La prétendue "pile" de Bagdad : une pile électrique il y a deux mille ans ?
Par Christine Blondel, Bertrand Wolff et Marie-Hélène Wronecki
De nombreux sites, articles, voire manuels scolaires, soutiennent que la pile électrique a été inventée il y a 2000 ans à Bagdad. Cette pile aurait en outre servi à la dorure d'objets métalliques. Nous objectons ici que :
- l'hypothèse de l'invention de la pile n'est pas soutenable tant du point de vue archéologique que du point de vue scientifique.
- la dorure d'objets métalliques par électrolyse supposerait que l'on ait disposé, dans l'Antiquité, de sels d'or en solution, ce qui n'est pas vraisemblable.
Un mystérieux objet archéologique
(Wilhelm König, Im verlorenen Paradies, Neun Jahre Irak. Rudolf M. Rohrer Verlag, 1940)
En 1936, les fouilles archéologiques d'une nécropole au sud-est de Bagdad mettent au jour, parmi plusieurs centaines d'objets, verreries, figurines de terre, tablettes gravées, etc. un curieux ensemble d'abord daté de la période parthe, entre le premier siècle avant et le premier siècle après Jésus-Christ, datation remise en cause aujourd'hui (fig. 1) :
à l'intérieur d'un vase de terre cuite haut d'une quinzaine de centimètres dont le col, ébréché, portait des traces de bitume, se trouvaient
- un tube de cuivre dont le fond était recouvert d'une fine couche d'asphalte
- le reste, très rouillé, d'une tige de fer
(Wilhelm König, "Ein galvanisches Element aus der Partherzeit ?", Forschungen und Fortschritte, 14(1), 1938)
Cet ensemble, après être passé par divers intermédiaires, arrive au directeur du musée de Bagdad, l'Autrichien Wilhelm Koenig, un administrateur sans formation en archéologie.
Dans un court article paru en 1938, il présente très sommairement cette poterie et émet l'hypothèse qu'elle a pu constituer une pile électrique, dont il reconstitue le schéma : il suffit pour la compléter, écrit-il, de verser une solution saline ou acide dans le tube de cuivre (fig. 2).
En effet, deux métaux de nature différente plongeant dans un électrolyte, tel est le principe de la pile, inventée par Alessandro Volta en 1800. [Voir la page Des grenouilles de Galvani à la pile de Volta]
A : poterie poreuse contenant une solution d'un cyanure d'or
B : récipient contenant de l'eau salée à l'extérieur de la poterie
C : tige soutenant le fil métallique de conduction
D : objet à dorer E : fil métallique F : morceau de zinc
Koenig appuie son hypothèse d'une pile électrique par l'observation, sans rapport a priori, d'une technique rudimentaire de galvanoplastie, utilisée dans les années 1930 par les orfèvres de Bagdad pour dorer les bijoux.
Ces orfèvres utilisaient le dispositif représenté fig.3. Il s'agit d'une pile, mise en court-circuit, à l'intérieur de laquelle se produit la réaction chimique recherchée. Au cours de cette réaction, de l'or métallique provenant de la solution d'un sel d'or, se dépose sur l'objet à dorer D. Le procédé pourrait bien, suggère Koenig, avoir une origine beaucoup plus ancienne. Mais ce dispositif n'a pas grand chose à voir avec le vase mystérieux. Le seul lien, non explicité par Koenig, est qu'il apporterait un second témoignage d'une maîtrise de l'électricité par les Parthes.
Le procédé suppose cependant l'utilisation de sels d'or en solution, ce qui dans l'Antiquité est extrêmement hypothétique. L'or ne s'oxyde pas et on ne le trouve dans la nature qu'à l'état métallique ("natif") dans les pépites d'or ou, à l'état de traces, dans quelques rares minerais. Avant l'alchimie médiévale, on ne connaît pas de méthode permettant de "dissoudre" l'or - c'est-à-dire de le faire passer à l'état de "sel" soluble, par une réaction chimique. [Voir l'encadré ci-dessous]
Revenons à l'objet mystérieux d'il y a 2000 ans. Peu de temps auparavant, plusieurs objets semblables avaient été mis au jour dans une autre fouille en Mésopotamie. Les cylindres de cuivre à l'intérieur des poteries contenaient des fibres végétales suggérant aux archéologues des restes de rouleaux de papyrus. Ne reprenant pas cette interprétation des archéologues, Koenig émet l'idée que ces poteries auraient pu être mises en série, ce qui suppose des fils de connexion, afin d'augmenter la très faible tension électrique délivrée par une seule poterie. Et il va encore plus loin en mettant en avant l'existence de vases de bronze et de cuivre plus anciens qui, selon lui, auraient pu être dorés par électrolyse avec ces "piles" en série.
Reste alors à préciser quel dispositif de dorure par électrolyse aurait été alimenté par un tel ensemble de piles. Tous les dispositifs électrolytiques destinés à la dorure, les premiers ayant été mis au point autour de 1840, reposent sur l'utilisation - encore une fois inconnue dans l'Antiquité - de sels d'or dissous.
