Mes chers camarades, bien le bonjour ! Vous avez entendu dire que la taille de la fusée Ariane dépendait de la largeur d’un cul de cheval ? C’est un fake qui a pas mal tourné, comme quoi la largeur du cheval permet de mesurer des voies romaines antiques, qui deviennent des routes médiévales, des tunnels modernes étroits, par lesquels on transporte les pièces de fusée… Donc en gros ouep, fesse de cheval = taille de réacteur, direction la lune ! Sauf que c’est absolument faux : les chevaux, routes, tunnels et fusées ont toujours varié en taille, donc c’est un gros cliché, et pas très malin en plus ! Par contre, moi je connais une machine fabuleuse, capable de transformer l’énergie mécanique en énergie hydraulique, qui date vraiment de l’Antiquité. Elle permet de démarrer un avion, de refroidir une centrale nucléaire, ou simplement de tourner un volant de voiture, ce qui fait qu’on la retrouve partout autour de nous ! Cette technologie de pointe, on l’appelle la pompe hydraulique, et elle remonte aux savants grecs d’Alexandrie. Alors aujourd’hui on va plonger -admirez le jeu de mot- dans les mécaniques des fluides de l’Antiquité, et vous allez halluciner ! Mais avant de nous plonger dans le sujet, je voulais vous parler d’un truc qui fera plaisir à tous les amateurs de science fiction, de BD et de puzzles. Vous le savez sans doute, on a lancé une marque de Puzzle autour des mythes et des légendes : Callisto ! Chaque puzzle est réalisé par des illustrateurs talentueux que l’on rémunère au mieux et qui touchent des droits sur chaque boîte vendue. On commence à avoir pas mal de visuel que vous pouvez retrouver sur callisto-editions.com et on a reçu il y a pas si longtemps un coup de fil improbable. La famille du célèbre Moebius nous ont contacté parce qu’ils trouvaient les puzzles tellement cool qu’ils avaient envie qu’on vous propose des visuels de leur père en puzzle ! Pour ceux qui ne connaissent pas, Moebius, de son vrai nom Jean Giraud, c’est un grand nom de la science-fiction et un des dessinateurs francophones majeurs du XXe siècle. Fondateur de la maison d’édition Les Humanoïdes associés, éditrice du célèbre magazine Métal Hurlant, Moebius a participé à la conception graphique de films comme Alien ou Tron. Il est également l’auteur d'œuvres majeures comme les BD Blueberry, Le Monde d’Edena, Le Garage Hermétique, L’Incal et Arzak. Dites vous bien que Moebius est une influence revendiquée de Miyazaki pour certaines de ses œuvres et réciproquement, c’est juste fou qu’on ai pu faire ce feat avec les puzzles. Dans son œuvre, on retrouve une grande inspiration de la mythologie grecque, dont une superbe illustration de l’histoire du fil d’Ariane à l’aquarelle et aux encres de couleurs, réalisée en 2005 . On vous la propose donc sur le site en plus d’une autre magnifique illustration du Starwatcher, un des personnages phare de Moebius. Je vous laisse découvrir ces deux nouveaux puzzles et les autres sur callisto-éditions.com . Et maintenant, on reprend l’épisode ! En -323, Alexandre Le Grand meurt. Aussitôt, son fidèle officier Ptolémée devient le satrape de toute l’Egypte. Et pour asseoir son autorité sa nouvelle dynastie des Lagides, va fonder en -331 la grande ville d’Alexandrie. Selon Strabon, ce “comptoir du monde” devient un haut lieu de pouvoir commercial, politique et scientifique. Non seulement Alexandrie remplace l’ancienne capitale de Memphis, mais en plus elle compte supplanter Athènes. D’ailleurs un ancien Athénien et disciple d’Aristote, Démétrios de Phalères, participe à son rayonnement scientifique en construisant le Museîon [muzéionne], le “palais des Muses”, et qui donnera plus tard le mot “musée”. Ce palais gigantesque abrite une université, une académie et la fameuse bibliothèque d’Alexandrie, qui va tellement se développer que sous Jules César elle comptera plus de 700.000 volumes ! A partir de Ptolémée II Philadelphe, ces livres venus de partout sont traduits en