Expérimentation de construction d’un silo en briques crues. Phase 2 : Un nouveau prototype et l’ensilage

La deuxième phase du projet expérimental a eu pour objectif de comprendre le rôle joué par le matériau terre dans l’isolation des céréales vis-à-vis de l’atmosphère extérieure. Pour cela, un second prototype a été construit à Cucugnan (France, Aude). Cette étape a été menée conjointement avec Nadia Licitra (égyptologue, post-doctorante CRAterre/AE&CC/ENSAG/UGA et chercheuse associée à l’UMR 8167 Orient & Méditerranée) et Bastien Lamouroux (ingénieur agronome, responsable des semences pour Les Maîtres de mon moulin[1]). Le chantier a bénéficié de la participation de plusieurs bénévoles qui ont œuvré à la construction du second silo (Pauline Bordoux, Julie Depaux, Brice Najda, Geoffrey Najda, et Jean-Pierre Najda) et à l’ensilage (Gwendal Lagarde). Ce projet a été financé par la Fondation des Treilles[2] et le Labex AE&CC[3] (ENSAG/UGA).

Étape 2.1 : La construction d’un nouveau silo

À la suite du prototype réalisé en mai 2021 aux Grands Ateliers de Villefontaine, un nouveau silo en briques crues a été construit entre le 20 et le 28 juin 2021 à Cucugnan (Aude, France), sur une parcelle rurale apparentant à Roland et Valérie Feuillas (Les Maîtres de mon moulin). Afin de respecter le paysage de la vallée, le silo a dû être installé en bordure de terrain et dissimulé sous des arbres. L’emplacement choisi se trouvant néanmoins en contrebas d’un talus, il a fallu l’aménager pour garder le silo à l’abri de l’écoulement des eaux de pluie. Une bâche a également été tendue au dessus du silo, dans le but de protéger l’élévation des intempéries. Ces protections permettent de pallier les désagréments climatiques que connaît le sud de la France en automne et en hiver, des phénomènes bien plus récurrents qu’en Égypte. Néanmoins, aucune protection n’a été installée dans le but de réduire l’humidité ambiante.

Après le débroussaillage de la surface de construction, une fosse de fondation de 160 cm de diamètre a été creusée avec une profondeur d’environ 20 cm (prof. 16 cm à l’avant et 23 cm à l’arrière). Sous le silo, des cendres de bois provenant du four à pain de Roland Feuillas ont été épandues sur 2 cm d’épaisseur environ. L’usage des cendres comme insecticide est bien attesté en Égypte[4]. Elles jouaient probablement aussi un rôle dans l’absorption de l’humidité, en raison de leurs propriétés dessicatives[5].

La première assise de briques crues a été posée sur cette couche cendreuse de manière à définir un silo circulaire mesurant 104 cm de diamètre interne(soit, 2 coudées pharaoniques) [fig. 1]. Les briques ont été produites par les étudiants du DSA « architecture de terre » de l’École Nationale Supérieure d’Architecture de Grenoble (ENSAG), lors de la première expérimentation en mai 2021[6]. Le mortier de terre employé a été obtenu en réhumidifiant et en mélangeant les restes du mortier utilisé pour la construction du premier silo, avec quelques unes des briques, concassées, provenant du même ouvrage. 

Fig. 1. Mise en œuvre des premières assises à l’intérieur de la fosse de fondation. © Aurélie Feuillas

Les cinq premières assises ont ensuite été montées à la verticale, suivant le diamètre interne préétabli. La tranchée de fondation a ensuite été comblée avec de la cendre mélangée à de la terre [fig. 2], conformément à certaines données archéologiques[7]. Puis, pour la construction du dôme, le bras elliptique a été installé au centre et a guidé la pose des assises suivantes, de plus en plus inclinées vers l’intérieur du silo. Deux assises supplémentaires de briques de grand module (30 x 15 x 7,5 cm) ont ainsi été posées. À partir de la huitième assise, des briques de petit module (15 x 7,5 x 5 cm) ont été utilisées, disposées toujours sur la tranche [fig. 3]. Malgré l’accompagnement du bras elliptique[8], la forme circulaire que le silo présentait au niveau des premières assises verticales a été progressivement perdue, les assises supérieures délinéant plutôt un tracé ovale. 

