Le mortier de tuileau en France de l’Antiquité à l’époque moderne : héritage ou réinvention permanente ?
Résumé
Le mortier de tuileau, parfois appelé « ciment romain » ou « béton romain », est un mortier de chaux additionné d’une part de fragments de terre cuite architecturale qui confère au matériau des propriétés hydrauliques. Pouvant prendre sous l’eau, le produit final présente une résistance mécanique et une imperméabilité remarquables. De l’Antiquité à l’époque moderne, il fut alors d’usage courant dans la construction de structures liées à l’eau, de certains sols, ou encore de murs aux fonctions architecturales particulières. Les recommandations formulées par Vitruve dans son traité d’architecture au sujet de l’élaboration de ces mortiers sont bien souvent évoquées par les historiens du bâti comme référence principale. L’archéologie montre une réalité sans doute plus complexe : des recettes et des mises en œuvre diverses qui semblent faire la part belle à un empirisme récurrent à travers les siècles. Dans le courant du xviiie siècle, la considération scientifique des « ciments romains » va cependant conduire à l’invention des chaux hydrauliques artificielles et finalement des ciments portland.
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Mots-clés : mortier, chaux hydraulique, mortier hydraulique, pouzzolane, tuileau
Texte intégral
1Il faut définir le « mortier de tuileau » comme un mortier dont la charge en terre cuite broyée, le tuileau, apparaît suffisante pour que l’on puisse dire qu’elle correspond à un ajout intentionnel. Il s’agit ainsi de ne pas considérer les mortiers ne contenant que de rares fragments de telle nature comme un matériau remarquable. Dans ce dernier cas, ce sont plus vraisemblablement de simples pollutions, faits relativement fréquents dans ce type de liant de maçonnerie ; on parlera alors plus volontiers de « mortier à tuileau ».
2Les Anglo-Saxons qualifient ce type de mortier, riche en fragments de tuileaux, de « béton romain1 ». Cela illustre combien les qualités de durabilité et l’origine antique de ce matériau original sont profondément ancrées chez les historiens et archéologues du bâti, antiquisants comme médiévistes, qui y sont très souvent confrontés. Résistants et imperméables, ces mortiers particuliers ont effectivement traversé les âges, depuis l’Antiquité jusqu’à nos jours, tant par la récurrence de leurs utilisations que par leur relative inaltérabilité. On les retrouve souvent et effectivement comme constituants d’aménagements présentant de très bons états de conservation.
3Relativement courant à toute époque, il s’agit d’un mortier aux propriétés particulières à condition qu’il soit élaboré dans les règles de l’art : ses qualités dépendent en effet d’une parfaite connaissance des composants et de leurs proportions respectives. De fait, la question de la part de l’empirisme, de l’oralité et de l’écrit dans la transmission des savoir-faire liés à ce matériau particulier peut effectivement se poser.
Chaux hydraulique naturelle, chaux hydraulique artificielle et mortier de tuileau
4En tout premier lieu, il est donc nécessaire d’aborder quelques considérations chimiques qui vont confirmer la nécessité d’une certaine rigueur dans la préparation du produit, sous peine d’obtenir un mortier qui ne présente pas les qualités escomptées.
5Les recherches réalisées sur les mortiers anciens, antiques ou médiévaux, montrent que les chaux utilisées étaient assez systématiquement de nature aérienne, c’est-à-dire obtenues par la calcination, vers 800 à 900 °C, de calcaires contenant donc très peu d’impuretés argileuses2. Cet usage privilégié des chaux aériennes paraît être un écho aux préconisations de Vitruve qui, pour faire un bon mortier de maçonnerie, recommande d’utiliser les pierres les plus dures et les plus blanches possibles pour la fabrication des chaux3. Ces chaux aériennes conviennent parfaitement à la construction de maçonneries hors sol, qui ont besoin de « respirer ».
6Mais dans certaines fonctions architecturales particulières, l’utilisation d’un mortier aux propriétés spécifiques apparaît nécessaire. C’est particulièrement le cas de ceux utilisés dans les constructions liées à l’eau (citernes, bassins, canalisations) ou fortement exposées aux intempéries (toitures) et qui doivent, de fait, présenter une certaine étanchéité. C’est aussi le cas des mortiers qui vont être soumis à d’importantes contraintes mécaniques, comme ceux constituant les sols ou les soubassements des édifices.
