Plongée dans l’archéologie expérimentale (2/2)

Dans le précédent épisode, je vous parlais de ma visite au chantier médiéval de Guédelon, un véritable travail d’archéologie expérimentale où différents corps de métier cherchent à comprendre, avec l’aide de scientifiques archéologues comment on travaillait au Moyen-Age (au XIIIe siècle) pour bâtir un château fort à l’épreuve du temps.

Dans cette seconde partie, on parlera donc des métiers, des techniques, challenges et de quelques recherches scientifiques qui ont permis de faire progresser les savoirs. Qu’a-t-on appris sur ces 22 ans de chantier ?

Pour s’assurer de la durabilité d’une construction, au Moyen-Âge, comme maintenant, 3 règles d’or font loi. Il faut :
– un choix adéquat des matériaux (aux propriétés intéressantes),
– une construction dans les règles de l’art, ce qui signifie un savoir-faire certain pour transformer les matériaux, une coordination bien pensée et un enchaînement entre les différentes phases de construction optimal,
– une technologie adaptée (quels outils, quelles machines ?)

Les matériaux sur place
Comme on l’a vu dans le précédent billet, le choix du site d’implantation de ce chantier n’est pas anodin. C’est bien par la présence sur place de ressources particulièrement utiles pour la construction d’un château fort, qui explique cette implantation au sein de la forêt de Guédelon.
Le bois
La forêt est riche en chênes. Les troncs sont utilisés pour la construction des charpentes ou des échafaudages. La réserve de bois (autre que celui des troncs) est également utile pour alimenter (comme ressource en énergie) les différents fours sur place.
La pierre
Le site est sur une ancienne carrière de grès ferrugineux.

Le grès , c’est un roche sédimentaire, formée à partir de débris d’autres roches plus anciennes : souvent ce sont des grains de sable qui se sont « collés » par cimentation.
La cimentation s’explique principalement par un phénomène de dissolution d’espèces chimiques présentes dans la roche par l’eau qui s’infiltre entre les grains et en leur sein (porosité) puis par une étape de précipitation de minéraux : c’est cette formation de nouveaux cristaux qui lie les grains de départ entre eux.
Selon l’intensité de la cimentation, la roche obtenue est plus ou moins dure, résistante et étanche. Les grès trop friables ou poreux ne conviennent pas au domaine de la construction.

Sur le site, le grès est de couleur orangée ce qui atteste d’une forte présence de fer sous forme oxydée : ce sont d’ailleurs des minéraux riches en fer qui expliquent la cimentation des grains de sable. C’est pourquoi on parle de grès ferrugineux.

Le sable
Bien sûr, il y a du sable sur place (a priori logique au niveau d’une carrière de grès). Cette présence s’avère primordiale pour la mise au point du mortier qui relie les pierres (voir la partie dédiée au savoir-faire des maçons).

L’argile
La terre du site est également argileuse, une matière première nécessaire pour la fabrication des tuiles et des carreaux de pavement.
Parmi ces argiles, certaines sont colorées par un pigment riche en fer : c’est de l‘ocre (rouge, jaune ou brune selon le degré d’oxydation du fer et l’hydratation du composé). Ici, l’ocre jaune est utilisée pour la fabrication des peintures  murales (une technique très ancienne puisque c’est l’une des clés de la peinture pariétale) et la cuisson (qui conduit à une déshydratation et donc une modification de la forme chimique du fer) élargit la palette de teintes qu’on peut utiliser.
Enfin, on retrouve le fer plus « pur » aussi, sous forme d’hématite dans le sol. Là aussi, il sera utilisé comme pigment.

Travailler la pierre : carriers et tailleurs de pierre
Les carriers, ce sont eux qui vont débiter les pierres à des dimensions convenables pour ensuite les tailler pour les besoins du château (pierres d’oeuvre, celles de meilleure qualité et pierres de remplissage, de moindre qualité).
D’abord, ils doivent repérer les blocs de pierre qui possèdent les bonnes caractéristiques (on a vu que cela dépendait du degré de cimentation). D’abord, la couleur du matériau les renseigne sur sa dureté et sa facilité a être sculptée : plus la pierre est de couleur rouge foncé, plus elle sera dense et résistante.

Complémentaire à cette première approche, les carriers reconnaissent au son émis en tapant sur la roche avec leurs outils, la qualité du matériau. Si le son est sec et aigu, ils savent que le matériau a été bien cimenté et possède donc les bonnes propriétés mécaniques.

Pour fendre la pierre, ils repèrent aussi les lignes apparaissant à la surface de la pierre (stratigraphie) selon lesquelles ils estiment que la coupe sera la plus efficace. Le long de ces lignes, des petits trous appelés « lumières » sont creusés en utilisant une broche (petite pointe) et une masse.
Ensuite, on glisse dans ces trous des coins en fers. Le carrier tape alors sur les coins : une onde de choc est générée ce qui permet de fendre la pierre de façon nette le long de la ligne.

