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La mine de Pampailly, XVe-XVIIIe siècles

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Paul Benoit

Au XVIIIe siècle, la Révolution de la houille

Chapitre 7. L’usine du Vernay : hydraulique et minéralurgie

Texte intégral

1Pour interpréter les vestiges des fouilles menées au Vernay, ceux d’une véritable usine métallurgique, le recours à la littérature technique du temps s’imposait. Comme à l’époque médiévale, il convient de distinguer entre les opérations de préparation du minerai et la métallurgie au sens strict du terme.

La documentation écrite

  • 89 "Son but est en effet de diminuer la masse à mettre en fusion pour obtenir un même produit, en sépa (...)

2La fin du XVIIIe s. et les toutes premières années du XIXe furent marquées par un effort d’amélioration des techniques minéralurgiques. Les traductions de traités allemands se répandirent en France, tant celui de Schlutter traduit par Hellot que l’ouvrage du Collège des mines de Freiberg, dont Antoine-Grimoald Monnet donna une version française (Schlutter, Hellot trad. 1750, Monnet 1773 réimp. 1990). Significative de cet effort est la place que le traitement du minerai avant fusion, et en particulier le lavage, tient dans le Journal des Mines. À côté de nombreux articles abordant la question plus ou moins profondément (Lelivec an XII), deux publications retiennent particulièrement l’attention. La première est de J.-F. Daubuisson et se répartit en quatre livraisons dans les numéros de l’an X de la République (18021803) et porte le titre de Description raisonnée de la préparation des minerais de Saxe, notamment de la mine de Beschert-Gluck ; l’ensemble couvre plus de 100 pages (Daubuisson an X). Répondant à l’œuvre de Daubuisson, les ingénieurs Beaunier et Gallois, les mêmes qui présentèrent plus tard la réduction du plomb à Poullaouen, publièrent un article, De la préparation des minerais à Poullaouen, en l’an XII (Beaunier et Gallois an XII). Ces contributions montrent l’importance que les métallurgistes d’alors attachaient à la préparation des minerais qui, comme l’affirmait Daubuisson, conduite avec plus d’intelligence et d’économie [...] peut mettre à même de tirer profit de quelques minerais, que leur pauvreté forcerait autrement d’abandonner. Quant à Beaunier et Gallois, ils insistaient sur l’économie de combustible, point essentiel pour la métallurgie en cette fin du XVIIIe s., à laquelle pouvait conduire une bonne préparation du minerai89. Les opérations qu’ils décrivent, outre le grillage des minerais sulfureux, sont fondées sur deux opérations de base, concasser et trier, voilà à quoi se réduit tout son travail dans la préparation des minerais selon la formule de Daubuisson (Daubuisson an X, p. 26). Mais les méthodes pour concasser et trier n’étaient plus les mêmes au XVIIIe s. et au XVe ou au XVIe s., au temps de l’apogée de la mine de Pampailly, ou du De re metallica d’Agricola.

3Le plan de la laverie de Poullaouen en Bretagne présente les différentes installations qui servaient au traitement minéralurgique. L’ensemble est imposant par ses dimensions, environ 95 m de long sur plus de 50 m de large, avec un bâtiment principal de 75 m sur 10 m et un bâtiment secondaire de 42 m dans sa plus grande dimension. Ce local contenait les grilles anglaises qui servaient à un premier lavage du minerai brut, le débourbage, sous un jet d’eau venu du haut. Dans la pièce voisine se situait la criblerie, ensemble de baquets de bois dans lesquels les ouvriers remuaient des cribles munis de tamis aux maillages différents selon les produits à traiter. En face des cribles se situait le banc de triage, où les ouvriers sélectionnaient les minerais pour les envoyer à la fonderie ou les diriger vers d’autres traitements. À côté des tables allemandes étaient disposés des lavoirs en bois, d’une inclinaison relativement forte, destinés à séparer de leur gangue les fragments de minerai d’un poids et d’un volume certain. Dans le plus grand bâtiment, le bocard occupait la pièce la plus proche de la criblerie. Mû par une roue hydraulique, un arbre muni des cames levait alternativement des piles de bois équipées d’un sabot de fer. L’appareil écrasait les produits introduits sous les piles dans des bacs où circulait l’eau. Les éléments les plus fins, les schlamms, étaient entraînés par le courant. Le tableau présenté par Daubuisson met en relief la complexité de ces opérations. Les produits destinés à la fonderie pouvaient provenir d’un simple tri manuel ou, au contraire, n’être disponibles qu’à la suite de multiples opérations.