7Les chaux hydrauliques naturelles répondent à ces caractéristiques. Celles-ci sont élaborées en calcinant des calcaires contenant de 8 à 20 % d’impuretés argileuses. Se forment alors des silicates, alumino-silicates et ferro-silicates de calcium qui, au contact de l’eau, constituent des insolubles conférant à la chaux des propriétés hydrauliques. Le mortier constitué à partir de cette chaux a pour propriété de pouvoir « durcir » sous l’eau – d’où le qualificatif « hydraulique » – ; en effet, contrairement au mortier de chaux aérienne, sa prise ne nécessite pas la présence de dioxyde de carbone et peut donc se faire en absence d’air. Ce mortier présente effectivement une certaine étanchéité et une bonne résistance mécanique. Cependant, pour obtenir une chaux hydraulique de bonne qualité, les températures à atteindre doivent dépasser les 1 000 °C et, en réalité, les technologies de calcination alors exigées ne seront véritablement et pleinement maîtrisées qu’à partir du xviiie siècle. C’est la raison pour laquelle les rares mortiers de chaux hydraulique artificielle identifiés dans des maçonneries anciennes, souvent de piètre qualité, sont plutôt à considérer comme un fait exceptionnel, voire accidentel, et sont surtout liés à la faible variabilité des faciès géologiques dans l’environnement proximal du chantier.
8Vitruve évoque cependant certains adjuvants qui, associés à une chaux aérienne, permettent d’obtenir un mortier aux propriétés hydrauliques4. Il faut alors insister sur le terme de « mortier hydraulique », car ce n’est pas la chaux qui présente intrinsèquement ces qualités, mais la préparation dans son ensemble, du fait de l’ajout de certains composants. C’est d’abord le cas des pouzzolanes, scories volcaniques, nombreuses à proximité du Vésuve, région bien connue de Vitruve. Celui-ci soulignait que mêlées « à la chaux et aux moellons, non seulement elles assurent la solidité des différentes constructions, mais plus particulièrement aussi, [elles font] s’affermir sous l’eau la maçonnerie des digues de mer5 ». Comme l’architecte antique le fait remarquer, sans bien évidemment établir un parallèle chimique, c’est aussi le cas des argiles cuites qui composent les tuiles ou briques et que l’on retrouve fréquemment broyées dans certains mortiers : les fameux mortiers de tuileau. L’ajout de fragments de terre cuite à la chaux hydratée engendre effectivement une réaction que l’on qualifie de « pouzzolanique » du fait de la similitude avec celle provoquée par les scories volcaniques6. Le processus a été très bien décrit par certains auteurs7 : les argiles cuites, à l’instar des pouzzolanes, deviennent des verres amorphes, qui conservent une forte teneur en silice et en alumine et qui peuvent réagir rapidement avec le carbonate de calcium (la chaux aérienne) en présence d’eau (l’eau de gâchage) et à température ambiante.
9Cependant, de récentes études montrent que la nature de la matière première (nature de l’argile) et surtout les températures de cuisson vont jouer un rôle sur les propriétés pouzzolaniques des terres cuites : il a été ainsi démontré que des températures dépassant les 900° C les annihilent8. De fait, tous les fragments de terre cuite ne vont pas nécessairement engendrer la réaction recherchée. D’autres analyses montrent que cet ajout de tuileau à une chaux aérienne augmente bel et bien la résistance mécanique du mortier9. Mais elles révèlent surtout que plus le broyat est fin – c’est-à-dire plus la surface spécifique de contact entre la chaux et les composants pouzzolaniques est importante – plus la rapidité de prise et la durabilité du produit augmentent. C’est particulièrement le cas des mortiers « roses », composés de chaux aérienne et de tuileau fin, qui sont en fait les seuls mortiers parfaitement étanches ; ils apparaissent aussi davantage résistants aux contraintes mécaniques. À l’inverse, l’utilisation d’un broyat de tuileau grossier, fait très fréquent dans certains mortiers anciens, réduit la surface spécifique de réaction. Dans ce cas, les réactions pouzzolaniques sont limitées aux seules bordures des fragments de terre cuite10. Cependant, cette zone de réaction peut suffire à conférer une remarquable résistance globale au produit fini et justifier son usage dans des fonctions architecturales particulières.
10Les qualités d’un mortier de tuileaux dépendent donc de ces paramètres liés à la chimie et à la physique des matériaux. Ces principes n’apparaissent pas dans les traités d’art à bâtir. Vitruve, en particulier, ne parle que de proportions et n’évoque pas la dimension des tuileaux, ni la nature des argiles cuites. Et pour autant, dans certaines réalisations anciennes, la prise en compte effective de ces principes par les maçons indique qu’ils ont été acquis vraisemblablement par expérimentation et/ou transmission. Il semble donc que chaque artisan possède un savoir-faire, propre ou hérité, qui lui permet de maîtriser toute la chaîne opératoire : la qualité des matières premières (pierre à chaux, tuileau), leur conditionnement (cuisson, broyage) et leur dosage.
