AQVA FOROIVLIENSIS

AQUEDUC ROMAIN DE MONS À FRÉJUS

Comment restituer les caractéristiques techniques et hydrauliques d'un aqueduc de l'antiquité

Vito Valenti © 2002

TRAIANVS © 2002

1.- PREAMBULE

Voici ce qu'en disait, dans ses "carnets", Victor Hugo, en Octobre 1839, lors de son passage en PROVENCE à une époque où les vestiges étaient plus évocateurs qu'ils ne le sont actuellement:

A trois quarts de lieue de Fréjus, d'énormes tronçons de ruines commencent à poindre çà et là parmi les oliviers. C'est l'aqueduc romain. L'aqueduc neuf et complet était beau sans doute il y a deux mille ans, mais il n'était pas plus beau que cet écroulement gigantesque répandu sur toute la plaine, courant, tombant, se relevant, tantôt profilant trois ou quatre arches de suite à moitié enfouies dans les terres, tantôt jetant vers le ciel un arc isolé et rompu ou un contrefort monstrueux debout comme un peulven druidique, tantôt dressant avec majesté au bord de la route un grand plein cintre appuyé sur deux massifs cubiques et de ruine se transfigurant tout à coup en arc de triomphe. Le lierre et la ronce pendent à toutes ces magnificences de Rome et du temps.

Le classement du 12 Juillet 1886 n'a rien transformé à cette description malgré les mesures conservatoires des quinze dernières années.

On sait combien les Romains attachaient de prix à l'approvisionnement en eau de Fréjus (Forum Julii) comme en témoignent les fontaines, thermes publics, installations domestiques et artisanales retrouvés lors de fouilles ces dernières années.

L'aqueduc de MONS à FREJUS est la construction la plus prestigieuse que les Romains ont élevée sur le littoral varois. Il mérite qu'il soit connu et que l'on s'y arrête.

2.- L'AQUEDUC A TRAVERS L'HISTOIRE

En bâtissant une ville aussi importante que FORUM JULII, la première préoccupation des ingénieurs romains était de pouvoir l'alimenter en eau potable, suffisamment abondante et de très bonne qualité.
A l'origine des premières constructions, on suppose que les besoins en eau de la cité romaine étaient assurés par les puits et l'eau de pluie récupérée dans des citernes.

A la fin du premier siècle avant J.C., peu après la bataille d'ACTIUM (31 Av. J.C.), l'empereur AUGUSTE décida d'établir à FORUM JULII les vétérans de la VIII ème Légion.

Pour fournir de l'eau à cette nouvelle colonie romaine devenue garnison, les ingénieurs choisirent de capter l'eau de la SIAGNOLE à 30 km de la cité et de construire un important aqueduc de 40 km de long.

Pour les bâtisseurs romains, la construction du canal fut une grande et audacieuse entreprise. Le parcours de l'ouvrage sur le terrain ou à travers les âges, témoigne d'une aventure humaine et technique remarquable.

L'exploit fut méritoire car, sur une si longue distance, dans un relief aussi tourmenté que l'ESTEREL, jalonné de falaises abruptes, de vallées profondes, de cours d'eaux capricieux, dans une végétation parfois infranchissable, il fallait faire preuve d'ingéniosité et de ténacité.

La technique de construction de l'ouvrage, la précision de son tracé, l'élégance de ses arches, révèlent la maîtrise incomparable de ces bâtisseurs de l'antiquité qui avaient comme seuls outils, le marteau et le burin, comme seuls moyens de transport, l'homme, le cheval et la charrette, comme seul engin de levage, le treuil manuel à poulie.

Cet aqueduc fonctionnera pendant près de 450 ans jusqu'à la destruction volontaire au Vème siècle par les invasions barbares puis démantelé par les hommes pour la construction de certains édifices de l'actuel FREJUS. Depuis son abandon, diverses sections ont disparu, soumises aux effets des intempéries et de la végétation envahissante.

Pourtant en 1870, pour alimenter en eau pure exempte de toute contamination les villes de FREJUS et SAINT RAPHAEL, un décret impérial fixe les conditions de partage des eaux de la SIAGNOLE.

C'est le début de la renaissance de la SIAGNOLE.

Des travaux de restauration de l'aqueduc romain seront entrepris dès 1890 sur 5 km entre la source et le nouveau partiteur du JAS NEUF, puis partiellement jusqu'à la montagne de VAUX. Le reste nécessitera la pose de canalisations sous pression. L'eau sera amenée au bassin partiteur commun de Pont du Duc, et de là, distribuée dans chaque ville.

Saluant l'arrivée de cette eau si désirée, Monseigneur Mignot alors évêque de FREJUS s'est écrié:

"cette eau va apporter une prospérité nouvelle à FREJUS et SAINT RAPHAEL, qui désormais vivront de la même vie puisqu'ils puiseront à la même source, comme deux enfants au même sein maternel. Ces rivages si peuplés autrefois retrouveront leur splendeur passée".

C'est enfin en 1894 que sera inauguré à FREJUS le retour de la SIAGNOLE, symbolisé par la fontaine des Quatre Saisons élevée sur le cours Chevallier devenu Place Paul Vernet.

A SAINT RAPHAEL fût également inaugurée une splendide fontaine en l'honneur de Félix Martin "promoteur du canal".

Ce retour si attendu par la population fût aussi l'occasion d'une grande fête pour les Fréjussiens et les Raphaëlois. Feux d'artifice et bals clôturèrent les festivités.

Aujourd'hui la SIAGNOLE a franchi un nouveau cap grâce à de nouvelles sources et à la modernisation de ses équipements de captage. Son eau de qualité exceptionnelle est appréciée à MONS, FAYENCE, TOURRETTES, CALLIAN, MONTAUROUX, BAGNOLS en FORET, Les ADRETS de L'ESTEREL et les camps militaires de FREJUS.

Mes relevés pendant dix ans des vestiges de ce fleuron de l'architecture, saccagé et mutilé, j'ai voulu les restituer et les interpréter dans ce document, afin de revivre à mon tour ce que les ingénieurs romains ont vécu. Je ne prétends pas à l'infaillibilité de ma composition, ayant pris parfois l'initiative d'extrapoler pour certains tronçons disparus ou camouflés dans la végétation.

Une devise m'a soutenue tout au long de mon ouvre:

"ET SI LES ROMAINS M'AVAIENT DEMANDE DE CONSTRUIRE UN AQUEDUC?"

3.- CARACTERISTIQUES DE L'AQUEDUC

3.1.- ITINERAIRE ET LONGUEUR TOTALE.

LE TRACE SUR CARTE IGN

L'aqueduc de FORUM JULII est l'un des plus longs de la NARBONNAISE. Entre le captage de la SIAGNOLE et le bassin partiteur de la Ville, il couvre une distance de 39,4 km et traverse six communes du département du Var.

- MONS

Entre la source et le vallon St Peire sur 4 050 m.

- TOURETTES

Entre le vallon St Peire et Les Cottes de Callian sur 4 203 m.

- CALLIAN

Entre Les Cottes et la D562 sur 3 005 m.

- MONTAUROUX

Entre la D562 et le vallon des Charretiers sur 7 930 m.

- LES ADRETS DE L'ESTEREL

Entre le vallon des Charretiers et l'arc Jaumin sur 5 260 m.

- FREJUS

Entre l'arc Jaumin et le quartier du Moulin à Vent sur 14 945 m.

LE TRACE SUR CARTE IGN

Serpentant au travers de collines, vallons, thalwegs et falaises il utilise au mieux la configuration du terrain à la recherche de niveaux favorables à l'écoulement, avec:

- 36,4 km en tranchée couverte, soit 92,40% de son parcours. RIVUS SUBTERRANEUM

- 1,8 km en ouvrage pont aux franchissements des vallons, soit 4,60% de son parcours. OPUS ARCUATUM

- 0,5 km au dessus d'un mur, soit 1,30% de son parcours. OPUS CAEMENTICIUM.

- 0,7 km au dessus du rempart de la cité romaine, soit 1,80% de son parcours.