4Peut-on interpréter les résultats de la fouille de Pampailly à la lumière de ces documents ?

Le système hydraulique

  • 90 Dans l'acte passé en 1766 devant le notaire Berger de Saint-Laurent-de-Chamousset, les "Intéressés" (...)

5Pour alimenter le site en énergie hydraulique et en eau de lavage du minerai, un canal, béal selon les termes locaux, a été aménagé par les Intéressés selon l’acte de vente, daté de 1766, des terrains où il a été creusé90. La canalisation part de Charfetain, un peu en aval du moulin, et se poursuit jusqu’à l’aplomb des installations de traitement. Elle mesure plus de 650 m de long, pour une largeur de l’ordre du mètre (pl. 1).

6En aval du moulin de Charfetain, un barrage très sommaire, appuyé sur une des nombreuses barres rocheuses qui créent autant de petites chutes d’eau sur le Cosne, permettait d’alimenter une dérivation (fig. 70). La prise d’eau a été creusée à la poudre dans la roche dure, des traces de barre à mine et de fleuret en font foi, preuve d’un travail effectué à l’Epoque moderne. Le bief s’enfonce d’abord dans un sol formé d’alluvions puis, quittant le fond de vallée, franchit un petit ravin, pénètre ensuite dans les colluvions qui recouvrent en partie les versants. Le béal prend alors la forme qu’il conserve sur la majeure partie de son cours : il a été creusé dans la roche, les déblais servant en partie à construire un muret pour augmenter la hauteur du rebord aval. En arrivant au niveau du porche du Vernay, le bief devait traverser le thalweg, ou goutte, au fond duquel s’ouvre la mine. Tout laisse à penser que le passage s’effectuait par un pont-aqueduc de bois, construction assez légère dont les travaux d’aménagement du chemin rural ont détruit les vestiges. La partie terminale du bief a été entièrement fouillée. D’abord creusée dans la roche, elle s’enfonce par la suite dans les colluvions avant de pénétrer de nouveau dans le rocher. La plus grande partie de la canalisation, dans ce secteur, a été construite en bois. Une vanne permettait d’évacuer le trop-plein d’eau avant d’arriver sur le site. Le bief conduit au-dessus du bocard ; à cet endroit il domine le sol de l’atelier d’une quinzaine de mètres (fig. 71).

70 - Vallée du Cosne. Le barrage et le début du bief du XVIIIe s., en aval du moulin de Charfetain

70 - Vallée du Cosne. Le barrage et le début du bief du XVIIIe s., en aval du moulin de Charfetain

71 - Le bief dominant l’atelier

71 - Le bief dominant l’atelier

7Une telle hauteur de chute était beaucoup trop importante pour faire actionner dans des conditions normales une roue de dessus, moteur dont disposaient alors les métallurgistes. Ces roues fonctionnent grâce au poids de l’eau qui descend dans les augets. Une trop grande violence du flux aurait entraîné une perte d’énergie, par dispersion d’eau sous le choc et, sans doute, aurait endommagé la machine. Il fallait donc réguler l’arrivée d’eau afin qu’elle s’effectue avec une vitesse limitée dans les augets de la roue. Ainsi s’explique l’existence d’un bassin maçonné, de 12 m de long et d’un peu plus de 2 m de large, à l’extrémité du bief. Une canalisation en bois de très forte pente conduisait l’eau vers un second bassin en bois repéré uniquement par le logement creusé dans la roche et les clous qui avaient servi à l’assembler. Ce bac en bois, sensiblement carré, devait mesurer environ 1,5 m de côté. De là, l’eau tombait enfin sur la roue. Tout ce système permettait de contrôler la vitesse et le débit de l’eau arrivant sur la roue du bocard et sur les tables de la laverie.

La minéralurgie

Le bocard

  • 91 Renseignements fournis par Monsieur R. Lotte, maire de Brussieu lui-même meunier, fils, et petit-fi (...)
  • 92 Selon la tradition rapportée par Monnet, le bocard aurait été inventé à Altenberg en 1507, par Sigi (...)

