Le falaj ou qanāt, une invention polycentrique et multipériode

Connues surtout dans l’Orient ancien et moderne, les galeries drainantes ou galeries de captage émergentes sont attestées dans différentes régions du monde sous des noms divers (qanāt en Iran, Syrie et Égypte, kāriz, kehriz en Afghanistan, foggara en Afrique du Nord et khettara au Maroc, etc.). Le principe général peut être résumé ainsi : une galerie d’eau ne peut être mise en œuvre qu’en un point où le niveau de l’eau est situé à une altitude supérieure à celle du lieu à approvisionner en aval. Lorsque l’eau n’est pas apparente en surface, on la repère par un puits vertical jusqu’à rencontrer le sommet de la nappe ou de la couche géologique gorgée d’eau. Puis un conduit souterrain, avec une pente extrêmement faible, transportera cette eau par gravité jusqu’au lieu désiré en aval, en surface, sans qu’il soit besoin de la puiser pour la consommation et l’irrigation. La galerie drainante est certainement l’une des inventions les plus ingénieuses pour l’irrigation dans les régions arides et semi-arides, mais elle est également employée dans des régions au climat plus tempéré, pour prolonger l’apport d’eau au-delà des saisons des pluies.

Au milieu du siècle dernier, l’invention de cette technique a été attribuée à l’Iran aux 8^e-7^e siècles avant J.-C. ; elle aurait été diffusée par l’empire achéménide au cours des siècles suivants, puis, de proche en proche, à travers le monde. Lieu, date et schéma diffusionniste sont aujourd’hui remis en question.

Principe et technique de construction

Le schéma (fig. 1) résume l’aspect et le mode de construction de ces galeries qui demandent un investissement de travail important mais qui, une fois en place, ont l’avantage de conduire l’eau à l’emplacement choisi en surface, sans nécessiter une énergie humaine, animale ou une force motrice supplémentaire. Après la construction, le travail humain est limité à l’entretien des puits et de la galerie, qui peut cependant être astreignant, les aménagements étant réalisés dans des roches meubles, des alluvions ou des colluvions. Pour les galeries captant des nappes profondes, le débit est régulier toute l’année ; pour celles qui captent le sous-écoulement (ou inféroflux) de cours d’eau non pérennes, le débit de la galerie prolonge la période d’écoulement, mais il décroit généralement au fil des mois sans pluie. Ces galeries sont donc d’un immense intérêt en été et automne principalement, et en hiver, lorsque les besoins sont moindres, l’eau peut être stockée dans des réservoirs.

Quelle que soit l’origine de l’eau, profonde ou non, la technique de construction de la galerie est la même (Lombard 1991). Il s’agit d’abord de repérer la présence de l’eau, soit son sous-écoulement à proximité d’un cours d’eau, soit la présence d’une nappe plus profonde sur un piémont, ce qui nécessite la science et l’expérience de spécialistes. Un puits-mère atteint la partie supérieure de cette couche ou nappe d’eau qui indique à quelle profondeur devra être creusée la galerie. La pente de celle-ci doit être très faible, moins de 2‰, afin que l’écoulement de l’eau soit calme et régulier, et pour conduire peu à peu l’eau vers la surface, selon un gradient bien inférieur à la pente du piémont.

La galerie est ensuite creusée, non pas depuis le puits-mère car elle serait immédiatement inondée, mais depuis l’aval, à partir du point d’arrivée. Le conduit est d’abord creusé en tranchée ouverte, puis couverte, pour enfin s’enfoncer peu à peu dans le sol en tunnel (fig. 2). Pour l’évacuation des terres et la ventilation pendant le creusement, ainsi que pour repérer la direction de la galerie, des puits sont creusés depuis la surface à intervalles réguliers, entre 5 et 30 m selon la nature du terrain (fig. 3). Les déblais de creusement des puits et de la galerie sont répartis autour de l’ouverture, formant des cônes dont l’alignement constitue un paysage caractéristique des régions de qanāt (fig. 4).

En Iran, la plupart des galeries sont longues de 5 à 10 km, avec un puits-mère à plusieurs dizaines de mètres de profondeur à l’extrémité amont du tunnel. Établir un qanāt est un travail collectif qui demande plusieurs mois ou années, même pour les qanāt de dimensions moyennes, sans même parler des dimensions records (puits-mère de 300 m de profondeur, galerie longue de 70 km, dit-on, dans le nord-est de l’Iran). L’entreprise est réalisée par un village ou par un groupe de villages.