Tel est l'ouvrage d'amenée d'eau par un canal étanche de 1,12 à 1,30 m de hauteur et de 0,70 m de largeur aux trois quarts de sa hauteur.

3.2.- CAPTAGE

Source vauclusienne de la SIAGNOLE à proximité du village de MONS dans les monts du Haut Var. La cote d'exhaure est à + 516 m N.G.F.

3.3.- ARRIVEE

Dans un bassin partiteur (Castellum divisorium ) situé à FREJUS sur la butte du MOULIN à VENT, Rue du BEL AIR, près des anciens ateliers municipaux. La cote d'arrivée est à + 35 m N.G.F.

3.4.- LE PROFIL TOPOGRAPHIQUE

LE PROFIL TOPOGRAPHIQUE

EN REMONTANT DE FREJUS VERS LA SOURCE AVEC UNE DENIVELEE DE 481 m:

- Entre le Castellum divisorium et la Porte de Rome, sur 0,7 km, l'aqueduc suit le dessus du rempart puis se prolonge sur 710 m par un ouvrage monumental de 87 arches rectilignes jusqu'à son entrée en terre dans le Parc Aurélien. La pente du radier du canal est faible, de 0,16 à 0,12%.

Bien qu'il soit sectionné et fortement pillé, l'aqueduc est encore spectaculaire avec ses piliers d'arche de plus de 16 m de hauteur. Pour préserver ces ouvrages à l'entrée de la ville, la municipalité de FREJUS a réalisé en 1991 d'importants travaux de restauration.

- Entre le Parc Aurélien et le vallon du GARGALON, sur 4,4 km, l'aqueduc serpente au fil des courbes de niveau, en tranchée couverte de profondeur variable atteignant jusqu'à 6 m et franchissant 2 vallons par des ponts:

- ARCS BONNET ou SERRAILLER au lieu dit la PINEDE ROMANE. 5 arches de hauteur

maximum 6m,

- ARCS BERENGUIER au quartier de SAINTE BRIGITTE. 5 arches de hauteur maximum

5 m,

avant de resurgir au GARGALON par une série de 14 arches de 134 m de long et 12 m de hauteur.

La pente du radier est faible, de 0,7%. Le canal ( specus ) et un regard en bon état de conservation sont visitables sur le tronçon en corniche de la rive gauche du vallon du GARGALON.

- Entre le vallon du GARGALON et l'autoroute A8, sur 5,3 km, l'aqueduc serpente en tranchée couverte en rive gauche du REYRAN, franchissant vallons et thalwegs par une série de murs et de ponts:

- ARCHE DE GARGALON NORD. 1 arche unique,

- ARCS DU VALLON DE LA MOUTTE. 6 arches de hauteur maximum 12 m,

- ARCHE BIAISE DE LA MOUTTE. 1 arche unique,

- AQUEDUC SUR MUR, thalweg des PENNES,

- ARCS BOUTEILLIERE, vallon de la CAYETTE. 3 arches de hauteur maximum 12 m,

- ARCHE AFFAISSEE Lieu-dit Bouteillière, très endommagée par les crues successives du vallon, dénommée par Valenti, ARCHE DE CASTELLAS.

- AQUEDUC SUR MUR, à flanc de vallon, parfois entaillé dans la roche,

- ARCS ESCOFFIER ou SENEQUIER, ouvrage double réalisé par les romains par suite de l'effondrement d'un premier pont aqueduc. 6 arches de hauteur maximum 12 m,

- PETITE ARCHE dans carrière en exploitation ( non visitée et relevée).

- PETITE ARCHE DU COLLET DU REYRAN. 1 arceau de petite dimension, 1,53 m d'ouverture sous un mur de soutien long de 25 m,

- CANAL entaillé dans la roche à flanc de talus, très chargé en concrétions calcaires. Découpe apparente d'un regard avec une évacuation en bonde de fond.

- ARCS DE GRISOLLES Disparues après la catastrophe du barrage de MALPASSET en Décembre 1959. Traces apparentes du canal en bordure du chemin goudronné qui monte au réservoir de Bouteillère.

- PILIERS D'ARCS DE BOSON. Disparues après la catastrophe du barrage de MALPASSET en Décembre 1959.

- ARCS D'ESQUINE ou DE BONHOMME. 8 arches de hauteur maximum 10 m doublées par les ingénieurs romains par suite de problèmes d'exploitation.

- Entre l'autoroute A8 et le pont de la FUSTIERE, l'aqueduc commence sur 7 km sa montée vers les reliefs qui le conduisent à la source avec des déclivités croissantes de 0,7 à 3,7%. En tranchée couverte sur la majorité de son parcours, il franchit successivement:

- LE VALLON DU REYRAN A L'AVAL DU BARRAGE DE MALPASSET, où il domine à 30 m du lit accroché à la paroi rocheuse. Traces apparentes du canal.

- L'OUVRAGE DE LA MADELEINE, probablement un mur de soutien, aujourd'hui disparu,

- L'ARC DE JAUMIN, à la limite de la commune des ADRETS DE L'ESTEREL. Arche unique, doublée par les ingénieurs romains pour des raisons probables d'exploitation. Longtemps immergé dans le lac artificiel du barrage de MALPASSET, comme l'étaient les 4,5 km de ce tronçon,

- UN OUVRAGE PONT a dû exister au franchissement du vallon de FONTFREYE.

D'autres découvertes très intéressantes, entre l'autoroute A8 et le pont de la Fustière, ont été réalisées par les archéologues locaux à une époque postérieure à mes recherches, et ne sont pas citées dans ce document. Elles ne remettent pas en cause l'étude hydraulique de l'aqueduc.

- Entre le pont de la FUSTIERE et FONDURANE, l'aqueduc est immergé depuis 1966 à plus de 6m dans le lac artificiel de SAINT CASSIEN.

Edifié en tranchée couverte, il serpente avec une légère pente de 0,14% dans les anciens lits des vallons de VAUX jusqu'au pont de PRECLAOU puis du BIANCON jusqu'à FONDURANE.

Très peu d'indices sur ce tronçon immergé. On se souvient de trois ouvrages de franchissement de vallon:

- LES ARCHES DU SAOUTET,

- L'ARC DU FRIAOU,

- LES ARCHES DU BIANCON,

- A FONDURANE, de récentes recherches archéologiques ont précisé la fonctionnalité de 400 m d'aqueduc en tranchée, à l'aval de la Source de LA FOUX, rive gauche du BIANCON. Un chapitre particulier a été consacré à ces ouvrages.

- Entre FONDURANE et le JAS NEUF, sur 9km, l'aqueduc entièrement en tranchée couverte, franchit les reliefs en recherchant un passage dans la vallée de la CAMIOLE avec des rampes de 3 à 10% et jusqu'à 24% sur 300 m à l'Ouest de CALLIAN.

Ici aucun indice apparent sur la présence de l'aqueduc. Son tracé résulte de déductions logiques liées aux déclivités de l'ouvrage et aux principes hydrauliques de l'écoulement des eaux.

- Entre le JAS NEUF et la source de la SIAGNOLE, sur 5 km, la pente de l'aqueduc s'adoucit en passant à 1,20% au premier kilomètre jusqu'à SAN PEIRE pour resurgir au dessus de la vallée de la SIAGNOLE et atteindre la source en pente douce inférieure à 1%.

Sur ce tronçon, l'ouvrage est constitué d'un canal couvert et les ingénieurs romains ont dû surmonter deux obstacles majeurs:

- Entre le JAS NEUF et SAN PEIRE, la traversée d'une butte en tranchée profonde de

15 m dans des marnes compactes,

- à la ROCHE TAILLEE, en terrain calcaire, l'effondrement d'une première tranchée dans les gorges de la SIAGNOLE les a contraints à en creuser une seconde en retrait, de 12 m de profondeur sur une distance de 30 m. Cette réalisation est très remarquable et témoigne d'une volonté et d'une habileté technique qui laissent entrevoir que les romains ne reculaient devant aucune difficulté.