Le gros du travail est fait mais il faut encore affiner pour produire la pièce au profil et dimensions exacts. C’est la mission du tailleur de pierre où, dans sa loge, il commence par tracer le contour de la pièce selon un gabarit (une sorte de « patron » à l’échelle 1 comme pour les couturières, mais ici c’est une planche de bois).

Les tailleurs de pierre taillent aussi des blocs de calcaire en provenance d’une carrière voisine du site. Généralement, ils placent les pièces à tailler sur du bois et sur des nattes en corde réalisées sur place.
Ils utilisent différents types d’outils comme la massette, la broche, la chasse ou le ciseau en s’adaptant à la qualité de la pierre et au profil de taille à réaliser.

Travailler le bois : les bûcherons et charpentiers

Le travail des bûcherons est colossal. Ils choisissent les arbres de la forêt qui serviront pour la construction des charpentes. La première étape est de passer d’un tronc de section ronde à une pièce de section carrée : pour cela, ils doivent « équarrir » les troncs.
Ce travail se fait à la hache ou à la doloire (qui ressemble à la hache) en posant le tronc sur des tréteaux.

 

 

Le travail des charpentiers intervient ensuite.

Ils réalisent bien sûr les charpentes et un rapide coup d’œil sur les plafonds du logis seigneurial indique que tout est minutieusement pensé et calculé (il faut de solides connaissances en géométrie) pour que toutes les pièces s’encastrent et s’ajustent parfaitement.
Mais les charpentiers réalisent aussi les portes ainsi que tous les éléments et systèmes permettant le montage du château et des ateliers : la cage d’écureuil, les poulies, les échafaudages, les cintres pour soutenir les maçonneries des voûtes !

Enfin, le bois est aussi utilisé pour en faire des tuiles qui recouvrent certains ateliers : les tavaillons.

Ainsi, on a vu les mises en forme des matériaux pour en faire des pièces directement « à monter ». Voyons maintenant, quelques astuces et savoirs faire pour mettre tout cela en place. Les murs du château par exemple, comment tout cela se tient-il ?

Monter les murs, les tours, les charpentes
Le transport
Ce sont des chevaux qui assurent le transport des pièces servant à la construction. Ils sont deux et travaillent à raison de 2h par jour, chacun leur tour.

Les engins de levage
Pour lever les pierres de plus en plus haut, point de grue évidemment. C’est une cage à écureuil comportant une ou deux grandes roues dans lesquelles un ou deux hommes marchent afin de les mettre en rotation. Cela entraîne l’enroulement d’une corde autour d’un axe et la montée d’une charge. Le chantier de Guédelon est équipé de 3 cages à écureuil.

Grâce à l’iconographie médiévale, on a une connaissance assez précise de leur forme. Mais la façon de les utiliser dans les conditions de chantier est peu renseignée et doit répondre à des conditions de sécurité.
Ainsi, une fois la cage construite, de nombreux essais ont été réalisés afin d’estimer les capacités de la machine et de mettre en place toutes les sécurités nécessaires.
Il s’avère qu’une parfaite coordination de tous les acteurs qui manœuvrent la machine est nécessaire !

La fabrication des cordes
Toutes les cordes utilisées pour le chantier (protection des pièces en cours de taille et cordes pour le levage) sont également fabriquées sur place, à partir de chanvre ou de lin qui possèdent des fibres longues et résistantes. Nous avons pu visiter l’atelier.

Pour fabriquer une corde, il faut récupérer les fibres contenues dans la tige et les assouplir : c’est le rouissage qui permet d’obtenir ce résultat (on fait macérer les tiges dans l’eau). Ensuite les fibres sont broyées afin de séparer les fibres de la tige proprement dite (je n’ai pas eu l’information si toutes ces opérations étaient bien réalisées sur place).
Pour faire un corde, on utilise plusieurs brins de fibres et on leur fait subir une torsion ce qui a pour effet de resserrer les fibres sur toute leur longueur les unes contre les autres… Ainsi serrées, tout mouvement de glissement d’une fibre est bloqué par des forces de frottement. Cela conduit à une grande cohésion et une forte résistance. Un bel exemple qui illustre que les forces de frottement, qu’on cherche généralement à réduire (parce qu’elles s’opposent au mouvement), sont très utiles ici (justement parce qu’elles s’opposent au mouvement) !

Pour cet exercice de torsion, les artisans utilisent un rouet à engrenage de bois.

Ensuite, selon l’usage qui en sera fait, la corde confectionnée est plus ou moins grosse.