8La roue a aujourd’hui disparu. Ne reste en place qu’une fosse dont les parois sont en partie taillées dans la roche et en partie construites avec des pierres provenant de carrières à proximité immédiate du site (fig. 72). Le fond est dallé, comme dans tous les moulins de la région. L’eau s’évacuait vers le ruisseau par un canal voûté91. La fouille du fond de la fosse et du canal a livré, au tamis, de nombreux fragments de minerai écrasé, signes d’une installation de broyage du minerai. D’après les dimensions de la fosse, le diamètre de la roue peut être estimée à plus de 4 mètres. Lié à la roue hydraulique, se trouvait un bocard dont il ne restait que les fondations au moment de la fouille (fig. 73). Le bocard, apparu au XVIe s., est un appareil dont la technique est bien dominée au XVIIIe s.92 Il existait alors en Allemagne des bocards complexes, mais celui de Pampailly semble être d’un modèle assez simple, comparable au bocard de Freiberg décrit par Monnet dans son Traité d’exploitation des mines (fig. 74) (Monnet 1773 réimp. 1990, p. 299 et pl. 21-22). Comme dans l’exemple présenté par Monnet, le bocard de Pampailly fut mis en place à partir de fondations dans une tranchée longitudinale, où se trouvait une grosse poutre de chêne enterrée, sur laquelle s’appuyaient deux poutres perpendiculaires de moindre importance qui assuraient la stabilité. Ces structures montrent les fondations d’une machine importante, nécessitant un fort ancrage au sol, conforme à l’exemple du bocard de Freiberg. À l’est de cette structure, un petit canal en planches, lui aussi en très mauvais état, évacuait directement les résidus sans valeur dans le canal de fuite de la fosse du moulin. La canalisation de bois, approximativement parallèle à la sablière maîtresse du bâti, mais à plus de 5 m, qui reconduit l’eau vers le canal de fuite, indique bien que l’appareil utilisait l’élément liquide, non seulement comme force motrice, mais aussi pour le traitement du minerai. Il s’agissait donc d’un bocard humide, qui comprenait une auge dans laquelle frappaient les piles ; l’eau s’écoulait de cette auge vers les réservoirs où s’accumulaient les sables, c’est-à-dire les produits du bocardage, mais l’eau qui s’échappait des réservoirs contenait des schlamms qui pouvaient être riches en minerai ; ils étaient donc conduits dans des bassins de décantation. Les sables de bocardage étaient d’abord lavés dans des cuves, mais l’eau qui coulait de certaines de ces cuves ne contenait pas de minerai en quantité appréciable et, considérée comme de nulle valeur, était rejetée. La distance entre les fondations et cette conduite montre que des installations, cuves ou autres, se trouvaient face au bocard, à un emplacement aujourd’hui impossible à déterminer.

72 - Le Vernay, rive droite, les installations minéralurgiques et métallurgiques

72 - Le Vernay, rive droite, les installations minéralurgiques et métallurgiques

74 - Le bocard d’après Monnet

74 - Le bocard d’après Monnet

Traité d’exploitation des mines, 1773 réimpression 1990

Fédération du Patrimoine Minier pl. 22

Les tables de lavage

  • 93 Les tables de lavage de Poullaouen avaient environ 8 m de long.

9Les produits du bocardage, un mélange de minerai et de gangue écrasés, passaient ensuite au lavage. Dans un espace plat de 20 m de long sur 13 m de large, des résidus de lavage mélangés à la terre constituent un sol où s’alignent des bandes de sédiments gris. Des trous de poteaux, à une distance de 4 m de la paroi, portaient les structures en bois qui constituaient les tables. L’eau arrivait par une canalisation liée à l’ensemble de la charpente. Le mur occidental, appuyé au flanc de la colline, est percé de trous qui atteignaient la roche située derrière. Ils ont dû servir à l’écoulement des eaux de ruissellement, mais aussi à fixer les structures en bois supportant les tables. Le sol en pente, comme à Poullaouen, est un indice supplémentaire. La disparition du sol d’occupation à environ 7 m du mur empêche en revanche de comprendre la manière dont l’évacuation des eaux s’effectuait93. L’absence totale, ou presque, de traces d’activité humaine sur le sol, confirme l’hypothèse de tables de lavage, puisque les seules surfaces conservées s’étendaient sous des structures de bois. La couche grise qui recouvrait le sol proviendrait de l’écoulement de l’eau à travers des interstices.

