1Le gisement de Croix de Fenouillé, ou des Croisées, est implanté au sud-est de la commune de Castillon-du-Gard, au cœur de l’antique cité de Nîmes (fig. 1). Il se développe à la limite de la plaine d’inondation du Gardon, à une altitude moyenne de 27 m. Il est signalé au XIX^e s. par G. Charvet qui évoque la présence d’un établissement à l’est de la voie reliant Nîmes à Alba. Il s’agirait selon cet auteur d’une “localité gallo-romaine appelée aujourd’hui Breton, située derrière la première auberge de la Croisée” (Charvet 1874, p. 85). Le site n’a été relocalisé qu’en 2002, où il a été prospecté à deux reprises, ce qui a permis d’en établir l’extension autour d’un hectare. Entre 2003 et 2005, il a fait l’objet d’une série de sondages qui ont tenté d’en établir l’agencement général. C’est lors de ces recherches de terrain que l’installation hydraulique, sujet de cet article, a été découverte1.

Évolution générale du site des Croisées

2En préalable à la présentation de l’installation hydraulique, il est nécessaire de présenter les grandes phases d’occupation du site.

3Après une occupation mal caractérisée à la fin de l’Age du fer, un établissement de 4000 m² est construit au début du I^er s. ap. J. -C. Il est constitué de trois ailes de bâtiment organisées autour d’une grande cour de 2000 m^2. L’aile nord est occupée principalement par un appentis long d’une cinquantaine de mètres, limité au sud par plusieurs piliers (fig. 2). L’aile sud-ouest de l’établissement semble être la plus étendue, mais un fort état d’arasement rend difficile son interprétation. L’aile Nord-Est de l’habitat demeure méconnue. Une fosse qui pourrait être un petit silo constitue le seul élément significatif. Du point de vue fonctionnel, plusieurs indices permettent d’avancer l’hypothèse d’une auberge : l’implantation à côté d’un carrefour routier, la profusion de la vaisselle de service (coupes, bols en céramique fine et cruches) et enfin, l’abondance des scories qui laisse supposer une activité métallurgique en relation avec le charronnage. L’activité agricole reste faiblement documentée pour cette période.

4À partir de la fin du I^er s., l’habitat connaît de nombreuses transformations et remaniements (fig. 2). L’organisation générale, autour de la grande cour, demeure identique mais de nouvelles infrastructures sont aménagées. Un grand bâtiment est construit dans la partie ouest de l’établissement. La présence de contreforts sur sa façade nord-occidentale permet d’envisager une élévation importante et peut-être un étage. Ce bâtiment présente des similitudes avec des greniers identifiés dans des villae du nord de la Gaule (Van Ossel 1992, p. 154-159 ; Ferdière 1988, p. 72-80). Au niveau de l’aile nord-est, les structures antérieures sont détruites pour faire place à un ensemble plus cossu. Ce nouveau corps de bâtiment est bordé sur chacune de ses façades par des galeries couvertes. L’élément le plus notoire est une pièce de réception avec un sol à crustae, d’une superficie d’environ 25 m². Quelques mètres à l’est, un bâtiment très arasé a été dégagé. Il comporte une abside et des renforts d’angle. Son plan invite à y reconnaître un balneum. Tous ces réaménagements témoignent de la prospérité du site entre la fin du Ier s. et le IL s. À cette époque, le site aurait toujours vocation de relais routier. Mais l’on note l’apparition d’aménagements qui peuvent être en relation avec un établissement agricole de type villa.

5À la fin du Haut-Empire, les indices d’occupation deviennent plus ténus. La fin du II^e siècle et du III^e siècle sont surtout attestés par des niveaux de destruction. Les structures des IV^e et V^e s. sont rares. L’activité paraît alors s’être rétractée dans la partie centrale du site. Au début du Moyen Âge (VI^e -VII^e s.), seules quelques structures attestent un usage des lieux. À proximité de l’ancienne salle d’apparat, une construction excavée, limitée sur trois côtés par des murs à liant de mortier, a été observée. À l’emplacement de l’installation hydraulique, un mur et un foyer témoignent de la présence d’un petit habitat. Dans l’état actuel des recherches, aucune trace d’occupation n’a été identifiée pour la période carolingienne. Ce n’est qu’au Moyen Âge médian que quelques silos attestent une nouvelle fréquentation.

L’installation hydraulique

6Dans la partie nord-est du site, une installation hydraulique prend place à quelques pas de la partie résidentielle. Lors des fouilles, celle-ci a été dégagée sur une vingtaine de mètres. Elle se développe selon une orientation Nord-Ouest/Sud-Est. Dans cette partie de la parcelle, la roche miocène, qui affleure dès la surface, a été excavée parfois sur plusieurs mètres pour cet aménagement. Cette installation hydraulique est composée de trois grandes parties : un fossé amont, une entonnoir rocheux, et un exutoire. Quatre grands états de fonctionnement ont été distingués (fig. 3).

L’état 1

Les structures archéologiques (fig. 4)

7Pour la commodité de l’exposé, nous présenterons l’installation d’amont en aval.

8État 1 : le fossé amont

9Il s’agit d’un important canal creusé dans la molasse miocène. Actuellement, il est dégagé sur environ 13 m de long. Mais les limites du sondage ne permettent pas de le cerner dans sa globalité. Il est vraisemblable qu’il se prolonge vers le nord, loin au delà des limites de la fouille. En plan, ce creusement présente des bords peu réguliers. Sa largeur varie entre 3,4 m et 4 m. Cette variabilité peut s’expliquer par des phénomènes d’érosion qui affectent facilement ce substrat fragile. Deux sondages ont permis de définir les caractéristiques de ce large creusement : un premier en amont (sondage 1), et un second en aval (sondage 2) au contact de l’entonnoir rocheux.

