La production expérimentale du feu par percussion et friction

La maîtrise du feu constitue un des événements majeurs de l’histoire de l’Humanité. La question de son origine a toujours été un des grands débats de l’archéologie.

En Afrique, on connaît des sites archéologiques avec des restes de sédiments rubéfiés datés entre 1,5 et 1 million d’années, mais on ne trouve pas de foyers. Il est probable que dans un premier temps les hominidés aient appris à collecter le feu naturel (incendies) et à l’utiliser pour se protéger et profiter de la lumière et de la chaleur. Au Proche-Orient, on a trouvé aussi des graines, des fragments de bois et des pierres brûlées qui ont été interprétés comme preuves d’une production volontaire du feu autour de 800 000 BP (before present).

Mais c’est à partir de 500 000 BP qu’on commence à trouver, dans le continent eurasiatique, un bon nombre de sites avec des foyers et structures de combustion vraiment claires. Il existe un consensus pour admettre qu’à partir de ces moments il y avait déjà un contrôle généralisé de la technologie du feu. Dans tous les cas, les premiers cas documentés de foyers et aires de combustion du Pléistocène moyen bien conservés sont encore rares et précieux. S’il est difficile de trouver les premières attestations de la « domestication » du feu, il est plus difficile encore de retrouver les outils qui ont servi à le fabriquer au Paléolithique et au Néolithique. Sauf dans des conditions particulières, les briquets préhistoriques ne se conservent pas (le bois disparait), ou laissent des traces très difficiles à détecter (poussière de pyrite ou marcassite).

Pour combler ce vide sur les techniques du feu dans la préhistoire, nous avons beaucoup appris de l’ethnographie, notamment des travaux d’André Leroi-Gourhan. De nombreux peuples ont fabriqué le feu avec des techniques et matériaux traditionnels jusqu’à l’époque contemporaine (Massaïs, Esquimaux, aborigènes australiens, Indiens d’Amérique du Nord, Fuégiens de Patagonie,  etc.). Les auteurs classiques, les chroniqueurs européens en Amérique et les récits des voyageurs et explorateurs du XVIIIe et XIXe montrent qu’il existait une grande variété de techniques pour allumer un feu avant l’invention des allumettes (Collina-Girard 1998).

Pour approfondir le sujet, dans le livre « Le feu avant les allumettes » Collina-Girard nous offre, à côté d’une énorme compilation de données archéologiques et ethnographiques, une série complète d’expérimentations, notamment sur le briquet à percussion en silex et la friction de deux bois par rotation avec le foret à arc. Les expérimentations systématiques autour de la technologie du feu sont encore peu développées. Ce billet montre, en images et avec descriptions, les matériaux et les procédés à suivre pour arriver à produire du feu grâce à deux techniques qui sont aujourd’hui pratiquement oubliées mais qu’on utilisait encore il n’y a pas si longtemps : la percussion avec un briquet en pyrite et silex et la friction rotative à l’arc avec deux essences de bois. Nos expérimentations et connaissances techniques sur le feu ont été développées notamment dans le cadre du « Projet archéologique de la Cova del Bolomor » (Fig.1) (Valencia, Espagne), site néandertalien qui conserve plusieurs foyers parmi les plus anciens d’Europe.

Fig. 1 : Démonstration de production et utilisation du feu au Paléolithique en 2017, « Projet archéologique Cova del Bolomor » (Espagne) © J.A. Sánchez Priego
Le feu par percussion

Les modes d’allumage par percussion avec des sulfures de fer et silex sont connus au moins depuis le Paléolithique moyen. Dans des sites néandertaliens d’Espagne et de France on a trouvé parfois des fragments de pyrite dans des foyers ou même des bifaces qui auraient été utilisés comme briquets à pyrite il y a 50 000 ans (Sorensen et al. 2018). Bien que la pyrite s’oxyde et se décompose rapidement en milieu humide, à partir du Paléolithique supérieur on documente plus de sites avec des fragments de pyrite et de marcassite. Dans le site mésolithique de Starr Carr et le site néolithique de La Draga (Berihuete-Azorin et al. 2018) on a même retrouvé les polypores qui servaient à la production et conservation du feu. Ötzi, un homme du Chalcolithique conservé par la glace dans le Tyrol italien, portait dans son équipement de l’amadou, de la pyrite et des éclats de silex. Cette technique s’est répandue partout et était encore utilisée au XVIIIe et au XIXe siècle par les Esquimaux, les Indiens d’Amérique du Nord et les Fuégiens de Patagonie (Collina-Girard 1998). Avec des variantes, ce système s’est perpétué dans l’histoire, d’abord avec les briquets à silex traditionnels puis avec les allumeurs à gaz ou benzine actuels où la pyrite a été remplacée par le fer où l’acier et le silex par la pierre du briquet.

