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    Plan

    Plan détaillé Texte intégral Annexe 1 : Datation dendrochronologique du bateau d’OrlacAnnexe 2 : Construction d’un modèle à l’échelle 1 d’une section de l’épave d’OrlacAnnexe 3 : Poids, déplacement et stabilité du bateau d’Orlac Auteurs

    Navigation et milieu fluvial au XIe s.

    Ce livre est recensé par

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    Table des matières

    Annexes

    Georges Lambert, Catherine Lavier, Éric Rieth et Raymond Huissoud

    p. 95‑107

    Texte intégral Annexe 1 : Datation dendrochronologique du bateau d’OrlacIntercorrélationQualité de la moyenne 10Datation de la séquenceDate d’abattage des arbresDate d’abattage des pieuxDate de construction du bateauAnnexe 2 : Construction d’un modèle à l’échelle 1 d’une section de l’épave d’OrlacAnnexe 3 : Poids, déplacement et stabilité du bateau d’OrlacHypothèsesSoleFlancsPièces transversesNature du boisÉquipement complémentaireFretMéthodePoids et position des centres de gravitéStabilitéÉvaluation des erreursRésultatsPoids et centre de gravitéStabilité Auteurs

    Texte intégral

    Annexe 1 : Datation dendrochronologique du bateau d’Orlac

    Intercorrélation

    1Sept pieux de l’ensemble observé dans le lit de la Charente à proximité de la rive droite et neuf pièces du bateau ont pu être intercorrélés pour donner une seule séquence synthétique appelée Orlac Moyenne 10 ou Orlac M 10 longue de 209 ans (tabl. VIII), soit seize bois au total. Tous les pieux comportaient de l’aubier ainsi que quatre pièces du bateau. Par la disposition chronologique de ces aubiers, on peut supposer que l’installation du petit pilotis a pu précéder la construction de l’embarcation de quelques années, le terminus observé sur les échantillons étant de 998 (ap. J.‑C.) pour les pieux –soit environ 1000–, et de 1021 (ap. J.‑C.) pour l’embarcation. Certains des pieux proviennent d’au moins trois arbres différents. On peut également supposer que les pièces du bateau proviennent d’au moins trois arbres comme il est suggéré par les apparentements visibles sur la classification de la fig. 83.

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    TABL. VIII – Épave et pieux d’Orlac : séquence synthétique dite « Orlac : Moyenne 10 ».

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    FIG. 83 – Épave et pieux d’Orlac : groupements dendrochronologiques du bois.

    M.H. del, d’ap. G. Lambert et C. Lavier / dAf

    Qualité de la moyenne 10

    2La qualité d’une moyenne dendrochronologique se mesure par trois paramètres principaux : sa « durée » ou longueur exprimée en années, le nombre moyen d’échantillons qu’elle contient et la densité des années caractéristiques qui s’y trouvent repérées (Lambert, Lavier, Perrier, Vincenot 1988). La moyenne 10, longue de 209 ans, couvre presque un quart de millénaire pour la croissance du chêne ; elle représente donc un apport important à la chronologie de cette espèce sur la côte atlantique française car, pour l’instant, on ne connaît quasiment rien dans ce domaine sur cette région. Cette séquence d’Orlac est donc un pivot inévitable –car daté– pour « accrocher » d’autres bois et étendre la chronologie en amont vers les temps mérovingiens et en aval vers la période romane. La moyenne 10 d’Orlac comporte presque une année signée sur deux sur un segment de 130 ans. Les signatures sont calculables entre les années relatives 67 et 196 de la séquence, soit sur la période 879 et 1008. Le petit nombre d’échantillons explique le fort taux de signatures qui « descend » aux environs de 22‑25 % sur les étalons qui intègrent plusieurs centaines de bois. Ce fort indice de signatures est certes le signe d’une « bonne » moyenne, mais aussi l’indice d’une chronologie probablement très ciblée écologiquement, l’ensemble des arbres abattus aussi bien pour tailler les pieux que pour construire l’embarcation provenant très probablement de milieux naturels quasiment identiques et, peut‑être, du même endroit. La puissance ou couverture moyenne dendrochronologique d’Orlac est faible : 6,9 cernes par année (soit à peine sept cernes). Son signal dendrochronologique a pour l’instant une signification qui se limite à la stricte région de découverte. Les tests de datation montrent cependant que ce signal est assez cohérent avec celui de certains grands étalons du nord et de l’est de la France. Nous considérons toutefois que la séquence d’Orlac est une « bonne » séquence dendrochronologique et qu’elle pourra jouer un rôle très actif dans les procédures d’étalonnage chronologique du chêne dans l’ouest de la France.