L’usage des mortiers de tuileau à travers les âges
11L’usage des mortiers de tuileau est une réalité bien avant Vitruve. Certains auteurs évoquent les enduits de citernes contemporaines du temple de Salomon à Jérusalem, datées entre le xe et vie siècle avant J.-C.11. La technique est assurément déjà en œuvre dans le monde punique12 et en Grèce antique13, en particulier pour les structures étanches et pour les sols. C’est aussi dans ces mêmes fonctions que les mortiers de tuileau vraisemblablement les plus anciens de Gaule ont été identifiés à Marseille, dans des aménagements de la période hellénistique datés des ive-iiie siècles avant J.-C.14.
En Gaule romaine
12Vitruve décrit parfaitement la manière dont un sol de mortier doit être constitué15. Sur un niveau damé est disposé un radier de pierres monté à sec (statunem). L’auteur préconise ensuite la mise en place d’une couche intermédiaire (rudus), composée d’un mélange de chaux et de sable dans un rapport de 1 pour 3, auquel on rajoutera un volume de tuileau s’il s’agit d’un sol extérieur. Enfin, la couche de circulation (nucleus) doit être composé de chaux et de tuileau, toujours dans un rapport de 1 pour 3. Ce dernier niveau peut éventuellement être recouvert d’une fine couche de finition, composée de chaux et de sable, qui pourra, au cas échéant, sceller des tesselles de mosaïque. En réalité, il existe de très nombreux sols antiques composés sans tuileau. C’est par exemple le cas dans des villas d’Allones (Sarthe) ou d’Escolives-Sainte-Camille (Yonne). Si les sols élaborés avec du tuileau apparaissent plus courants, c’est sans doute aussi en raison de leur durabilité, qui les a protégés de l’altération, que cela soit en intérieur ou en extérieur16. Évidemment, ces sols sont particulièrement systématiques dans les bâtiments thermaux, qu’il s’agisse des salles de chauffe ou de bain, comme c’est le cas pour les thermes du Vieil-Évreux (Eure) ou de Paris17.
13Pour autant, les mises en œuvre observées archéologiquement ne suivent que très rarement la composition énoncée par Vitruve, tant dans les proportions relatives des différents constituants que dans le nombre de passes : nucleus et rudus ont ainsi tendance à se confondre (fig. 1). Ce fait constaté révèle bien qu’il existe d’un côté une réalité théorique, énoncée dans les traités, et de l’autre, une certaine réalité pratique, légèrement distincte. Ce n’est cependant pas le cas pour les sols mosaïqués, qui sont quasiment toujours mis en œuvre tel que le recommande l’architecte18.
Fig. 1. – Nîmes (Gard) : sol d’hypocauste du ier siècle.

© Arnaud Coutelas.
14Depuis longtemps, les historiens et archéologues antiquisants ont employé le terme d’opus signinum pour désigner tout type de mortier de sol, voire tout type de mortier contenant du tuileau19. Cette appellation reste encore aujourd’hui profondément ancrée chez certains de ces spécialistes, alors que le terme décrit en réalité des sols de mortier sans tuileau et battus, élaborés dans la région de Segni, près de Rome. La technique était également utilisée pour la confection de citernes, et Vitruve recommandait dans ce cas de recouvrir d’un enduit de tuileau ces mortiers en opus signinum. C’est Pline l’Ancien qui a employé ce terme par extension pour décrire les revêtements de sols ou de murs constitués de mortier de tuileau20.
15Quoiqu’il en soit des textes antiques, l’utilisation du mortier de tuileau est effectivement systématique pour tous les aménagements balnéaires, non seulement pour les sols mais également pour les joints et enduits d’étanchéité (thermes du Vieil-Évreux ou de Chassenon, en Charente). Il est aussi très utilisé pour toutes les cuves et citernes liées aux activités artisanales. On peut citer pour exemple les cuves à garum de Douarnenez, dans le Finistère (fig. 2a). En extension de ces aménagements, on le retrouve dans toutes les conduites d’eau, canalisations ou aqueducs21. Dans ce dernier cas, une mise en œuvre particulière semble assez récurrente, avec plusieurs passes de mortiers présentant des tuileaux de dimensions différentes (fig. 2b). En général, les finitions d’étanchéité présentent les éléments les plus fins, en parfaite adéquation avec la chimie de ces matériaux.
Fig. 2. – Utilisation du mortier de tuileau : cuves et canalisations.

a : Douarnenez (Finistère) : cuves à garum du site de Plormarc’h, datées du ier siècle. b : Antibes (Alpes-Maritimes) : coupe de l’aqueduc du ier siècle.
© Stéphane Büttner (a), Robert Thernot (b).