3.5.- LE CONDUIT

Qu'il soit en tranchée ou perché sur un ouvrage, les romains ont pris la précaution, par salubrité, de recouvrir les pieds droits du conduit par un voûtin maçonné sur toute la longueur de l'aqueduc.

Réalisé à l'intérieur d'une cunette en béton en forme de U, ses parois au contact de l'eau étaient recouvertes d'un enduit étanche lissé, au mortier de tuileau.

De section trapézoïdale à la base, ses dimensions varient peu sur toute sa longueur avec

0,60 m au fil d'eau du radier et 0,65 m à la naissance du voûtin. Seule la hauteur qui est le plus souvent de 1,12 m atteint 1,20 et 1,30 m dans sa partie la plus horizontale entre la MOUTTE et BOUTEILLIERE pour des raisons de confort hydraulique.

3.6.- L'ASSISE GEOLOGIQUE

LE TRACE SUR CARTE GEOLOGIQUE

EN DESCENDANT DE LA SOURCE DE LA SIAGNOLE JUSQU'A FREJUS

- Entre la source et la descente à l'Ouest de CALLIAN: calcaires et calcaires argileux, calcaires et marnes du JURASSIQUE MOYEN et du JURASSIQUE INFERIEUR.

- Entre CALLIAN et le franchissement du BIANCON ( ST CASSIEN ): argiles rouges, gypses, dolomies calcaires du TRIAS alternant avec les alluvions de la CAMIOLE.

- Entre le franchissement du BIANCON et le pont de PRECLAOU: gneiss ( roches métamorphiques )

- Entre le pont de PRECLAOU et le barrage de MALPASSET: schistes noirs, conglomérats grès charbon du STEPHANIEN.

- sur le site et à l'aval de MALPASSET: migmatites ( roches métamorphiques )

- sur le site de la mine de BOSON: schistes noirs, conglomérats grès charbon du STEPHANIEN.

- Entre BOSON et SAINTE BRIGITTE: alternance de roches éruptives du PERMIEN, successivement de formations sédimentaires, rhyolite amarante, dolérite, pyroméride.

- Entre SAINTE BRIGITTE et FREJUS: formations sédimentaires du PERMIEN et dolérite avec contournement des argiles du PLIOCENE entre le Parc Aurélien et la Porte de Rome. La terminaison de l'aqueduc se situant sur les roches éruptives constituées essentiellement de dolérites.

Le tracé de l'aqueduc de FREJUS semble parfaitement adapté au relief et à la géologie. Il est le plus souvent enterré dans les formations meubles ou accessibles aux outils traditionnels. Les franchissements en superstructure sont établis sur les formations volcaniques dures.

Dans l'ensemble les Romains ont été confrontés à 3 types de terrain:

- des calcaires et marno-calcaires accessibles aux pics, pioches et outils traditionnels,

- des roches sédimentaires accessibles aux pioches et outils traditionnels,

- des roches volcaniques dures nécessitant la masse et la barre à mine.

3.7.- LA CONSTRUCTION DE L'AQUEDUC

En l'absence de documents authentiques et irréfutables, il n'a pas été possible aux archéologues de déterminer à qui attribuer l'initiative de la réalisation de l'aqueduc et sa date de construction. On sait seulement que sa réalisation est postérieure à celle de l'enceinte qui lui sert de support entre la Porte de Rome et le bassin partiteur. On sait aussi que l'égout de FORUM JULII fût construit vers 70 après J.C. On peut donc en déduire que l'aqueduc a été achevé à cette époque.

On sait par contre que du personnel militaire a participé à sa construction. L'armée fournissait du moins les ingénieurs, les géomètres capables de réaliser les relevés topographiques, établir le tracé des ouvrages et déterminer les pentes favorables à l'écoulement. Les appareils utilisés par les géomètres à des fins d'étude des niveaux et des orientement sont, d'après les descriptions de Vitruve et les récentes reconstitutions réalisées sur le site de Vaison-la-Romaine:

- le chorobate, sorte de nivelle en bois conçue pour des opérations de nivellement,

- le groma, véritable appareil articulé destiné aux travaux d'alignement et d'implantation des ouvrages.

La construction des ouvrages était réalisée à partir de la source afin d'assurer l'approvisionnement en eau des chantiers et de vérifier ainsi le bon écoulement de l'eau au fur et à mesure de l'avancement des travaux.

Sur ces bases, la construction du canal ( specus ) a nécessité l'organisation de plusieurs types de chantier dans cet ordre:

- le captage de la source,

- le creusement de tranchées de hauteur variable de 2 à 12 m ( rivus subterranus ),

- la taille dans la roche, ( de 2 à 10 m de profondeur à la Roche taillée ),

- l'édification de murs aux franchissements de thalweg ( opus caementicum ),

- l'édification de ponts aux franchissements de vallons ( opus arcuatum ),

- l'ouvrage de partage des eaux ( castellum divisorium )

Toutes les pierres proviennent de carrières ouvertes à proximité des chantiers de construction.

Le canal en tranchée à été réalisé par tronçons relativement courts ne dépassant pas la distance maximum entre regards de visite de 80 m, suivant une méthode classique de construction:

- réglage et nivellement du fond de tranchée,

- construction d'une cunette d'assise en fond de tranchée, en béton calibré de 40 cm d'épaisseur

- construction de deux pieds droits en moellon de 10x15 cm et de 45 cm d'épaisseur,

- réalisation d'un coffrage cintré en bois au dessus des pieds droits. On aperçoit encore les traces de décoffrage dans les tronçons souterrains existants,

- réalisation du voûtin en béton calibré,

- décoffrage et réalisation d'un enduit étanche lissé au mortier de tuileau,

Chaque tronçon est précédé d'une mise en eau afin de s'assurer du calage du canal et du bon écoulement de l'eau. Après chaque opération, un batardeau servait à évacuer l'eau dans la nature afin de poursuivre la construction au sec dans de bonnes conditions.

La technique de construction des ouvrages en superstructure est beaucoup plus élaborée et très particulière à certains ouvrages de l'antiquité non réalisés en pierre de taille. Ainsi dans le cas de l'aqueduc de FREJUS, les parements d'ouvrage en moellon de 10 x 15 cm font office de coffrage au fur et à mesure de la levée de la construction. Des bétons cyclopéens sont ensuite coulés entre les parois parementées par hauteur d'homme. Des échafaudages sont posés au fur et à mesure de la levée de la construction, reliées par des échelles jusqu'à la naissance des voûtes d'arches.

Des cintres en bois sont alors édifiés à la naissance des arches. Latéralement, les pierres de voussoir et moellons viennent compléter le dispositif de coffrage. Le bétonnage des voûtes est alors poursuivi jusqu'à l'arase inférieure du canal.

Enfin la construction du canal au dessus de l'ouvrage sera identique à celle déjà utilisée en tranchée depuis la construction de la cunette d'assise jusqu'au voûtin. Une finition parementée viendra compléter l'esthétique architecturale de l'extrados du canal.

Les mortiers et enduits utilisés sont à base de chaux fabriquée localement, de ciments naturels importés, mélangés à des sables et à des poteries concassées.

Les bétons de cunettes sont fabriqués à partir de petits cailloux calibrés et de poteries concassées ;

Les bétons de remplissage sont fabriqués à partir de gros éclats de carrière, de gravillons et de sable.

Dans l'ensemble, l'emprise de l'aqueduc, qu'il soit en tranchée ou en élévation, est de 2,40 m. La hauteur sous voûte varie de 2 à 13 m avec une largeur d'arche pratiquement constante de 5,40 m. Des contreforts viennent stabiliser les piliers des plus hautes arches.

3.8.- LA DISTRIBUTION DE L'EAU DANS LA VILLE

Depuis le point élevé de la cité romaine à l'altitude + 35,00m partaient, du Castellum divisorium, de petits canaux qui alimentaient les réservoirs et les fontaines, les bains publics et les concessions privées. La quantité d'eau cédée aux habitants était comme de nos jours strictement limitée par des tuyaux de bronze ou calix dont le diamètre correspondait à la quantité attribuée.

