L’archéologie navale expérimentale

par Guilhem Brunet

L’archéologie navale expérimentale est une sous-discipline de l’archéologie navale qui, après une première expérience française sans lendemain (Trirème impériale, 1861), s’est développée en Scandinavie à partir des années 1890 (« école scandinave ») avant de progressivement gagner, à partir des années 1970, le reste de l’Europe littorale, puis du monde. Mobilisant des compétences variées et tirant profit des dernière innovations de l’informatique archéologique, l’archéologie navale expérimentale vise à vérifier, par le recours à l’expérimentation, la validité des hypothèses de restitution des épaves, ainsi qu’à reconstituer l’ensemble de la chaîne opératoire allant de leur conception à leur réalisation ; il s’agit également d’accroître, par le recours à l’expérimentation, le savoir relatif aux techniques de construction et de navigation et aux qualités nautiques des différents types de navire.

 I. Bref historique

 1. Une première française

L’archéologie navale expérimentale a vu précocement le jour en France, sous le Second Empire, lorsque Napoléon III a chargé l’historien de la marine Augustin Jal et l’architecte naval Dupuy de Lôme de construire une réplique de trirème. L’objectif scientifique du projet était de vérifier les hypothèses émises par A. Jal sur le système de nage à trois rangs superposés (La Flotte de César, 1861), question qui alimenta, au long du siècle, un débat passionné. L’absence de données archéologiques, la pauvreté du corpus Corpus Un corpus est un ensemble de documents, artistiques ou non (textes, images, vidéos, etc.), regroupés dans une optique précise. littéraire et iconographique alors disponible limitèrent grandement la portée du projet. Celui-ci donna, néanmoins, lieu à une navigation expérimentale sur la Seine, en présence de l’empereur, qui permit de tester les qualités nautiques de la réplique et de mesurer ses vitesses à la rame.

 2. « L’école scandinave »

Après la découverte en 1880, dans un tumulus en Norvège (ferme de Gokstad), d’un navire funéraire viking du IXème s. dans un très bon état de conservation, émerge l’idée d’en reconstituer une réplique de manière à démontrer expérimentalement la faisabilité de la traversée de l’Atlantique Nord sur ce type de navire, qui ne s’appuyait alors que sur des sources littéraires (Sagas des Groenlandais et d’Eric le Rouge). Ce premier programme d’archéologie navale expérimentale à partir d’une source archéologique s’achève en 1893 par une navigation expérimentale concluante à travers l’Atlantique. A partir des années 1940, le Norvégien Thor Heyerdahl, navigateur, anthropologue et archéologue, prend part à plusieurs expéditions très médiatisées à bord d’embarcations rudimentaires, dans le but de démontrer la possibilité de certaines migrations maritimes. Il entreprend ainsi, en 1947, pour étayer son hypothèse concernant le peuplement de l’Océanie, de reproduire, dans les conditions des temps préhistoriques, sur un radeau de troncs de balsa - le Kon-Tiki -, le voyage d’Amérindiens à la dérive à travers le Pacifique. Ses expérimentations successives sont cependant accueillies fraîchement par la communauté scientifique. Ce n’est qu’à partir des années 1980 que « l’école scandinave » prend une réelle ampleur avec la reconstitution, sous la direction d’Ole Crumslin-Pedersen, fondateur du musée des navires vikings de Roskilde, des cinq épaves du XIème siècle retrouvées dans le fjord de Roskilde au Danemark.

Les cinq répliques des navires vikings de Skuldelev en 2006. (Archéothema, n°18, jan-fév. 2012)
Les cinq répliques des navires vikings de Skuldelev en 2006. (Archéothema, n°18, jan-fév. 2012)

 3. « L’école anglo-saxonne »

Dans les années 1970 se développe, en concurrence avec « l’école scandinave », une « école anglo-saxonne » qui bénéficie de l’essor récent de l’archéologie sous-marine et des progrès de l’archéologie navale en général. Les inventions d’épave se multiplient, notamment en Méditerranée, accroissant d’autant le corpus archéologique disponible. Le champ des questions motivant les reconstitutions s’élargit et intéresse notamment les techniques de construction et d’assemblage.