Grecs, et servent aux savants pour toutes sortes de sciences Et comme le but d’Alexandrie reste d’innover et de perfectionner les techniques, on n’hésite pas non plus à étudier des disciplines marginales, qui ne font pas encore partie de la science reconnue. Tout un groupe de savants, qu’on appellera plus tard “l'École alexandrine des mécaniciens”, s’intéresse donc à la physique mécanique, l’hydrostatique, l’hydrodynamique, l’optique, la poliorcétique (ça c’est l’art d’assiéger des villes) et enfin, bien sûr, les pneumatiques. Et c’est ça qui nous intéresse : à l’époque, la “pneuma” ça déclenche des passions ! ça fait déjà très longtemps que les ingénieurs et les philosophes se prennent la tête sur le grand débat : qu’est-ce que l’air ? Et qu’est-ce que le vide ? Pour les ingénieurs, la pneuma, qui veut dire “le souffle”, ça désigne un ensemble de machines qui font le vide dans un récipient : en vidant l’air, elles font entrer un autre corps à l’intérieur du récipient. Sauf que pour les philosophes, c’est tout l’inverse ! La pneuma, c’est une force cosmique. L’air n’est d’ailleurs pas considéré comme un corps, mais plutôt comme un concept détaché de toute réalité matérielle. Avec le temps, et à force d’observation, la science des pneumatiques finit heureusement par prendre le dessus sur les concepts philosophiques. En plus, ces nouvelles réflexions permettent aux savants de l’époque d’adapter des théories déjà anciennes. Les machines hydrauliques, en particulier les systèmes d’élévations d’eau, siphons, pompes et conduites forcées, sont améliorées. Mais surtout, des grands principes physiques sont compris et exposés, les mêmes qui plus tard serviront de base à la fameuse branche scientifique de la “Mécanique des fluides” de notre 19e siècle ! Une vraie révolution, qui a sa liste “révolutionnaires” célèbres ! Tout d’abord, il y a un certain Ctésibios [ktézibiosse]. Connu indirectement par une série de textes postérieurs, ce contemporain d’Archimède, actif au début du 3e siècle avant notre ère, était le fils d’un barbier à Alexandrie. Ultra intelligent, hyper actif, ses travaux d’ingénieur étaient apparemment ce qu’il préférait dans la vie. En créant certaines machines hydrauliques, il aurait été le précurseur de l’école de mécaniciens. On aura l’occasion de parler de sa plus importante invention, la pompe à piston, mais il y a aussi l’hydraulis, ou “orgue hydraulique”, qui est le plus ancien instrument de musique à clavier. Les archéologues en ont retrouvé un à Dion, au pied du Mont Olympe, qui avait 24 tuyaux. L’eau pousse l’air dans ces tuyaux, qui émettent alors un son à volume constant, comme si on jouait une longue note sur un instrument à vent. Après Ctésibios, Philon de Byzance reprend ses théories. Vivant à la même époque, c’était peut-être un de ses élèves directs. Une partie de son ouvrage Méchanikè Syntaxis comprenait tout un livre sur la “Pneumatica”, qui nous est parvenu par des manuscrits latins et arabes plus tardifs. Il y réaffirme que l’air est bien un corps, qui n’est pas vide mais occupe un espace, puisque par exemple il empêche l’eau de rentrer dans une amphore renversée à l’envers. Ça, on l’a tous fait au moins une fois dans le bain ! Et à partir de ça Philon s’amuse, décrivant les principes, de technologies existantes…ou parfois complètement mystérieuses pour nous ! Il y a bien sûr des fontaines à eau, mais aussi le fameux tour de magie du verre qu’on boit sans le renverser, ou encore des lavabos avec flotteur, des robinets à double issue, des oiseaux en bronze qui sifflent un chant mélodieux, et bien sûr des siphons. Toutes ces technologies reposent sur le remplacement de l’air par l’eau, et toutes sont appliquées soit pour le divertissement soit pour des usages beaucoup plus vitaux… C’est particulièrement le cas du siphon de la ville de Pergame, en Turquie actuelle ! La particularité de Pergame, c’est sa position sur un plateau très haut, situé à 335 m