Les maçons
Alors il nous reste l’une des étapes les plus importantes : faire tenir les pierres taillées les unes avec les autres ! Certains murs du château ont 3 m d’épaisseur à la base. C’est la mission des maçons qui ont dû trouver la « bonne recette » pour produire du mortier adéquat et redécouvrir les bons gestes pour mettre tout cela en oeuvre.

Les secrets du mortier
Le mortier, par définition, est une pâte permettant d’assembler les pierres les unes aux autres. Il contient en général de la chaux, des granulats et de l’eau. La chaux est le liant, obtenu à partir de calcaire calciné à 900 °C, qui va faire « prise » avec l’eau et les granulats (donc durcir en séchant et en emprisonnant des grains de matériau).

Les questions se sont posées sur la nature des granulats à employer (graviers? sable ? lesquels ?), les proportions des différents ingrédients et la mise en oeuvre. Outre la recherche bibliographique (qui doit toujours guider les pas) sur la base des enluminures et icônes, c’est un vrai travail d’archéologue qui a été réalisé pour percer les secrets du « mortier moyenâgeux » (parce qu’il n’était pas question de produire du mortier « moderne »).
Ainsi, l’analyse des mortiers des châteaux voisins de Guédelon a permis d’avancer en livrant notamment les composés responsables du mortier durci. Christian LeBarrier, archéologue à l’INRAP, a fait plusieurs essais qui ont abouti à la mise au point de la bonne recette : le sable présent sur le site de Guédelon, mélangé avec de la chaux et additionné d’eau, formait un mortier de mêmes caractéristiques que celles des mortiers des châteaux voisins. Il durcit lentement sous l’effet de réactions pouzzolaniques, réactions qui ont lieu parce que les bons ingrédients sont présents (je vous en avais parlé ici).

Ainsi, selon le type de mortier à produire (mortier de parement ou mortier de remplissage), on va jouer sur la proportion de chaux, la teneur en argile (du sable) et la granulométrie des grains (le sable lavé est tamisé selon 2 tailles de grains).

La fabrication des tuiles
Les tuiles sont fabriquées à partie de la glaise (la terre argileuse) présente sur le site. Le tuilier travaille cette terre et réalise un moulage à l’aide d’un gabarit.

Puis c’est la cuisson, qui prend plusieurs jours (pas si facile de faire du feu et de maintenir la bonne température !). Il faut penser à optimiser la charge du four et veiller ensuite à la vitesse de refroidissement (il doit être lent, et non brusque pour éviter tout choc thermique préjudiciable à la tenue des tuiles).

D’autres métiers sur le chantier

D’autres personnes jouent un rôle clé sur le chantier, même s’ils n’interviennent pas « directement » sur la construction du château.
Voyons le métier de vannier, pour la fabrication de contenants pour différents usages. Passionnant à observer.  On peut citer les mannes qui sont fabriquées pour le transport du sable ou du mortier. Ces contenants doivent être résistants (d’un point de vue physique et chimique) et sont régulièrement réparés.

Un petit mot sur le métier de forgeron. Son travail est lui aussi primordial : il fabrique et répare les outils des bâtisseurs. Pour ça, le métal est chauffé au rouge, ce qui le rend malléable grâce au marteau et l’enclume. Ensuite la pièce est trempée (refroidissement brusque dans l’eau ou l’huile) pour que le métal durcisse.
Il fabrique aussi les clous, les gonds des portes …

Enfin quelques mots sur l’atelier des couleurs.
C’est là qu’on teint les laines issues de la tonte des moutons et les tissus. Ce sont les plantes sauvages ou cultivées sur place qui donnent les pigments sur une large palette de couleurs : l’iris donne une encre verte, les feuilles de pastel donnent une teinture bleue…

Mais des pigments sont également extraits du sol du site : ocre, hématite, comme je l’ai présenté précédemment. Ils sont chauffés pour encore modifier les nuances.

Et les peintures murales qui en découlent sont splendides…

Et pour coordonner tout cela ?

Alors le mot de la fin, sera pour la tête pensante de tout ce beau monde. Il faut en effet, que tout soit parfaitement coordonné entre les différents protagonistes de ce chantier de grande ampleur. C’est le rôle du maître d’oeuvre ! Il doit anticiper les besoins en matériaux, vérifier que tout se passe selon ce qui a été prévu et mesurer ! Il est souvent accompagné d’outils de mesure comme le compas et l’équerre !

En un mot, ce chantier est splendide. J’espère que cette visite virtuelle, détaillée, sur le chantier du site vous aura donné envie de vous y promener et d’observer tout cela par vous même ! Quant à moi, j’espère bien y retourner pour suivre les dernières étapes…