Les cuves de décantation

  • 94 L'analyse par diffraction des rayons X, effectuée par le Centre de Recherches Pétrographiques et Gé (...)
  • 95 Datation en dendrochronologie, Archéolabs réf. ARC90/118 à 120, 216 à 220, 309 à 316,402 à 404.

10Enserrées dans des murs dont la construction est loin d’être homogène, quatre cuves recevaient les eaux de lavage qui s’y décantaient (fig. 75) ; la composition des dépôts est significative : tous contiennent de la baryte, du quartz et de la galène94. L’installation de ces cuves dans un espace restreint est la preuve que les exploitants ont réellement voulu en faire un secteur à part entière du lavage du minerai. La construction soignée des cuves en assurait la solidité et l’étanchéité à l’eau (fig. 76). Les analyses dendrochronologiques datent l’abattage des arbres qui ont fourni les planches de cuves des années qui vont de 1765 à 177095. La cuve la plus ancienne est celle qui se trouve le plus près des tables de lavage, la plus récente est la plus éloignée. La stratigraphie et l’étude architecturale confirment ces données qui correspondent à ce qui est connu par ailleurs de l’activité de Pampailly au XVIIIe s. La première cuve, insérée dans le mur qui clôt le bâtiment de lavage du minerai, a été construite avec du bois abattu en 1765, date probable de mise en service des installations du Vernay, ce qui indiquerait que trois ans auraient été nécessaires aux Intéressés pour construire leur usine de traitement. Cette cuve s’avérant insuffisante, deux autres, d’un modèle différent, furent installées dans un bâtiment annexe construit à cet effet en 1768, année au cours de laquelle des travaux d’entretien des structures boisées furent aussi effectués au porche du Vernay, selon les données de la dendrochronologie. Enfin la dernière cuve fut ajoutée, un ou deux ans plus tard, dans un appentis de construction très médiocre (fig. 77). L’étude des cuves montre que l’usine de transformation de minerai du Vernay a fonctionné plusieurs années et, qu’avant de disparaître, elle connut une activité nécessitant des aménagements imprévus au départ. Elle manifeste également le souci de récupération des matières métalliques.

75 - Les cuves de décantation du XVIIIe siècle

75 - Les cuves de décantation du XVIIIe siècle

76 - Dépôt au fond d’une cuve

76 - Dépôt au fond d’une cuve

77 - Coupe nord-ouest de la cuve n° 3

77 - Coupe nord-ouest de la cuve n° 3

1 : lit de cailloux
2 : argile beige
3 : argile rouge
4 : mortier
5 : bois.

11Les données des fouilles et du laboratoire fournissent un premier résultat : l’activité minière et métallurgique de Pampailly a été plus importante à la fin du XVIIIe s. et a duré plus longtemps que les textes ne le laissaient croire. Il reste à interpréter ces données, pour tenter de comprendre les techniques mises en œuvre.

12Au total, une installation beaucoup moins impressionnante que celle de Poullaouen, mais qui atteint cependant 35 m de long pour les éléments connus. Or, étant donné la topographie, il est impossible que la criblerie et les installations de débourbage, indispensables ici comme ailleurs, aient été disposées à angle droit avec le bâtiment du bocard. L’hypothèse d’une construction face aux tables de lavage, sur une longueur comparable, est la plus plausible. Les installations minéralurgiques de Pampailly occupaient un espace important, plus vaste que celui qui était réservé au traitement métallurgique strictement défini.