    Datation de la séquence

    3Les tests de datation ont été menés par comparaison à 4 étalons de l’Europe centro‑occidentale susceptibles de dater des bois de l’époque carolingienne : Trêves (Hollstein 1980), Munich (Huber, Giertz 1970), Neuchâtel (Egger et al. 1985) et Liège (Hoffsummer 1989). Les quatre séries de tests convergent pour dater le dernier cerne de la séquence d’Orlac de 1021 ap. J.‑C., une excellente réponse étant donnée par l’étalon de Liège (fig. 84). Cette datation émerge nettement du jeu de propositions de dates obtenues par calcul. La date est quasi certaine. Le cerne le plus ancien observé sur l’un des échantillons du bateau s’est formé, lui, en 813. La séquence d’Orlac couvre donc la période de végétation 813‑1021 du chêne. Remarquons que la bonne réponse de l’étalon dendrochronologique de Liège conduit à analyser les relations climatiques qui peuvent exister entre la croissance des bois de la zone littorale et arrière‑littorale de la Manche (Belgique, Pays‑Bas, nord de la France) et la zone médiane atlantique (de Nantes à Arcachon).

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    FIG. 84 – Épave et pieux d’Orlac : tests de dendrochronologie de la Moyenne 10.

    M.H. del. d’ap. G. Lambert et O. Lavier / dAf

    Date d’abattage des arbres

    4Le défaut d’écorce ou d’assise cambiale nous conduit à approcher la période d’abattage à partir des bois qui portent encore un peu d’aubier en estimant le nombre de cernes d’aubier manquant. En effet, l’aubier est un anneau de bois vivant qui « reste » à la périphérie du chêne à mesure que celui‑ci vieillit. Les cernes d’aubier « inférieurs » se transforment progressivement en bois de cœur à mesure que le tronc s’épaissit de telle sorte que le nombre de cernes d’aubier est plus ou moins constant pour une espèce donnée dans un biotope donné. Nous estimons que l’aubier, en général, ne concerne que les 25 + 15 derniers cernes du tronc (Lambert et al. 1988). L’aubier hypothétiquement le plus court n’atteint donc que dix cernes. L’aubier hypothétiquement le plus long atteint alors quarante cernes. Mais, pour être plus précis, nous ne procéderons pas tout à fait au même type d’estimation pour l’abattage des arbres qui ont donné les pieux et pour la date de construction du bateau.

    Date d’abattage des pieux

    5Les pieux ont pu être plantés à des moments différents. Localisons donc dans le temps le pieu provenant de l’arbre hypothétiquement abattu le premier et le pieu provenant de l’arbre abattu hypothétiquement le dernier car ces pieux proviennent effectivement d’arbres différents. La date post quem est donnée par l’aubier hypothétiquement le plus court dont l’apparition est la plus ancienne, soit l’aubier du pieu no 6 (tabl. VIII et fig. 83) qui commence à l’année relative 151 de la séquence (année 963 de n.è.). Soit pour un aubier minimum de dix ans : 963 + 10 = 973. Mais, manque de chance, ce bois, précisément, comporte déjà vingt‑neuf cernes d’aubier et a été abattu au moins en 993.

    6Cherchons alors le départ de l’aubier le plus ancien suivant : on trouve le pieu no 8 dont l’aubier apparaît 10 ans plus tard, l’année relative 161 (année 973 de n.è.). Ce qui donne 973 + 10 = 983 comme date post quem probable. Et là, il n’y a plus de contradiction entre les faits et l’hypothèse (le dernier cerne observé sur le bois no 8 date de 982). La date ante quem est donnée par l’aubier hypothétiquement le plus long dont l’apparition est la plus récente. On trouve cet aubier sur le pieu no 1 (tabl. VIII et fig. 85). L’aubier apparaît l’année relative 177 (année 989 de n.è.). Ce qui nous conduit à calculer la date extrême de l’aubier hypothétique maximum par 989 + 40 = 1029. Vérifions qu’il n’y a pas de contradiction entre cette hypothèse et d’autres données de la liste de pieux : le dernier cerne de ce pieu, qui est aussi le plus récent de la liste des pieux, est daté de 995. Il n’y a pas de contradiction, ce terminus ante quem de 1029 est donc admissible. Ce qui donne une probabilité de la période d’abattage comprise entre 982 et 1029 pour les pieux.