10Dans le sondage 1, le fond du fossé a été atteint à 2,6 m. Dans sa partie la plus basse, le canal est très étroit, autour de 0,1 m de large. Il épouse un profil en V avec des parois qui s’évasent dès le fond. A la hauteur de 0,8 m par rapport au fond, elles s’élargissent franchement avec une largeur qui atteint quasiment 1 m. Dans sa partie haute, la largeur du fossé atteint 4 m et les bords deviennent dissymétriques. La paroi orientale présente un aspect très évasé tandis que la paroi occidentale comporte un profil en escalier avec, sur le redan le plus haut, un mur fait de moellons sommairement équarris et liés au mortier. La partie sud du mur est effondrée. La construction de ce mur peut marquer la volonté de protéger la paroi qui s’effondre facilement, soit celle de rétrécir la largeur du fossé afin d’augmenter la vitesse du flux de l’eau.

11Dans le sondage 2, le fossé accuse également une profondeur importante : 2,4 m. Malgré quelques légers surcreusements, le fond est plat et régulier. La roche, s’effrite peu à cet endroit. Dans la partie la plus basse, la largeur du fossé est de 0,18 m. Contrairement au sondage 1, les parois sont verticales dans la partie basse et commencent à s’évaser légèrement à environ 0,2 m du fond. Cette zone du fossé adopte également un profil en V mais avec une base plus rectiligne. 1 m au dessus du fond, le profil du fossé s’élargit plus franchement. Le côté oriental s’évase doucement tandis que le côté occidental s’ouvre plus brutalement et prend une forme arrondie. Dans sa partie haute, la largeur du fossé (3,4 m) est plus réduite qu’en amont, dans le sondage 1. À l’intérieur de ce sondage, on a constaté la présence de gros blocs détachés. Nous avons observé lors de la fouille plusieurs blocs de roche qui n’étaient pas en place. Au regard de l’irrégularité du profil, il semble s’agir de blocs provenant des parois.

12Dans ce tronçon du fossé, les parois sont relativement irrégulières. Dans les parties médiane et haute, le substrat y est particulièrement fragile. La forme du creusement observée, que ce soit dans le sondage 1 ou dans le sondage 2, se différencie probablement très fortement du creusement initial du fossé.

13État 1 : l’entonnoir rocheux

14En direction du sud, le canal se rétrécit singulièrement. Le rocher a été retaillé afin de former une sorte d’entonnoir dont la largeur se réduit par rapport au fossé amont : c’est ce que nous avons dénommé l’entonnoir rocheux.

15Alors que dans le fossé amont la largeur à l’ouverture était de 3,5 m, elle passe ici à environ 0,6 m. Cette section de canal se développe sur 4,9 m de long. Elle a pu être dégagée en totalité et ses limites sont correctement définies. Contrairement au fossé amont, son tracé présente un aspect très régulier. Il faut dire qu’il a été creusé dans une zone où le substrat est beaucoup plus compact : il s’agit d’un authentique calcaire coquillier, très dur et cohérent. Cet entonnoir rocheux a été intégralement fouillé. Son profil reste très homogène. Il présente un fond plat et des parois quasiment verticales. Dans sa partie basse, la largeur est d’environ 0,25 m, ce qui équivaut à la largeur observée au fond du fossé amont. En remontant, les parois s’évasent très légèrement. Par exemple, à 0,6 m du fond, la largeur de la conduite n’est que de 0,33 m. Les parois ont conservé les traces des outils utilisés pour le creusement de la roche.

16Dans la partie sud de cet entonnoir, prend place ce qui semble être le cœur de l’installation, à l’emplacement d’une importante rupture de pente. Cette partie du dispositif se situe à 3,8 m en aval du départ de l’entonnoir rocheux et s’étend sur environ 1 m de long. Cet aménagement se caractérise par une trace circulaire (FS2183) creusée dans le rocher, d’un diamètre d’environ 1,2 m. Celle-ci apparaît dans sa partie la plus basse à une profondeur de 1,7 m, soit quelques centimètres plus haut que le fond. Du côté occidental, le creusement présente un profil arrondi relativement régulier. Le contour oriental n’est pas aussi net. Ce creusement est lisible sur une hauteur d’environ 0,85 m. Les limites de cette trace n’ont pu être dégagées en totalité pour des raisons de sécurité (risques d’effondrement).

17Dans l’axe central de cette trace circulaire, au fond, un autre creusement régulier a été reconnu (FS2179). Placé dans l’axe de l’entonnoir rocheux, il correspond à un rectangle long de 0,95 m, large de 0,45 m et profond de quelques centimètres (fig. 5). Dans la partie nord, un surcreusement volontaire de taille réduite est visible. Celui-ci se trouve précisément au centre du creusement circulaire.

18En contre-haut de ces aménagements, des restes de construction peuvent être rapportés à ce premier état. Il s’agit de maçonneries qui reprennent et consolident les parois du canal. Elles sont construites en surplomb du creusement circulaire FS2183 et de la fosse rectangulaire FS2179. Il y a là deux massifs de maçonnerie (SB2177 et SB2178), larges de 1,2 m, constitués de blocs de calcaire coquillier liés au mortier jaune. Leur agencement général est difficile à percevoir : l’érosion a fait disparaître la partie sud des deux massifs ; des épierrements ont affectés SB2177 ; la construction tardive d’un bassin a engendré l’arasement de SB2178. Un court tronçon de mur (MR2113) complète l’aménagement. Situé dans le prolongement du nord du massif SB2178, il constitue une autre reprise maçonnée des parois du canal.

19État 1 : l’exutoire du système

20En aval de cette zone, l’ouvrage se rétrécit à nouveau. La canalisation présente alors un profil en “trou de serrure” bien marqué, que l’on peut suivre sur 1 m. Au delà, l’érosion et les réaménagements de la zone, à l’époque moderne, ont détruit les parois du canal.

21Au débouché de cette zone, le canal s’ouvre sur une zone beaucoup plus basse et passablement arasée. Le terrain présente ici une rupture de pente très marquée, le toit de la roche miocène apparaissant à une altitude inférieure de 2 m. Cette partie méridionale de la structure a été explorée sur une longueur de 2,5 m. La hauteur conservée du canal s’y amenuise considérablement. A tel point que le canal présente une profondeur de quelques centimètres à peine, dans sa partie la plus méridionale. Le fond reste relativement plat et régulier. Les parois demeurent verticales sur quelques centimètres puis s’évasent franchement. Le tracé du bord oriental du canal demeure plus ou moins rectiligne alors que le côté occidental s’ouvre en diagonale. Ce profil peut être lié à l’érosion de la roche, ou à l’extraction d’un bloc.