L’origine de l’eau est diverse selon le contexte géologique. On peut distinguer trois types :

1) les eaux de sous-écoulement des cours d’eau (ou inféroflux) dont le flux continue lorsque le lit en surface est à sec. Le débit ira en diminuant au cours de la période sèche, en attendant la recharge de la saison pluvieuse suivante (fig. 5). C’est une grande différence avec les ressources de types 2 et 3.

2) les sources artésiennes; elles sont souvent pérennes, mais peuvent s’épuiser dans certains cas.

3) les aquifères profonds qu’il faut atteindre par creusement des couches géologiques ; ce sont des nappes fossiles ou bien des couches lentement rechargées par la percolation des eaux de pluies en amont. Idéalement, le prélèvement par le qanāt doit être égal ou inférieur au rechargement naturel.

Une origine unique ?

Traditionnellement et souvent aujourd’hui encore, l’invention du qanāt est portée au crédit du royaume d’Urartu, qui englobait aux 8^e et 7^e siècles avant J.-C. la Turquie orientale, l’Arménie et le nord-ouest de l’Iran. L’auteur de cette théorie, Henri Goblot, était un ingénieur français qui travaillait en Iran au milieu du siècle dernier (Goblot 1979). Son hypothèse s’appuyait aussi sur un texte de l’historien grec Polybe qui, au 2^e siècle avant J.-C., rapporte l’existence dans le nord de la Perse d’un système de lignes de puits qui auraient été reliés entre eux par une galerie. Polybe en attribuait l’invention aux « grands rois perses » (559-330 avant J.-C). De là a prévalu l’hypothèse d’une invention iranienne, puis de sa diffusion par l’empire achéménide. Pourquoi en Urartu ? Parce que, selon Goblot, ce sont les galeries d’évacuation d’eau des mines de fer de l’Urartu qui auraient donné l’idée de récupérer cette eau en aval pour les besoins des hommes et de l’agriculture. Nombre d’auteurs, historiens, assyriologues, suivis par les anthropologues, ont popularisé cette hypothèse traditionnelle du lieu et de la date de l’invention. La remise en question de l’un et de l’autre qui est présentée ici a aussi comme conséquence le rejet d’un schéma diffusionniste simple.

Les galeries du 1er millénaire avant notre ère dans la péninsule d’Oman et en Égypte

Des découvertes en Arabie orientale à partir de 1984 et en Égypte à partir de 1994 sont à l’origine de la contestation des hypothèses admises jusque là. Les premières montraient l’usage de galeries souterraines dans cette région, au pied de la chaîne du Hajar, dès le début du 1^er millénaire avant J.-C. (en dernier lieu al-Tikriti 2011), les secondes attestaient l’existence d’un village de Haute Egypte, ‘Ayn Manawīr, oasis de Kharga, vivant en milieu désertique grâce à de très courtes galeries souterraines, datées par des ostraca (courtes inscriptions sur des tessons de poterie) à partir du milieu du 5^e s. avant J.-C. ; plusieurs portent sur des droits d’irrigation (Wuttmann 2001)

Aux Émirats Arabes Unis, trois réseaux de galeries, falaj dans le vocabulaire régional, ont été étudiés avec précision et bien datés. Dans les trois cas, la galerie a été reconnue dans sa partie aval en tranchée couverte mais aussi en tunnel à environ 4 m sous la surface actuelle. Des tessons de poterie caractéristique de l’âge du Fer II, (1100/1000-600 BC), et ceux-là seulement, ont été trouvés dans les cônes de creusement, mais aussi dans la zone d’accès à l’eau, ainsi que dans les canaux et rigoles de surface qui permettaient d’irriguer les champs en aval (fig. 6). Autre fait archéologique capital, l’âge du Fer est la période du plus important peuplement protohistorique de la péninsule d’Oman (Boucharlat 2003 ; al-Tikriti 2011, 144-151), en fort contraste, d’une part, avec celui de l’âge du Bronze antérieur et, d’autre part, avec l’occupation des époques préislamiques suivantes, lorsque sont utilisés uniquement des puits.