Matériaux pour allumer le feu par percussion (fig.2) 
Fig. 2 : Matériaux pour allumer le feu par percussion: 1-pyrite, 2-éclat de silex, 3-polypore, 4-herbes sèches (étoupe), 5-fleur de jonc, 6-coquille, 7-couteau denticulé en silex, 8-nid d’étoupe et fleur de jonc. © J.A. Sánchez Priego
  1. La Pyrite est un sulfure de fer (FeS2) qui contient fer et soufre. Le nodule a 7 cm de longueur, 5 cm de largeur et 7 cm de profondeur. L’utilisation récurrente a formé une cannelure longitudinale qui sert à guider les étincelles lors de la percussion avec le silex. Cette cannelure de 4 cm de largeur permet d’avoir une bonne surface de contact, aspect important pour obtenir un bon nombre d’étincelles sans abîmer le cube de pyrite avec les impacts. En fait, il faut chercher à ce que la surface de contact entre le silex et la pyrite soit la plus grande possible et essayer d’éviter les impacts sur les bords anguleux du métal, geste qui casse et use ce matériel précieux. On peut aussi utiliser un autre sulfure de fer, la marcassite.
  2. Éclat de silex épais à bords écrasés. Le silex peut se remplacer par un deuxième fragment de pyrite mais en aucun cas on ne produira du feu avec deux morceaux de silex.
  3. Polypore (Fomes fomentarius). Ce type de champignon parasite qui pousse surtout dans les troncs morts des arbres a été utilisé traditionnellement comme combustible, entre autres usages. Des couches situées sous la peau on extrait l’amadou, un matériel moelleux très inflammable. Il constitue un élément fondamental pour conserver et transporter le feu car une fois enflammé il ne s’éteint pas si on l’entretien avec une ventilation correcte.
  4. Étoupe. Fibres végétales sèches pour fabriquer un nid qui contiendra d’autres combustibles et aussi le feu.
  5. Fleur de jonc pour accélérer et faciliter l’inflammation. On peut aussi utiliser de la mousse, la fleur du peuplier, ou des matériaux similaires.
  6. La coquille est utilisée comme petit récipient. Elle n’est pas indispensable mais elle peut aider à contenir les fibres d’amadou et les protéger lors qu’il y a du vent et aussi à transporter la braise jusqu’au nid.
  7. Couteau denticulé en silex pour racler l’amadou. On peut aussi utiliser un racloir, un grattoir ou d’autres outils qui peuvent servir à racler.
  8. Nid d’étoupe rempli par la fleur de jonc (accélérant). Une fois qu’on a la braise d’amadou, on l’ajoute aussi au nid. C’est à la fois un combustible et le contenant du feu.
Schéma opératoire pour allumer le feu par percussion

La première opération consiste à racler la partie fibreuse du champignon pour obtenir l’amadou qui se trouve à l’intérieur (fig.3a), dans les couches recouvertes par la peau. Traditionnellement, plusieurs traitements ont été employés pour obtenir et préparer de l’amadou à partir de ces champignons (carbonisation, hydratation, ébullition, etc.) mais nous l’utilisons brut et sec car nous avons constaté que c’est un combustible vraiment efficace tel quel. Le raclage peut se faire avec un outil en silex (couteau denticulé ou racloir par exemple). Les fibres sont récoltées dans une coquille pour éviter qu’elles ne s’envolent. Ensuite, on doit mettre la quantité qu’on estime suffisante à l’intérieur d’un nid (fig.3b) construit avec de l’étoupe et de la fleur de jonc, par exemple. On peut aussi utiliser des herbes et feuilles sèches pour le nid et ajouter de la fleur de peuplier ou de la mousse à la place de la fleur de jonc, l’important étant que le matériel soit très sec.