16Le tuileau, alors souvent de granulométrie grossière, est aussi parfois ajouté au mortier de maçonnerie mis en forme en coffrage ou utilisé en blocage entre deux parements appareillés. Le terme opus caementicium définit ce type de mise en œuvre22 ; certains auteurs, par abus de langage, ont tendance à l’utiliser encore une fois comme synonyme de « mortier de tuileau ». En réalité, dans cette mise en œuvre particulière, l’ajout de tuileau a surtout été constaté pour l’élaboration de maçonneries liées à des structures hydrauliques (piscines, aqueducs, etc.).
17Si Vitruve préconise l’utilisation du mortier de tuileau pour la construction de remparts, voyant là un moyen de s’assurer de la solidité de la construction23, on ne peut que constater que les quelques vestiges d’enceintes urbaines construites en Gaule entre le ier et le iie siècle de notre ère ont été visiblement élaborés avec des mortiers de chaux ne contenant pas ou contenant peu de fragments de terre cuite24. C’est ainsi le cas à Nîmes (Gard) ou à Arles (Bouches-du-Rhône). Pour autant, l’analyse de Vitruve sur le bien-fondé de cet usage du mortier de tuileau pour l’édification de murs épais se justifie scientifiquement. En effet, dans le cas d’un mortier élaboré avec une chaux aérienne, le processus de prise, qui est conditionné par la présence de dioxyde de carbone, va progresser de l’extérieur vers l’intérieur du mur. En conséquence, le cœur de la maçonnerie va se trouver rapidement isolé de l’air ambiant et le mortier n’y fera alors pas prise. À l’inverse, l’utilisation d’un mortier de tuileau aux propriétés hydrauliques permet de s’assurer de sa prise uniforme dans toute l’épaisseur du mur, puisque celle-ci s’effectue en absence d’air. Il est donc effectivement et théoriquement préférable d’utiliser un tel type de mortier pour l’élaboration de murs présentant de larges épaisseurs.
De la chute de l’Empire romain à la Renaissance carolingienne
18Après la chute de l’Empire romain, l’usage du mortier de tuileau se perpétue. Outre le fait que le bâti antique est encore là, éventuellement fonctionnel et pouvant faire valeur d’exemple, la technique est particulièrement mise en œuvre dans des aménagements exceptionnels. Ainsi, et à contrario de ce qui a été constaté pour les remparts des ier et iie siècles, l’usage de ce matériau apparaît quasiment systématique dans les enceintes urbaines qui ont été édifiées autour de nombreuses villes de l’Antiquité tardive. C’est par exemple le cas de Mâcon, en Saône-et-Loire, d’Auxerre, dans l’Yonne (fig. 3) et du Mans, dans la Sarthe. Durant cette période, on observe en Gaule un phénomène généralisé de rétractation des villes lié à un contexte politique et socio-économique difficile. De fait, ces remparts dressés aux alentours des iiie et ive siècles font la part belle au remplois prélevés sur les bâtiments ruinés situés en dehors de la nouvelle ville restreinte25. Si, comme l’évoquait Vitruve, l’ajout de tuileau dans les mortiers de murs épais augmente effectivement leur durabilité, il est très vraisemblable que c’est la grande disponibilité en tuiles de récupération qui a aussi favorisé la généralisation de ce type de mise en œuvre à cette période.
Fig. 3. – Auxerre (Yonne) : lame mince réalisée dans le liant de maçonnerie du castrum daté des iiie et ive siècles.

© Stéphane Büttner.
19Le mortier de tuileau est bien entendu toujours utilisé pour l’élaboration de structures liées à l’eau : si la tradition des bains semble persister encore par endroit (Moissac, Tarn-et-Garonne), ce sont surtout les nombreux baptistères se multipliant à l’époque paléochrétienne qui témoignent de la permanence de cet usage (Roanne, dans la Loire ; Poitiers, dans la Vienne ; Fréjus, dans le Var).
20La tradition des sols de mortier de tuileau apparaît également continue durant l’Antiquité tardive et le haut Moyen Âge. Les canons de réalisation définis par Vitruve ne sont alors généralement pas suivis. Il s’agit bien souvent d’une simple passe de mortier, épaisse de quelques centimètres, contenant un tuileau fin parfois associé à quelques éléments grossiers de fragments de terre cuite. Ce mortier est éventuellement coulé sur un radier de pierres sèches ou sur un simple niveau de terre damée, comme cela fut observé lors des fouilles menées sur l’ancienne église Saint-Martin à Luxeuil-les-Bains, dans la Haute-Saône (fig. 4) ou dans la crypte de la basilique de Saint-Quentin, dans l’Aisne (fig. 5). Par contre, les sols mosaïqués, quant à eux, répondent rigoureusement dans leur mise en œuvre à la tradition antique (Saint-Quentin).
Fig. 4. – Luxeuil-les-Bains (Haute-Saône) : sol de mortier de tuileau daté des viiie et ixe siècles venant recouvrir un sarcophage mérovingien.

