Conception et fonctionnement des puits de rupture de pente des aqueducs romains : les exemples de Cordoue (Espagne) et Autun (France)

Abstract

Les ingénieurs romains ont conçu un dispositif original destiné à ralentir l’eau conduite par les aqueducs appelé « puits de rupture de pente ». À partir d’exemples archéologiquement bien documentés, Autun en France et Cordoue en Espagne, l’objectif est d’abord d’examiner les vestiges encore accessibles aujourd’hui sur le terrain. Chacun des sites possède une cascade de puits de rupture de pente, composée de 19 à 22 puits pour l’un et 34 puits pour l’autre, installée dans des contextes topographiques assez similaires, avec des pentes dépassant 20 %. Cependant les types architecturaux différent. En s’appuyant sur des simulations numériques de l’écoulement de l’eau dans ces puits fondée sur trois caractéristiques (le gabarit des puits, leur espacement et la pente du canal entre les puits), il est possible d’élaborer une restitution visuelle de leur fonctionnement, de les comparer et de préciser les choix techniques des ingénieurs de l’Antiquité. Il s’agit d’une approche expérimentale inédite venant ainsi compléter les recherches passées en matière d’ingénierie hydraulique romaine. Roman engineers designed an original device to slow down the water flow in aqueducts called a “dropshaft”. This research is based on archaeologically well-documented examples: the aqueducts of Autun in France and Cordoba in Spain. The objective is first to examine the remains still accessible today in the field. Each site has a cascade of dropshaft, involving 19 to 22 shafts for one and 34 shafts for the other, settled in fairly similar topographical contexts, with steep slopes exceeding 20%. However, the architectural types of the two sites differ. Based on numerical simulations of the water flow in these dropshafts for different flows, in particular that of the waterfall, it is possible to develop a visual representation of their operation. Three characteristics are necessary for the development of the numerical model: the size of the wells, their spacing and the slope of the aqueduct between the shafts. The equations of fluid mechanics are solved with the numerical model and give a simulation of the water flow in the shaft. The main interest of this numerical simulation is to compare the water flows in the two aqueducts, according to different flow rates and different dropshaft morphologies, and thus to be able to specify the technical choices of the engineers of Antiquity. This is a new experimental approach that complements past research in Roman hydraulic engineering.