22À la sortie même de l’entonnoir rocheux, une large encoche, perpendiculaire à la canalisation, a été dégagée (FS2180). Elle se développe de part et d’autre du canal, sous la forme de deux creusements quadrangulaires, aux angles arrondis, conservées sur une profondeur de 0,2 à 0,3 m (fig. 6). Ils sont larges d’environ 0,15 m. Bien qu’ils appartiennent à un même ensemble, ces creusements ne présentent pas une parfaite symétrie. La trace orientale est bien perpendiculaire au canal, tandis que la trace occidentale est légèrement désaxée. Ces encoches perpendiculaires marquent certainement l’emplacement d’une vanne.

Interprétation

23Plusieurs éléments nous amènent à penser que cette installation hydraulique correspond à un moulin.

24Le fossé amont constituerait le canal d’amenée d’eau, c’est-à-dire le bief. Il peut s’étendre sur plusieurs dizaines de mètres en amont. Dans l’état actuel des recherches, nous ne savons pas à quel endroit il capterait l’eau nécessaire au fonctionnement de la machine. La trace circulaire creusée dans le rocher serait l’emplacement d’une roue, placée horizontalement, fonctionnant selon le principe du moulin à rodet volant. Il est difficile d’extrapoler le diamètre de cette roue. Nous pouvons seulement dire qu’elle mesurait au maximum 1 m car le creusement observé lors des fouilles mesurait lui-même un peu plus d’un m. La fosse creusée dans l’axe central de cette chambre basse, aurait accueilli le padelas, pièce de bois servant à maintenir la crapaudine du moulin et à régler l’écartement entre les meules. La présence de massifs de maçonnerie en surplomb de ces aménagements renforce l’hypothèse d’un moulin. C’est effectivement le seul endroit où l’on retrouve, sur les bords du canal, les traces d’un édifice. Si elles sont fortement perturbées, ces constructions permettent d’imaginer un petit bâtiment, qui devait fort logiquement abriter la meule.

25Mais un problème majeur se pose par rapport au fonctionnement de cette machine : celui de l’énergie hydraulique qui l’entraînait. Effectivement, en amont de l’emplacement circulaire, nous n’avons reconnu aucun aménagement susceptible de mettre l’eau sous pression. Sur la longueur explorée, le fond de la canalisation ne présente aucune pente. Il n’y a aucun rétrécissement permettant de concentrer le flux pour le projeter sur un des cotés de la roue, comme on l’observe classiquement dans les moulins à roue horizontale (Amouric et al. 2000). Par ailleurs, la hauteur d’arrivée d’eau s’avère a priori trop basse pour entraîner correctement le rodet2. Enfin, on s’explique mal la présence d’une vanne en aval de la roue. Ce type d’aménagement est traditionnellement attendu en amont, souvent associé à un canal de dérivation. Or rien n’autorise à supposer l’existence de tels aménagements. Faut-il imaginer un scénario de fonctionnement original, reposant sur l’ouverture et la fermeture de celle-ci ? Fermée, cette vanne permettrait l’immersion du système. Une fois le canal suffisamment rempli, l’ouverture de la vanne ne pourrait-elle pas engendrer une dynamique hydraulique permettant la rotation ? Le mode de fonctionnement de cette installation reste à un stade hautement hypothétique et l’explication avancée est une première proposition. Du reste, il faut observer que la morphologie générale du canal aurait pu s’accorder avec la présence d’une roue verticale, entraînée par dessous. Mais cette hypothèse reste difficilement recevable en l’absence de traces archéologiques caractéristiques : une telle roue à aubes aurait laissé des traces sur les concrétions calcaires de l’entonnoir rocheux. Elle nécessite également un puits d’engrenage latéral dont aucune trace n’est attestée3.

26L’hypothèse d’un moulin est en tout cas étayée par la découverte d’un fragment de meule hydraulique en basalte, lors du décapage. Ce type de meule basaltique est adapté à des moulins à rotation lente car, à une vitesse élevée, le basalte est susceptible de brûler la farine (Brun, Borréani 1998, p. 301). Le fonctionnement de l’installation hydraulique, tel que nous l’envisageons, pourrait coïncider avec une rotation lente de la roue.

27Cette machine, quelle qu’elle soit, n’a pas du fonctionner facilement. En effet, la nature fragile de la roche a entraîné des effondrements dans le fossé amont. Ce dernier est donc probablement une forme dégradée du creusement initial, que l’on imagine plus incisé et plus étroit afin que le flux liquide soit plus fort. L’élargissement progressif du fossé, sous l’effet de l’érosion hydraulique et des ravinements, a du diminuer la capacité du canal à concentrer un courant d’eau. Au fur et à mesure de son utilisation, ce canal a perdu en qualité hydraulique. Cette installation devait donc nécessiter des consolidations. La construction d’un mur le long de la paroi occidentale du “bief” pourrait être une conséquence de cela : rétrécir la largeur du conduit pour augmenter la vitesse de l’eau. Elle a éventuellement fait suite à un effondrement localisé de la paroi, mettant à nu un banc non consolidé, ce qui a nécessité une protection pour éviter la poursuite du sapement en profondeur.

Dépôts stratigraphiques liés au premier fonctionnement de la structure

28À cette première étape de fonctionnement de l’installation sont associés plusieurs dépôts sédimentaires. Ces derniers ont fait l’objet d’une étude détaillée dans la coupe pratiquée dans le fossé amont (sondage 1). Globalement il s’agit de niveaux sableux jaunes à gris que l’homogénéité distingue des niveaux supérieurs :