 4. Une révolution informatique ?

L’archéologie navale expérimentale gagne progressivement le reste de l’Europe littorale, puis du monde. Trois centres de recherche majeurs rayonnent désormais : le Centre for Maritime Archaeology de Roskilde (Danemark), l’Institute for Nautical Archaeology de l’université de Texas A&M (Etats-Unis) et le Centre Camille Jullian (France). Après les premières restitutions informatiques 3D avec étude hydrostatique effectuées, au début des années 1990, par Marc Pommellet (Sistre international) sur l’épave romaine de la Madrague de Giens, les différents processus mis en œuvre dans les programmes d’archéologie navale expérimentale ont été profondément modifiés par la place croissante prise par l’outil informatique. Ce dernier permet désormais la production d’informations supplémentaires sur les qualités nautiques des navires restitués, une remise en question permanente des résultats des restitutions conduisant à l’examen d’une pluralité d’hypothèses, et, de manière générale, une amélioration technique des restitutions. Les problématiques associées aux restitutions n’ont, par contre, pas été bouleversées par lui (POVEDA 2015, p. 178-179).

  II. Les étapes d’un projet d’archéologie navale exéprimentale aujourd’hui

La manière de mettre en œuvre la restitution d’un navire à partir d’une épave fait maintenant globalement consensus. L’ensemble des étapes du processus de restitution doivent être minutieusement documentées, de manière à asseoir la scientificité du projet et à ce que les choix restitutifs puissent faire l’objet d’une critique constructive.

  1. Invention et fouilles

A l’invention de l’épave succède une expertise qui donne lieu, le cas échéant, à une campagne de fouilles (sous-marines, subaquatiques ou terrestres). Les vestiges font l’objet :

 2. Analyse archéologique

L’analyse tracéologique ou dendromorphologique, effectuée par observation macroscopique, consiste à identifier les outils utilisés par les anciens charpentiers de marine, ainsi que leurs gestes et que les types de débittage mis en œuvre. Les traces d’outils se trouvent généralement aux endroits qui sont restés préservés de l’érosion, comme la surface de contact entre deux pièces assemblées. Un échantillonnage est réalisé des pièces de bois destinées à l’analyse xylologique ou dendrologique. Celle-ci consiste à identifier sur des critères microscopiques les essences ligneuses utilisées et s’effectue en laboratoire. Les poix et/ou textiles assurant l’étanchéité du navire sont également échantillonnés en vue de l’analyse spectrométrique infrarouge (IRTF). L’établissement d’une cartographie peut alors permettre de visualiser leur localisation. Les éventuels clous d’assemblage ou autres pièces métalliques peuvent faire l’objet d’une étude métallographique permettant de révéler leur composition et leur datation.

Les données archéologiques issues des fouilles sont alors éventuellement confrontées à des parallèles archéologiques et iconographiques de manière à formuler une première hypothèse interprétative sur le navire d’origine : type, fonction, mode de propulsion, système de gouverne. Le recours aux sources parallèles peut également n’intervenir qu’après la remise en forme des vestiges.

Maquette des vestiges archéologiques de l’épave Jules Verne 7 (Photo CNRS/CCJ)
Maquette des vestiges archéologiques de l’épave Jules Verne 7 (Photo CNRS/CCJ)

Une maquette des vestiges bruts, généralement au 1/10e, est d’abord réalisée. Il peut également s’agir d’un modèle virtuel, éventuellement doublé d’une maquette. Il/elle servira de guide pour le redressement des déformations subies par l’épave et permettra de réaliser un plan développé des bordés dont il sera fait usage lors du contrôle des formes restituées, notamment par l’établissement d’un plan de bordé développé des vestiges. Plus généralement, la maquette des vestiges servira de base de référence à l’étude de l’hypothèse (ou des hypothèses) restitutive(s).

 3. Redressement

Maquette des vestiges remis en forme de l’épave Jules Verne 7 (Photo CNRS/CCJ)
Maquette des vestiges remis en forme de l’épave Jules Verne 7 (Photo CNRS/CCJ)

Une seconde maquette, des vestiges remis en forme, généralement aussi au 1/10e, est ensuite réalisée. Il peut également s’agir d’un modèle virtuel, éventuellement doublé d’une maquette. Le redressement s’effectue à partir de la forme de la membrure, en travaillant sur les coupes transversales. Le modèle des vestiges remis en forme constituera la base initiale du plan de formes de restitution qui sera ultérieurement complété.