au-dessus de la plaine de Kailos [kélos]. Forcément, le ravitaillement en eau de la ville est assez compliqué : on ne peut passer que par des sources situées au Nord, et les ingénieurs de la ville construisent donc un réseau de canalisations emboîtées de plus de 40 km de long, depuis les sources du Madragag jusqu’à un réservoir. Une fois stockée, l’eau doit encore grimper 200m de dénivelé jusqu’à la cité. Les Grecs mettent alors au point un siphon qui fait remonter l’eau par pression d’air, et le tour est joué ! Plus tard, les aqueducs remplaceront ce type de mécanisme, mais ces savoirs à l’application bien pratique continuent d’être théorisés durant toute l’antiquité. Au 1er siècle par exemple, Héron d’Alexandrie consacre une partie de son œuvre aux pneumatiques. Les dessins qui accompagnent ses descriptions permettent de bien saisir le principe physique de chacune de ses expériences. Et l’une des plus anciennes images représente justement la fameuse pompe hydraulique à piston : alors comme promis, on va en parler un peu plus en détail !
Les auteurs Grecs et Latins utilisaient différents mots pour désigner cette machine. On parle d’Organum pneumaticum. Mais au moment où l’eau s'élève, la pompe produit un petit sifflement assez drôle, qui fait “ssssifff’ !”. On en a donc tiré une onomatopée, un mot qui a la même sonorité : sipho, ou sipo. Dans tous les cas, organum ou sifo, on parle bien du même truc : la pompe à piston. Le principe de base est assez simple : deux pistons sont encastrés chacun dans leur cylindre. Chaque piston a deux clapets, un à l’entrée et un à la sortie. Soit ils laissent entrer l’eau, soit ils la refoulent. Mais ils s’ouvrent et se ferment à sens unique, en fonction du mouvement du piston. Donc quand les pistons se lèvent, ils font entrer l’eau. Mais quand ils s’abaissent, l’eau est pressée, la pression monte à l’intérieur du cylindre, ce qui la pousse violemment dans un tuyau de décharge, puis dans un tuyau de sortie placé au milieu de la pompe. Vitruve précise que ces tuyaux de décharge se rejoignent dans une chambre centrale unique, à couverture en forme d’entonnoir. Et voilà : on vient de faire bouger l’eau, avec une machine toute simple ! Héron d’Alexandrie décrit une pompe identique, mais avec une autre chambre intermédiaire au centre, pour empêcher tout retour de l’eau en arrière. Beaucoup plus fonctionnelle, cette pompe pouvait servir pour bien des usages quotidiens, et c’est pour ça que les archéologues en ont retrouvé plusieurs ! En tout, on en a retrouvé une vingtaine en France, en Allemagne, en Italie et en Espagne. Elles datent toutes de l’époque impériale, donc pas avant le 1er siècle avant notre ère. Mais seulement 6 de ces 19 pompes correspondent exactement aux descriptions textuelles : forcément, à côté du modèle théorique, il y a plein de variantes adaptées aux besoins ! D’ailleurs comme le bronze coûte assez cher, la plupart sont construites en bois. Finalement les vestiges archéologiques complètent assez bien les textes historiques, et comme ça on a une vraie idée complète de la technologie du passé. Et puis on comprend leur fonctionnement, leur taille réelle et leurs usages concrets. Et faut reconnaître qu’elles sont très utiles dans beaucoup de cas ! Tout d’abord, il y a les mines : c’est dans une mine du sud-ouest de l’Espagne, à Valverde [valverdé], que les archéologues en ont retrouvé une en 1889. Cette pompe de Sotiel Coronado - à ne pas confondre avec la Croix de Coronado d’Indiana Jones - est composée de nombreuses pièces en bronze, dont une lance de jet est parfaitement conservée. Conservée au Musée Archéologique National de Madrid, cette lance permet de diriger l’eau à droite et à gauche dans les tuyaux latéraux et en même temps elle assure un mouvement de rotation sur 360°, un peu comme un arrosoir automatique. Apparemment, elle servait à rafraîchir et approvisionner en eau les esclaves entassés au fond du puits de mine. A moins