Fig. 3 : Raclage pour l’obtention de l’amadou (a) et préparation du nid (b) avec des fibres végétales. © I. Oltra Carrió

La deuxième étape consiste à percuter le silex contre la pyrite avec un geste tangentiel (fig. 4a). En tenant la pyrite immobilisée de la main gauche, c’est l’éclat de silex qui bouge. Le choc entre les deux provoque de l’énergie sous forme de chaleur. À ce moment-là se produit une réaction exothermique d’oxydation avec une libération de dioxyde de sulfure (Collina-Girard 1998). Le frottement détache des microparticules de pyrite qui, en contact avec l’oxygène de l’air, provoquent l’incandescence sous forme d’étincelles chaudes. Quand une de ces étincelles (ou plusieurs) est projetée dans la bonne direction, elle tombe sur l’amadou, permettant la continuité calorifique nécessaire pour obtenir une braise. Il suffira après de refermer le nid entre les mains et de souffler (fig. 4b) pour enflammer le combustible végétal qui est autour. D’autres procédés sont possibles : projeter les étincelles directement sur un champignon entier et ensuite racler la braise, sur le nid de végétaux avec de l’amadou ou sur une fibre d’amadou en forme de mèche tenue à la main.

Fig. 4 : Utilisation du briquet à percussion en silex et pyrite (a) et moment de formation de la braise (b). © I. Oltra Carrió

Finalement, pour obtenir la flamme, on peut continuer à souffler sur le nid entre les mains ou, pour éviter une possible sensation d’étouffement, on peut aussi utiliser le bras en un mouvement de va et vient pour aérer l’ensemble (fig. 5a) jusqu’à voir apparaître le feu (fig. 5b). 

Fig. 5 : Aération de la braise pour faciliter l’inflammation (a) et apparition du feu (b). © I. Oltra Carrió
Le feu par friction de deux bois

Pour la méthode de friction, les documents archéologiques anciens sont très rares. Certaines techniques manuelles ne nécessitent pas de matériaux durables. Il suffit de deux bois ou d’un bois et de fibres végétales pour fabriquer un feu avec les mains.  Pour cela, sauf dans des conditions exceptionnelles où le bois est conservé, ces procédés sont indétectables en préhistoire. En fait, pour certains auteurs, les bâtons et outils pour fabriquer le feu ne sont pas crédibles avant le Paléolithique supérieur. C’est à partir du Néolithique qu’on trouve des objets (forets et planchettes) pour la production de feu par exemple dans les lacs de Suisse, dans des sites paléo-indiens, dans une grotte préhistorique du Pérou ou encore dans des sites de chasseurs-cueilleurs en Argentine (Collina-Girard 1998). On connaît aussi son emploi dans l’Égypte ancienne. Le mode le plus simple, le plus répandu et probablement le plus ancien est la perforation manuelle, pratiquement universelle. À partir de son invention, cette méthode s’est perfectionnée et diffusée dans le monde entier avec l’apparition d’une grande multitude de variantes techniques, mais selon un principe commun : l’échauffement produit par friction est transmis à une matière facilement inflammable. Il peut être provoqué par un frottement longitudinal, de sciage ou de percement. La friction rotative (percement) est très efficace, même à la main, et si l’on fait intervenir une corde ou un arc le geste devient beaucoup plus aisé et rapide.