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    FIG. 85 – Épave et pieux d’Orlac : synchronisation des bois.

    Date de construction du bateau

    7L’embarcation quant à elle, est probablement construite en une seule fois ; du moins, c’est ce que suggérerait la période chronologique très serrée au cours de laquelle apparaissent les aubiers des pièces (tabl. VIII et fig. 85) : onze ans seulement entre l’apparition de l’aubier le plus ancien (année relative 182) et l’apparition de l’aubier le plus récent (année relative 193) ; écart qui, du point de vue biologique, pourrait parfaitement être observé sur des arbres abattus la même année. Nous ferons donc un calcul plus adapté en utilisant simplement la date d’apparition moyenne des aubiers. Les quatre aubiers observés sur le bateau commencent respectivement aux années relatives 182, 190, 192, 193, soit aux années absolues 994, 1002, 1004 et 1005.

    8Soit un aubier moyen (virtuel) qui apparaîtrait entre 1001 et 1002, ce qui donne une date post quem moyenne de 1001/ 1002 + 10 = 1011/1012 (aubier minimum). Or le cerne le plus récent observé sur les pièces du bateau date de 1021. Restons cohérents avec notre hypothèse de construction bloquée, le bateau n’a pu être construit avant 1021. La date post quem est donc 1021. La date ante quem se calcule par : 1001/ 1002 + 40 = 1041/1042. Il n’y a pas d’obstacle à maintenir cette hypothèse. Le bateau a donc très probablement été construit entre 1021 et 1042. Il pourrait donc y avoir vingt à quarante ans d’écart entre la mise en place des pieux et la construction du bateau. Mais un synchronisme dendrochronologique ne signifie pas forcément un synchronisme des événements.

    Annexe 2 : Construction d’un modèle à l’échelle 1 d’une section de l’épave d’Orlac

    9Ce modèle à l’échelle 1 a été construit par J. Thomas au cours du mois de Juin 1989 en vue de l’exposition « Archéologie de la France, 30 ans de découvertes », présentée à Paris, au Grand Palais, du 27 septembre au 31 décembre 1989. Sa réalisation a également été envisagée dans une perspective expérimentale. Au cours de la construction, une attention particulière a été portée aux méthodes de travail, à l’usage des outils, aux procédés de construction (techniques d’assemblage en particulier). La documentation utilisée provenait des rapports de fouille, des relevés et des photographies. La préparation du chantier et son suivi ont été assurés par E. Rieth. Avant de débuter la construction du modèle à l’échelle 1, une maquette d’étude de l’épave a été réalisée par J. Thomas à l’échelle 1/20 dans le but de mieux visualiser les différents assemblages des éléments de la coque. La section de l’épave destinée à être reproduite est située à 2,80 m de l’extrémité aval de la coque. Sa largeur est de 2,10 m et sa longueur de 1 m (fig. 66 et 86). Trois raisons principales ont dicté le choix de cette localisation : d’une part, une largeur maximale de coque ; d’autre part, la présence d’assemblages caractéristiques de la structure générale du bateau ; enfin, l’existence d’une pièce de charpente transversale (M2), d’une gournable de bouchain et d’une réparation (R3) du fond. Lors de la construction du modèle, toutes les caractéristiques de la section de l’épave ont été respectées, à l’exception d’une légère augmentation de l’échantillonnage des pièces (15 cm d’épaisseur pour le fond du bateau au lieu des 12,7 cm relevés sur l’épave par exemple) et d’une restitution, en élévation, du bordé monoxyle de transition droit.

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    FIG. 86 – Section restituée de l’épave d’Orlac au niveau de la pièce de charpente transversale M2 et découpage théorique de la section transversale de l’épave ; A sole ; B flancs.