• Lus 2164 est la plus ancienne couche qui s’est déposée dans le canal. Il s’agit d’un sable moyen gris foncé contenant des fragments de matière organique en décomposition. Ce niveau présente dans le sondage 1, une épaisseur de 0,1 m ; il a également été retrouvé au fond de l’entonnoir rocheux (enregistré sous le numéro 2157) où il est un peu plus puissant (0,2 m). Il a en revanche disparu au niveau de l’exutoire. Cette couche sableuse est intercalée avec plusieurs lits successifs limono-argileux gris très purs d’un centimètre d’épaisseur. Deux caractéristiques principales distinguent cette couche du reste de la stratigraphie : la finesse des petit lits limono-argileux et la teinte foncée marquant l’hydromorphie du depôt, évidente pour un fond de canal. La transition brutale entre les niveaux sableux et les niveaux argileux indique un arrêt net de la masse d’eau en mouvement, et ce de manière répétée ; nous pensons que ces changements de rythme de l’écoulement peuvent être liés à l’utilisation d’une vanne qui bloquerait le flux lorsque la supposée machine n’est plus utilisée. De plus, la présence de lentilles millimétriques de sable jaune confirme la répétition du cycle mise en eau/ vidange qui a laissé se déliter la paroi rocheuse et indique que dès les premières utilisations du moulin, la structure a accusé sa fragilité.
• Lus 2166, qui succède à 2164, est un niveau sableux de 0,4 m d’épaisseur dont la teinte varie du gris au gris beige. La texture des deux us est donc comparable et se rapporte à une même compétence du courant, ce dernier subissant un frein responsable du dépôt de la charge sableuse transportée en suspension. Par contre, ce comblement ne présente quasiment plus de traits d’hydromorphie, ce qui pourrait signer un moindre engorgement et une évacuation totale vers l’aval à chaque utilisation ; la structure serait donc vidangée avec soin et la permanence d’une hauteur d’eau minimale n’est donc plus assurée, d’autant que la texture sableuse est impropre à la rétention d’eau. De plus, le canal ne joue pas non plus le rôle de fossé car il n’a pas enregistré ces périodes de drainage qui seraient marquées par des dépôts plus fins. La présence de quelques fragments d’enduits, l’absence de traces de curage, évoque cependant un manque d’entretien du canal lors de cette étape de son comblement. A l’intérieur de 2166, on relève la présence de petits niveaux intercalés : 2165 correspond à un effondrement de paroi, 2167 est le premier niveau à contenir des éléments de démolition (fragments d’enduits peints) et 2168 est un niveau sablo-argileux avec charbons qui paraît indiquer une stagnation prolongée d’un haut volume d’eau. Le niveau 2166 a également été retrouvé en aval dans l’entonnoir rocheux, où il a été enregistré sous le numéro 2156 ; ici son épaisseur est plus faible, de l’ordre de 0,1 m.

29En définitive, ces dépôts, les plus anciens dans le canal, sont aussi ceux relevant de la texture la plus grossière, témoignant de la plus forte compétence ayant été active dans la structure : un flux vif, une masse d’eau conséquente et un rythme dans l’utilisation de l’aménagement. Cet ensemble définit la phase principale de fonctionnement en tant qu’installation hydraulique. Si l’us 2166 montre déjà des signes de degradation, il n’empêche que sa matrice est similaire, dans sa signification dynamique, à celle de l’us 2164, prouvant ainsi la persistance du système aval au moins jusqu’à la fin du dépôt de 2166.

Datation de l’état 1

30Dater ce premier état de l’installation hydraulique n’est pas particulièrement aisé. Du point de vue des techniques de construction, on relève des similitudes avec les murs de l’aile résidentielle et ceux du bâtiment à contreforts, édifiés entre la fin du I^er siècle et le début du II^e siècle. En outre, quelques tessons ont été retrouvés dans le niveau qui colmate l’installation hydraulique. Ils proviennent du niveau 2156/2166, où l’on a retrouvé des céramiques communes (COM-E-M A1 et KAOL Β17), que l’on date ordinairement entre le milieu du II^e s. et le milieu du III^e s. Il faut noter également que cette US se trouve sous des niveaux du III^e s. (2116 et 2158). On est donc amené à proposer une fourchette de datation assez large pour le fonctionnement de ce premier dispositif, entre la fin du Ier s. et le début du III^e s.

État 2

Observations archéologiques et sédimentologiques (fig. 7)

31La période qui suit (état 2) est marquée par un réaménagement qui condamne le dispositif initial. Les côtés du creusement circulaire sont comblés volontairement. Par rapport à l’époque précédente, l’accumulation sédimentaire fait remonter le fil d’eau d’une trentaine de centimètres. Cette dynamique d’accrétion va se poursuivre tout au long de cette deuxième phase. L’état 2 est pour l’essentiel lisible dans les stratigraphies du comblement de la structure, analysés en détail dans le sondage 1.

32État 2 : le fossé amont

33L’accumulation de matériaux architecturaux clôt la phase associée au premier état. Les us 2169 (fragments d’enduits) puis 2170 (sable gris beige et petits enduits) sont les préalables à un grand mouvement de débarras qui projette dans le canal l’us 2171 (ensemble regroupant plusieurs us). En face, sur 0,2 à 0,3 m de large et contre la paroi Est du canal, on observe une succession de lits sableux à sablo-argileux. Si la relation entre les éléments de démolition et les fins dépôts alluviaux reste mal comprise, ces derniers proviennent d’un fonctionnement du canal qui tranche avec son utilisation antérieure et signe une deuxième phase dans la vie de la structure.

34En effet, lus 2172 est le comblement sableux qui occupe sur 40 cm d’épaisseur le tiers est du canal : il s’agit d’un litage composé de niveaux très fins définissant une séquence répétitive en 4 dépôts : sable grossier jaune (effondrement de paroi après assèchement du canal), sable moyen gris (écoulement et arrêt de l’écoulement), sable argileux foncé et limon argileux noir (décantation de l’eau stagnante en milieu non aéré). Ces microlitages de 1 cm d’épaisseur, noirs et limono-argileux, sont des faciès organiques vaseux corrélés à une faible hauteur d’eau stagnante. La structure est alors à ciel ouvert, elle laisse les végétaux coloniser le fond du canal, les parois s’effritent (sable jaune) et la structure réceptionne les charbons de bois amenés par le vent ou les ruissellements. Cette accumulation presque régulière est localement perturbée par quelques éléments isolés de démolition, et dans deux cas par une couche de démolition (2173). La géométrie des dépôts est subhorizontale, très légèrement en cuvette. La faible variabilité dimensionnelle (épaisseur du dépôt) et texturale de l’ensemble 2172 est fonction du débit, du volume des eaux, de la vitesse de l’assèchement, de la hauteur de la nappe alluviale qui bloque à l’écoulement.