© Stéphane Büttner.
Fig. 5. – Saint-Quentin (Aisne) : succession de sols de mortier de tuileau (US 160 et 164) datés du ive au viiie siècle.

© Gilles Fèvre.
21À une époque que certains auteurs définissent comme la Renaissance carolingienne, on observe que quelques édifices monumentaux font la part belle à l’usage du mortier de tuileau comme liant de maçonnerie. C’est particulièrement le cas de la chapelle Palatine, à Aix-la-Chapelle (Allemagne)26. Dans ce cas, la référence à l’architecture antique ne peut être réellement évoquée puisque les constructions monumentales gallo-romaines sont généralement élaborées avec de simples mortiers de chaux aérienne. À l’instar du modèle architectural développé à Aix-la-Chapelle, l’influence du modèle byzantin est sans doute primordiale, d’autant que dans ce contexte oriental, l’usage du mortier de tuileau comme liant de maçonnerie est alors extrêmement fréquent27.
Du Moyen Âge à l’époque moderne
22Pour l’architecture monumentale, l’usage du mortier de tuileau en liant de maçonnerie se perpétue au tournant de l’An mil et durant toute l’époque romane. C’est le cas pour quelques donjons du tout début du xie siècle, comme par exemple celui de Loches, en Indre-et-Loire (fig. 6a) et plus particulièrement celui de structures de soubassement de certains grands édifices religieux construits aux xie et xiie siècles. On peut évoquer pour exemple les cathédrales d’Auxerre (Yonne – fig. 6b), de Chartres (Eure-et-Loir), ou encore le martyrium de la crypte de Saint-Aignan à Orléans (Loiret). Le cas des fondations des piles du xiie siècle, visibles depuis la crypte de la cathédrale Notre-Dame de Clermont (Puy-de-Dôme), apparaît comme un cas tout à fait particulier. L’usage de véritables pouzzolanes est très systématique dans la construction médiévale clermontoise (basilique Notre-Dame-du-Port), pour la bonne et simple raison que ces scories volcaniques sont une source locale de sable évidente. À la cathédrale, ces fondations de piles ont pour particularité de présenter des joints montants réalisés au mortier de pouzzolane, tandis que les joints horizontaux sont constitués de mortier de tuileau (fig. 6c).
Fig. 6. – Usage du mortier de tuileau en liant de maçonnerie.

a : Loches (Indre-et-Loire) : mortier du donjon du début du xie siècle. b : Auxerre (Yonne), crypte de la cathédrale : mortier d’une des piles du xie siècle. c : Notre-Dame de Clermont (Clermont-Ferrand, Puy-de-Dôme) : fondation d’une des piles du xiie siècle. Les joints horizontaux sont au mortier de tuileau, les joints montants au mortier de pouzzolanes.
© Stéphane Büttner.
23Au-delà de la mise en œuvre soignée et sans doute fastidieuse, on comprend là que le pouvoir hydraulique des pouzzolanes n’était pas envisagé. La réalisation du mortier de tuileau dans les joints horizontaux répond certainement à une inspiration ; on a fait « à la manière de… » comme cela doit être fait lorsque c’est bien fait. Si l’intégralité de ces fondations n’a pas été maçonnée avec ce mortier, c’est sans doute que le tuileau est relativement rare, et par conséquent onéreux. Si la question du prix de cette matière première peut être étendue à toute la construction médiévale, elle ne peut être réellement abordée que par les documents de comptabilité, tant le cas archéologique de la cathédrale de Clermont reste particulier par le procédé de montage mis en œuvre.
24Toujours à l’époque romane, certains joints de mortier de tuileau, par leur couleur et par une mise en œuvre qui peut être dans ce cas extrêmement soignée, participent de manière certaine à la volonté de mettre en évidence des appareillages très élaborés28. C’est ainsi le cas dans la crypte de Jouarre (Seine-et-Marne) ou en façade de l’église de La Chapelle-Saint-Mesmin, dans le Loiret (fig. 7a). Ce peut être également le cas pour des compositions sculptées, comme par exemple pour le portail du cloître de l’abbaye Saint-Aubin d’Angers, en Maine-et-Loire (fig. 7b).
Fig. 7. – Joints de mortier de tuileau.

a : La Chapelle-Saint-Mesmin (Loiret), façade de l’église Saint-Mesmin : appareil réticulé daté du xie siècle. b : Angers (Maine-et-Loire), abbaye Saint-Aubin : voussures du portail du cloître daté du xiie siècle.
© Stéphane Büttner.