    E.R. del. / CNRS

    10Le bois utilisé était du chêne non séché, sans aubier, de qualité « charpente », trois plateaux ont été employés :
    – un plateau de 1 m de long et de 50 cm de section ;
    – un plateau de 1,20 m de long et de 50 cm de section ; les deux bordés monoxyles de transition ont été taillés dans ces plateaux ;
    – un plateau de 1,15 m de long, 70 cm de large et 16 cm d’épaisseur ; l’élément central de la sole a été façonné dans ce plateau.

    11Au total, un volume de 0,67 m3 de chêne a été mis en œuvre, pour un poids de près de 536 kg ; il a été fait usage de quatre outils principaux : une herminette (fer de 10 cm), une hache à manche courbe, une plane et une tronçonneuse électrique ; cette dernière a été utilisée afin de réduire le temps de travail et le coût du modèle.

    12La construction s’est décomposée en 9 phases :
    – 1 : découpage à la tronçonneuse des plateaux a et b pour amorcer la forme générale des deux bordés monoxyles de transition ;
    – 2 : amorçage à la tronçonneuse des entailles à mi‑bois dans les bordés monoxyles de transition et poursuite du façonnage à la hache et à l’herminette (fig. 67) ;
    – 3 : refente aux coins métalliques et à la masse des chutes provenant du découpage des plateaux a et b ; les pièces obtenues étant réservées à la réalisation des éléments longitudinaux de liaison et de la pièce de charpente transversale M2 ;
    – 4 : réalisation à l’herminette et à la hache des entailles à mi‑bois des pièces longitudinales de liaison en T inversé, et de l’élément central de la sole dans le plateau c ;
    – 5 : façonnage de la pièce longitudinale de liaison de section rectangulaire et planage à l’herminette ;
    – 6 : réalisation à la hache des gournables ;
    – 7 : perçage des trous d’assemblage et mise en place des gournables ; arasage des têtes des gournables à l’herminette ;
    – 8 : creusement de la mortaise destinée à la planchette de réparation (R3) ;
    – 9 : façonnage de la pièce de charpente transversale M2 ; finition du modèle à la hache, a l’herminette et à la plane (fig. 68 et tabl. IX).

    13Le travail a été effectué par une seule personne, un menuisier‑charpentier professionnel.

    Phases

    Temps (en heures)

    1et 2

    12

    3

    2

    4

    16

    5

    2

    6

    2

    7

    3

    8

    1

    9

    10

    Total

    48

    TABL. IX – Modèle à l’échelle 1 d’une section de l’épave d’Orlac : temps de travail des différentes phases de la réalisation.

    Annexe 3 : Poids, déplacement et stabilité du bateau d’Orlac

    14En résumé, le poids du bateau est de 4 t, 4,3 t avec trois hommes d’équipage et deux pierres de mouillage. Pour 10 cm de franc‑bord, le déplacement de 12,5 t correspond à une charge utile de 8,2 t. Paré à naviguer, le bateau présente une excellente stabilité (r‑a = 2,1 m). La stabilité est encore très bonne avec une charge de 8,2 t de grain (r‑a = 0,6 m). Lorsque le bateau est chargé de pierres, le centre de gravité est au‑dessous du centre de carène. Le bateau est très stable ; le métacentre est à 0,75 m au‑dessus du centre de gravité (fig. 87).

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    FIG. 87 – Stabilité du bateau, position des points remarquables : KF = T ; KG = Z ; CG = a ; I = angle d’inclinaison ; H = point métacentrique tendant vers M quand I tend vers O et CM = Z.

    M.H. del, d’ap. R. Huissoud / dAf

    Hypothèses

    Sole

    15Etant donné la précision des assemblages observés, on peut supposer que le bateau était probablement symétrique à l’origine. Cependant, afin d’éviter toute interprétation, c’est le relevé en l’état actuel de la sole qui a été utilisé. La sole étant à l’origine au moins aussi large que dans son état actuel, le bateau avait, au minimum, la capacité et la stabilité calculées. L’épaisseur moyenne de la sole est de 12,7 cm.

    Flancs

    16Les vestiges des flancs sont perpendiculaires à la sole. La plus grande hauteur interne conservée est de 42 cm, l’épaisseur moyenne de 10 cm. Ces deux valeurs ont été retenues pour les flancs. Le contour irrégulier du bord de la sole fait que le flanc « rive gauche » est légèrement plus important que le flanc « rive droite ». Son centre de gravité est un peu plus en amont ; comme pour la sole, ces données ont été utilisées telles quelles.