Matériaux pour allumer le feu par friction de deux bois :
Fig. 6 : Matériaux pour allumer le feu par friction avec la technique du foret à archet : 1-planchette en bois, 2-foret, 3-4-archets en canne et os, 5-paumelle en coquille, 6-burin sur lame de silex, 7- nid d’étoupe avec fleur de jonc, 8-fleur de jonc, 9-morceau de cuir de vache. © J.A. Sánchez Priego
  1. La Planchette en bois. Cette fois on a utilisé un bois africain tendre et très léger (samba) pour préparer une planchette de 35 cm de longueur, 7 cm de largeur et 1,2 cm d’épaisseur. On peut aussi utiliser des bois tendres qu’on trouve facilement en Europe : peuplier, tilleul, laurier, lierre, marronnier, figuier, noisetier ou saule entre autres.
    Le contrôle des mesures dans la préparation de ce type de planchette c’est révélé très important, comme l’ont aussi montré d’autres expérimentateurs (Alcalde et al. 2007). Les encoches ont une longueur de 2 cm, une largeur variable entre 1,2 et 1,5 cm, et des angles entre 30° et 60º. Ces encoches ou gouttières d’échappement ne servent qu’à canaliser, accumuler et aérer la sciure, mais elles sont indispensables (Collina-Girard 1998). Dans la préhistoire, il existait une grande quantité d’outils en silex et pierres dures qui auraient pu servir à tailler le bois et préparer les planchettes.
  2. Le foret ou bâton à feu. Dans cette expérience le bâton choisi est plus dur (hêtre) que la planchette mais on aurait pu utiliser un bâton en bois tendre similaire à celui de la planchette. L’expérimentation systématique des briquets à friction montre que l’idée qu’il faut faire agir un bois dur sur un bois tendre est sans fondement. En fait, les meilleurs bois sont tendres et riches en fibres microscopiques longues (Collina-Girard 1998). Comme pour la planchette, les dimensions et la préparation du foret sont aussi importantes. Dans notre cas, on a utilisé un bâton de 25 cm de longueur et 1,2 cm de diamètre, valeurs qui conviennent bien à ce mode de production. S’il est plus fin (moins de 1 cm) il sera perforé trop rapidement sans produire assez de sciure et s’il est trop épais la rotation demandera un plus grand effort. Pour s’assurer que le bâton ne glisse pas et que la rotation se fasse dans l’axe adéquat et sans trop de résistance, il convient aussi d’appointer un peu les deux extrémités du bâton. Une des extrémités sera fixée au point où convergent les deux côtés de l’encoche. L’autre sera tenue avec la main à l’aide d’une paumelle. On peut aussi ajouter un peu de sable au début de la perforation comme cela a été documenté ethnographiquement.
    3-4 – Archets en canne et os. On a utilisé un archet en côte de vache (3). Les archets à feu peuvent être fabriqués en matériaux flexibles comme le bois et les cannes de roseau (4) par exemple, ou en matériaux plus rigides comme l’os (côtes de bovidés ou d’équidés). L’important est que la longueur de la corde soit adéquate. Notre archet de côte de vache a une corde de 40 cm de longueur et 0,5 cm d’épaisseur. L’autre, fait sur une canne (4) avec le même type de corde, a une longueur de 60 cm. Les deux sont très efficaces car ces longueurs sont idéales pour cette technique. À propos du type de corde, nous avons utilisé une corde industrielle qui imite les fibres végétales mais les documents ethnographiques nous montrent des cordes fabriquées de tendons, intestins, peau et fibres végétales. Dans tous les cas il faut maîtriser l’épaisseur et la résistance de chaque type de corde car si elle trop fine, elle se cassera très rapidement. Par contre, une grosse corde offrira trop de résistance à la rotation et l’expérience deviendra pénible. 
    5 – Paumelle en coquille. Cette pièce rigide sert à appuyer sur l’extrémité supérieure du foret maintenu perpendiculaire à la planchette (Collina-Girard 1998). Les paumelles peuvent être en bois, pierre ou os (astragales d’équidés, de bovins ou de caprinés). Dans cette expérience, on a utilisé une coquille de bivalve dont on a l’habitude. Ajouter de la graisse à l’intérieur de la coquille peut faciliter le processus.
    6 – Burin sur lame de silex. Cet outil nous sert à marquer un petit creux sur la planchette, au point exact où l’on veut placer la pointe du bâton.
    7 – Nid d’étoupe. Le nid pour contenir la flamme a été construit avec de l’étoupe. Ce matériau peut être remplacé par des herbes et feuilles sèches, de la mousse, etc.
    8 – Fleur de jonc. Ce matériau est un excellent accélérateur du feu. On peut aussi utiliser la fleur du peuplier, du platane, de la mousse, etc.
    9 – Morceaux de cuir de vache. Le cuir est utilisé comme base, pour recevoir le petit tas de sciure. Il peut aussi aider à transporter la sciure et à isoler le bois quand le sol est humide.
Schéma opératoire pour la production du feu par friction rotative à l’arc

Le premier geste consiste à marquer avec un burin le point où l’on doit appuyer le foret, à l’angle de l’encoche (fig. 7a). Une fois ce point marqué, le bâton est enroulé dans la corde de l’archet (fig. 7b).

Fig. 7 : Délimitation du point de perforation avec le burin en silex (a) et enroulement de la corde (b). © I. Oltra Carrió

Ensuite, on se place dans l’axe du foret avec le genou droit par terre et le pied gauche sur la planchette pour l’immobiliser (fig. 8a). Une position adéquate du corps jouera un rôle important pour profiter de la force produite par la phase de rotation. Dans la main droite, l’archet doit être dans un plan horizontal, parallèle au sol, et c’est la main gauche qui tient le foret à l’aide de la paumelle. Le foret doit être positionné avec précision (fig. 8b). Le cuir de vache servira à recevoir la sciure et à la transporter.