 4. Étude de restitution

Sur la base du modèle des vestiges redressés, une hypothèse de restitution de l’ensemble de la carène, ainsi que des dimensions principales est proposée. « Deux modèles de vérification sont produits : l’un virtuel, l’autre matériel, réalisé généralement en carton, d’où son nom de « maquette carton ». De ces deux modèles sont extraits de nouveaux plans de bordé développé destinés à être comparés avec celui tiré initialement du modèle des vestiges. Une recherche circulaire par ajustements successifs des deux modèles de redressement se met en place jusqu’à ce que l’on obtienne une cohérence d’ensemble satisfaisante permettant de valider définitivement la forme redressée. » (POVEDA 2015, p. 163-164).

Napoli C. Maquette de vérification des formes(© Centre Camille Jullian, R. Roman, P. Poveda et G. Boetto 2009, cliché L. Damelet)
Napoli C. Maquette de vérification des formes(© Centre Camille Jullian, R. Roman, P. Poveda et G. Boetto 2009, cliché L. Damelet)

Une fois la restitution de la carène validée, une (ou plusieurs) hypothèse(s) de restitution des parties manquantes (œuvres mortes, gréément, voilure, système de rames, système de gouverne, accastillage) est(/sont) émise(s), en s’appuyant sur des parallèles archéologiques, iconographiques, ethnographiques ou littéraires pertinents sur le plan chronologique, technique et culturel. Il convient alors de se garder de tout anachronisme et de s’assurer d’une adéquation stricte entre les éléments restitués et les vestiges. La validité des hypothèses de restitution peut être évaluée suivant trois niveaux distincts : certain (1), probable (2) ou possible (3) (POMEY 2003, p. 57-65). Plus la part des éléments de niveaux 1 et 2 sera élevée et plus la restitution sera pertinente. Les restitutions graphiques, élaborées à l’aide de logiciel tels que Rhinocéros, sont contrôlées et validées au moyen de maquettes d’étude.

Après que la validité de l’hypothèse (ou des hypothèses) de restitution a(/ont) été vérifiée(s), un plan de formes finalisé est produit, accompagné de plans de structure, sur lesquels les parties conservées sont très nettement distinguées des parties restituées, de manière à bien expliciter les choix restitutifs.

Des modèles d’étude grandeur nature d’éléments ou de sections du navire peuvent alors être réalisés. Ils peuvent également précéder immédiatement la reconstitution de l’ensemble du navire à l’échelle 1. Ces modèles peuvent, par exemple, porter sur la restitution des systèmes d’assemblage, afin de mieux en comprendre la réalisation et le fonctionnement (cas des épaves Jules-Verne 9, Cavalière, Comacchio, Nin).

Maquette de restitution finale de l’épave Jules-Verne 9 au 1/10e. Réalisation R. Roman. (Photo Ph. Foliot, CCJ -CNRS)
Maquette de restitution finale de l’épave Jules-Verne 9 au 1/10e. Réalisation R. Roman. (Photo Ph. Foliot, CCJ -CNRS)

Une (ou plusieurs) maquette(s) de restitution finale, généralement au 1/10e, est(/sont) alors réalisée(s).

 5. Evaluation hydrostatique et de stabilité

Elle ne consiste pas en une étude globale du comportement du navire à la mer et ne peut, en conséquence, prétendre remplacer la navigation d’expérimentation. Il s’agit, avant tout, de vérifier, par le recours à des simulations numériques effectuées au moyen de logiciels d’architecture navale, la validité de l’ hypothèse interprétative initiale concernant l’espace de navigation privilégié du navire et son programme d’utilisation potentiel. Elle consiste à appréhender, par une appréciation virtuelle des caractéristiques hydrostatiques des navires, leurs déplacements et les ports en lourd qui y étaient associés, ainsi que leur stabilité en fonction de ces différents déplacements. Il s’avère, pour ce faire, nécessaire de définir le plus précisément possible un devis de poids « approché » de tous les éléments du navire, à travers un modèle détaillé et précis, de manière à pouvoir en étudier l’importance et la répartition. Il peut s’agir d’évaluer, à travers différentes conditions de chargement, depuis la navigation en lège jusqu’à un chargement maximum, et diverses conditions de vent :

  • les capacités de charge et donc l’importance commerciale éventuelle d’un navire ;
  • ses ports en lourd théorique et potentiel ;
  • la raideur à la toile du navire et sa surface mouillée, qui conditionne ses vitesses et sa facilité de déplacement dans les petits airs ;
  • ses stabilités de poids et de forme ;
  • le degré de gîte générant l’envahissement du navire et l’immersion du livet, mais aussi la stabilité transversale du navire. Les résultats produits par l’évaluation hydrostatique et de stabilité, qui doivent être considérés comme des ordres de grandeur, doivent être reliés, quand il est possible, aux spécificités géographiques du milieu de navigation envisagé : vents dominants, état moyen de la mer, courantologie. La maquette de restitution finale, généralement au 1/10e, peut faire l’objet de tests en bassin de carène.