    Pièces transverses

    17Il a été admis que le bateau avait 4 pièces transverses disposées à intervalles égaux. Le volume d’une pièce –M2– (17,5 dm3) et son centre de gravité ont été déterminés à partir des relevés.

    Nature du bois

    18Le chêne étant resté très compact, aucune correction n’a été apportée aux volumes calculés. Le poids spécifique du chêne a été estimé à 0,8 kg/dm3 (Steeward 1971 : 26).

    Équipement complémentaire

    19Paré à naviguer, le bateau‑type choisi est doté d’une pierre de mouillage de 40 kg à chacune de ses extrémités, et son équipage se compose de 3 hommes de 65 kg (un au centre et un à chaque extrémité).

    Fret

    20Le chargement maximum a été calculé pour un franc‑bord de 10 cm. La charge est également répartie sur toute la surface interne de la sole à l’exception d’une surface de 1 m2 à chaque extrémité. Pour l’étude de la stabilité à pleine charge, deux cas ont été examinés :
    – charge constituée de pierres de calcaire (poids spécifique de 2,5 kg/dm3) ; pour tenir compte des interstices entre les pierres, le poids spécifique du volume total du chargement a été estimé à 2 kg/dm3 ;
    – charge constituée de grain (poids spécifique de 0,68 kg/dm3).

    Méthode

    Poids et position des centres de gravité

    21La surface de la sole et, pour déterminer son centre de gravité, les moments de cette surface, par rapport à deux axes orthogonaux, ont été calculés par la méthode des trapèzes (division de la longueur en 30 intervalles). Pour vérification, une autre détermination a été faite à partir d’une décomposition de la sole en une dizaine de constituants de formes quasi géométriques, et en calculant la surface et la position du centre de gravité de chaque constituant. Les coordonnées du centre de gravité du bateau ont été calculées en appliquant le théorème des moments aux éléments constitutifs. Le repaire orthonomé OX, OY, OZ, de référence est défini de la façon suivante : le plan horizontal OX, OY, contient la surface inférieure de la sole, le plan vertical OX, OZ, passe par le centre de gravité de la sole, et la pointe amont se trouve sur l’axe vertical OZ ; OX est dirigé vers l’aval, OY vers la rive gauche, OZ vers le haut.

    Stabilité

    22Les notations usuelles ont été employées : C pour centre de carène, G pour centre de gravité, M pour métacentre, H pour point métacentrique ; CG = a, CM = r (rayon métacentrique transversal) ; r = I/v, I étant le moment d’inertie de la surface de flottaison par rapport à l’axe d’inclinaison OX et V le volume immergé. Les flancs étant perpendiculaires à la sole, I est constant à l’inclinaison O quel que soit le tirant d’eau. Cette intégrale a été calculée par la méthode des trapèzes : division de la longueur en trente intervalles (Hervieu 1985).

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    Évaluation des erreurs

    23L’erreur sur les mesures est estimée à 2 %, d’où une erreur de 4 % sur les surfaces et de 6 % sur les volumes : V varie comme L3, dV comme 3 L2 dL et dV/v comme 3 dL/L. L’erreur sur le poids du bateau vide est de 6 % si la valeur du poids spécifique du bois est correcte. L’erreur faite sur le déplacement en fonction du tirant d’eau est de même ordre que celle faite sur la surface de la sole soit 4 %. Les erreurs sur les hauteurs de G et C sont celles relatives à une longueur soit 2 % ; r = l/v, varie comme L2/T ; pour un tirant d’eau donné, l’erreur faite sur r est de même ordre que celle faite sur L2 soit 4 %.

    Résultats

    Poids et centre de gravité

    24Un graphique (fig. 88) donne le tirant d’eau en fonction du déplacement. Les résultats et une partie des calculs figurent dans le tableau X. Malgré les quelques irrégularités des flancs, le centre de gravité du bateau vide est à la verticale de la sole comme on pouvait s’y attendre. Le bateau vide naviguera sole horizontale, et il en sera de même lorsque, chargé, la charge sera répartie régulièrement.

    25Poids du bateau vide : 4 t.