35Un approfondissement de l’étude permettrait de mieux comprendre le rythme du fonctionnement du canal tel qu’il est enregistré ici : chaque dépôt de sable jaune, épais de 4/5 cm, pourrait par exemple correspondre à une saison, ou une année. Ces différents litages sableux sont localisés dans la partie orientale du fossé amont (sondage 1) tandis que des niveaux de démolition occupent un peu plus de la moitié occidentale du sondage. L’articulation entre ces deux types de dépôt demeure relativement floue mais suggère deux hypothèses :

• soit le fossé aurait été comblé par l’ouest, l’obliquité des rejets donnant le fort pendage des matériaux ; la paroi orientale du canal, laissée vide, se serait comblée naturellement avec ces litages sableux et argileux.
• soit nous pouvons interpréter cette configuration des niveaux comme des remblaiements successifs suivis de recreusements destinés à laisser l’eau s’écouler; il s’agirait alors d’un écoulement sans doute temporaire et ponctuel, en tout cas nécéssitant l’utilisation de la structure.

36Il est intéressant de constater que le recreusement occidental ménage un canal d’une trentaine de centimètres de large, ce qui était la largeur du canal dans son état initial. Quant aux remblaiements, ils pourraient être vus comme des tentatives de consolidation des parois.

37État 2 : l’entonnoir rocheux

38Lors de cette phase de fonctionnement, le fait le plus marquant est le dépôt de carbonates sur les parois de l’entonnoir rocheux. Ces dépôts, qui n’apparaissaient pas plus bas, dans la phase antérieure, ont été observés sur une hauteur de 0,6 m. Ils sont globalement peu épais, de l’ordre de 2 cm dans les 10 cm inférieurs, puis de 1 cm dans les 50 cm supérieurs. La morphogénèse de cette croûte carbonatée est liée à plusieurs facteurs dont l’influence respective reste à déterminer : un facteur mécanique (vitesse de l’écoulement), physique (circulation de l’eau sur les parois rocheuses), biochimique (rôle des éléments alguaires micro ou macroscopiques dans la chimie de la masse d’eau) et chimique (échanges entre le C02 et l’oxygène, en relation avec l’oxygénation de l’écoulement). Au total, le calcaire prélevé lors de la circulation de l’eau en amont reprécipite par la séparation calcium CO2 et se depose sur le support molassique lorsque le fil de l’eau baisse, c’est à dire lorsque baisse le niveau de circulation ou de stockage minimum (équivalent de l’étiage) dans le canal.

39D’un point de vue stratigraphique, on s’étonne de ne pas retrouver les dépôts de fonctionnement vus dans le fossé amont (cf. us 2172). On peut supposer que cette partie de l’installation a été plus soigneusement curée que l’émissaire amont, ce qui a pu avoir une double conséquence : l’évacuation des niveaux de fonctionnement et la création d’un léger pendage dans le sens de l’écoulement. Un seul dépôt peut être rapporté à cet état : le niveau de rejet volontaire 2116, contenant de petits éléments de démolition.

40État 2 : l’exutoire du système

41À cette époque, les parties latérales du creusement circulaire FS2183 (emplacement supposé de la roue) sont condamnées par une accumulation volontaire de gros blocs et de fragments de tuiles (2176 et 2175). Ainsi transformé, cette partie du dispositif devient un simple tronçon du canal. Les mêmes carbonates observés sur les parois de l’entonnoir rocheux se retrouvent sur la surface externe des blocs utilisés pour obstruer le creusement circulaire. Concernant l’accumulation sédimentaire dans le canal, le schéma est identique à celui de l’entonnoir rocheux : absence de dépôts de fonctionnement (évacués par curage ou par la chasse hydraulique), puis au final rejet d’une petite couche avec éléments de démolition (us 2116).

42Quant à la vanne, il est probable qu’elle continue de fonctionner durant cet état. En dépit de la mauvaise conservation des stratigraphies, la couche 2163 qui la colmate présente une structure (petites inclusions de matériaux de démolition) qui est très proche de celle de l’us 2116. Cela confirmerait le fonctionnement de la vanne jusqu’à cette époque, suivi probablement de la condamnation de celle-ci.

Datation

43La datation de cet état repose seulement sur deux niveaux assez pauvres en matériel (2116, 2163). Le niveau 2116 ne livre aucun élément réellement caractéristique. Quant à la couche 2163, elle contenait un bord COM-O-M C3 habituellement daté du III^e s. La présence d’un fragment d’amphore africaine dans cette même couche cadre bien avec cette datation.

Interprétation

44Si l’on fait abstraction du contact mal saisi entre les séquences litées et l’apport de démolition, l’état 2 du canal est celui d’un fossé réactivé régulièrement par des écoulements comparables dans leur dynamique à ceux en vigueur durant la phase précédente. Une source d’alimentation (amont) fonctionne encore et décharge vers le canal un trop-plein hé à un régime irrégulier. Ces épisodes sont violents mais courts dans le temps.

45Le dépôt de carbonates sur les parois de l’entonnoir rocheux est un fait marquant, mais qui reste délicat à exploiter pour restituer le fonctionnement de l’installation hydraulique durant ce deuxième état. A priori, la hauteur assez conséquente sur laquelle les carbonates se sont déposés (60 cm) s’accorde bien avec le maintien en activité de la vanne. Celle-ci devait permettre de retenir une colonne d’eau importante : la régularité de la croûte invite à privilégier cette hypothèse, plutôt que celle d’une série de concrétionnement se déposant à mesure que remonte le fil d’eau. Si l’on retient cette hypothèse, on peut s’interroger sur la destination de la réserve d’eau ainsi créée : allait-elle alimenter un réseau d’irrigation dans les basses terres de la plaine d’inondation du Gardon ? Ou faut-il imaginer l’existence d’une autre machine un peu plus bas, au delà des limites de la fouille ?