Fig. 2. Comblement de la fosse de fondation avec des cendres et de la terre. © Nadia Licitra
Fig. 3. Mise en œuvre du dôme. © Brice Najda

Au fur et à mesure de la pose des assises, le mélange de terre, sable et fibres végétales utilisé pour jointoyer les briques a été appliqué sur les surfaces interne et externe du silo [figs. 4 et 5]. Au cours de la construction, un tuyau en plastique a été installé dans un joint de mortier, entre deux assises de briques, afin de positionner ultérieurement une sonde destinée à enregistrer des mesures de température et d’humidité relative [fig. 6]. Une fois la construction achevée, il a fallu attendre plusieurs semaines que le silo sèche complètement avant de procéder à l’ensilage.

Fig. 4. Application d’un mélange de terre, sable et fibres végétales à l’intérieur du silo. © Adeline Bats
Fig. 5. Application d’un mélange de terre, sable et fibres végétales à l’extérieur du silo. © Brice Najda
Fig. 6. Installation du tuyau en plastique entre deux joints afin de faciliter le positionnement ultérieur de la sonde. © Adeline Bats

Contrairement au premier prototype, aucune trappe latérale n’a été aménagée. En effet, lors de l’ouverture du silo et du désensilage, nous souhaiterions le démonter en le fouillant – assise par assise –, afin de localiser et de documenter les zones éventuelles de pourrissage ou d’infestation du grain. Une telle observation ne pourrait être réalisée si le grain était totalement évacué par la trappe latérale. Bien que cet accès puisse constituer une faiblesse dans l’étanchéité du silo, qu’il aurait fallut documenter, l’usage d’une seule sonde interne ne permet pas la collecte des données nécessaires à une telle étude. Ce point requerra donc des expérimentations ultérieures, avec au minimum l’installation de trois sondes : une à proximité de trappe, une à proximité de la paroi opposée et une au centre du silo.

Étape 2.2 : L’ensilage des céréales

L’ensilage a été effectué le 1er septembre 2021, du fait d’un été particulièrement humide ayant occasionné des récoltes tardives. Bastien Lamouroux a sélectionné de l’orge de Bérénice, une orge commune à 2-rangs semi-ancienne et cultivée dans le Gers selon les principes de l’agriculture biologique. Ayant constaté des remontés d’humidité à l’intérieur du silo au cours des semaines de séchage, il a suggéré de disposer un tapis de pailles d’environ 3 cm d’épaisseur au fond de la structure. L’usage de pailles, dans le but de freiner les remontées d’humidité du sol, est bien attesté par l’ethnographie[9]. Au total, 580 kg d’orge ont été déversés à l’intérieur du silo expérimental, par sacs d’environ 30 kg [fig. 7]. Le versement progressif de l’orge a occasionné la propagation de très nombreuses paillettes et poussières, qui ont rendu l’atmosphère trouble au dessus du silo. Un dernier paillage a ensuite été effectué, avant la fermeture du dispositif, afin de réduire au maximum le taux d’oxygène à l’intérieur [fig. 8]. En l’absence de données historiques sur le système de fermeture des silos égyptiens, un bouchon en terre crue séchée avait été réalisé préalablement par Thierry Joffroy (architecte, directeur de l’équipe CRAterre/AE&CC/ENSAG/UGA) en mai 2021. Enfin, une fois le bouchon posé, le dispositif de stockage a été scellé avec du mortier de terre, le même employé pour la construction du silo.