L’utilisation du falaj est clairement liée au peuplement à l’âge du Fer, de même que la diminution progressive de ce dernier au Fer III semble correspondre à l’abandon de la technique, ce qui reste à expliquer ; en effet, l’abandon du falaj et la courbe descendante du peuplement sont très probablement liés à l’évolution générale de l’environnement : la période d’aridité qui suit la fin de la phase humide (9000-6000 BP) jusqu’à aujourd’hui a vu le niveau des eaux souterraines s’abaisser peu à peu. Le falaj a été une réponse, mais elle n’a eu qu’un temps : ces galeries prennent l’eau, semble-t-il, à des profondeurs relativement faibles, que celle-ci provienne des sous-écoulements de wadis ou des nappes phréatiques peu profondes, qui sont du type 1 décrit plus haut. Cette hypothèse (Boucharlat 2001, 2003) est fortement contestée par notre collègue W. Y. al-Tikriti (2011, 130-132), l’inventeur des falaj dans les Émirats Arabes Unis, qui pense que ceux-ci pouvaient aussi bien accéder à des réserves d’eau proches de la surface qu’à des aquifères profonds. Actuellement, on manque d’informations précises sur les sources elles-mêmes. En revanche, l’hypothèse de ressources limitées à faible profondeur pour cette époque est soutenue par J.M. Córdoba, le fouilleur des galeries d’al Madam; ce dernier voit leur origine dans un réseau de petits wadis à moins de 2 km en amont. Il note que la diminution progressive des inféroflux a nécessité le surcreusement de plus de 2 m du plancher des falaj puis a provoqué leur abandon (Córdoba 2013, Mouton, Schiettecatte 2010, 39-47) (fig. 7).

En Égypte, à ‘Ayn Manawīr, et maintenant dans d’autres régions du désert libyque, le contexte géologique est très particulier : une gigantesque plaque où alternent des formations gréseuses et des couches d’argilite, et dans laquelle d’énormes quantités d’eau ont été piégées lors du dernier épisode humide (Holocène ancien). Des mouvements tectoniques ont soulevé certaines plaques, créant des champs de failles qui ont bloqué des poches d’eau. La technique de la galerie souterraine, appelée ici qanāt, a permis de dériver l’eau de ces poches peu profondes à partir du 5^e siècle avant J.-C., puis de nouveau à l’époque romaine (fig. 8). Ces galeries sont courtes, de 200 à 400 m, et de durée éphémère, car les poches de volume assez réduit sont fossiles et elles ne communiquent pas entre elles (Wuttmann 2001).

Ces deux cas, avérés et datés, sont situés hors d’Iran où, soit dit en passant, aucune galerie drainante n’a jusqu’à présent été datée avant l’époque moderne, sauf peut-être dans l’oasis de Bam, là encore dans un contexte géologique très particulier, l’activité sismique créant des failles qui affectent les réserves d’eau. Le cas de l’Arabie orientale de l’âge du Fer montre l’existence de galeries souterraines captant des eaux peu profondes avant le royaume d’Urartu,. L’autre témoin, en Égypte, se situe dans un contexte géologique également particulier et capte des eaux fossiles. L’invention est donc polycentrique et apparaît à des dates différentes.

Les galeries du 1er millénaire de notre ère : polycentrisme et diversité des ressources en eau

Il faut ensuite attendre l’époque romaine pour voir apparaître ou réapparaître des galeries dans certaines régions autour de la Méditerranée, puis l’époque médiévale pour observer la diffusion de la technique dans d’autres régions où les galeries peuvent être du type source artésienne ou nappe proche de la surface, ou bien peuvent atteindre des aquifères profonds, ce qui représente un progrès considérable.

À ‘Ayn Manawīr, la seconde phase d’occupation du village, et donc de l’utilisation des qanāt, absolument indispensable dans ce contexte désertique, date du début de l’ère chrétienne, période qui est aussi celle de l’utilisation de qanāt dans d’autres sites de l’oasis de Kharga. Au pays des Garamantes dans le Fezzan, les foggaras sont datés à partir du 2^e siècle avant J.-C. ou hypothétiquement un peu avant sous l’influence égyptienne (Mattingly 2003, 261-265).

En Syrie, la quasi totalité des qanāt n’est pas antérieure à la période romaine tardive, au plus tôt à l’époque hellénistique pour un cas, et cette technique connaît son apogée à l’époque byzantine, pour se poursuivre encore quelques siècles. Beaucoup prennent l’eau de sources artésiennes, d’autres ont leur origine dans les nappes de sous-écoulement (Braemer et al. 2010 ; Rousset 2010). La raison pour laquelle ils n’ont pas été exploités plus tôt que les premiers siècles de l’ère chrétienne reste à ce jour sans réponse.

