttenbach et Schubiger 1973 ; Cochet 2000, p. 56-59.

62 Lee-Carroll 1981.

63 Magnusson 2001, p. 68.

64 Grewe 1991 ; Pressouyre et Benoît 1996 ; Magnusson 2001, p. 68.

65 Toupet, Viré et al. 2004.

66 Benoît 2007, p. 66.

67 Grewe 1996, p. 129.

68 Coppack 1996, p. 158.

69 Ibid, p. 161-162.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 L’approvisionnement en eau de Paris (d’après Lorentz et Sandron 2006, p. 217).
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Titre Fig. 2 Proposition de restitution du tracé de l’adduction qui alimente le Temple et Saint-Martin-des-Champs.
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Titre Fig. 3 Plan phasé du système hydraulique.
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Titre Fig. 4 L’adduction principale vue depuis le sud-est.
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Titre Fig. 5 Coupe stratigraphique de la tranchée d’installation 20531 et de la conduite 20532.
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Titre Fig. 6 Le regard de vidange vu depuis le sud-ouest. Le piédroit sud-ouest a été démonté.
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Titre Fig. 7 La connexion entre la conduite en terre cuite 20532 et la conduite de plomb du regard de vidange.
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Titre Fig. 8 Le bloc de pierre servant de système de vidange.
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Titre Fig. 9 Vues en plan et en profil du coude en pierre.
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Titre Fig. 10 Profil nord-sud du regard de vidange.
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Titre Fig. 11 Vue du piédroit sud-ouest muni de deux gonds de porte.
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Titre Fig. 12 Proposition de reconstitution du fonctionnement du regard de vidange.
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Titre Fig. 13 Vue depuis l’est du caniveau médiéval 22026 se jetant dans le puisard 22249.
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Titre Fig. 14 La tour de pression dans son contexte, vue du sud.
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Titre Fig. 15 Plan et profil de la tour de pression.
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Titre Fig. 16 Profil altimétrique du siphon inversé dans l’emprise du Carreau du Temple.
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Titre Fig. 17 Le bassin de décantation d’époque moderne, vu depuis le sud-est.
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Titre Fig. 18 Le tuyau en terre cuite de la conduite 20532. Photo de la pâte du tuyau.
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Titre Fig. 19 Le tuyau de terre cuite d’époque moderne.
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Titre Fig. 20 Photo de détail montrant une première coulée en fond de tranchée (A), l’épaisse couche d’enrobage – couche structurelle (B) – et la couche de finition (C).
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Titre Fig. 21 Photo de détail montrant la fine couche de mortier assurant l’assemblage des tuyaux.
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Titre Fig. 22 Lame mince des différents mortiers et du tuyau en terre cuite.
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Titre Fig. 23 Le tuyau moulé en plomb d’époque moderne.
Crédits © Éveha
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Titre Fig. 24 Coupe métallographique de l’extrémité du tuyau Met 1253 (conduite 33937).
Crédits © M. L'Héritier
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Titre Fig. 25 Composition chimique des tuyaux de plomb.
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Titre Fig. 26 Teneurs en Bi, Ni et Sb des tuyaux de plomb (en ppm).
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Fichier image/jpeg, 168k
Titre Fig. 27 Composition chimique des soudures.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/2718/img-27.jpg
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Titre Fig. 28 Diagramme de phase plomb-étain montrant les températures de fusion des soudures de Met 1251 et Met 1252 et l’intervalle de solidification de l’alliage (zone grisée entre le solidus et le liquidus).
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/2718/img-28.jpg
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Titre Fig. 29 Monastère de Christchurch, Cantorbéry. Robinet de purge (purgatorium) installé au pied de la colonne montante d’un lavabo situé dans le cloître devant le réfectoire (d’après Grewe 1996, fig. 6, p. 129).
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Pour citer cet article

Référence papier

Damien Gazagne, Isabelle Caillot, Maxime L’Héritier et Stéphane Büttner, « Adduction, évacuation et gestion de l’eau dans l’enclos du Temple de Paris : approches archéologiques et techniques », Archéologie médiévale, 47 | 2017, 9-32.

Référence électronique

Damien Gazagne, Isabelle Caillot, Maxime L’Héritier et Stéphane Büttner, « Adduction, évacuation et gestion de l’eau dans l’enclos du Temple de Paris : approches archéologiques et techniques », Archéologie médiévale [En ligne], 47 | 2017, mis en ligne le 15 février 2018, consulté le 20 octobre 2019. URL : http://journals.openedition.org/archeomed/2718 ; DOI : 10.4000/archeomed.2718

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Auteurs

Damien Gazagne

Éveha, études et valorisations archéologiques

Isabelle Caillot

Éveha, études et valorisations archéologiques

Articles du même auteur

Maxime L’Héritier

Université Paris 8, département d’histoire. EA 1571 Histoire des pouvoirs, savoirs et sociétés. Chercheur associé à l’Iramat, CNRS UMR 5060

Articles du même auteur

Stéphane Büttner

Chercheur associé, UMR 6298 Artehis, Centre d’études médiévales Sai nt-Germain

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