25Pour la réalisation des sols, l’utilisation de ce mortier reste encore très courante jusqu’au xiie siècle. Encore une fois, les cas varient de la simple chape, parfois très fine (abbaye de Marmoutier, en Indre-et-Loire : fig. 8), parfois coulée sur de grandes surfaces (cathédrale de Tournai, en Belgique ; abbaye de Moutier-Grandval, en Suisse), au sol plus élaboré, parfois mosaïqué (abbaye Saint-Philibert de Tournus, en Saône-et-Loire – fig. 9 ; abbaye de Fleury, à Saint-Benoît-sur-Loire, dans le Loiret).
Fig. 8. – Tours (Indre-et-Loire), déambulatoire de l’abbaye de Marmoutier : sol en coupe daté du xie siècle.

© Stéphane Büttner.
Fig. 9. – Tournus (Saône-et-Loire), déambulatoire de l’abbaye Saint-Philibert : détail de la mosaïque datée du xiie siècle.

© Stéphane Büttner.
26En ce qui concerne les recettes liées aux mortiers d’étanchéité, Villard de Honnecourt évoque, dans son célèbre carnet rédigé au xiiie siècle, l’utilisation d’un broyat de « tuiles de païens » (tuiles gallo-romaines ?) et l’ajout d’huile de lin pour la construction de « vaisseaux » servant à contenir de l’eau29. En effet, à partir de la fin du xiie siècle, l’utilisation du mortier de tuileau semble davantage se limiter à la fabrication des bassins, citernes et conduites d’eau. Pour ces dernières, finalement assez courantes jusqu’au xviiie siècle, les mises en œuvre observées apparaissent très complexes, voire « savantes », et les analyses réalisées sur les mortiers composant ces structures montrent des recettes très élaborées, associant tuileaux de différentes dimensions et des ajouts très divers, comme par exemple de la limaille de fer30 (fig. 10). Les nouveaux traités d’art à bâtir et d’architecture hydraulique, qui fleurissent à partir de la fin du Moyen Âge et surtout durant l’époque moderne, font fortement écho à ces observations31.
Fig. 10. – Paris, enclos du Temple : tronçon d’une canalisation du xive siècle issu des fouilles, en mortier de tuileau avec ajout de limaille de fer.

© Stéphane Büttner.
27Enfin, les documents de comptabilité disponibles pour la fin du Moyen Âge, et sur lesquels se sont penchés certains historiens, apportent des informations capitales non seulement sur l’usage du mortier de tuileau, mais aussi sur l’aspect économique de cette matière première – alors même que ce dernier point reste bien difficile à aborder d’un point de vue strictement archéologique. C’est le cas, par exemple, de l’utilisation du mortier de tuileau pour les toitures (solins, scellements de tuiles), contexte dans lequel les témoignages matériels demeurent extrêmement résiduels. Pour autant, cet usage régulier est bien confirmé par des sources manuscrites, comme au château d’Argilly (Côte-d’Or) pour l’élaboration de solins au xive siècle32, ou à Aix et à Avignon à la même époque, pour jointoyer des dalles de couverture33. L’utilisation de ce type de mortier pour étanchéifier des zones de toiture fortement soumises aux potentielles infiltrations va perdurer au moins jusqu’au xviie siècle, à l’image des toits en terrasses du château de Chambord, qui furent en partie restaurés à l’aide de ce matériau34. Mais l’essentiel de ces mentions concernant l’usage du tuileau évoque surtout mastics, enduits, mortiers pour la réalisation de cuves à vin, fosses septiques, tanneries, citernes, etc. Il semble alors que dans cette fin du Moyen Âge, les mortiers de tuileau sont l’œuvre d’artisans clairement spécialisés. Le tuileau est alors devenu une marchandise à part entière, et son commerce, au moins à l’époque moderne, a engendré la création d’un corps de métier spécialisé35. Les filières médiévales demeurent quant à elles encore obscures, mais le produit, d’un coût élevé, a bel et bien fait l’objet de transactions commerciales, comme le montrent certaines sources écrites. On serait tenté de voir là, pour des artisans tuiliers-briquetiers, un moyen opportun d’écouler des rebuts de production ; mais ce serait oublier que tous les traités et certains documents comptables évoquent l’utilisation de tuiles anciennes, donc de récupération, pour l’élaboration de cette matière première.