qu’elle serve plutôt à refroidir et fragiliser des pierres chauffées au contact du feu ? Et puis les pompes à piston sont aussi bien pratiques à bord des navires, même si les textes anciens en parlent assez peu. Il y a quand-même Cicéron, au 1er siècle avant notre ère, qui raconte qu’un navire qui prenait l’eau a bien été sauvé du naufrage par une pompe hydraulique qui a entièrement asséché sa cale. Et à Saint-Gervais, une épave antique découverte en 1978 contenait bien une pompe à chapelet, c’est-à-dire à manivelle. Toute en bois, elle était placée dans la partie la plus basse du navire, là où l’eau infiltrée descendait forcément. Par la suite, on se rend compte que ce type de pompes était assez courant, puisque les archéologues ont en aussi retrouvé dans des épaves à Marseille, Port-Vendres [porvandre], Ullastres [ouillastre] en Espagne, et jusque dans les bateaux de Caligula, découverts au fond du lac volcanique de Némi, à 25 km de Rome. Le plus impressionnant, c’est que ce genre d'engins restera toujours utilisé jusqu’aux navires du 18ème siècle, comme par exemple le Centaure, un vaisseau de la marine royale français construit à Toulon en 1756 et qui a fait naufrage en 1782 près d’Arles. Bon, j’aurais peut-être dû commencer par ça tellement c’est évident : forcément, les pompes antiques sont aussi beaucoup utilisées dans les puits ! Souvent en bois et placées tout au fond du puits, elles font remonter l'eau à la surface : à en croire Pline l’Ancien, et surtout vu la quantité phénoménale de découvertes archéologiques, c’est une habitude qui s’est largement diffusée dans tout le monde gréco-romain. Par exemple, en 1975 à Lyon, lorsqu’on veut construire la première ligne du métro, on met à jour tout un riche quartier résidentiel gallo-romain des premier et second siècle de notre ère. A la hauteur du carrefour de la rue Sainte-Hélène, on découvre les vestiges d’un petit puits maçonné, avec sa traditionnelle pompe à piston en bois. Complètement immergé en profondeur, on pouvait heureusement l’activer grâce à des bielles, reliées à un balancier en surface. Il n’y avait donc qu’à faire jouer ce balancier, pour tranquillement remplir des seaux d’eau, direction la domus ! En fait, c’est vraiment l’ancêtre des fontaines à eau qu’on trouve encore dans les jardins et les aires de jeux des villes d’aujourd’hui. Et encore plus incroyable, ça concerne aussi nos brumisateurs ! En latin, les spartiones [sparsionaisse] désignent l’action de pulvériser de l’eau odorante sur une foule. C’est comme ça qu’à l’aide d’une petite mais puissante pompe hydraulique, les spectateurs au théâtre ou à l’amphithéâtre sont rafraîchis et parfumés. Et ça, on connaît tous : un spectacle ou une cérémonie qui s’éternise en plein cagnard, qui n’a pas rêvé d’un petit coup de brumisateur ? Mais pour mettre la bonne humeur à une foule de romain, il faut une pompe qui soit un vrai petit bijou parfaitement rôdé ! En effet, si le jet d’eau est irrégulier, si la pression tombe à zéro, on obtient des grosses gouttes épaisses de parfum, ce qui est assez insupportable. Héron d’Alexandrie explique donc que ces pompes ont toujours un réservoir intermédiaire, qui permet un jet continu. On en utilise aussi pour injecter des sirops sucrés dans les ruches, afin de nourrir les abeilles ! Au passage, ce genre de mécanismes luxueux impressionne les invités : Plutarque décrit comme un certain Othon a épaté ses convives, avec une pompe aux “tuyaux d’or et d’argent qui lancèrent de tous les côtés à la fois des essences comme si c’eut été de l’eau et en inondèrent les convives”. Et vu le prix des parfums, il n’y a pas que les métaux précieux qui ont coûté un bras à “Othon-j’ai-gagné-à-l’euromillion” ! Et à l’inverse, il y a la pompe qui est tout sauf du luxe, car elle remplit un besoin absolument vital pour la cité antique : celle qui lutte contre les incendies ! Les feux urbains sont très répandus, vu que la grande majorité des habitations