L'aqueduc était une source de revenus important pour la colonie romaine car on vendait l'eau aux concessionnaires. Les établissements publics, les bains payaient un droit annuel. Il faut y ajouter le produit des amendes qui était très élevé.

Pour les particuliers qui ne pouvaient payer une adduction d'eau personnelle, les fontaines publiques étaient le seul point à leur disposition.

3.9.- LA LONGEVITE

Hormis les faits historiques de datation, il a paru intéressant de reprendre ici la théorie de longévité décrite par Roger Houles dans son ouvrage " Les secrets de l'aqueduc " appliquée à l'aqueduc de DIVONA ( CAHORS ).

- sachant que les roches calcaires de la source sont d'origine Jurassique donc peu solubles, on peut, grâce aux mesures d'épaisseur des dépôts calcaires dans le conduit de l'aqueduc, évaluer son temps d'utilisation en application du principe suivant:

- les eaux à teneur de calcicité, qu'elles soient stagnantes ou en faible mouvement, suivant leur teneur en composés calciques dissous, laissent une sédimentation approximative de 2 à 3 cm par siècle.

- ainsi si on considère que dans les tronçons à faible vitesse d'écoulement de l'aqueduc de MONS à FREJUS, l'épaisseur des concrétions calcaires atteint 12 cm, on peut en déduire une longévité de l'aqueduc d'environ 4 siècles.

Cette estimation est évidemment approximative mais elle conforte la chronologie des événements depuis sa construction jusqu'à sa destruction par les invasions barbares.

4.- ITINERAIRE ET COMMUNES DU VAR TRAVERSEES

Galerie de graphiques

LA SIAGNOLE ET LA ROCHE TAILLÉE	SITE DE FONDURANE	SITE DE MALPASSET ARC JAUMIN ARCHES D'ESQUINE OU DE BONHOMME
PETITE ARCHE. COLLET DU REYRAN	ARCHES ESCOFFIER OU SENEQUIER	DÉRIVATION DES AQUEDUCS ESCOFFIER/SENEQUIER
ARCHES BOUTEILLIERE. VALLON DE LA CAYETTE	ARCHES DE LA MOUTTE	SITE DU GARGALON
ARCHES BERENGUIER. SAINTE BRIGITTE	ARCHES BONNET OU SERRAILLER. PINÈDE ROMANE	ARCHES DE L'AVENUE DU XVème CORPS
ARCHES DE SAINTE-CROIX	JONCTION DE L'AQUEDUC ET DU REMPART. PORTE DE ROME AQUEDUC DE DISTRIBUTION RUE DE BEL AIR À FRÉJUS	CONDUIT SOUTERRAIN EN TRANCHÉE CONDUIT SUR MUR CONDUIT SUR ARCHE ROCHE TAILLÉE

5.- LES SOURCES DE LA SIAGNOLE

Pourquoi les Romains ont-ils choisi cette source?

Deux facteurs ont été prépondérants dans le choix:

- il fallait trouver une source plus élevée que la ville afin de l'alimenter par gravité

- il fallait une eau de qualité, pure, fraîche, limpide et abondante

Bien que distantes de 28 km à vol d'oiseau de la cité romaine, ces sources étaient les seules à répondre à ces exigences. Voici pourquoi !

Situées à 300 m au dessous du village de MONS, les sources de la SIAGNOLE sourdent au pied d'une falaise, à la jonction du FIL et des NEISSOUNS à la côte + 516 m N.G.F.

Elles naissent dans les conduits karstiques profonds des calcaires du Jurassique supérieur et apparaissent en sources vauclusiennes.

L'alimentation de l'aquifère karstique est assuré par les précipitations sur un vaste (bassin de captation de 95 km2) et l'absorption partielle de certains cours d'eau dans le karst comme l'ARTUBY. Les eaux de pluie s'infiltrent puis circulent dans les fissures, diaclases et galeries de l'immense plateau de CANJUERS et se concentrent vers un secteur très limité qui constituent les résurgences de la SIAGNOLE.

Selon l'étude de Marc ETIENNE de 1987, la superficie des bassins versants élémentaires se répartie comme suit:

- Bassin versant de la Bruyère: 75 km2 dont 37 km2 dans le bassin d'alimentation des sources de la Siagnole de Mons,

- Bassin versant du Fil: 45 km2 dont 40 km2dans le bassind'alimentation des sourcesde la Siagnole de Mons,

- Bassin versant du Miron: 12 km2 dont 1 km2 dans le bassind'alimentation des sourcesde la Siagnole de Mons,

- Bassin versant hydrographique fermé du Clos Magnan: 9 km2 entièrement inclus dans le bassind'alimentation des sourcesde la Siagnole de Mons,

- Bassin versant hydrographique fermé du Villar: 8 km2 entièrement inclus dans le bassind'alimentation des sources de la Siagnole de Mons.

PLAN D'ETAT DES LIEUX

Le Fil, qui draine le versant Est de la montagne du Malay, les versants Sud-Sud.Est et Est de la montagne du Lachens, l'Ubac de Bliauge et le plateau de Saint-Marcellin, grossit les eaux de la Siagnole de Mons au Sud du village de Mons.

Une station de mesure des débits en rivière a été installée en 1980 par le S.R.A.E. au niveau du Moulin de Mons, pour enregistrer les débits du trop plein des sources et ceux des vallons du Fil et des Gombauds venant grossir la Siagnole en période de hautes eaux. Le S.R.A.E.  (Service régional d'Aménagement des Eaux) a estimé à 52 km²  la surface des bassins versants du Fil et des Gombauds.

Le régime est ici de type méditerranéen caractérisé par des hautes eaux en hiver avec de nombreuses pulsations correspondant aux périodes pluvieuses. Si la recharge est bonne en hiver, le stockage des eaux dans les aquifères karstiques est assuré et le débit des sources est soutenu pendant l'été. La période la plus critique est généralement l'automne si les précipitations de septembre et octobre sont insuffisantes.

Au cours d'un orage, le débit des sources peut varier de 300 l/s à 15 000 l/s en 24 heures.

L'eau des sources se révèle de première qualité, bien équilibrée en sels minéraux, d'excellente saveur et homotherme à 10°C à l'exutoire.

Une énigme demeure cependant autour de la source romaine dont les équipements anciens de captage et de régulation du niveau de la source ont totalement disparu. Des investigations archéologiques de 1990, les vestiges mis au jour sont de gros blocs en pierres taillées, parfaitement ajustées, liées par des crampons métalliques de scellement et des encoches de calage.

Les archéologues en déduisaient que cet appareillage faisait office de décompresseur   renforcé, l'aqueduc normal tel qu'il existait sur le reste du parcours, aurait été emporté par un débit qui à cette époque était énorme et terrifiant.

Cependant, rien n'est définitif en archéologie et ces pierres ont depuis révélé leur utilisation, plus rationnelle à mon sens.
En effet le bulletin de la Carte archéologique de la Gaule 83/2, résume ainsi les conclusions des recherches du Centre Archéologique du Var et du Service Archéologique Municipal de Fréjus:

Aucun aménagement du captage romain n'a subsisté du fait de travaux médiévaux et modernes. Les premiers vestiges du canal sont situés sur la rive gauche de la Siagnole à une quarantaine de mètres en aval de la source.
Des dalles de fond sont encore en place et un amoncellement de blocs de grand appareil provient de l'élévation du conduit. Ce tronçon de l'aqueduc est édifié ainsi: des dalles sont scellées sur un lit de mortier ; à leur face supérieure, elles comportent deux feuillures dans lesquelles viennent s'encastrer des dalles verticales maintenues par des crampons de fer scellés au plomb. Les dimensions du reste de l'ouvrage indiquent qu'il y avait deux rangs de dalles verticales couvertes par des dalles horizontales, elles aussi assujetties par des crampons. L'ensemble mesure en moyenne 2m de haut et 1,65 m de large, le specus lui-même disposant de 1,34 m de haut et 0,67 m de large.