Conclusions
« La préparation des mortiers romains a toujours fait l’objet d’une grande admiration, souvent teintée de secret technique jamais dévoilé. En réalité, les seules constructions en maçonnerie concrète (c’est-à-dire liées au mortier de chaux) qui nous soient parvenues en bon état sans jamais avoir été protégées par l’enfouissement, sont celles dont l’édification avait à tous égards été particulièrement soignée, faisant appel à de la chaux de qualité [...]. On ne saurait parler des constructions médiocres innombrables, puisque celles qui étaient demeurées à l’air libre ont disparu en raison même de leur vulnérabilité36. »
28Cette affirmation de Jean-Pierre Adam voit sa pertinence encore confirmée si l’on considère le mortier de tuileau. En effet, ce matériau aux propriétés particulières présente une exceptionnelle durabilité, qui explique certainement le bon état de conservation des structures maçonnées qu’il constitue, entraînant de fait une certaine surreprésentation de ces vestiges par rapport à des aménagements élaborés au mortier de chaux aérienne, plus vulnérables. C’est sans doute la raison pour laquelle ce type de mortier fut défini par certains auteurs, un peu de façon péremptoire, comme le « mortier romain » ou le « béton romain » par excellence. En observant l’utilisation du mortier de tuileau sur la diachronie, on comprend qu’il n’a en réalité rien d’une spécificité romaine, même si la pérennité des vestiges antiques ainsi construits a sans doute constitué une valeur d’exemple.
29Bien que l’usage du mortier de tuileau soit continu depuis l’Antiquité, on constate un léger hiatus correspondant à la période mérovingienne, pour laquelle seuls quelques vestiges de sols nous sont parvenus. Il faut souligner que ces temps sont marqués par une crise démographique et socio-économique majeure ; de fait, la construction maçonnée a connu un net recul général entre les ve et viiie siècles. Il en va de même de l’usage du mortier de tuileau. À partir de l’époque carolingienne, on constate une recrudescence de son utilisation pour l’élaboration de sols mosaïqués ou non, ou comme liant de maçonnerie d’édifices monumentaux. Si l’on connaît bien les nombreuses références à l’Antique durant cette période, et en particulier une redécouverte des auteurs romains, l’influence du monde byzantin pourrait également expliquer le regain de l’utilisation de ce type de mortier.
30Cet usage comme liant de maçonnerie est aussi attesté pour de nombreux édifices romans. E. Viollet-le-Duc avait ainsi noté dans son dictionnaire que « le mortier employé dans les monuments romans antérieurs au xiie siècle est quelquefois mélangé de débris de tuileaux, surtout pendant le xe siècle et avant37 ». Pour M. Aubert, il s’agit d’une caractéristique des époques mérovingiennes et carolingiennes38. M. de Boüard note, quant à lui, que « dans une bonne partie du nord de la France, les spécimens les plus récents pourraient dater du milieu du xie siècle39 ». D’après des constatations récentes, et la remise en question de la datation de certains édifices, il semble que ce phénomène pourrait effectivement se mettre en place à partir du ixe siècle, de façon certaine durant le xe siècle, et finalement perdurer jusqu’à la fin du xiie siècle. Le xiie siècle, par ailleurs, marque un tournant dans l’usage du mortier de tuileau qui, à partir de ce moment, apparaît être uniquement réservé aux structures hydrauliques.
31De tout temps, et déjà en Grèce antique, on observe justement une certaine permanence de la technique dans ces fonctions spécifiques : sols et structures hydrauliques. Ce qui tendrait à prouver qu’il s’agit d’une technique particulièrement maîtrisée par des artisans spécialisés. Si l’élaboration des sols au mortier de tuileau tend à disparaître après le xiie siècle, les artisans spécialistes des structures hydrauliques vont quant à eux exercer leur art jusqu’à l’aube du xixe siècle. Certains traités d’art à bâtir de cette époque vont d’ailleurs jusqu’à désigner le mortier de tuileau, alors utilisé pour ses propriétés d’étanchéité, comme le « ciment de fontainier40 ». Ce corps de métier, nécessaire et donc à l’œuvre durant presque toutes les périodes historiques, comme le prouve l’archéologie, a été vraisemblablement l’un des gardiens d’un savoir-faire jamais démenti. Les travaux des historiens des textes semblent aussi aller dans ce sens.
32En ce qui concerne l’élaboration de ces mortiers de tuileaux, la référence aux écrits de Vitruve est permanente, tant dans l’historiographie que dans les traités d’art à bâtir. Ces écrits font toujours aujourd’hui valeur de dogme chez certains spécialistes de l’architecture antique ; ceux-ci s’évertuent encore, sans doute vainement, à faire corroborer aux préconisations de l’architecte antique une réalité archéologique des plus variées41. Il faut d’ailleurs souligner que Vitruve n’est pas un inventeur mais un témoin, non exhaustif, rapportant des pratiques de son temps observées très vraisemblablement dans une partie de l’Italie.
33Les traités d’arts à bâtir et d’architecture sont en réalité nombreux dès l’Antiquité et font également part de l’élaboration de ce type de mortier42. Force est de constater que les auteurs qui succèdent à Vitruve, même directement comme Pline, ont une fâcheuse tendance à le reprendre quasiment mot pour mot. On peut d’ailleurs se demander si cette tradition de « copiste » chez les auteurs de traités n’a pas été continue jusqu’à la fin de l’époque moderne, tant l’influence de Vitruve est encore décelable dans les ouvrages de cette période43.