 6. Reconstitution à l’échelle 1

Elle consiste à réexpérimenter et à documenter, par un suivi photographique et vidéo, l’ensemble de la chaîne opératoire de la construction, ainsi qu’à valider les hypothèses de restitution. Elle permet également de valoriser le patrimoine historique et maritime local/régional/national. Le chantier peut être, partiellement, ouvert au public. Pour qu’une reconstitution à l’échelle 1 soit entreprise, l’épave inventée doit présenter un intérêt majeur et le projet doit bénéficier d’un financement important (collectivités locales, ministères, CNRS…).

Plans du Gyptis réalisés avant construction, extraits du fascicule sur les phases de la construction et sur les séquences d’assemblage et de marquage réalisé par P. Poveda. (© Ph. Groscaux, CNRS-CCJ)
Plans du Gyptis réalisés avant construction, extraits du fascicule sur les phases de la construction et sur les séquences d’assemblage et de marquage réalisé par P. Poveda. (© Ph. Groscaux, CNRS-CCJ)

Les plans d’exécution côtés avec les détails d’assemblage sont remis au charpentier de marine, ainsi qu’un cahier des charges comportant les caractéristiques techniques de toutes les pièces et de tous les éléments entrant dans la construction et l’équipement du navire. Y est notamment précisé le plan détaillé de chaque pièce afin de permettre, d’une part, la réalisation des gabarits des pièces de charpente en vue de leur débitage et de leur façonnage et, d’autre part, leur assemblage.

 7. L’approvisionnement en bois

Sélection d’un chêne à l’aide d’un gabarit pour la construction de Prôtis. (Photo CNRS/CCJ, © L. Damelet)
Sélection d’un chêne à l’aide d’un gabarit pour la construction de Prôtis. (Photo CNRS/CCJ, © L. Damelet)

L’approvisionnement en bois est défini en fonction de l’identification des essences retrouvées sur les vestiges de l’épave (analyse xylologique), de la sélection d’essences ligneuses aux propriétés similaires en remplacement des essences disparues, de l’évaluation des quantités nécessaires pour chacune de ces essences et des contraintes de forme des pièces à débiter. Des repérages sont réalisés en forêt pour repérer et marquer les arbres à abattre. Les arbres peuvent être expertisés par carottage à cœur afin de s’assurer de leur bon état sanitaire avant abattage. Ceux destinés au façonnage des pièces courbes (étrave, étambot, allonges d’étrace et d’étambot) sont éventuellement sélectionnés au moyen de gabarits. Les arbres sont généralement abattus et ébranchés à la tronçonneuse sur place, puis débités en scierie. Ex. 12 chênes pubescents et un chêne vert ont été nécessaires pour la réalisation de la charpente axiale de Prôtis, 36 pins d’Alep pour celle du bordé et 3 pour une partie de la charpente interne.

 8. Phase d’expérimentation

Un bâti de chantier est mis en place sur lequel viendra s’appuyer la construction. Une première phase d’expérimentation porte sur une partie du bateau. L’objectif est de comprendre et de s’approprier les gestes et les savoir-faire, de déterminer les outils les mieux adaptés et d’identifier les difficultés et les problèmes pour y apporter des solutions. Il peut s’agir, par exemple, dans le cas de la reconstitution d’un navire antique, de se familiariser avec la technique de construction « sur bordé », où les formes de la coque sont directement déterminées par la pose des planches du bordé, ou avec la technique d’assemblages par ligatures des bateaux dits « cousus ».