Aujourd'hui :

Trois sources ont été captées sur ce site, et sont exploitées actuellement pour la consommation des populations du Haut Var:

- La source romaine NEISSOUN assure les deux tiers du débit et alimente l'aqueduc romain restauré en 1890 sur 5 km jusqu'au partiteur de JAS NEUF, 

- la source JOURDAN, captée en 1890 alimente le canal du même nom jusqu'au partiteur de JAS NEUF, 

- les sources nouvelles captées en 1918 sont reliées au canal JOURDAN par un conduit.

Je ne possède pas tous les éléments de répartition de débit dans chaque canal, mais il m'a semblé utile de préciser que les débits étaient, le 23 octobre 1983, avant un essai de pompage dans le puits du Figuier de:

- 205 l/s dans le canal romain (source Neissoun)

- 175 l/s dans le canal Jourdan (source Jourdan + sources nouvelles),

Le puits du Figuier réalisé en 1990 est équipé d'un siphon immergé dans le karst que l'exploitant se réserve d'exploiter en cas d'étiage extrême.

Sur le plan d'état des lieux ci-dessous figure l'ensemble de ces équipements.

Le débit dérivé des sources pour la consommation et l'arrosage, en vertu du décret du 14 Février 1928, est de 425 l/s, soit en continu 37 620 m3 par jour et 13 403 000 m3 pour l'année.

En 1998 le volume dérivé de la SIAGNOLE s'est élevé à 9 106 905 m3, soit en moyenne un débit de 290 l/s.

Selon les estimations des hydrauliciens, la production totale naturelle des sources est de 55 000 000 m3 par an, c'est à dire 150 000 m3 par jour ou 3 litres par jour et par français. Ainsi la SIAGNOLE pourrait-elle donner à boire à la France entière? ! ! !

L'eau se révèle de bonne qualité, bien équilibrée en sels minéraux.

Pour la seule consommation urbaine des villes côtières de l'est Varois, la SIAGNOLE livre annuellement plus de 3 000 000 m3.

Les Romains avaient de bonnes raisons d'aller chercher l'eau aussi loin !!.

6.- LES DECOUVERTES DE FONDURANE SUR LA COMMUNE DE MONTAUROUX

6.1.- SOURCE PRIMAIRE DE LA FOUX

Située à Fondurane, dans le lit du Biançon, la source de la Foux a été signalée en 1982 par le Centre archéologique du Var et le Service Archéologique Municipal de Fréjus, comme possibilité de captage pour alimenter Forum Julii.

En 1990, des sondages de recherche des installations et des analyses scientifiques des concrétions calcaires à l'intérieur des ouvrages, ont confirmé l'antériorité de cette ressource par rapport au tronçon d'aqueduc compris entre la Siagnole et Fondurane.

Il en résulte ainsi, dans un premier temps, que pour alimenter Forum Julii, les Romains ont construit un aqueduc de 26 km à partir de la source de la Foux. Puis, lorsque la Ville s'est développée, un second aqueduc de 13,5 km a été réalisé depuis la source de la Siagnole pour rejoindre le premier ouvrage à Fondurane.

Contrairement à la résurgence vauclusienne de la Siagnole, la source de la Foux n'a pas marqué les populations et est restée pratiquement méconnue jusqu'aux dernières découvertes archéologiques. Son débit n'atteint pas les possibilités de la Siagnole et ne pouvait suffire aux besoins d'une ville de 30 000 habitants; ce qui explique l'extension jusqu'à Mons réalisée par les Romains.

A la lumière des récentes découvertes, il est possible que d'autres résurgences et aqueducs viennent se greffer sur cet ensemble. En effet, en Septembre 2001, des fouilles ont mis à jour un nouvel aqueduc au dessus du précédent. Plus petit, construit en pierres de taille, probablement plus ancien. Il est orienté approximativement à 45° de celui que l'on connaît.

Selon la presse locale, d'autres recherches vont être menées par les archéologues, afin de retrouver tout le réseau hydraulique et démontrer que cette région, au sud de Montauroux, a été un remarquable bassin d'alimentation en eau potable de la cité romaine de Forum Julii.

La source de la Foux est un exutoire de ressuyage de la nappe phréatique comprise dans les dolomies, calcaires et grès du Trias. Sa situation topographique lui assure un vaste bassin d'alimentation dans l'alignement des villages de Montauroux, Callian, Fayence et Seillans, jouxtant avec les avancées calcaires du Jurassique inférieur.

Son débit n'est pas connu, évalué à environ 80 litres par seconde en octobre 2001. L'altidute de la résurgence est à + 160 m environ, au niveau du radier de l'aqueduc. Son exploitation suppose une élévation du niveau artésien dans un ouvrage de captage étanche. La source se jette actuellement dans le lit du Biançon qui alimente le Lac de Saint-Cassien.

Il est bon de rappeler que la Source de la Siagnole est à l'altitude + 516 m, avec un débit d'exploitation moyen actuel de 400 litres par seconde.

6.2.- AQUEDUC DE FONDURANE

L'aqueduc au départ de la Foux est inséré dans une tranchée de largeur 2,20m, taillée dans des calcaires peu stables. Un regard ( R6 ) avec dalle en béton est situé à 2,50 m de l'origine de l'aqueduc fermé par un batardeau en bois et une grille métallique. La jonction avec l'aqueduc de la Siagnole a été située au regard R5, à 150 m de la source de la Foux, à l'aval du coude à 90°.

Les pieds droits du conduit sont en petit appareil de 20x12 jusqu'à la naissance de
la voûte réalisée en béton banché. Sur le tronçon entre R5 et R4 des enduits de 3 cm recouvrent les pieds droits sur 50 cm. La hauteur sous voûte varie entre 1,40 et 1,50 m. La largeur du conduit est comprise entre 60 et 68 cm.

A la jonction des deux aqueducs, à moins d'un mètre du regard R5, une rainure entaillée dans chaque pied droit, à moitié cachée par des maçonneries récentes, atteste de l'équipement ancien d'une vanne murale pour isoler la Source de la Foux et permettre l'alimentation en eau de Forum Julii par la Siagnole. Ces récentes maçonneries sont la preuve que la jonction avec l'arrivée de la Siagnole a été murée.

Les deux aqueducs, qui ont alimenté Forum Julii à son apogée, mis bout à bout, cumulent une longueur totale de 39,5 Km.

Depuis deux ans, la mise en valeur des ouvrages romains de Fondurane intéresse les associations et élus locaux. Ces ouvrages constituent des éléments majeurs du patrimoine montaurousien qui possèdent en outre un grand potentiel touristique.

Des chantiers de restauration se sont constitués avec de jeunes bénévoles de divers pays; Français, Allemands, Polonais, Macédoniens.

Les plans, photos et dessins annexés, résultent de mes récentes visites et investigations sur le site en cours de restauration.

REPERAGE DES OUVRAGES SUR CARTE IGN

REPERAGE ALTIMETRIQUE DE LA SOURCE SUR LE PROFIL EN LONG

7.- ETUDE HYDRAULIQUE DE L'AQUEDUC

Je n'ai pas la prétention de refaire un cours d'hydraulique appliquée, mais il m'a paru essentiel d'évoquer les bases élémentaires de l'écoulement de l'eau dans un conduit, afin d'éclairer le lecteur et l'aider à mieux comprendre la méthode d'évaluation de la quantité d'eau transportée par l'aqueduc romain de FREJUS, depuis sa mise en service au début du premier millénaire jusqu'à son déclin quatre siècles plus tard.

Les facteurs susceptibles d'apprécier l'évolution de la quantité d'eau transportée par un aqueduc sont au nombre de trois:

- la section de l'aqueduc,

- le profil en long de l'aqueduc depuis la source jusqu'à l'ouvrage de répartition,

- la hauteur et l'épaisseur des dépôts laissés par les eaux sur les parois du canal.

Ces trois éléments sont nécessaires pour déterminer les variations de vitesses d'écoulement. Bien entendu leur relevé n'est pas simple et il faudra souvent faire preuve d'imagination lorsque les moyens sont limités.

