Technological affinities between qinghui and carbonaceous mortars from Baocheng and Yaotai walls at Xianling Mausoleum
Cette étude identifie une affinité technologique entre les mortiers gris foncé des murs du Baocheng et du Yaotai du mausolée de Xianling et les matériaux traditionnels *qinghui* en démontrant que leur composition chaux-carbonatée unique, caractérisée par une matière carbonée peu ordonnée, a été intentionnellement incorporée pour des applications spécifiques de jointoiement et de finition distinctes des mortiers de pose.
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Dans le monde de la préservation historique, le mortier qui maintient les briques anciennes ensemble est souvent perçu comme une simple colle, un matériau de fond silencieux qui sert simplement à maintenir une structure debout. Pourtant, pour le chercheur en science des matériaux, ce mortier est une capsule temporelle. Il enregistre les choix spécifiques des bâtisseurs : ce qu'ils ont mélangé, comment ils l'ont mélangé et où ils ont décidé de l'utiliser. Lorsque les chercheurs étudient ces mélanges, ils ne se contentent pas d'examiner de la terre et de la pierre ; ils lisent un manuel technique écrit dans le tissu physique d'un bâtiment. Un concept clé pour comprendre la construction chinoise ancienne est l'idée du « qinghui », un matériau traditionnel qui ressemble à une pâte gris foncé. Les archives historiques le décrivent comme un mélange de chaux et de substances à base de carbone, utilisé pour des tâches spécifiques comme la finition des murs ou le remplissage des interstices, se distinguant du mortier plus clair utilisé pour poser les briques. La question qui a longtemps laissé perplexes les historiens est de savoir si ces registres écrits correspondent à la réalité physique réelle trouvée dans les structures anciennes. Les bâtisseurs mélangeaient-ils réellement du carbone avec leur chaux, et si oui, comment le faisaient-ils ?
Au mausolée de Xianling, dans la province du Hubei, un complexe funéraireaire impérial massif construit sous la dynastie Ming entre 1527 et 1541, une équipe de chercheurs s'est donné pour mission de répondre à ces questions. Le mausolée, la dernière demeure des parents de l'empereur Jiajing, présente d'épais murs de briques qui ont survécu pendant près de cinq siècles. Lors d'une inspection minutieuse, ces murs révèlent un contraste visuel frappant. Le mortier utilisé pour lier les briques profondément à l'intérieur du mur est d'un blanc jaunâtre pâle. Cependant, le mortier utilisé pour remplir les joints visibles entre les briques et pour finir la surface extérieure du mur est d'un gris foncé distinct, presque noir. Cette différence a suggéré aux chercheurs que les bâtisseurs n'utilisaient pas une recette unique pour l'ensemble du mur. Au lieu de cela, ils employaient probablement différents matériaux pour différentes parties de la structure, réservant le mélange spécial sombre pour les parties que les gens pouvaient réellement voir.
Pour comprendre ce qui rendait ces mortiers sombres différents, l'équipe a prélevé des échantillons dans trois sections spécifiques du mausolée : le mur frontal, le mur arrière et la plateforme de connexion. Ils ont soigneusement séparé les mortiers de jointoiement et de finition sombres des mortiers de pose pâles. En laboratoire, ils ont soumis ces échantillons à une série de tests rigoureux. D'abord, ils ont dissous le liant de chaux à l'aide d'acide, ne laissant derrière lui que les particules solides qui ne se dissolvent pas. Les résultats furent immédiats et clairs. Les mortiers de pose pâles laissaient derrière eux une grande quantité de résidus, principalement composés de sable et de fragments de pierre. Les mortiers sombres, en revanche, laissaient derrière eux une quantité de résidus beaucoup plus faible, mais ce résidu était rempli de minuscules particules noires. Lorsque les chercheurs ont observé ces grains noirs sous des microscopes puissants et les ont analysés avec des instruments optiques, ils ont découvert qu'ils étaient composés de carbone mal ordonné, une forme de suie ou de charbon qui n'avait pas été entièrement brûlée ou transformée.
Les chercheurs ont découvert que ce carbone ne se trouvait pas simplement à la surface du mur, provenant peut-être d'années de fumée ou de saleté. Le carbone était verrouillé profondément à l'intérieur du mortier durci, piégé dans la matrice de chaux. À certains endroits, il apparaissait sous forme de minuscules grains dispersés ; à d'autres, il formait de petits amas de la taille d'un millimètre qui ressemblaient à des agglomérats composites. Ces amas contenaient un mélange de carbone, de calcite et de minuscules particules rouges d'oxyde de fer. La présence de ces amas, encore visibles à l'intérieur du mortier durci, racontait une histoire spécifique sur la manière dont le matériau avait été fabriqué. Cela suggérait que le carbone avait été ajouté au mélange de chaux avant qu'il ne durcisse, mais que les bâtisseurs ne l'avaient pas broyé complètement. Le mélange était remué, mais pas assez soigneusement pour que chaque grain de carbone soit brisé. Cela résultait en un produit final qui était un mélange complexe et hétérogène de chaux, de sable et de carbone, le carbone existant en diverses tailles, de la poussière fine aux petits morceaux.
En comparant ces découvertes physiques avec les textes historiques, l'équipe a trouvé un lien étroit. Les manuels de construction chinois anciens, tels que le Yingzao Fashi de la dynastie Song, décrivent un matériau appelé he qinghui, qui est fabriqué en mélangeant de la chaux avec du « charbon tendre » ou, si le charbon est indisponible, avec de l'encre grossière. Les chercheurs ont noté que le carbone trouvé dans les mortiers de Xianling correspondait à la description de ces matériaux historiques. Le fait que le mortier sombre soit utilisé de manière sélective pour les joints et les surfaces visibles, tandis que le mortire pâle est utilisé pour les couches structurelles cachées, a confirmé qu'il s'agissait d'un choix technologique délibéré. Les bâtisseurs ne se contentaient pas de colorer le mur ; ils appliquaient un matériau spécifique, enrichi en carbone, aux parties du bâtiment exposées aux éléments et à l'œil humain.
L'étude a également révélé que cette technologie n'était pas une expérience isolée, mais une pratique systématique à travers l'ensemble du mausolée. Le mortier sombre contenant du carbone a été trouvé dans le mur frontal, le mur arrière et la plateforme de connexion, montrant une application constante de cette technique à travers différentes phases de construction. Bien que la source exacte du carbone — qu'il s'agisse de charbon, de fusain ou d'encre — ne puisse être déterminée avec une certitude absolue par la seule analyse chimique, les preuves soutiennent fortement l'idée que ces mortiers sont la manifestation physique du qinghui traditionnel décrit dans les archives historiques. Les chercheurs ont conclu que les bâtisseurs du mausolée de Xianling possédaient une compréhension sophistiquée de la différenciation des matériaux, choisissant d'améliorer la durabilité et l'apparence de leurs murs exposés avec un composite de chaux et de carbone qui avait été transmis à travers les générations de l'artisanat chinois. Cette découverte fournit un lien tangible et rare entre les instructions écrites du passé et la réalité physique du présent, prouvant que les lignes gris foncé sur ces murs anciens ne sont pas de simples taches, mais une signature technologique délibérée et durable.
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