L’état 3

Observations archéologiques et sédimentologiques (fig. 8)

46État 3 : le fossé amont

47On peut considérer globalement 2081, 2084, 2127, comme une même phase de rejet de matériaux architecturaux. Il s’agit d’ailleurs de l’épisode de rejet de démolition principal repéré dans le comblement du canal, donnant à ce dernier une fonction de décharge. D’après ce qui est lisible, le fossé semble avoir été curé de manière répétée après les épisodes successifs de bennage des débris, ce dont témoignerait l’us 2083 et les profils en cuvette bien lisibles dans la stratigraphie. Ces US de rejet de matériaux de démolition issus du site antique sont toutes comparables dans leur structure : une majorité de gros fragments de tuiles épouse le profil des parois et est associée avec des moellons calcaires, du mobilier archéologique de taille moyenne à petite (céramique...). L’ensemble est lié par une matrice sableuse de sables moyens dont la teinte passe du jaune au gris-jaune. 2085, par exemple, est un épisode de bennage, où de grosses tuiles sont déposées sur les parois obliques. Ces matériaux viennent utilement consolider des parois sableuses certainement instables et facilement érodables.

48Ces remblaiements témoignent d’une volonté délibérée de débarrasser le terrain des vestiges de construction antiques qui l’encombrent et gênent probablement sa nouvelle vocation. Ils confirment également l’abandon du canal en tant que tel et, à ce stade de l’évolution de ce dernier, une relation avec le captage amont qui deviennent moins évidentes.

49Pourtant, il semble que le secteur nécessite toujours une évacuation des eaux de surface qui ne se fait pas naturellement, soit par manque de drainage soit par augmentation de l’alimentation souterraine (résurgences nombreuses) et/ou superficielle (précipitations). Ce besoin de faire s’écouler un flux (concentré ou de surface) vers l’aval est à l’origine de plusieurs faits de curage, avec recreusement comme celui marqué par 2089 (sable argileux gris foncé). Ce travail mis en œuvre pour curer le canal est important et témoigne d’une inadéquation entre le besoin d’évacuer l’eau et celui de nettoyer le terrain. La nature du dépôt 2089, comparable au fond de fossé 2168, et son épaisseur (20/25 cm) sont indicatrices de deux informations principales :

• un temps assez long durant lequel aucun élément anthropique n’est projeté dans le fossé,
• une régularité dans la compétence de l’écoulement circulant alors dans le canal (sable moyen à grossier). Des litages argileux fins et déstructurés indiquent un rythme et une variation de ces écoulements mais sans la marque volontariste vue pour les phases antérieures de fonctionnement. Ici on peut encore supposer que la structure est connectée à un émissaire amont, et que la mise en eau du canal n’est pas permanente, correspondant peut-être à chaque phase de hautes eaux (annuelle, bisannuelle, saisonnière ?)

50Au sein de cette troisième phase, un épisode de crise environnementale pourrait être à l’origine du petit niveau à gravillons 2088 qui est la plus forte compétence relevée sur la totalité de la stratigraphie. Que ces gravillons aient subi un transport lateral (ruissellement fort sur le site) ou longitudinal (renforcement de l’écoulement du canal), ils signent une reprise de dynamique morphologique inédite et limitée dans le temps. Celle-ci peut donc être mise en relation avec des precipitations particulièrement nourries. Lus 2087 qui lui succède est possiblement la trace d’effondrement de parois consécutifs à cet évènement. Le dépôt de 2067 (sable gris foncé avec des litages) semble ainsi s’être fait sans curage, dans le profil laissé après l’adjonction des tuiles (2085). On y retrouve les rythmes déjà rencontrés dans le fonctionnement de l’ensemble, avec une alternance de sables gris foncé et de fins litages sableux jaunes issus de l’érosion des parois molassiques.

51L’entonnoir rocheux et l’exutoire

52À l’intérieur de l’entonnoir rocheux et de l’exutoire, on ne retrouve d’abord pas de dépôts de fonctionnement : ils ont probablement été évacués, soit lors de curages, soit par une dynamique érosive que l’on imagine puissante dans ce tronçon de canal étroit. On retrouve en revanche une couche révélant peut-être la volonté de rehausser le fil d’eau. Il s’agit du niveau 2111, un remblai chargé en gros matériaux de démolition, rappelant les remblais 2082 ou 2127 observés en amont. En observant l’altimétrie à la base de ce dépôt, on peut restituer un fond désormais en légère pente, autour de 2 %, dans le sens de l’écoulement de l’eau (du nord vers le sud). L’étape postérieure enregistre un curage ponctuel (2115), repéré uniquement au niveau de l’exutoire. Il est comblé par un niveau sableux grisâtre, dont l’origine semble naturelle. Au niveau de l’entrée de l’entonnoir rocheux, on relève des tentatives manifestes de consolider les parois avec des matériaux de démolition (fig. 9).

Interprétation

53Ce troisième état témoigne d’un entretien du canal, à travers un scénario vu lors de la phase précédente. De gros niveaux de démolition sont déversés à plusieurs reprises, probablement pour stabiliser des parois fréquemment mises à mal. Des traces de curage sont révélatrices de cet entretien, mais ne témoignent plus du soin qui prévalait antérieurement : les creusements verticaux ménageant un chenal étroit ont fait place à des curage évasés et irréguliers. La sédimentologie indique a priori que la structure est toujours connectée à un captage amont, dont les manifestations deviennent cependant moins évidentes. Il y a toujours des signes de mise en eau alternée. En somme, c’est un fonctionnement dégradé qu’il faut probablement restitué. Quant à la fonction de l’installation à cette époque, elle reste difficile à interpréter. L’usage de la vanne n’est plus assuré et aucune trace de machinerie n’est repérée.

Datation

54Sans être très abondants, les éléments céramiques retrouvés dans les différents niveaux de l’état 3 (2111, 2148, 2158) se rattachent clairement au III^e s. Le niveau 2158, retrouvé à l’entrée de l’entonnoir rocheux, livre une série homogène parmi laquelle il faut souligner la présence d’un bord Desbat 15 en ceramique claire B, caractéristique de cette période. La composition des céramiques communes ne dément pas cette assertion, de même que celle des amphores, où dominent les productions gauloises (calcaires et sableuses), avec quelques fragments d’amphore africaine.