    26Poids du bateau avec deux pierres de mouillage et trois hommes : 4,3 t. Le centre de gravité est alors à 8 m de l’extrémité amont et à 0,18 m du point le plus bas du bateau. A cet endroit, la largeur de la sole est de 2,15 m.

    27Pour un franc‑bord de 10 cm, le poids total est de 12,5 t et la charge utile de 8,2 t. Lorsque cette charge est constituée de grain, elle dépasse de 11 cm les flancs du bateau. Une hauteur supplémentaire des flancs de 10 cm augmente le poids du bateau vide de 0,26 t et la charge utile maximale de 2,5 t.

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    FIG. 88 – Tirant d’eau en fonction de la charge.

    M.H. del. d’ap. R. Huissoud / dAf

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    TABL. X – Épave d’Orlac : poids et position du centre de gravité de la coque.

    Stabilité

    28Les résultats sont réunis dans le tableau XI. Avec le chargement de pierres, le centre de gravité est plus bas que le centre de carène. Le bateau est très stable, le métacentre est à 0,75 m au‑dessus du centre de gravité. La stabilité, très grande pour le bateau à lège, est encore bonne avec une charge de la densité du grain : r‑a est égale à 2,1 m dans le premier cas, 0,64 m dans le second. Notons que pour un voilier monocoque contemporain de 15 m de long, r‑a est de 1 à 1,2 m. Dans les trois hypothèses considérées, le déplacement d’un homme en abord provoque une inclinaison inférieure à 0,5°. Un croquis (fig. 89) montre l’aspect du bateau au déplacement maximal avec une charge de grain. Lorsque l’inclinaison est telle que l’eau atteint le sommet d’une paroi, soit 5°, la hauteur métacentrique, mesurée sur le graphique, est de 0,74 m et h‑a de 0,64 m. Nous retrouvons le rayon métacentrique initial, ce qui n’a rien d’étonnant puisque l’inclinaison est assez faible.

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    TABL. XI – Épave d’Orlac : tirant d’eau et stabilité de la coque en fonction du déplacement.

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    FIG. 89 – Stabilité du bateau avec un chargement de grain.

    M.H. del, d’ap. R. Huissoud / dAf

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    FIG. 90 – Plan détaillé de l’épave. a détail de l’extrémité aval ; b détail de l’extrémité amont. Les points noirs correspondent aux gournables alignées transversalement.

    E.R. del. / CNRS

    Auteurs

    • Georges Lambert
    • Catherine Lavier
    • Éric Rieth
    • Raymond Huissoud
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    Table des matières

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    Chapitre 1. Le cadre de la recherche

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    Chapitre 2. L’épave d’Orlac

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    Lambert, G., Lavier, C., Rieth, Éric, & Huissoud, R. (1995). Annexes. In J. Chapelot & Éric Rieth (éds.), Navigation et milieu fluvial au XIe s.. Paris: Éditions de la Maison des sciences de l’homme. https://doi.org/10.4000/books.editionsmsh.40595
    Lambert, Georges, Catherine Lavier, Éric Rieth, et Raymond Huissoud. « Annexes ». In Navigation et milieu fluvial au XIe s., édité par Jean Chapelot et Éric Rieth. Paris: Éditions de la Maison des sciences de l’homme, 1995. doi:10.4000/books.editionsmsh.40595.
    Lambert, Georges, et al. « Annexes ». Navigation et milieu fluvial au XIe s., édité par Jean Chapelot et Éric Rieth, Éditions de la Maison des sciences de l’homme, 1995, https://doi.org/10.4000/books.editionsmsh.40595.

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    Chapelot, J., & Rieth, Éric (éds.). (1995). Navigation et milieu fluvial au XIe s. Paris: Éditions de la Maison des sciences de l’homme. https://doi.org/10.4000/books.editionsmsh.40500
    Chapelot, Jean, et Éric Rieth, éd. Navigation et milieu fluvial au XIe s.. Paris: Éditions de la Maison des sciences de l’homme, 1995. doi:10.4000/books.editionsmsh.40500.
    Chapelot, Jean, et Éric Rieth, éditeurs. Navigation et milieu fluvial au XIe s. Éditions de la Maison des sciences de l’homme, 1995, https://doi.org/10.4000/books.editionsmsh.40500.
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