Dans un article publié en 1989 E. Paszthory montre que l'on aurait pu obtenir, il y a des millénaires, des sels d'or dissous. Si l'on écrase des amandes amères ou des noyaux de cerises aigres avec un peu de levure de bière, de l'eau et bien sûr de la poudre d'or, on peut, avec de la chaleur et du temps, obtenir une "très bonne solution électrolytique", affirme-t-il.
Les amandes contiennent en effet du cyanure, susceptible de faire passer l'or métallique à l'état de sel complexe [Voir la page Cuivrer ? Dorer ? Quelques expériences pour clarifier la discussion autour de la "pile de Bagdad"]. Mais il n'est pas évident que la solution de sel d'or ainsi obtenue ait une concentration suffisante pour obtenir des dépôt électrolytiques notables.
Surtout, il ne suffit pas, en archéologie, de montrer qu'une technique ancienne imaginée à partir de nos connaissances actuelles aurait été possible, pour en déduire qu'elle a effectivement été appliquée. Encore faut-il que l'emploi de cette technique dans une civilisation donnée s'inscrive dans un ensemble de pratiques et de conceptions que révèlent les traces relevées par les archéologues.
En 1939 Willy Ley, ingénieur et vulgarisateur scientifique américain, popularise l'idée de Koenig dans une revue de science-fiction.
La seconde guerre mondiale survient et les "piles de Bagdad" restent dans l'ombre quelques temps.
Le développement de l'interprétation "électrique"
Après la guerre, un chercheur américain de la compagnie General Electric, Willard Gray, tente la première reconstitution de la "pile de Bagdad" d'après les indications de Willy Ley et obtient un faible courant électrique. Willy Ley se dit alors convaincu "qu'à l'époque du Christ, on avait des piles galvaniques à Bagdad". D'autres expérimentateurs se lancent dans la reconstitution, et montrent la possibilité d'obtenir un faible courant électrique avec différentes solutions (jus de raisin, de citron, etc.).
En 1978, l'objet archéologique est présenté dans une exposition sur l'Irak au Musée Roemer et Pelizaeus d'Hildesheim en Allemagne, et le catalogue explique sans nuance que les Parthes ont inventé la pile bien avant Volta. Un reportage de télévision accroît la crédibilité de la chose en montrant un technicien en blouse blanche, devant le dispositif.
Arne Eggebrecht, directeur du Musée, parvient, en assemblant une batterie de ces "piles" reconstituées, à couvrir un objet métallique d'une extrêmement fine couche d'or. Mais l'expérience n'a pas fait l'objet de publication, et on peut se demander quel type d'électrolyse a permis la dorure.
Cela n'empêche pas l'interprétation "électrique" d'être aujourd'hui très populaire, il n'est que de surfer sur Internet pour s'en rendre compte. En 2005, MythBuster (littéralement "casseur de mythes"), une émission phare de Discovery Channel animée par deux spécialistes des effets spéciaux, reproduit l'expérience de dorure sous les yeux des téléspectateurs et en déduit que l'hypothèse de la pile de Bagdad est "plausible".
Par une aventureuse association d'idées, le rapprochement est parfois fait avec un bas-relief du temple de Denderah en Haute-Egypte, sur lequel certains n'hésitent pas à voir une préfiguration d'ampoules électriques ou de tubes à décharge. Après Volta, c'est maintenant Edison qui a du souci à se faire ! La pile et l'éclairage électrique n'auraient donc été que "ré-inventées" au XIXe siècle après plusieurs siècles d'obscurité...
L'affaire met en oeuvre plusieurs ressorts de la science populaire, le mystère, le spectaculaire, la découverte de savoirs anciens cachés et une certaine soif de "revanche" sur la science officielle.
Oui, mais voilà...
A : poterie contenant un cyanure d'or et de potassium
B : récipient contenant de l'acide sulfurique dilué à l'extérieur de la poterie
C : tige métallique D : objet à dorer E : fil métallique
F : feuille de zinc entourant la poterie
Plusieurs objections s'opposent à ces interprétations. Nous en avons déjà évoqué quelques-unes.
Koenig suggérait que la méthode des orfèvres de Bagdad au XXe siècle était la continuation d'un savoir-faire antique. Mais Gerhard Eggert rappelle en 1995 que cette méthode était décrite dans le brevet anglais de la galvanoplastie déposé en 1839 (fig. 5). On ne connaît pas d'antériorité à ce procédé.
Des archéologues ont par ailleurs montré que les bijoux anciens ont pu être plaqués à l'aide de feuilles d'or très fines, cette technique délicate étant bien maîtrisée par les orfèvres du Moyen-Orient, il y a 2000 ans. La dorure au mercure à l'aide d'un amalgame (alliage liquide or-mercure) était également connue à l'époque.
