Techniques et procédés ingénieux

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A Byzance

Selon un préjugé tenace, Byzance n'a rien inventé. Pourtant, jusqu'au XII^e siècle, les spécialistes s'accordent à reconnaître que l'Empire byzantin est l'une des civilisations les plus avancées du monde méditerranéen en matière de technologie, probablement grâce à l'héritage de la science antique, dont elle se réclame constamment. Par la suite, l'Empire byzantin perd de sa capacité d’innovation, mais demeure le point de transit par lequel les inventions de ses voisins peuvent circuler : c’est Byzance qui permet la diffusion de la soie et de la boussole vers l'Occident, des horloges à eau, et de procédés d'irrigation vers le monde arabe.

Au VI^e siècle Alexandrie est la capitale scientifique du monde méditerranéen grâce à sa bibliothèque et son activité d'enseignement ; la science antique est le point de départ de toutes réflexions innovantes. L'un des grands créateurs de l'époque est Anthémios de Tralles : à partir des traités d'Héron d'Alexandrie sur les procédés hydrauliques, il imagine un dispositif fondé sur l'utilisation de la vapeur, pour simuler un séisme chez son adversaire Zénon le rhéteur[1] ; à partir des commentaires d'Archimède par Eutokios d'Askalon (sur la mesure du cercle, la sphère et le cylindre), il conçoit avec Isidore de Milet l'architecture de Sainte-Sophie, chantier monumental qui leur permet d’élever la plus grande coupole de l'époque ; Anthémios redécouvre également le principe des miroirs ardents d'Archimède.

À la même époque, de nouveaux procédés textiles se répandent à Byzance : Procope[2] raconte que des moines apportèrent de Chine, en contrebande, des œufs de vers à soie, ce qui permit le développement de la sériciculture en Syrie, en Asie Mineure et en Grèce ; Constantinople devient pour longtemps le centre de l'industrie de la soie pour le monde méditerranéen. Les soieries jouent un rôle diplomatique important, servant de cadeaux à offrir aux souverains étrangers. La pourpre, extraite d'un coquillage, le murex, contribue aussi au prestige de l'industrie textile byzantine : elle est employée pour teindre les vêtements impériaux.

La crise du VII^e siècle est l’occasion d’une recrudescence de l’inventivité byzantine dans le domaine militaire. La généralisation des droma (ou chelandia), navires longs et légers, rapides, à voile ou à rames, et l'adoption de la voile triangulaire, dite voile latine, favorisent la prééminence de la marine byzantine. Le feu grégeois, inventé par Kallinikos dans les années 670 pour défendre Constantinople, est largement utilisé par la suite contre les agresseurs qu'il terrorise : sa renommée s’étend dans tout le monde médiéval. Qualifié de feu liquide, il est composé de naphte, de salpêtre, de soufre et de bitume. Sa formule est si bien tenue secrète qu'elle demeure mystérieuse encore de nos jours[3]. Le feu grégeois était lancé par un système de siphons et utilisé tant dans les batailles navales qu’au cours de sièges terrestres. L'invention de l'étrier d’autre part, mentionné dans le Stratègikon de l'empereur Maurice (582-602) permet l'émergence d'une cavalerie performante. D'autres innovations techniques de cette époque peuvent encore être mentionnées, telles que le moulin à eau ou le ferrage des chevaux.

Le IX^e siècle est également une période riche en inventions, surtout grâce à la créativité de Léon le Mathématicien. C'est peut-être lui qui, s'appuyant sur Héron d'Alexandrie, invente les automates, mus par de l'eau et des soufflets à air comprimé, qui ornaient la salle de réception des ambassadeurs étrangers et qui impressionnèrent tant Liutprand : le trône de Salomon s'élevait, des oiseaux chanteurs battaient des ailes, des lions rugissaient[4]. On lui doit en tous cas avec certitude un télégraphe optique qui, par une série de fanaux disposés entre le Taurus et Constantinople, avec deux horloges synchronisées disposées aux deux bouts, permettait de relayer très rapidement l’information d'une invasion prochaine de l'Empire. En médecine, l’extraction de calculs rénaux sans incision devient possible ; la séparation de deux siamois attachés par le ventre est également un succès de la chirurgie.