L’état 4

55L’état 4 est la dernière phase de fonctionnement de l’installation hydraulique. Malgré des différences notables avec la phase précédente, nous retrouvons toujours une dynamique double de comblement / recreusement du canal. Par rapport à la phase initiale, le fil d’eau est désormais très nettement remonté. Les comblements successifs ont occasionné une accrétion qui peut atteindre 1,5 m. En outre, les dépôts changent, puisqu’à la texture essentiellement sableuse qui caractérise les couches antérieures succèdent des dépôts limoneux gris, radicalement différents. C’est probablement dans cette dernière phase de fonctionnement qu’un bassin est construit dans la partie méridionale de l’installation, là où se dressait antérieurement Pédicule qui abritait le supposé moulin.

Analyse archéologique et sédimentologique (fig. 10)

56État 4 : le fossé amont

57Le quatrième état de la structure est défini par une sédimentation naturelle et anthropique qui le distingue fermement des trois phases précédentes. Ici, les us 2128, 2061, 2060a, 2060b, 2059 et 2129 sont armées d’une matrice fine limoneuse grise non rencontrée dans les niveaux sous-jacents. Cette épaisseur limoneuse qui atteint 1 m de développement est peu différenciée ; seuls plusieurs recreusements (curage) évoqués plus bas construisent une stratigraphie lisible. L’absence de traits texturaux et pédologiques témoigne d’une certaine régularité dans les apports naturels de matériaux sédimentaires. La compétence de l’écoulement a donc radicalement baissé, phénomène sans doute lié à la condamnation définitive d’un captage amont, mais lié également à une probable stabilité des précipitations nourricières du ruissellement de surface.

58Durant cette ultime phase de comblement du canal, on observe toujours le rejet de matériaux de démolition, dont l’us 2061 chargée de gros éléments (moellons, tuiles). Ce rejet a pourtant représenté une gêne, puisque plusieurs faits de curage attestent l’utilisation persistante du canal : littéralement bouché à un moment donné par lus 2061, il est alors recreusé de manière à obtenir un fond plat, fossilisé par la suite par lus 2128. Ce curage n’est pas le dernier puisque les tuiles de l’us 2129 ont elles aussi été déblayées après leur rejet dans le fossé, nettoyage qui paraît être l’ultime témoin d’intervention sur la structure. Cette dernière se comble alors progressivement, avec l’aide entre autre de la chute des éléments quadrangulaires de l’us 2060b qui diminue de moitié la largeur du fossé à l’ouverture.

59Dans son état 4, l’ancien canal n’est plus qu’un fossé. La structure des sédiments accumulés répond aux caractéristiques d’un fossé drainant où l’eau s’écoule de façon lente et sous un volume d’eau réduit. L’us 2060a illustre bien cette idée : les limons gris qui la composent proviennent de ruissellements de surface ou de petits écoulements linéaires suivant l’axe longitudinal du fossé. Dans ce dernier cas, on doit pouvoir accepter des limons de débordement venus du point d’alimentation autrefois capté, en cas de très forte crue. La hauteur du fil d’eau exclut des traits de battement de nappe, l’ensemble est donc assez bien drainé et sans stagnation.

60État 4 : l’entonnoir rocheux et l’exutoire du système

61Le comblement de l’entonnoir rocheux et celui de l’exutoire du système sont similaires à ceux décrits en amont. On retrouve des niveaux de rejet de matériaux de démolition, tel 2161 chargés en grosses pierres, ou 2147, incluant de nombreux petits matériaux de démolition. Les niveaux sont caractérisés là aussi par une matrice limoneuse et une teinte grise, que l’on retrouve dans les remblais 2161 et 2147, ainsi que dans la couche de fonctionnement 2109. Au sommet de la stratigraphie apparaissent d’authentiques niveaux de dépotoir, tel 2149, couche cendreuse dans laquelle on a retrouvé une monnaie de Constance II (324/361).

62État 4 : Les bassins

63À l’extrémité de l’entonnoir rocheux, un petit bassin de 0,95 m de large a été repéré (BS2114). Il se trouve en lieu et place du supposé moulin de l’état 1 (fig. 10). La partie sud de ce bassin a été partiellement détruite par le réaménagement des terrasses à l’époque moderne. Il est limité à l’ouest par le mur maçonné MR2112, et au nord et à l’est, par des murs plus fragiles, MR2184 et MR2185, larges d’à peine 30 cm, à liant mixte de chaux et de terre (fig. 11). Le mur oriental MR2185 est bâti dans le prolongement de la paroi ouest du canal. Ce petit bassin est enduit d’un revêtement hydraulique en opus signinum, et une petite cupule a été aménagée au fond, en position centrale.

64Une fondation de mur et la base d’un sol de tuileau, (MR2181 et SL2182) ont été retrouvées au contact ouest de ce bassin (fig. 11). Ce sont des éléments qui fonctionnaient avec le petit bassin. Ces structures, très largement arasées, appartiennent à un ensemble dont les limites occidentale et méridionale ont été totalement détruites. Du sol de tuileau, il ne reste pratiquement que le radier. On peut cependant observer qu’il est installé une cinquantaine de cm plus haut que le fond du bassin BS2114.

Interprétation

65Pour cette dernière phase, c’est sans guère d’ambiguïtés que l’on peut dire que l’ancien canal s’est transformé en un simple fossé de drainage, déconnecté d’une véritable source d’alimentation. La signature sédimentologique est sur ce point très claire.

66Plus difficile est l’interprétation du bassin qui est installé au bord du canal. Le problème central est sa relation avec la stratigraphie de l’entonnoir rocheux : une fosse d’épierrement (2101) est venue perturber le contact physique, de sorte que l’on ne peut définir avec certitude le moment où le bassin fut édifié. Au vu de cette incertitude, deux interprétations peuvent être proposées :

• La première consiste à voir dans ce petit bassin, une structure liée au puisage dans le canal voisin. La présence de bassins à cupule permettant la décantation de l’eau, est connue sur d’autres sites, par exemple sur la villa de Mayran (Saint-Victor-la-Coste), où il borde un puits (Buffat et al. 2005/2006, p. 249, fig. 36, p. 258). La localisation du bassin de Croix de Fenouillé, au contact immédiat du canal, est un bon élément pour aller dans ce sens.
• La seconde hypothèse prend acte du problème chrono-stratigraphique, précédemment évoqué. On ne peut effectivement exclure que la construction de ce bassin soit intervenue à un moment où le canal était totalement condamné. Dans ce cadre, l’hypothèse d’un bassin voué à une fonction autre qu’hydraulique pourrait être envisagée. La structure présente des caractéristiques qui peuvent la définir comme une cuve de recueil vinicole et oléicole. Le sol de tuileau voisin, en position surplombante, pourrait être dans ce cadre la plate-forme d’un pressoir. Le comblement tardif de ce bassin (us 2100) irait dans le sens de cette seconde hypohèse.