restent en bois. Pensons au terrible incendie de Rome du 18 juillet 64, sous le règne Néron : on compte plusieurs milliers de morts et 200.000 sans-abris ! Comparé aux seaux d’eau jetés rapidement sur un foyer mortel, les pompes ont un sacré avantage, grâce à leur jet puissant, constant et continu ! C’est encore Héron d’Alexandrie qui décrit ce type de pompes, et pour une fois son texte respecte bien les principes physiques pour un usage bien réel. Les textes et les épigraphies citant ses machines sont aussi assez nombreux. Il faut dire qu’au moins dès Auguste, la cité de Rome est dotée d’un corps de spécialistes du feu. Membres de la cohorte des vigiles de nuit, ces hommes se déplaçaient dans la ville équipée de pompes à pistons mobiles pour prévenir de risques d’incendies. Comme ils manient le siphon, on les appelle les siphonarii. Après tout, chez nous ceux qui manient la pompe sont bien les “pompiers”. Logique ! Ces soldats du feu si courageux et efficaces sont bientôt enviés dans tout le monde antique. Pour lutter contre les risques d’incendie dans la Turquie actuelle, on tente de prendre des dispositions similaires : au premier siècle Pline le jeune propose d’amener 150 de ces pompiers en Bithynie, et en l’an 155 la ville de Smyrne importe de nombreuses pompes pour lutter contre un redoutable feu. Même des empereurs comme Trajan apprennent à redouter les siphonarii, qui ont une excellente réputation, et forment déjà une puissante corporation ouvrière syndiquée ! Ça forcément, quand on a un rôle clef pour sauver des vies, voire des quartiers tout entier de la ville, ça pèse dans la balance ! Et pourtant, bizarrement, la technologie des pompes n’a pas duré si longtemps. A la fin de l’empire Romain, plus aucun texte n’en parle. Mais à la Renaissance, l’intérêt pour l’époque antique contribue à une nouvelle période d’inspiration pour les techniques du passé. A Sienne, l’ingénieur et mathématicien Mariano di Jacopo, surnommé Taccola , se présente lui-même comme “l’Archimède de Sienne”. Dans son De machinis [dé makinisse], il présente une large gamme d’appareils dont la fameuse pompe à piston de l’antiquité. Il aurait d’ailleurs repris les dessins et descriptions de Vitruve. Cette publication incita d’autres gens à s’intéresser à ces machines anciennes, jusqu’à les remettre complètement au goût du jour pour des usages du quotidien. Petit à petit, depuis Augsbourg au 16e siècle, les pompes servant en particulier à éteindre les incendies sont réintroduites un peu partout en Europe. En Hollande, Michel de Saint-Martin, prêtre français, raconte en 1667 qu’il a vu un compagnie, les Maîtres du feu, manœuvrer des pompes à piston. C’est probablement depuis la Hollande que Louis XIV achète une douzaine de pompes à piston pour prévenir d’incendies à Versailles et Paris. Mais ça ne suffit pas, car près de l’Hôtel Dieu un feu détruit toutes les maisons construites sur le “Petit Pont”. François Dumouriez du Perrier est alors nommé Directeur général des pompes à incendies de la ville de Paris, et comme les risques d’incendies sont de plus en plus nombreux, les nouvelles pompes sont acheminées un peu partout dans la ville. Leurs gardiens, les “gardes pompes”, deviendront les “pompiers” avec le temps. Comme quoi, tout autour de nous, il existe des engins dont l’histoire remonte à une période beaucoup plus éloignée qu’on ne croit ! Bien sûr qu’on a fait des progrès depuis, mais fondamentalement, on a rarement des technologies entièrement nouvelles de A à Z. C’est par étapes que le progrès et l’Histoire s’écrivent. Merci à Arnaud Bertrand, sinologue, enseignant à l’Institut Catholique de Paris, qui avait hâte de nous faire découvrir ces histoires de machines hydrauliques ! Et merci à vous tous qui soutenez la chaîne, n’hésitez pas à dire si d’autres machines du passé vous intéressent, et à ponctuer ça avec un like et un partage, ça aide vraiment ! A très bientôt pour un nouvel épisode, salut.