Ailleurs, l’explication évoquée plus haut s’impose peu à peu pour rendre compte de l’apparition ou réintroduction de la galerie drainante : celle d’une autre origine de l’eau, non plus les sous-écoulements ou les nappes phréatiques peu profondes, mais des aquifères à plusieurs dizaines de mètres de profondeur, ce qui implique de nouvelles connaissances pour localiser l’eau, et des progrès techniques pour creuser des galeries plus profondes et sur de plus longues distances. Là encore, la Péninsule d’Oman apporte, me semble-t-il, des arguments en faveur de cette hypothèse. W. al-Tikriti (2011, 115-130) note que, dans l’oasis d’al-Ain – où se trouvaient des galeries de l’âge du Fer, probablement peu profondes – le falaj moderne d’Hili, long de plus de 10 km, a une profondeur de plus de 30 m à proximité de son origine. Le puits-mère d’un autre falaj, long de 7 km, est profond de 20 m. La date de construction de ces deux falaj est inconnue, mais elle remonte au plus tôt à l’époque médiévale. À noter que ce dernier et les autres falaj subactuels d’al Ayn ont leur origine dans un tout autre secteur du piémont.

À l’appui de l’hypothèse du creusement de galeries profondes dès l’époque médiévale, citons le traité écrit en arabe L’art de faire sourdre les eaux cachées par le savant iranien al-Karaji au début du 11^e siècle (Mazaheri 1973 ; Landry 1990). La partie technique du traité, qui montre la complexité de la mise en place du qanāt, science expérimentale, est précédée d’un exposé scientifique dans lequel l’auteur distingue d’abord les « eaux primordiales », c’est-à-dire des nappes fossiles, puis les eaux issues des pluies et de la fonte des neiges qui pénètrent dans les sols « mous », en particulier dans les creux du relief, enfin les nappes profondes. Les premières sont définies ainsi : « Il y a une eau primordiale qui habite dans le ventre de la terre, qui ne croît pas quand les pluies augmentent, ni ne décroît quand elles diminuent, dont l’état est, à peu de choses près, invariable […] » (trad. P. Landry 1990 : 274).

De tout cela ressort, d’une part, que l’on utilise des eaux de différentes origines selon les contextes géologiques et environnementaux et, d’autre part, que les périodes de création sont diverses. À partir de ces exemples précis, la remise en cause de l’explication diffusionniste traditionnelle et, par conséquent, la possibilité d’une invention polycentrique, sont de mieux en mieux étayées (Leveau 2015 : 160 et 166 en particulier). P. Sanlaville, géomorphologue, soulevait déjà il y a 25 ans la question des deux types de sources (discussion in Kobori 1990 : 328) : « […]. D’autre part, il y a le second problème qui me semble à étudier plus en détail avec l’aide d’ingénieurs, d’hydrologues, c’est ce que représentent ces nappes d’eau, où va-t-on les chercher, comment sont-elles alimentées, etc. Il y a, me semble-t-il, deux types de foggara. Le premier type est la foggara [mention de deux exemples du Maghreb] qui sont dans des talwegs, qui sont liées à la nappe d’inféroflux d’un wadi. Et puis il y a le cas plus typique, plus caractéristique, des nappes de piémont. Il faut qu’il y ait à l’amont un relief montagneux suffisant pour qu’une réserve d’eau se forme. Et plus on est en situation aride, plus le relief montagneux doit être important, plus la foggara risque d’être profonde et longue, comme c’est le cas d’une bonne partie de l’Iran ».

A l’avenir, l’étude de ces foggaras ou qanāt devra s’attacher non seulement à la reconnaissance de l’origine de l’eau, mais aussi à la date des galeries dans différents pays ; des datations directes sont maintenant possibles, grâce à de nouvelles méthodes, en particulier l’OSL (datation par luminescence). Ensemble, données archéologiques et environnementales, sources textuelles, hydrogéologie et géomorphologie permettront alors de mieux comprendre les processus, certainement complexes, qui ont permis l’apparition des galeries drainantes dans certains contextes géologiques ou géographiques seulement, leur disparition, dans les deux principaux cas connus, et leur réapparition dans les mêmes régions ou leur apparition dans d’autres, à partir de technologies et de connaissances qui se sont améliorées.

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L’auteur :
Rémy Boucharlat est Directeur de Recherche émérite au CNRS.
Archéologue, spécialiste de l’Iran.
UMR 5133-Archéorient, MSH Maison de l’Orient et de la Méditerranée, Lyon.

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