Fig. 7. Remplissage du silo par Bastien Lamouroux. © Adeline Bats
Fig. 8. Comblement du goulot avec de la paille. © Adeline Bats

Deux capteurs ont été choisis pour enregistrer des mesures de températures et d’humidité: PeakTech® 5185 pour l’intérieur et TempU 03 de Lecxin pour l’extérieur. La sonde du capteur interne a été placée au centre du silo, à 45 cm au dessus du niveau de circulation, lors du remplissage [fig. 9]. Le tuyau en plastique souple, permettant de l’y insérer, a ensuite été fermé à l’extérieur avec du rouleau adhésif, afin de garantir l’herméticité de la structure. En plus de cet enregistrement, une surveillance régulière sera effectuée dans les mois à venir par Julie Depaux, Aurélie Feuillas et Bastien Lamouroux, collaborateurs des Maîtres de mon moulin.

Fig. 9. Installation de la sonde dans le silo. © Adeline Bats

[1] La meunerie-boulangerieLes Maîtres de mon Moulinà Cucugnan (Aude) est dirigée par Roland et Valérie Feuillas.

[2] La Fondation des Treilles, créée par Anne Gruner Schlumberger, a notamment pour vocation d’ouvrir et de nourrir le dialogue entre les sciences et les arts afin de faire progresser la création et la recherche contemporaines. Elle accueil également des chercheurs et des écrivains dans le domaine des Treilles (Var) www.les-treilles.com.

[3] https://aecc.hypotheses.org/105

[4] H. Levinson, A. Levinson, « Control of stored food pests in the ancient Orient and classical antiquity », JAE 122, 1998, p. 141-142. Certaines tranchées de fondation de silos semblent, en effet, avoir été comblées par une couche de cendres, probablement dans le but d’éloigner les insectes (Cl. Malleson, « Informal intercropping of legumes with cereals? A re-assessment of clover abundance in ancient Egyptian cereals processing by-product assemblages: archaeobotanical investigations at Khentkawes town, Giza (2300-2100 BC) », Vegetation History and Archaeobotany 5, 2016, p. 438 ; A. Bats, « La dégradation des stocks céréaliers et la lutte contre les ravageurs du grain », dans P. Kossmann, D. Kott (éds.), Économie de l’Égypte ancienne, actes de l’atelier Aigyptos (2017), TOPOI, à paraître).

[5] P. Scheepens, R. Hoevers, F. X. Arulappan, G. Pesch, Le stockage des produits agricolesAgrodok 31, 2011, p. 39. Les cendres sont également utilisées dans les « chaussées absorbantes » des rues de Mari et des villes de la Mésopotamie du nord car elles favorisent l’absorption des eaux de pluie : J.‑Cl. Margueron, Mari. Métropole de l’Euphrate, Paris, 2004, p. 142.

[6] https://stockagenil.hypotheses.org/162

[7]  cf. supra.

[8] Outil créé par Thierry Joffroy permettant de dessiner des ellipses dans l’espace : https://stockagenil.hypotheses.org/162

[9] Dans certaines régions du monde, de la paille est disposée à la base du goulot, afin de la protéger les denrées de la pluie (C. Seignobos, « Stratégies de conservation du grain », dans C. Seignobos, O. Iyébi-mandjek (éds.), Atlas de la province Extrême-Nord Cameroun, Paris, 2017, p. 108). Voir aussi F. Sigaut, Les réserves de grains à long terme. Techniques de conservation et fonctions sociales dans l’histoire, Paris, 1978, p. 14.

Expérimentation de construction d’un silo en briques crues. Phase 1 : le premier prototype

Le dispositif de stockage des céréales le plus couramment employé en Égypte ancienne est le silo circulaire aérien, une structure construite en briques crues, de forme cylindrique et dotée d’une couverture en dôme[1]. Contrairement au silo-fosse, le silo aérien est construit en élévation, avec des fondations de faible profondeur. Toujours utilisé de nos jours, dans certaines sociétés traditionnelles en Afrique et au Proche-Orient, le mécanisme de conservation est cependant mal documenté, bien qu’il semble correspondre à celui des silos-fosses[2]. Néanmoins, plusieurs questionnements liés aux différences évidentes entre le stockage en silo-fosse et celui en silo-aérien demeurent. Ils concernent, par exemple, l’architecture de ces derniers : les matériaux – essentiellement la brique crue, des mortiers et des enduits de terre – et leur mise en œuvre, mais aussi le système de bouchage et de fermeture du dispositif. Par ailleurs, les modalités de conservation des céréales dans les silos aériens demandent à être explorées davantage : 