7.1.- REPARTITION DES VITESSES D'ECOULEMENT DANS UN CONDUIT

Dans un écoulement gravitaire à surface libre, les divers filets liquides parallèles à l'axe d'un conduit ne sont pas animés des mêmes vitesses. Des observations ont démontré que la vitesse des filets est maximale au milieu du courant et diminue lorsqu'on approche des bords du conduit. La diminution d'abord lente devient plus rapide près des parois.

Ce phénomène est très complexe, et, en pratique, on ne tient pas compte des variations de vitesse mais seulement de la vitesse moyenne qui en résulte. Le débit est alors défini comme étant le volume d'eau qui passe en une seconde au droit d'une section d'aqueduc.

7.2.- EQUATION FONDAMENTALE DE L'ECOULEMENT

Considérons le cas d'une section trapézoïdale ABCD,

Si on appelle:

S = aire de la section mouillée ABCD,

P = le périmètre mouillé de cette section soit AB+BD+CD,

Le rapport S/P de la section d'écoulement se désigne habituellement par R ou Rayon hydraulique.

Si de plus on appelle:

I = la pente de la ligne d'eau, donc du radier du conduit,

V = la vitesse moyenne de l'eau,

On démontre que:

S/P x I =f (V) d'où RI = f (V)

Si on appelle:

Q = le débit effectif de l'ouvrage

On a d'autre part

Q = SV

Toute la question revient donc à déterminerf(V)

7.3.- LES DIVERSES FORMULES PROPOSEES

Des résultats obtenus au 19^ème siècle par divers ingénieurs, consécutifs à de nombreuses expériences sur des canaux à parois en bois, ciment, pierre de taille, briques, maçonnerie de moellons, terre, avec des sections de formes variables et diverses grandeurs de pente, nous disposons aujourd'hui de plusieurs méthodes d'évaluation de la vitesse d'écoulement des eaux dans les ouvrages.

Le nombre considérable de formules existantes, rend difficile le choix de la formule à employer pour résoudre un problème déterminé.

Le choix définitif appartient essentiellement à l'ingénieur.

En France les formules de DARCY et BAZIN sont les plus utilisées, même si elles disparaissent dans les méandres de l'informatique et de logiciels très sophistiqués.

- la première, dite de DARCY et BAZIN est de la forme:

- la seconde, dite de BAZIN est de la forme: avec Q = SV

dans laquelle y est un paramètre variable avec la nature de la paroi.

Plus proche des formules de DARCY et BAZIN, les hydrauliciens disposent de la formule de GANGUILLET et KUTTER de la forme:

Avec C = coefficient de rugosité variable suivant la nature des parois de l'ouvrage.

Cette formule est très employée en Allemagne, Angleterre et U.S.A.

Aux Pays-Bas et en Grande Bretagne les ingénieurs préfèrent la formule de Robert MANNING, ingénieur américain, dont la vitesse d'écoulement de l'eau dans un conduit s'exprime de la façon suivante:

Ou K est un coefficient dépendant de la rugosité, d'autant plus grand que les parois de l'ouvrage sont lisses:

-100 pour des parois d'ouvrage réalisées en enduit lissé,

- 70 pour des parois d'ouvrage de maçonnerie de pierre lisse (bien faites),

- 50 pour des parois d'ouvrage de maçonnerie grossière.

J'ai eu l'occasion d'adopter cette méthode avec satisfaction pour le dimensionnement d'ouvrages de transport d'eau en TUNISIE et en ALGERIE.

D'autres ingénieurs tels que EYTELWEIN, PRONY, VINCENT, TADINI, COLEBROOK, nous ont aussi proposé des formules de même nature, mais appropriées à des cas très spécifiques comme les drains et les canalisations sous pression.

7.4.- METHODE ADAPTEE AUX AQUEDUCS DE L'ANTIQUITE

Dans la rubrique "L'évolution du débit des aqueducs gallo-romains" parue dans les dossiers de l'Archéologie N°38 de 1979, l'ingénieur Marcel BAILHACHE analyse ses résultats consécutifs à l'application de la formule de BAZIN dans l'évaluation des débits des aqueducs les plus importants de l'antiquité.

On peut citer:

- l'aqueduc de VIENNE avec 374 000 m3/jour à 186 000 m3/jour (ouvrage neuf à incrusté)

- l'aqueduc de NIMES avec 124 000 m3/jour à 91 000 m3/jour (ouvrage neuf à incrusté)

Ces chiffres sont des maxima car ils supposent le conduit plein à ras bord sur tout le parcours ; la section de ces ouvrages étant de plus de 1,00m².

Le problème à résoudre dans le cas des aqueducs est la recherche du débit optimum car on se donne en général la ou les sections transversales, on détermine la pente des divers tronçons de l'ouvrage par l'étude du profil en long du canal et on fixe la hauteur d'eau limite. Les passages en siphon, s'il en existe, sont alors examinés comme des conduites en charge.

Il est possible, à l'aide de la formule de BAZIN, de résoudre tous les problèmes concernant l'écoulement de l'eau dans les aqueducs dans les conditions indiquées ci-dessus et de calculer en particulier:

- la vitesse d'écoulement et le débit, lorsqu'on connaît le profil transversal, la hauteur d'eau et la pente longitudinale du conduit,

- la hauteur d'eau, lorsqu'on connaît la pente longitudinale du conduit et le débit.

Etablie d'abord pour les écoulements à surface libre en canaux, cette formule se prête aussi bien aux ouvrages en charge. Nous verrons plus loin une simulation de mise en charge accidentelle de l'aqueduc de FREJUS.

Il est néanmoins important de déterminer la valeurgsuivant la nature des parois du conduit.

Dans la formule:

avec Q = SV

BAZIN classe la rugosité des parois en 6 catégories, aux valeurs croissantes de y de 0,06 à 1,75.

Aux journées d'études à LYON les 26 à 28 mai 1977, cette classification a été adaptée par M.BAILHACHE aux aqueducs romains suivants 3 catégories.

Pour l'aqueduc de MONS à FREJUS, mon choix s'est porté sur 3 hypothèses, identiques dans l'ensemble à la classification BAILHACHE, en tenant compte:

- de la nature et du degré de lissage des parois du conduit,

- des différentes déclivités de l'ouvrage et par conséquent de la vitesse d'écoulement de l'eau,

- des relevés des dépôts calcaires constatés entre FREJUS et l'autoroute A8.

Les valeurs de la rugositégsont données dans le tableau de comparaison ci-dessous:

7.5.- VITESSES LIMITES D'ECOULEMENT

Une vitesse d'écoulement trop faible favorise la production de dépôts qui, avec le temps, finissent par obstruer les ouvrages. A l'opposé, si la vitesse d'écoulement est trop forte, les parois du conduit d'un aqueduc subissent des dégradations par suite du lessivage des éléments fins des enduits. Entre ces deux extrêmes le curage des parois mouillées du conduit est assuré.

Dans le cas de l'aqueduc de FREJUS, mes observations des parois du conduit m'ont conduit à associer plusieurs cas de figure.

En premier lieu les limites des vitesses d'écoulement:

- V < 0,80 m/s - limite de sédimentation - formation de dépôts calcaires sur les parois mouillées de l'ouvrage, (constatés entre FREJUS et l'autoroute A8).

-  0,80 < V < 4,00 m/s - assiette d'autocurage des parois - formation d'une mince pellicule calcaire.

- V > 4,00 m/s - limite de corrosion - érosion considérable des parois d'ouvrage entre l'autoroute A8 et le JAS NEUF sur la commune de CALLIAN.