À partir du X^e siècle, si la créativité byzantine se tarit, l'Empire demeure accueillant aux technologies étrangères : les Byzantins adoptent ainsi des procédés arabes ou latins, comme l'arbalète.

Il faut cependant relativiser le blocage technologique de l'Empire byzantin dès cette époque. Deux exemples montrent en effet qu'il convient de rester prudent : certes, la charrue et la faux y demeurent inconnues à l'heure où, en Occident, elles accompagnent l'essor démographique et  économique, mais il faut reconnaître que les terrains accidentés et secs d'une grande partie des territoires de l'Empire se prêtent mieux à l'araire et à la faucille. La civilisation byzantine jouit surtout d'une grande faculté d'adaptation : outre le fait d’avoir su préserver l'héritage antique et le transmettre, les Byzantins ont aussi eu la capacité de s’approprier les inventions des autres cultures.  Enfin, il est certain que les siècles des grandes innovations sont également ceux des périodes glorieuses de l'Empire, tandis que les siècles de moindre créativité correspondent à des moments de crises politiques et économiques.

M.-H. C.

En Islam

L’Hydraulique : la culture de l’eau

Depuis les premiers siècles de l’Islam, la maîtrise l’eau et la nécessité de compenser la carence pluviométrique étaient des soucis majeurs pour les villes et campagnes islamiques. Cet effort de maîtrise a bénéficié d’une longue tradition hydraulique antique surtout dans le Croissant fertile, l’Iran et les campagnes égyptiennes.

L’adoption des techniques hydrauliques pour l’alimentation des cités accompagnait une volonté de maintenir en fonction des conduites de l’époque antique. Les géographes arabes se sont abondamment émerveillés devant ces anciens ouvrages. Al-Idrîsî (XII^e siècle) ne cache pas son admiration devant l’ancien aqueduc romain de Tolède. Ibn Khladûn compare les aqueducs romains de Carthage et de Cherchell aux pyramides d’Egypte. D’autres réadaptations des structures hydrauliques romaines sont observées aussi à Séville, à Jaén et à Huelva. À Alep, la canalisation qui desservait au XIII^e siècle la plupart des quartiers, était en réalité, une reprise d’une conduite déjà existante depuis l’Antiquité. À Tunis, et afin de pallier la situation de pénurie que connut cette ville au XIII^e siècle, les Hafsides ont dû restaurer une grande partie des aqueducs romains.

Avec l’expansion de l’Islam, on assiste à une multiplication des dispositifs de petites hydrauliques et de leur mise en œuvre à grande échelle. Cette diffusion des techniques avait permis une meilleure maîtrise des procédés de détection de l’eau souterraine et de son élévation et une généralisation des efforts pour la récupération des eaux pluviales et l’augmentation des volumes stockées.

Les qanats (galeries d’eau souterraines) ont connu alors une expansion depuis l’Asie centrale vers le sud de la Méditerranée, dans la Péninsule arabique, l’Occident musulman et en Sicile, en prenant des dénominations différentes (Karez, Khettara, foggara…). D’après J. Olivier Asin, Madrid a été doté pendant la période de Muhammad 1^er (X^e siècle), d’un réseau de qanats dont les galeries mesuraient de 7 à 10 km de long.

Le géographe al-Idrîsî nous révèle, que cette fois, c’est au tour d’un ingénieur andalous d’introduire cette technique à Marrakech, à la demande du souverain almoravide Alî b. Yûsuf (r. 1106-1143) pour résoudre le problème de l’eau dans cette capitale almoravide.

D’autres techniques hydrauliques ont connu une grande diffusion dans le monde musulman du fait de leur rentabilité et de leur coût accessible. Le paysan musulman du Moyen Âge fait également appel à d’autres procédés d’irrigation, comme le shâdûf, la sâ?ia dite aussi sâniya. Dans les villes, les roues élévatoires étaient mises en œuvre pour permettre l’accès à l’eau des rivières, tels qu’à Alep, Hama, et celle d’Albolafia à Cordoue construite par l’émir almoravide Ibn Tâshafîn, et dont le diamètre atteint 15 m, ou encore la grande noria de Tolède installée entre le pont d’al-Cantara et l’aqueduc romain.

Ces machines, basée sur une faible technologie mais reposant sur un savoir pratique des vraies potentialités du terrain, ont finalement profondément modifié et influencé le paysage agraire à cette époque. La terminologie espagnole actuelle d’irrigation, (les termes de alberca, d’azud, d’algibe, de noria, d’aceña, etc), en majorité d’origine arabe, garde encore le témoignage de cette influence de la culture de l’eau à travers la Méditerranée.