  • Quel est le rôle du matériau terre dans l’isolation des graines vis-à-vis de l’atmosphère extérieure ? Car, contrairement aux silos-fosses, l’atmosphère externe est bien plus sujette aux variations d’humidité et de températures que le sous-sol.
  • Combien de temps les céréales conservent-elles des propriétés germinatives lorsqu’elles sont stockées en silo ? Cette question est d’autant plus pertinente qu’à la différence des silos-fosses, les silos égyptiens devaient conserver une masse de denrées parfois considérable, une quantité qui favorise l’auto-combustion et la production de gaz. 

Dès lors, même si des hypothèses peuvent être élaborées grâce au comparatisme, le fonctionnement de ce type de structure reste largement inconnu. 

Cadre du projet

Afin de tenter de répondre à ces interrogations, un projet d’archéologie expérimentale en plusieurs phases a été entrepris, grâce au soutien de la Fondation des Treilles[3] et du Labex AE&CC [4](ENSAG/UGA). Ce premier projet, mené par Adeline Bats (égyptologue, chercheuse associée à l’UMR 8167 Orient & Méditerranée), rassemble plusieurs acteurs de la recherche en architecture et en archéologie de l’Égypte ancienne : Nadia Licitra (égyptologue,post-doctorante CRAterre/AE&CC/ENSAG/UGA et chercheuse associée à l’UMR 8167 Orient & Méditerranée), Thierry Joffroy (architecte, directeur du Labex AE&CC), des étudiants du DSA « Architecture de terre, cultures constructives et développement dural » [5] (Mardjane Amin, Anna-Laura Bourguignon, Marion Denizart, Vanille Joséphine, Angèle Keserwany, Hugo Spack) et María Lidón de Miguel (doctorante, Universitat Politècnica de València)

La première phase du projet a eu pour objectif d’appréhender la mise en œuvre d’un silo en briques crues, selon les techniques de l’Égypte ancienne. Pour cela, un premier prototype a alors été construit du 17 au 21 mai 2021, dans le cadre du festival Grains d’Isère qui s’est tenu aux Grands Ateliers de Villefontaine (38)[6].

Réalisation

En amont de l’expérimentation, des réunions et des modélisations 3D du silo ont permis de réfléchir collégialement aux techniques et aux matériaux qui auraient été utilisés, en accord avec les sources archéologiques. Nous avons alors choisi de construire un silo de petite taille (diamètre interne de 1,04 m), une dimension bien attestée sur divers sites archéologiques en Égypte et au Soudan dans des contextes domestiques, permettant d’ensiler environ 1,5 m3de céréales. Plusieurs centaines de briques – constituées de terre, de paille et de sable – ont ensuite été produites la semaine précédant l’expérimentation [fig. 1].

Fig. 1. Séchage des briques aux Grands Ateliers. © Adeline Bats

L’élaboration du dôme a été laissée aux architectes, faute d’information archéologique. Grâce à son expertise et à son expérience dans la construction de voûtes, pour la mise en œuvre du dôme Thierry Joffroy a proposé d’employer un outil de son invention, un bras mobile permettant de dessiner des ellipses dans l’espace. Bien que les anciens égyptiens devaient savoir construire des dômes en briques de manière empirique, sans l’aide d’instruments particuliers (comme il est attesté aussi pour les voûtes dites « nubiennes », du moins les plus petits, le bras nous a permis de pallier notre manque de savoir-faire et, en même temps, de former les étudiants du DSA à cette méthode constructive [fig. 2]. Les premières assises ont ainsi été montées avec des briques de gros module (30 x 15 x 7,5 cm), tandis que la partie supérieure a été construite avec des briques de petit module (15 x 7,5 x 5 cm) afin d’alléger la partie sommitale et de faciliter l’inclinaison de la paroi du silo. Le mortier utilisé était un mélange de terre, paille et sable. L’appareillage et l’usage de deux modules de briques ont fait l’objet de nombreuses discussions au sein de l’équipe. En effet, en l’absence d’élévation conservée, seules les premières assises des silos attestés par l’archéologie témoignent des procédés de construction de ces dispositifs de stockage. Néanmoins, une étude fine des données semble indiquer que, outre des briques complètes, des fragments de briques ont également été employées, afin d’assurer un profil régulier au silo. Dans certains cas, ont été remployés  des fragments de briques appartenant à des constructions plus anciennes. Les briques ont ensuite été recouvertes d’un enduit de terre et de paille [fig. 3].