Ensuite les hypothèses de rugosité des parois du conduit, avec:

y = 0,16 OUVRAGE NEUF.

y = 0,46 OUVRAGE INCRUSTE EN SERVICE OU EN FIN DE SERVICE LORSQUE LA VITESSE D'ECOULEMENT PERMET L'AUTOCURAGE DES PAROIS.

y = 0,85 RESERVE A DEUX SITUATIONS DISTINCTES DE L'ECOULEMENT QUI SONT APPARUES EN FIN DE SERVICE DE L'OUVRAGE:

1° dans les tronçons d'aqueduc présentant des parois rugueuses sur des concrétions calcaires de 4 à 12 cm d'épaisseur,

2° dans les tronçons d'aqueduc soumis à des vitesses supérieures à 4,00 m/s favorisant une augmentation importante de la rugosité. Il n'a pas été possible dans ce cas d'observer les dégradations des enduits et il faudra se reporter aux fortes déclivités du profil en long.

Enfin, une situation mitigée de l'écoulement des eaux dans l'ouvrage en fin de service associant deux hypothèses de rugosité des parois avec y = 0,85 et y = 0,46.

7.6.- COEFFICIENTS DE RUGOSITE ADOPTES

Des résultats des calculs, il en résulte des valeurs de g apparues progressivement selon la chronologie ci-après:

7.7.- SECTIONS DE L'OUVRAGE ET PROFIL EN LONG

Dans toutes les formules d'écoulement, les deux éléments essentiels à la résolution des calculs de débits sont:

- la section S du conduit,

- le profil en long préfigurant les pentes I du radier de l'ouvrage.

La section S est en général facile à relever et à reconstituer le cas échéant.

Le profil en long suppose par contre une bonne connaissance du tracé de l'aqueduc.

Le tracé est issu d'un travail de longue haleine, reconstitué en positionnant sur une carte à échelle convenable, les différents ouvrages et indices relevés sur le terrain ou sur des projets récents d'urbanisation. Par extrapolation, dans les zones dépourvues d'indices, le tracé résulte d'une recherche cartographique des déclivités optimales assurant l'écoulement normal de l'eau vers l'exutoire.

C'est par cette méthode qu'a été reconstitué le tracé de l'aqueduc romain sur les bases:

d'un inventaire photographique,

de croquis cotés des ouvrages,

d'une recherche technique du tracé dans les zones où il a disparu.

En l'absence d'un relevé topographique du tracé, les ingénieurs utilisent en général les cartes d'état major de l'I.G.N. sur lesquelles sont mesurées les distances et relevées les altitudes du sol et des points particuliers. Ces opérations, réalisées avec le plus grand soin, permettent d'établir le profil en long du terrain naturel sur lequel sera calé le conduit. La précision des déclivités qui en résulte est suffisante pour le calcul des débits de l'ouvrage.

Pour l'aqueduc de MONS à FREJUS ont été utilisées les cartes de l'I.G.N. au 1/20 000ème éditées en 1934 par le Service Géographique de l'Armée. L'équidistance des courbes de niveau est de 10 m.

Ainsi, cette configuration topographique d'il y a 60 ans a l'avantage d'être vierge des réalisations d'après guerre, notamment les lacs artificiels de MALPASSET et de SAINT CASSIEN, l'autoroute A8 et autres opérations d'urbanisation.

La visualisation stéréoscopique des photos aériennes pratiquée aux abords de FREJUS n'a pu être poursuivie à cause de son coût élevé. Cette recherche aurait été intéressante pour les communes de MONTAUROUX et CALLIAN, entre le lac de SAINT CASSIEN et le partiteur du JAS NEUF sur le CD37. Dans cette zone en effet, l'aqueduc a complètement disparu et son tracé n'a pu être reconstitué que par des approches techniques.

7.8.- REGULATION DU DEBIT

La régulation du débit d'un aqueduc entre sa source et son exutoire de distribution est à la base des précautions d'exploitation que doit respecter le curateur des eaux. Toute erreur du fontainier, même de nos jours, risque d'être fatale à l'ouvrage aussi perfectionné soit-il.

Pour protéger les canalisations modernes, les ingénieurs disposent de toutes sortes de mécanismes et d'appareillages électroniques adaptés aux canaux à écoulement libre et aux conduites en charge:

pour les écoulements à surface libre:

- les modules à masque

- les vannes à niveau aval constant,

- les partiteurs proportionnels,

- les écrêteurs de débit . etc.

pour les écoulements sous pression:

- les vannes électriques,

- les purgeurs d'air et soupapes antibélier,

- les limiteurs de débit ou de pression,

- les brises charges . etc.

Il existe deux modes d'exploitation des ouvrages d'adduction gravitaires:

- par régulation du débit à l'amont, pour les écoulements à surface libre dans les canaux. Le débit est constant et ne peut excéder un certain seuil qui générerait une mise en pression de l'ouvrage.

- par régulation du débit à l'aval . C'est le cas des conduites forcées en fonte ou en béton armé équipées des matériels de protection des surpressions appelées aussi "coup de bélier".

Les schémas ci-dessous figurent, les deux modes de régulation du débit:

Pour expliquer le fonctionnement d'un canal à écoulement libre, le schéma ci-après représente un mécanisme moderne de régulation du débit et un aménagement plus simple utilisé dans l'antiquité:

- le premier est constitué par un levier pivotant autour d'un axe et entraînant un masque mobile. Le débit à l'aval du masque est maintenu constant par l'action d'un flotteur et d'un contrepoids de compensation.

- le second consiste à maintenir dans le canal un niveau constant en déchargeant vers l'extérieur les excédents de débit. C'est le cas aujourd'hui des déversoirs d'orage qui protègent les canalisations d'eaux pluviales de toute mise en charge intempestive.

En parcourant l'aqueduc romain de FREJUS, actuellement en service entre la source de la SIAGNOLE et le partiteur de JAS NEUF sur le CD37, on découvre deux déversoirs qui fonctionnent évidemment lorsque la source atteint une importante remontée du débit.

Maintenant que nous cernons le système d'exploitation de l'aqueduc romain de MONS à FREJUS, qui sans aucune hésitation est bien un ouvrage à régulation de débit à la source, soit par un seuil d'écrêtement, soit par une batterie d'opercules judicieusement installés, peut-on se poser les questions suivantes:

les Romains possédaient-ils l'entière maîtrise d'exploitation de ce difficile ouvrage aux variations importantes de débit à la source?

et si par accident l'aqueduc venait à être obstrué à son arrivée au partiteur de la cité romaine, quelles en étaient les conséquences?

mis à part les regards de visite qui devaient servir de décharge, y avait-il des opercules de délestage pour protéger l'aqueduc en cas de mise en pression imprévue?

quels étaient les moyens de communication pour agir rapidement sur un ouvrage de 40 km de long dans un environnement souvent hostile?

7.9.- MISE EN CHARGE ACCIDENTELLE DE L'AQUEDUC ROMAIN DE FREJUS

La simulation de mise en charge de l'aqueduc, rend compte de sa vulnérabilité entre son point d'arrivée et la descente des collines de CALLIAN. Il en résulte que la surcharge est maximale à mi-parcours, avant la traversée de l'autoroute A8. Hors, le tronçon d'aqueduc à cet endroit, dit " Arches d'ESQUINE ou de BONHOMME ", a été doublé par les ingénieurs romains, probablement à la suite d'éclatements de l'ouvrage provoqués par des surcharges que les techniques hydrauliques de l'époque ne savaient pas maîtriser.

Cette mise en charge accidentelle aurait pu être la conséquence:

- d'une augmentation incontrôlée du débit à la source,

- d'une réduction volontaire du débit d'arrivée au Castellum Divisorium,

- d'un effondrement de la voûte du conduit dans la partie la moins pentue de l'aqueduc, entre la cité romaine et le site de BOZON par exemple,

- de toute intervention susceptible de réduire la section de l'ouvrage.

7.10.- DEBIT D'EXPLOITATION DE L'AQUEDUC ROMAIN DE FREJUS

La résolution de la formule de BAZIN en fonction de la hauteur du conduit et de la vitesse d'écoulement de l'eau qui en résulte, permet d'évaluer pour chaque tronçon l'évolution du débit jusqu'au remplissage complet du conduit. Par approches successives, en examinant particulièrement les tronçons d'ouvrage à faible pente, il est facile de déterminer, pour chaque catégorie de rugosité, le débit optimum de l'aqueduc. Il s'agit évidemment du débit régulé à la source de manière à éviter une mise en charge de l'aqueduc et par conséquent les débordements par les regards de visite.