13Malgré la destruction partielle du site et une certaine insuffisance actuelle des résultats analytiques, certains faits apparaissent solidement établis. Tout d’abord, les installations minéralurgiques de Pampailly semblent adaptées aux minéraux retrouvés au cours des fouilles et des prospections. Si une partie d’entre eux provenaient d’un filon massif et pouvaient, à la suite d’un scheidage et d’un tri, être livrés directement à la fonderie, beaucoup d’échantillons se présentent sous la forme de mouches de minerai contenues dans une gangue quartzeuse ou barytique. Même si la teneur en minerai de plomb ou de cuivre est médiocre, la quantité d’argent contenue à la périphérie peut ne pas être négligeable, comme l’a montré l’étude faite au Laboratoire de Géologie appliquée de l’Université Pierre et Marie Curie. L’usage d’un bocard, donc des tables de lavage qui lui sont jointes, était absolument indispensable à Pampailly. De plus, l’importance de la minéralurgie apparaît dans le paysage né de la fouille. Les dépenses en infrastructures, même si les sources ne permettent pas de les chiffrer, ont dû être considérables. La construction d’une terrasse en gros blocs non appareillés, l’érection de deux murs, le creusement et l’aménagement de la fosse, l’établissement d’un barrage et d’une arrivée d’eau, représentent de gros travaux de terrassement et de maçonnerie. S’y ajoutent les dépenses de charpenterie pour l’adduction et la circulation des eaux, la construction des appareils de toutes sortes. Or, si la fabrication des cuves se situe logiquement dans la dernière phase des travaux, il n’en est pas moins vrai que la réalisation de l’ensemble a été rapide et que son fonctionnement n’a duré que quelques années. Toutes ces dépenses n’avaient qu’un seul but, produire le plus de métal à moindre coût. Or, plus que tout autre appareil, le four de réduction de Pampailly était novateur.

Notes

89 "Son but est en effet de diminuer la masse à mettre en fusion pour obtenir un même produit, en séparant la substance que l'on veut recueillir de la plus grande partie de celles qui lui sont étrangères. La prospérité d'un établissement peut dépendre des soins qu'on y apporte" (Beaunier et Gallois an XII a, pp. 81-82).

90 Dans l'acte passé en 1766 devant le notaire Berger de Saint-Laurent-de-Chamousset, les "Intéressés" achetaient toutes les terres comprises entre le béal et le Cosne, la modification apportée au parcellaire est encore très visible sur le cadastre. Fonds du notaire Berger, non déposé, conservé chez Maître Cachard à Saint-Laurent-de- Chamousset, n° 170, année 1766.

91 Renseignements fournis par Monsieur R. Lotte, maire de Brussieu lui-même meunier, fils, et petit-fils de meunier.

92 Selon la tradition rapportée par Monnet, le bocard aurait été inventé à Altenberg en 1507, par Sigismund de Maltiz (Monnet 1773 réimp. 1990, p. 299). Les premières représentations de bocard datent du début du XVIe s., dans le Graduel de Saint-Dié, enluminé entre 1505 et 1515, et dans le manuscrit d'Heinrich Gross antérieur à 1530, (Benoit 1990, pp. 41-43). Ces deux appareils sont des bocards à sec, Agricola présente un bocard humide qu'il dit être une innovation apparue en 1512 et mise au point par le même Sigismond de Maltiz ayant rejeté les pilons secs (Agricola, France-Lanord trad. 1987, p. 252).

93 Les tables de lavage de Poullaouen avaient environ 8 m de long.

94 L'analyse par diffraction des rayons X, effectuée par le Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques du CNRS à Nancy (CRPG), n'a pas permis d'aller au-delà. En particulier nous ne pouvons déterminer les teneurs en argent. Un programme d'analyses plus spécifiquement orienté vers la recherche d'argent devrait être développé en 1997.

95 Datation en dendrochronologie, Archéolabs réf. ARC90/118 à 120, 216 à 220, 309 à 316,402 à 404.

Table des illustrations

Titre 70 - Vallée du Cosne. Le barrage et le début du bief du XVIIIe s., en aval du moulin de Charfetain
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1809/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 568k
Titre 71 - Le bief dominant l’atelier
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1809/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 1,2M
Titre 72 - Le Vernay, rive droite, les installations minéralurgiques et métallurgiques
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1809/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 520k
Titre 73 - Le bocard
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1809/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 168k
Titre 74 - Le bocard d’après Monnet
Légende Traité d’exploitation des mines, 1773 réimpression 1990
Crédits Fédération du Patrimoine Minier pl. 22
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1809/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 780k
Titre 75 - Les cuves de décantation du XVIIIe siècle
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1809/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 616k
Titre 76 - Dépôt au fond d’une cuve
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1809/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 620k
Titre 77 - Coupe nord-ouest de la cuve n° 3
Légende 1 : lit de cailloux2 : argile beige3 : argile rouge4 : mortier5 : bois.
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1809/img-8.jpg
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© Alpara, 1997

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