Fig. 2. Construction du silo. © María Lidón de Miguel
Fig. 3. Préparation et application de l’enduit de terre sur le silo. © María Lidón de Miguel

La construction de ce premier silo a permis à l’équipe de se familiariser avec les méthodes constructives et les matériaux [fig. 4]. Un deuxième prototype, dans lequel des céréales seront ensuite ensilées, a été réalisé du 20 au 28 juin dans le village de Cucugnan (Aude) avec la collaboration du paysan-boulanger Roland Feuillas et l’agronome Bastien Lamouroux[7].

Fig. 4. Premier prototype © Adeline Bats


[1] A. Bats, « Le stockage des céréales dans l’Égypte pharaonique. Aspects techniques et stratégies économiques », dans A. Bats (éd.), Les céréales dans le monde antiqueNeHeT 5, 2017, p. 157-177, disponible en ligne : https://www.nehet.fr/images/NEHET5/09-NEHET%205-BATS.pdf.

[2] F. Sigaut, Les réserves de grains à long terme – Techniques de conservation et fonctions sociales dans l’histoire, Paris, 1978. Plusieurs expérimentions ont été réalisées afin de valider ces principes agronomiques : P.J. Reynolds, « A General Report of Underground Grain Storage Experiments at the Butser Ancient Farm Research Project », dans M. Gast, F. Sigaut (éd.), Les techniques de conservation des grains sur le long terme, Tome 1, 1979, p. 70-81 ; A. Bourrouilh, C. Saout, Le stockage des grains de céréales en silo souterrain sous climats océaniques et océanique altéré, interroger la pratique par l’expérimentation, retour sur une problématique classique dans l’archéologie ouest-européenne, note préliminaire inédite, 2015. Voir également le projet en cours dirigé par  Cécile Dominguez et Éric Yédri (INRAP) : https://ensilage.hypotheses.org.

[3] La Fondation des Treilles, créée par Anne Gruner Schlumberger, a notamment pour vocation d’ouvrir et de nourrir le dialogue entre les sciences et les arts afin de faire progresser la création et la recherche contemporaines. Elle accueil également des chercheurs et des écrivains dans le domaine des Treilles (Var) www.les-treilles.com.

[4] https://aecc.hypotheses.org/105

[5] Le diplôme de spécialisation et d’approfondissement en architecture (DSA) « Architecture de terre, cultures constructives et développement durable » est une formation post-master de l’École Nationale Supérieure d’Architecture de Grenoble (ENSAG) http://craterre.org/enseignement:dsa-architecture-de-terre/

[6] https://www.lesgrandsateliers.org

[7] Les Maîtres de mon Moulin, https://www.farinesdemeule.com

Architecture et techniques de construction des bâtiments et aménagements de stockage, partie 2

Journée d’étude/Wébinaire organisé par Adeline Bats et Nadia Licitra

21 juin 2021

14h00  Ouverture de la journée par Adeline Bats (Lettres Sorbonne Université,  UMR 8167 Orient & Méditerranée) & Nadia Licitra (CRAterre/AE&CC/ENSAG/Univ. Grenoble-Alpes, UMR 8167 Orient & Méditerranée)

14h10  Wouter Claes (Musées royaux d’Art et d’Histoire, Bruxelles)

« Les structures de stockage dans la zone d’habitat à Elkab »

14h45  Nadine Moeller (Yale University) & Grégory Marouard (Yale University)