Les résultats de l'étude sont consignés sur les diagrammes annexés ci-dessous. Ainsi, si les romains avaient scrupuleusement suivi ces quelques consignes d'exploitation, il en résulterait les variations suivantes de la capacité de débit de l'aqueduc:

La perte progressive dans le temps, par suite de la formation de dépôts calcaires dans les tronçons à faible vitesse d'écoulement est schématisée ci-après:

AQUEDUC NEUF, A SA MISE EN SERVICE: le premier siècle de son existence: écoulement normal,

AQUEDUC INCRUSTE EN SERVICE: du premier au troisième siècle: 32% de perte de débit,

AQUEDUC INCRUSTE EN FIN DE SERVICE: au quatrième siècle: 75% de perte de débit depuis sa mise en service.

7.11.- SURCHARGE ACCIDENTELLE DE L'AQUEDUC

Nous avons vu au paragraphe ci-dessus, les diverses situations susceptibles de provoquer des surpressions accidentelles. Trois hypothèses font l'objet de simulations à la fin de ce document. Quelle qu'en soit la cause, les résultats sont éloquents:

1^ère hypothèse: Ouvrage neuf avec un coefficient y = 0,16. Le débit instantané est évalué à 1 262 l/s. La vitesse d'écoulement en section pleine courante est de 1,86 m/s. La charge piezométrique est maximale près de l'autoroute A8 avec une pression de 29m. L'ouvrage est fragilisé sur 18 km à partir de FREJUS en remontant vers la source, puis sur 5 km au lac de SAINT CASSIEN.

2^ème hypothèse: Ouvrage incrusté avec un coefficient y = 0,46. Le débit instantané est évalué à 850 l/s. La vitesse d'écoulement en section pleine courante est de 1,25 m/s. La charge piezométrique est maximale près de l'autoroute A8 avec une pression de 29m. Comme précédemment, l'ouvrage est fragilisé sur 18 km à partir de FREJUS, puis sur 5 km au lac de SAINT CASSIEN.

3^ème hypothèse: Ouvrage incrusté en fin de service. Avec des sections tapissées de concrétions calcaires de 2 à 12 cm d'épaisseur. Dans ce cas, la section de parties d'ouvrage est réduite. Le coefficient de rugosité varie de 0,46 à 0,85. Le débit est évalué à 596 l/s. La vitesse d'écoulement en section pleine varie de 0,88 à 1,35 m/s. La charge piezométrique près de l'autoroute A8 atteint 68 m. L'ouvrage est fragilisé sur 28 km entre FREJUS et la plaine de CALLIAN.

7.12.- POPULATION DESSERVIE

Tous les manuels d'hydraulique évaluent les besoins en eau suivant des statistiques liées aux usages domestiques, aux consommations des services publics, à la défense incendie, aux besoins industriels.etc..

On en déduit que pour une ville moyenne de 50 000 habitants, la consommation, tous usages confondus, est de 250 litres par habitant et par jour. Nos réseaux et équipements sont calibrés en tenant compte:

- des besoins journaliers des agglomérations,

- des besoins instantanés aux heures de pointe,

- des capacités de stockage de l'eau.

Dans les équipements modernes très coûteux, tous les systèmes d'adduction et distribution de l'eau fonctionnent en harmonie avec la demande des usagers dans un souci d'économie.

Qu'en était-il de l'aqueduc de FORUM JULII ?

Tous les écrits nous font part que les besoins en eau des peuples Gallo-Romains étaient très importants. Les dimensions des conduits d'aqueduc, les partiteurs, les thermes et fontaines publiques, les canalisations en plomb en sont la preuve. Mais l'exploitation des ouvrages d'adduction et de distribution était différente. Ainsi:

- l'aqueduc, gravitaire entre la source et FORUM JULII, fonctionnait en continu sans réserve de stockage pour palier aux étiages saisonniers,

- le partage des eaux vers les différents quartiers de la cité romaine était assuré par un partiteur, le Castellum Divisorium situé à + 35 m, point le plus haut de l'agglomération, aujourd'hui quartier du Moulin à Vent.

- les besoins en eau par habitant, tout usage confondu, je les évalue à 300 litres par jour,

- au-delà de cette demande, l'excédent apporté par l'aqueduc était destiné à usage agricole ou évacué par un trop-plein. Et pourquoi pas vers le port romain en équipement complémentaire de ravivement du plan d'eau ?

Dans ces conditions, j'ai considéré que la demande en eau s'exerçait sur une durée moyenne de 14 heures sur 24.

Les évaluations consignées dans les deux tableaux ci-dessous mettent en évidence:

- les volumes journaliers apportés par l'aqueduc,

- la capacité de desserte journalière exprimée en  m3 et en équivalent habitant,

- les besoins en eau et les excédents journaliers, dans l'hypothèse d' une population de l'ordre de 30 000 habitants estimée par les archéologues.

7.13.- CAPACITE DE PRODUCTION DE L'AQUEDUC

7.14.- BESOINS POUR UNE AGGLOMERATION DE 30 000 HABITANTS

VOLUMES DISPONIBLES ET EXCEDENTS DANS LE CAS DE L'AQUEDUC DE FREJUS

A la lumière de l'évolution du débit de l'aqueduc, il en résulte que l'eau était surabondante, susceptible de satisfaire une ville de 100 000 habitants à la mise en service de l'ouvrage. Puis, avec le temps et la diminution progressive du débit, la population a connu des restrictions liées essentiellement à un manque d'entretien et de stockage des excédents. C'était bien le déclin d'une population qui ne gérait plus l'élément essentiel de sa survie.

FREJUS est aujourd'hui une ville de 50 000 habitants, dépassant les 150 000 pendant la saison estivale. En 1998, les volumes d'eau distribués ont été de 5 220 000 m3, soit en moyenne 14 300 m3 par jour. Les ressources d'alimentation sont au nombre de 4:

- La Siagnole avec 1 300 000 m3

- Le Lac de Saint Cassien avec 1 200 000 m3

- La rivière Argens avec 1 400 000 m3

- La nappe phréatique du Fournel avec 880 000 m3

Toutes les eaux sont pratiquement mélangées à la Siagnole.

7.15.- CLASSIFICATION DES AQUEDUCS

L'ingénieur M.BAILHACHE a classé les aqueducs en trois groupes:

1. LES AQUEDUCS DE GRANDE SECTION: supérieure à 1,00 m². On peut citer dans ce groupe:

- l'aqueduc de VIENNE, de section 3,90 m2, avec un débit journalier de 360 574 m3 (ouvrage neuf) à 177 680 m3 (ouvrage incrusté en fin de service), pour une section mouillée de 2,816 m2 environ.

- l'aqueduc de NIMES, de section 2,30 m2, avec un débit journalier de 124 000 m3 (ouvrage neuf)  à 91 000 m3 (ouvrage incrusté) puis à 14 630 m3 par suite de l'évolution des incrustations. La section mouillée est de 2,22 m2 à son maximum.

2. LES AQUEDUCS DE MOYENNE SECTION: de 1,00 m2 à 0,50 m2. On peut citer dans ce groupe:

- l'aqueduc de LYON (du GIER), de section proche de 1,00 m2, avec un débit journalier estimé à 24 000 m3 et une section mouillée de 0,858 m2. Les eaux ne sont pas incrustantes.

On reconnaît à présent dans ce groupe l'aqueduc de FREJUS, avec une section d'ouvrage variant de 0,679 m² à 0,795 m² et un débit journalier de 52 531 m3 (ouvrage neuf) à 35 856 m3 (ouvrage incrusté) puis 13 305 m3 (ouvrage incrusté en fin de service). La section mouillée est de 0,785 m² à son maximum.

3. LES AQUEDUCS DE PETITE DIMENSION: inférieure à 0,50 m² Ils sont les plus nombreux. On peut citer:

Graphiques et tableaux

TABLEAU RECAPITULATIF DE L'ETUDE HYDRAULIQUE