34L’analyse archéologique de l’usage du mortier de tuileau depuis l’Antiquité montre que la pratique technique et son développement empirique ont, dans une certaine mesure, pris le dessus sur la théorie « livresque », qui a finalement stagné. C’est un fait jusqu’au siècle des Lumières, moment à partir duquel la pensée scientifique fait un véritable bond : la connaissance des phénomènes chimiques liés au mortier de tuileau, et plus généralement la compréhension de l’effet pouzzolanique, a alors conduit au développement des chaux hydrauliques artificielles, puis des ciments de type portland44.
35L’apport des données manuscrites, en particulier les documents de comptabilité de la fin du Moyen Âge, reste primordial quant à la question de la marchandisation du tuileau. Les données archéologiques restent pour l’heure en grande partie discrètes quant à cet aspect. Mais le développement des analyses archéométriques pourrait dans un futur proche apporter de nouveaux éléments de compréhension. Des datations par thermoluminescence permettraient ainsi de vérifier que l’emploi d’un broyat de tuiles anciennes, de « tuiles de païens », constituait effectivement la norme, quelle que soit la période envisagée.
36Malgré l’invention des ciments à l’aube du xixe siècle, l’utilisation du mortier de tuileau n’a pas complètement disparu à cette époque. On retrouve ainsi ce matériau appliqué très fréquemment en reprise de joints ou d’enduit des parties basses des murs anciens, comme on l’a fait ensuite avec le goudron45. Encore aujourd’hui, le tuileau est produit industriellement à partir du broyage de briques à pâte molle (cuites à une température inférieure à 850° C). Ce matériau, lié avec du sable et de la chaux aérienne ou hydraulique naturelle, connaît, en ce début du xxie siècle, une popularité croissante pour ses caractéristiques techniques qui le rendent particulièrement adapté à la restauration du patrimoine, mais aussi pour à la bioconstruction, actuellement très en vogue. L’histoire du mortier de tuileau n’est donc pas achevée.
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Notes de bas de page
1 Le terme anglo-saxon roman concrete, que l’on peut traduire littéralement par « béton romain », qualifie en réalité l’ensemble des mortiers hydrauliques, que les ajouts qui confèrent cette hydraulicité soient des pouzzolanes ou du tuileau. Voir Herring et Miller 2002, Lechtman et Hobbs 1987.
2 Coutelas et al. 2009, Frizot 1975.
3 Vitruve 1995, LII, 5.
4 Ibid., II, 5.
5 Ibid., II, 6.
6 Deloye 1993, Dron 1978.
7 Coutelas et al. 2004, Coutelas 2019, Hughes et Sugden 1999.
8 Binda et al. 2000.
9 Bariono et al. 1997, Teutonico et al. 2000.
10 Coutelas et al. 2004, Coutelas 2019.
11 Furlan et Bisseger 1975.
12 Hassine Fantar 1987.
13 Bourgès 1999.
14 Bouiron et Mellinand 2013.
15 Vitruve, 1995, II, 7.
16 Coutelas et al. 2009, Coutelas 2005.
17 Coutelas et al. 2000, Rassineux et al. 1989, Desguine 1952a.
18 Puertas et al. 1993, Macias et al. 1992.
19 Roncuzzi Fiorentini et al. 1985, Vassal 2011.
20 Pline, 2013, XXXV, 46.
21 Malinowski 1979, Desguine 1952b.
22 Lamprecht 1984.
23 Vitruve 1995, II, VIII.
24 Adam 2011, Lamprecht 1984.
25 Büttner 2012.
26 Papajanni et Ley 2016.
27 Karatasios et al. 2002, Moropoulo et al. 2011.
28 Büttner et Coutelas 2011.
29 Bernardi 2011.
30 Coutelas et al. 2009, Gazagne et al. 2017.
31 Forest de Belidor 1737, Aviler 1755.
32 Beck 2000.
33 Bernardi 2000.
34 Ponsot 2007.
35 Bernardi 1995.
36 Adam 2011 : 77.
37 Viollet-le-Duc 1854-1858 : 402.
38 Aubert 1960.
39 Boüard 1975 : 60.
40 Bosc 1877-1880.
41 Gros 2003, Davidovits 1992.
42 Brun 2016.
43 Büttner et Prigent 2007.
44 La Faye 1777.
45 Royer 2004.
Auteur
Centre d’études médiévales Saint-Germain, ville d’Auxerre ; membre associé au laboratoire Archéologie, terre, histoire, sociétés (ARTEHIS, université de Bourgogne, UMR 6298 du CNRS)
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Signes et communication dans les civilisations de la parole
Olivier Buchsenschutz, Christian Jeunesse, Claude Mordant et al. (dir.)
2016