« Le stockage des céréales à Edfou : rapide tour d’horizon des solutions mises en œuvre entre la fin de la Ve dynastie et le début du Nouvel Empire »

15h20 PAUSE

15h35 Neal Spencer (Fitzwilliam Museum)

« Colonising/Dwelling: storage in the pharaonic town of Amara West, Upper Nubia »

16h10 Discussion générale

17h00 Clôture de la journée

22 JUIN

14h00 Ouverture de la journée par Adeline Bats (Lettres Sorbonne Université, UMR 8167 Orient & Méditerranée) & Nadia Licitra (CRAterre/AE&CC/ENSAG/Univ. Grenoble-Alpes, UMR 8167 Orient & Méditerranée)

14h10 Gisèle Hadji-Minglou (IFAO / UMR 8167)

« Le thesauros ptolémaïque de Tebtynis et son contexte urbain »

14h45 Anne Mayor (Université de Genève) & Thomas Pelmoine (Université de Genève)

« Ethnoarchéologie des greniers au Sénégal oriental : techniques, localisation et contenus »

15h20 PAUSE

Un projet d’archéologie expérimentale : la construction d’un silo en briques crues

15h35 Adeline Bats (Lettres Sorbonne Université, UMR 8167 Orient & Méditerranée)

« Présentation du projet, problématique et protocole »

15h50 Nadia Licitra (CRAterre/AE&CC/ENSAG/Univ. Grenoble-Alpes, UMR 8167 Orient & Méditerranée)

« Matériaux, modules et appareillage des briques »

16h05 Thierry Joffroy (CRAterre/AE&CC/ENSAG/Univ. Grenoble-Alpes)

« Construire un silo en briques selon les techniques de construction utilisées dans l’Égypte ancienne »

16h20 Roland Feuillas (paysan-boulanger, Les Maîtres de mon Moulin)

« Les blés anciens et les problèmes de conservation actuels »

16h35 Discussion

17h00  Actualités du groupe d’étude :

            – La publication des actes des deux premières journées d’étude

            – L’ouverture du blog http://stockagenil.hypotheses.org 

            – La base de données du Groupe d’étude

            – Les prochaines rencontres

17h45 Clôture de la journée

Pour s’inscrire au wébinaire et recevoir les liens de connexion, écrivez-nous : adeline.bats@gmail.com ou licitra.n@grenoble.archi.fr

Le stockage en Égypte et au Soudan anciens

Ce carnet de recherche aura pour but de relayer l’actualité du Groupe de travail sur le stockage en Égypte et au Soudan anciens. L’ambition du groupe est de créer un environnement qui favorise les échanges entre les archéologues, les architectes, les archéobotanistes, les céramologues, les historiens, des ethno-archéologues et, de manière plus générale, tout spécialiste s’intéressant à l’archéologie du stockage.
Pour l’Égypte et le Soudan, la question du stockage des denrées alimentaires brutes, comme les céréales, n’a que très rarement été posée directement et fut abordée de manière ponctuelle, à partir des données iconographiques, textuelles ou encore archéologiques. De même, il n’existe, à ce jour, aucune étude globale sur les magasins ayant servi à l’entreposage et à la conservation des denrées conditionnées alimentaires et non alimentaires.
Ce groupe, qui rassemble essentiellement des archéologues en charge de la fouille et/ou de la publication de dispositifs de stockage, a pour objectifs de faciliter les échanges entre les chercheurs en amont des publications, de mettre en place de nouveaux outils communs et d’ouvrir de nouvelles pistes de réflexions. Dans ce but, des journées d’études annuelles et des réunions de travail sont organisées depuis 2020. Le groupe réfléchit notamment à la création d’une base de données permettant de créer un référentiel, ou encore à des fiches d’enregistrement normées destinées à faciliter les études futures des lieux de stockage.

Le carnet de recherche permettra alors de publier des courts billets d’actualité (découvertes archéologiques, parutions, annonces d’événements scientifiques), mais aussi des articles de plusieurs pages abordant des sujets divers en relation avec le stockage dans l’ancienne vallée du Nil en complément de la publication des actes des journées d’étude.