Datation

67Le mobilier associé à ce quatrième état est abondant. Il présente une hétérogénéité qui invite à distinguer différentes étapes.

• La plus ancienne est marquée par les niveaux 2109, 2118, 2120 et 2161. Le niveau 2161 est certainement le plus significatif. Il contient en particulier une urne KAOL Al9 qui est attestée dans les contextes régionaux à partir de la fin du IIIe ou du début du IV^e s. Il faut par ailleurs relever l’absence totale de céramique à pisolithes, apparue au milieu du IV^e s. Dans la couche 2118, les observations sont les mêmes, mais il faut souligner la présence d’une urne COM-E-M A3, qui apparaît au début du IV^e s. La séquence proposée peut donc être calée entre la fin du III^e et le milieu du IV^e s.
• Une étape un peu plus récente est attestée par les niveaux 2058, 2095 et 2149. Dans l’us 2095, qui correspond à l’ultime recreusement du fossé, il y a quelques céramiques à pisolithes et des formes en kaolinitique réductrice (KAOL A17, Al 8) qui permettent d’avancer une datation entre la seconde moitié du IV^e et le milieu du V^e s. La présence un peu plus en aval d’une monnaie de Constance II (324/361) dans l’us 2149, tendrait peut-être à resserrer la datation sur la seconde moitié du IV^e s., mais il faut reconnaître que l’élément reste un peu fragile. On admettra donc que l’ultime phase du fossé se situe entre 350 et 450.
• Quant à l’abandon du bassin, marqué par lus 2100, il repose sur une série assez maigre, dans laquelle se distingue un bord en bandeau à pâte kaolinitique de typologie équivoque (type B24, B32 ou A30) qui oblige à une datation large oscillant entre le début du V^e et le milieu du VI^e s.

Conclusion

68L’installation découverte à Croix de Fenouillé pose un certain nombre de problèmes que l’on peut imputer à ses caractéristiques - pour le moins atypiques - et à sa longue et complexe évolution.

69Pour le premier état, l’hypothèse d’un moulin est largement étayée par la concentration des aménagements à l’aboutissement du canal : dans la partie basse, la présence d’un creusement circulaire, associé à une fosse rectangulaire dans son axe central, évoque sans guère d’ambiguïtés les traces d’une roue horizontale et de son padelas ; en surplomb, l’existence des fondations d’un petit bâtiment correspond à ce que l’on attend pour la chambre de la meule. Enfin, la découverte d’un fragment de meule hydraulique en basalte sur le site est un élément qui renforce cette hypothèse. Restent cependant des points d’achoppement. En premier lieu, la présence d’une vanne en aval de la supposée roue pose un problème, ce type d’aménagement étant habituellement placé en amont. En second lieu, la morphologie du canal est quelque peu inattendue, puisque celui-ci ne présente pas de rétrécissement ou de canon permettant de concentrer le flux. Par ailleurs, il projetterait l’eau au centre de la supposée roue et non sur le côté comme il est d’usage dans de tels dispositifs. Enfin, il est curieux que la roue ne soit pas encaissée, ce qui nous confronte au problème de son entraînement. Faut-il voir dans ces particularités un trait d’archaïsme de la structure ? On doit relever que ce “moulin à roue horizontale” compterait parmi les plus anciens actuellement documentés. Il pourrait donc témoigner d’une solution technique pas ou peu suivie en raison de sa faible efficacité : en somme, un avatar lié à la mise au point d’une technologie. Mais l’on peut également se demander si nous ne sommes pas victimes d’apparences trompeuses. La disparition des éléments en bois introduit peut-être une distorsion : un déflecteur fabriqué dans ce matériau pourrait par exemple dévier le flux pour le projeter sur le côté de la roue. Par ailleurs, on ne peut totalement exlcure que la vanne relève d’un état postérieur. La stratigraphie n’interdit pas une telle interprétation, même si elle ne la légitime pas.

70Pour le deuxième état, il est très clair que l’emplacement circulaire est remanié pour devenir un simple tronçon de canal : il ne peut plus accueillir une roue horizontale. Cet état enregistre la remontée progressive du fil d’eau par des phénomènes concomitants d’ensablement et de remblaiements volontaires. Il voit aussi se déposer sur les parois de l’entonnoir rocheux des concrétions calcaires sur une hauteur conséquente. Incidemment, cet élément témoignerait du fonctionnement de la vanne. La morphogénèse de ces carbonates peut résulter d’une mise en eau alternée, avec des variations importantes, ce qui s’accorde bien avec l’existence d’une vanne. L’étude sédimentologique confirme par ailleurs la continuité d’écoulements vifs. Reste que l’on ignore si une machine était toujours en prise avec cet ouvrage, qui n’avait guère perdu de sa capacité motrice.

71Le troisième état montre une situation proche du précédent, mais avec des traces d’un entretien moins soigné. La sédimentologie révèle que la structure est toujours connectée à un captage amont, avec la pérennité de mises en eau alternées. A cette époque la vanne aval est abandonnée, ce qui s’accorde avec l’absence de dépôts carbonatés. Dans l’état du dossier, rien ne permet de réellement interpréter l’évolution de l’installation.

72Le quatrième et dernier état marque un changement radical dans la vie de l’installation. Celle-ci se manifeste au plan sédimentologique par une transformation des types de comblement. Ce sont désormais des limons gris indifférenciés qui colmatent la structure. L’installation est alors déconnectée de la source d’alimentation qui assurait jadis des écoulements vifs. La structure n’est plus qu’un simple fossé. Le bassin qui apparaît en bordure de ce fossé pose des problèmes non résolus, dont des récupérations postérieures sont responsables. On hésite à voir dans ce bassin une structure liée au puisage dans le canal voisin ou une cuve vinicole et oléicole.