Fig. 8 : Mise en place du système et positionnement du corps (a) et détail du point à perforer (b). © I. Oltra Carrió

On peut distinguer deux étapes. Profitant de toute la longueur de la corde, la rotation débute avec un rythme posé mais régulier. L’objectif de cette première phase est d’accumuler un maximum de sciure (fig. 9a) : pour cela, le geste ne doit pas être trop rapide. Une fois que l’on commence à avoir assez de sciure, il faut accélérer progressivement pour augmenter la température et provoquer l’inflammation du matériau (fig. 9b). Si on arrive à contrôler à la fois la vitesse de rotation, la tension de la corde et la force exercée sur la paumelle, cette opération peut être rapide dans de bonnes conditions d’humidité. 

Fig. 9 : La sciure s’accumule dans l’encoche (a) et la température augmente (b). © I. Oltra Carrió

Quand la fumée commence à être dense et qu’on a un bon tas de sciure, il faut arrêter la rotation et séparer la sciure de la planchette (fig. 10a). S’il n’y a pas de vent, aérer la braise aidera à arriver à l’incandescence (fig. 10b).

Fig. 10 : Séparation de la sciure et de la planchette (a). La sciure arrive à l’état d’incandescence (b). © I. Oltra Carrió

La braise est ramassée (fig. 11a) à l’aide d’une coquille et une lame de silex et introduite dans le nid de fibres végétales (fig. 11b).

Fig. 11 : Ramassage de la braise (a) et transport dans le nid de fibres végétales (b). © I. Oltra Carrió

La dernière étape est sans doute la plus simple. Comme dans le cas du feu par percussion, une fois que la braise est dans le nid (fig.12a), il suffit de souffler pour obtenir la flamme (fig. 12b).

Fig. 12 : La braise enflamme les fibres végétales du nid (a) et on souffle pour obtenir du feu (b). © I. Oltra Carrió
Quelle technique est la plus ancienne ?

Cette question est fréquente lors de nos démonstrations publiques. Malheureusement, c’est une question à laquelle nous n’aurons jamais de réponse car, comme on l’a expliqué, certaines techniques de production du feu avec des matériaux végétaux ne laissent pas de traces pour les archéologues.

Quelle technique est la plus efficace et la plus rapide ?

D’après nos expériences personnelles, nous pensons qu’une fois qu’on maîtrise le matériel et les gestes, les deux procédés peuvent être également efficaces et rapides, même si les conditions d’humidité, d’aération, etc. peuvent faire varier les temps d’allumage d’une technique à l’autre.

Désormais, notre idée est de continuer ces expérimentations avec d’autres techniques qui ont quasiment disparu et de partager nos connaissances sur le feu avec nos collègues et le grand public.

Bibliographie

Alonso R., Cuartero F., Martín D., y Terradillos M. 2007. El fuego durante la prehistoria: sistemas de producción, transporte y conservación, in Arqueología experimental de la Península Ibérica M.L. Ramos, J.E. González y J. Baena (Coord.). Asociación española de arqueología experimental éd.,173-181. 

Berihuete-Azorín, M., Girbal, J., Piqué, R., Palomo, A., Terradas, X. 2018. Punk’s not dead. Fungi for tinder at the Neolithic site of La Draga (NE Iberia). PLOS ONE
[En ligne] http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0195846

Collina-Girard, J. 1998 Le feu avant les allumettes : Expérimentation et mythes techniques. Nouvelle édition (généré le 03 mai 2019). Paris : Éditions de la Maison des sciences de l’homme. [En ligne] <http://books.openedition.org/editionsmsh/6495>. ISBN : 9782735119363. DOI : 10.4000/books.editionsmsh.6495.

Sorensen, A.C., Claud, E. & Soressi, M. 2018. Neandertal fire-making technology inferred from microwear analysis. Sci Rep 8,10065. [En ligne] https://doi.org/10.1038/s41598-018-28342-9

L’auteur

Juan Antonio Sánchez Priego est chercheur associé au laboratoire UMR 5133-Archéorient du CNRS, Maison de l’Orient et de la Méditerranée, Lyon. Spécialiste en technologie lithique, Néolithisation du Proche-Orient.

Pour citer ce billet : Juan Antonio Sánchez Priego. La production expérimentale du feu par percussion et friction, ArchéOrient - Le Blog, 12 juin 2020, [En ligne] https://archeorient.hypotheses.org/15057

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