Le perfectionnement des systèmes hydrauliques et des modes de production agricole était accompagné de l’introduction de nouvelles cultures, d’origines tropicales ou semi-tropicales tels que le riz, le sorgho, la canne à sucre, le coton, les aubergines…

Mécanique et mécaniciens musulmans

L’effort entrepris par les mécaniciens musulmans médiévaux s’est concrétisé par un nombre important de traités de génie mécanique. Leurs auteurs, tout en engageant un travail d’appropriation et d’assimilation d’un héritage antique considérable, ont apporté un nombre de perfectionnements techniques qui leur est spécifique. Les frères Banû Mûsa de Bagdad, auteurs du traité, le Livre des astuces[5], composé vers 850, se sont inspirés en partie des idées d’Héron d’Alexandrie (125 av. J.-C.) et de Philon de Byzance (230 av. J.-C.).

L’Andalou al-Murâdî, a inventé au XI^e siècle des automates conçus en systèmes complexes d'engrenages segmentaires et épicycliques. Mais, le seul manuscrit en arabe restant, copié à Tolède, actuellement à la Biblioteca Medicea Laurenzia de Florence, est complètement défiguré.

C'est avec al-Djazarî (vers 1135-après 1206) que cet art de génie mécanique va atteindre un grand stade de perfectionnement. Son traité, qui fut achevé en 1206, est qualifié comme le document le plus important sur les machines depuis l'Antiquité jusqu'à la Renaissance. Le livre est riche en modèles réfléchis. On y trouve, pour la première fois, une machine élévatoire qui fonctionne au moyen du système bielle manivelle. Dans ce même modèle, al-Djazarî conçoit aussi, la technique d'une pompe aspirante et foulante, contribuant ainsi au début du machinisme.

En réalité, ces données ont servi de catalyseur pour une culture technique de tout un courant : l’école arabe de génie mécanique. Corrélativement à la profusion de traités, les grandes cités du monde musulman connaissaient la vogue des horloges monumentales, ces instruments qui permettaient de comptabiliser le temps et de fixer les heures de prières.

L’un des premiers textes relevant l’existence et la mise en pratique de ce genre d’instrument, nous vient d’Eginhard, un des chroniqueurs de Charlemagne. Vers 807, le calife de Bagdad Harûn al-Rashîd (r. 786-809) fit porter à ce monarque, à Aix-la-Chapelle, de beaux présents dont une horloge hydraulique. C’était, nous dit-il une : « horloge de bronze doré, construite avec un art admirable. Un mécanisme mû par l’eau marquait le cours des douze heures, et au moment où chaque heure s’accomplissait, un nombre égal de petites boules d’airain tombaient sur un timbre placé au-dessous, et le faisaient tinter par leur chute. Il y avait encore douze cavaliers, qui, lorsque les douze heures étaient révolues, sortaient par douze fenêtres, en fermant derrière eux, dans le choc de leur sortie, ces fenêtres qui auparavant étaient ouvertes ».

D’autres réalisations de ce genre ont été signalées à travers le monde musulman. Le voyageur andalou Ibn Djubayr (1145-1217), lors de sa visite de Damas vers 1184-85, a consacré une assez longue description à l’horloge monumentale de la grande mosquée des Omeyyades. Grâce à des mécanismes spécialement adaptés, cette horloge indiquait non seulement les heures de la journée, mais aussi celles de la nuit.

Le géographe, Yâkût al-Hamawî (m.1229) parle de ce genre d’horloge à Malte, qui à l’époque de l’émir Yahya inspira la réalisation de l’horloge de Palerme. Cette dernière fut installée en 1142 par Roger II. Les restes archéologiques attestent que cette horloge portait une inscription en trois langues (latine, grecque et arabe).

De tous ces types évoqués dans la documentation médiévale, seules les horloges de Fès semblent avoir résisté à l’usure du temps. Les deux horloges, qui subsistent, remontent au XIV^e siècle. La première se trouve à la grande mosquée al-Qarawiyyîn, et la deuxième près de la médersa al-Bû’nâniyya.

T. M.

[5] « Kitâb al-hiyal »