Eléments de la charpente axiale du Gyptis installés sur le bâti de chantier pour la phase d’expérimentation. (© Ph. Groscaux, CNRS-CCJ)
Eléments de la charpente axiale du Gyptis installés sur le bâti de chantier pour la phase d’expérimentation. (© Ph. Groscaux, CNRS-CCJ)

 9. Les étapes de la construction proprement dite : l’exemple du Gyptis

Les éléments de la coque sont façonnés et assemblés : charpente axiale, bordé, membrure, emplanture de mât, baux, pontages d’extrémités. L’étanchéité et la protection de la coque sont assurées, après mise à l’eau pour permettre le gonflement du bois et des assemblages. Le mât, le gréement et l’accastillage, puis l’appareil de gouverne, le système de propulsion (voile et rames) et les équipements divers (ancres, sonde …). sont fabriqués, puis mis en place. Le bateau est équilibré et le gréément et l’appareil de gouvene réglés. Les équipements de sécurité en vigueur sont installés, par exemple, suivant les normes dites « Aff-Mar » dans le cas d’une embarcation française.

 10. Navigations expérimentales (et de démonstration)

Par des essais de navigation à différentes allures et selon différentes configurations de voile et/ou de rames, il s’agit d’évaluer les qualités nautiques (vitesse à la voile et/ou à la rame) et la manoeuvrabilité de la restitution, ainsi que de retrouver les tehcniques de navigation anciennes : système de propulsion (voile carrée, propulsion à la rame) et système de gouverne. Elles permettent enfin l’appréhension du navire comme espace de vie et de travail.

 Bibliographie

  • BENNET J., Sailing into the past : learning from replica ships. Naval Institute Press, 2009.
  • COATES J., « Experimental Boat and Ship Archaeology : Principles and Methods » in International Journal of Nautical Archaeology, 24, 1995, p. 293-301.
  • CRUMLIN-PEDERSEN O., « Experimental archaeology and ships – bridging the arts and the sciences », in The International Journal of Nautical Archaeology, 24, 1995, p. 303-306.
  • CRUMLIN-PEDERSEN O., Sailing into th past : proceedings of the International Seminar on Replicas of Ancient and Medieval Vessels, Roskilde : Viking Ship Museum, 1986.
  • FOUGERON R., Archeologie navale expérimentale : Synthèse des reconstructions de navires méditerranées antiques. Mémoire préparé sous la dir. de M. E. Rieth et de M. F. Villeneuve. UFR 03, Univ. Paris 1. Année universitaire 2013/2014.
  • GILLMER Th., « Authentic replica ships : theory and practice », in Harry Tzalas (éd.), 2nd International Symposium on Ship Construction in Antiquity, Delphi, 1987, p. 207-212.
  • GOODBURN D. M., « Further thoughts on reconstructions, replicas and simulations of ancient boats and ships » in The International Journal of Nautical Archaeology, 22, 1993, p. 199-203.
  • McGrail S., « Replicas, reconstructions and floating hypotheses », in IJNA, 21, 1992, p. 352-355
  • MORRISON J. S., COATES J., RANKOV B., The Athenian trireme : the history and reconstruction of an ancient Greek warship, Cambridge : Cambridge University Press, 2000
  • POMEY P., « Principes et méthodes de construction en architecture navale antique », in Navires et commerces de la Méditerranée antique. Hommage à Jean Rougé, Lyon : Cahiers d’histoire, 1988, p. 397-412.
  • POMEY P., « Conception et réalisation des navires dans l’Antiquité méditerranéenne », in Rieth E. (dir.), Concevoir et construire les navires. De la trière au picoteux, Ramonville-Saint-Agne : Erès, 1988, p. 49-72.
  • POVEDA P., « Méthode de restitution des navires antiques : nouveaux outils et nouvelles analyses des restitutions en archéologie navale », in : Revue d’Histoire Maritime, 2015, Les nouveaux enjeux de l’archéologie sous-¬marine, n°21, p.157-169
  • RIETH E., POMEY P., « La trirème antique de Napoléon III : un essai d’archéologie navale expérimentale sous le Second Empire », in Bulletin mensuel de la Société historique de Compiègne, 3, 2001, p. 239-266.
  • RIVAL M., La Charpenterie navale romaine, Paris : Editions du CNRS, 1991

 Wébographie

 Vidéographie

Projet Prôtis, 3. Des vestiges à la construction. Réalisation Antoine CHENE pour ORAC Vidéo ; sous la dir. de Patrice POMEY. Aix-en-Provence : Centre Camille Jullian, juin 2013. Vidéo numérique format mov (9 min, 51 sec).


Guilhem Brunet Master PISA, 2017


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