De watermolens van Barbegal in Zuid-Frankrijk zijn een uniek complex dat dateert uit de tweede eeuw na Christus. De constructie en zijn 16 waterraderen vertegenwoordigen de eerste poging in Europa om een ​​machinecomplex op industriële schaal te bouwen. Het complex is ontstaan ​​toen het Romeinse rijk op het hoogtepunt van zijn macht was. Echter, er is weinig bekend over technologische vooruitgang, met name op het gebied van hydrauliek en kennisverspreiding in die tijd. Een team van wetenschappers onder leiding van professor Cees Passchier van de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU) heeft nu nieuwe kennis opgedaan over de constructie en het principe van de watervoorziening van de molens in Barbegal. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .

Watermolens waren een van de eerste energiebronnen die niet afhankelijk waren van de spierkracht van mens of dier. In het Romeinse rijk, wateraangedreven productie werd gebruikt om meel te maken en steen en hout te hakken. Als een van de eerste industriële complexen in de Europese geschiedenis, de Barbegal watermolens zijn een uitstekend voorbeeld van de ontwikkeling in die tijd. Het molencomplex bestond uit 16 waterraderen in een parallelle opstelling van elk acht wielen, gescheiden door centrale gebouwen en gevoed door een aquaduct. De bovenste delen van het complex werden vernietigd en er zijn geen sporen van de houten constructies bewaard gebleven, daarom bleef het type molenrad en hoe ze werkten lange tijd een mysterie.

Echter, carbonaatafzettingen die zich door het stromende water op de houten onderdelen hadden gevormd, bleven achter. Deze werden bewaard in het archeologisch museum in Arles en pas onlangs in detail onderzocht. De onderzoekers vonden een afdruk van een ongewone, elleboogvormige goot die deel moet hebben uitgemaakt van de molenconstructie.

"We combineerden metingen van de waterbassins met hydraulische berekeningen en konden aantonen dat de goot waartoe dit elleboogvormige stuk behoorde zeer waarschijnlijk de molenwielen in de lagere bassins van het complex van water voorzag, " zei professor Cees Passchier. "De vorm van deze goot was onbekend van andere watermolens, hetzij uit de Romeinse of meer recente tijden. We waren daarom verbaasd waarom de goot op deze manier was ontworpen en waarvoor deze werd gebruikt."

Een elleboogvormige goot als unieke aanpassing voor de Barbegal-molens

Op het eerste gezicht, het team vond zo'n goot onnodig en zelfs nadelig, omdat het de hoogte verkort van waaruit het water op het molenrad valt. "Echter, onze berekeningen laten zien dat de vreemd gevormde goot een unieke aanpassing is voor de Barbegal-molens, " legt Passchier uit. De verdeling van de carbonaatafzettingen in de elleboogvormige goot laat zien dat deze iets naar achteren helt tegen de stroomrichting in. Hierdoor ontstond een maximale stroomsnelheid in de eerste, steile poot van de goot, en op hetzelfde moment, de waterstraal naar het molenrad kreeg de juiste hoek en snelheid. In het ingewikkelde molensysteem, met kleine waterbassins, deze unieke oplossing was efficiënter dan een traditionele, rechte waterkanaal. "Dat toont ons de vindingrijkheid van de Romeinse ingenieurs die het complex bouwden, ’ zei Passchier.

"Een andere ontdekking was dat het hout van de goot waarschijnlijk met een mechanische, wateraangedreven zaag, wat mogelijk de eerste gedocumenteerde mechanische houtzaag is - nogmaals, bewijs van industriële activiteit in de oudheid." Het onderzoek werd uitgevoerd door een multidisciplinair team van experts in geologie, geochemie, hydraulica, dendrochronologie en archeologie.

De carbonaatafzettingen die gevormd zijn op de oude waterbouwkundige constructies zijn een belangrijk hulpmiddel voor de onderzoekers voor archeologische reconstructies. Bij een eerder project het team onder leiding van professor Cees Passchier kon aantonen dat het meel van de Barbegal-molens waarschijnlijk werd gebruikt om scheepskoekjes te maken. "De carbonaatafzettingen geven ons buitengewoon opwindende inzichten in de vaardigheden van Romeinse technici in een tijd die kan worden gezien als de directe voorloper van onze beschaving, " voegde Passchier toe, hoogleraar tektonische fysica en structurele geologie aan het JGU Institute of Geosciences van 1993 tot 2019, nu senior onderzoekshoogleraar geoarcheologie.