Quant à l'expérience de dorure qui aurait été réalisée, mais non publiée, par Arne Eggebrecht, on en ignore le détail. On ne peut qu'être étonné du résultat annoncé. Nos expériences, en accord avec la théorie de l'électrolyse, montrent qu'on ne peut obtenir de dorure par électrolyse sans sel d'or en solution.
[Voir la page Cuivrer ? Dorer ? Quelques expériences pour clarifier la discussion autour de la "pile de Bagdad"]
Paul T. Keyser a imaginé pour le mystérieux vase une autre application électrique, déjà évoquée par Koenig : une utilisation médicale du courant produit, éventuellement dans un cadre religieux. Mais la tension délivrée par une seule "pile" est très inférieure aux valeurs auxquelles l'organisme humain est sensible, en cas d'application sur la peau.
Enfin, comme le souligne l'historien des sciences Allan Mills, l'objet lui-même semble s'accorder difficilement avec l'hypothèse d'une pile électrique. On relève en effet l'absence de fils métalliques indispensables pour conduire le courant électrique. Si cette absence peut s'expliquer par une disparition liée à l'âge des objets, la présence de tels fils ne paraît pas avoir été prévue : le bouchon de bitume, qui ferme durablement le vase, empêche la sortie d'un fil conducteur à partir du tube de cuivre et rend malcommode le remplacement fréquent de l'électrolyte, dont la composition serait rapidement dégradée par les réactions chimiques liées à la production d'un courant.
D'une manière générale, la possibilité d'une expérience ne prouve pas qu'on ait cherché à la réaliser en construisant l'objet. L'interprétation électrique ne repose en fin de compte que sur une ressemblance de forme avec un objet moderne et non sur les connaissances archéologiques concernant la culture des utilisateurs de l'objet dans l'Antiquité
Dans les années 1930, des archéologues avaient déjà avancé, comme on l'a vu, l'hypothèse que les poteries découvertes en Irak seraient plutôt des récipients destinés au transport de petits rouleaux de papyrus, peut-être des formules magiques ou de prière. Cette hypothèse a été depuis confortée par les archéologues spécialistes de l’Irak qui ont mis au jour de nombreuse poteries identiques contenant des restes de papyrus.
Pour conclure
La présence dans la poterie mystérieuse de deux métaux différents reste inexpliquée. Le fait est qu'en ajoutant un électrolyte - et deux fils métalliques, reliés l'un au fer, l'autre au cuivre - le dispositif peut produire un très faible courant. Il serait cependant étonnant que cette technologie soit restée si confidentielle qu'elle n'ait laissé aucune trace, entraîné aucun témoignage de la part de voyageurs étrangers, et enfin qu'elle ait disparu pendant des siècles. Dans l’état actuel des connaissances scientifiques et archéologiques, le fait qu’on ait trouvé dans la même région de nombreuses poteries du même type, contenant des restes de papyrus, incline fortement à penser que cette poterie, arrivée entre les mains d’un organisateur de fouille, avait la même fonction, à savoir conserver de petits rouleaux de papyrus. L’archéologue américaine Elizabeth Stone, spécialiste de l’Irak, est claire : "Je pense que les gens qui soutiennent que c’est une pile ne sont pas des scientifiques. Je ne connais personne dans le domaine qui pense que ce soit vraiment une pile".
Pour ce qui est de la possibilité de dorer des objets en utilisant la "pile de Bagdad", on peut être affirmatif : même si la poterie avait été constituée en pile elle n'aurait pas pu servir à pratiquer des dorures par électrolyse car les sels d'or en solution ont été obtenus seulement au Moyen-Age, par les alchimistes arabes.
Cependant la "pile de Bagdad-mania" continue de fleurir sur Internet...
Pour en savoir plus :
EGGERT Gerhard. "On the origin of a gilding method of the Bagdad silversmiths". Gold Bulletin and Gold Patent Digest, 1995, 28 (1), 12-16. (voir le pdf)
EGGERT Gerhard. "The enigmatic 'battery of Baghdad' - scientific theories on the ancient uses of a 2000 year old finding". The Skeptical Inquirer, 1996, 20, 31-34.
MILLS Allan A. The "Baghdad Battery". Bulletin of the Scientific Instrument Society, 2001, 68, 35-37. (voir le pdf)
PASZTHORY E. "Electricity generation or magic ? The analysis of an unusual group of finds from Mesopotamia". MASCA Research Papers in Science and Archeology, 1989, 6, 31-38.
KEYSER P.T. "The Purpose of the Parthian Galvanic Cells: a First-Century A.D. Electric Battery Used for Analgesia". Journal of Near Eastern Studies, 1993, 52, 81-98. [une étude critique particulièrement bien documentée de l'hypothèse de la dorure par les Parthes] (lire sur jstor).
STONE Elizabeth. "Archaeologists Revisit Iraq". Science Friday, 23 mars 2012.
Une histoire de la galvanoplastie du XIXe siècle : CARLES Pierre-Paulin, Influence exercée sur les réactions chimiques par les agents physiques autres que la chaleur, Paris, 1880, 2e partie, p. 98-106. (en ligne sur gallica)