# Variations climatiques et oléiculture durant l'Antiquité romaine: état de la question et perspectives nouvelles de recherches dans le projet MICA

Nicolas Bernigaud, Alberte Bondeau, Joel Guiot, Nuria Rovira Buendia, Laurent Bouby

## ► To cite this version:

Nicolas Bernigaud, Alberte Bondeau, Joel Guiot, Nuria Rovira Buendia, Laurent Bouby. Variations climatiques et oléiculture durant l'Antiquité romaine: état de la question et perspectives nouvelles de recherches dans le projet MICA. L'olivier et l'huile d'olive à l'époque romaine, perspectives comparatives et recherches pluridisciplinaires récentes (Gaule Narbonnaise, Bétique, Istrie et Dalmatie), Stéphane Mauné; Charlotte Carrato; Loïc Buffat; Nuria Rovira; Jean-Frédéric Terral; Laurent Bouby; Nicolas Bernigaud, Apr 2023, Cournonterral, France. hal-04332321

HAL Id: hal-04332321

https://hal.science/hal-04332321v1

Submitted on 11 Dec 2023

HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of sci-
entific research documents, whether they are pub-
lished or not. The documents may come from
teaching and research institutions in France or
abroad, or from public or private research centers.

L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destinée au dépôt et à la diffusion de documents
scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,
émanant des établissements d'enseignement et de
recherche français ou étrangers, des laboratoires
publics ou privés.

<figure><img src="image_1.png" /></figure>
# Variations climatiques et oléiculture durant l'Antiquité romaine: état de la question et perspectives nouvelles de recherches dans le projet MICA

Bernigaud Nicolas, Bondeau Alberte, Guiot Joël, Núria Rovira Buendia & Laurent Bouby

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

Mica

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Olivier - Musée de Chêneuil</figcaption></figure>
# Problématique

## Quels impacts des changements climatiques de l'Antiquité sur l'oléiculture?

* Biogéographie

* Rendements

* Rentabilité des exploitations

* Adaptation (déplacement des exploitations, sélection des variétés,...)
<figure><img src="image_4.png" /></figure>

# Oléiculture, exigences climatiques et préférences environnementales

## Précipitations

* si < 350-400 mm/an: irrigation nécessaire

## Températures minimales

* -7°C à -5°C (variable selon les auteurs)

## Altitude maximum

* 800-900 m pour les oliviers fructifères (selon régions et expositions)

## Sols

* Ni trop sableux, ni trop argileux

* Zones humides et terrains salés très défavorables

## Expositions

* Sud, Est, Ouest

* Nord défavorable (sauf pays chaud)

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

Principales zones climatiques favorables à la culture de l'olivier en Méditerranée et en Mer Noire (d'après BALDI 1990)
# Oléiculture, climats du passé et du futur

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Optimum Climatique Médiéval (1200-1300 ap. J.-C.)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Petit Âge Glaciaire (1600-1700 ap. J.-C.)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>2031-2060</figcaption></figure>

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>2061-2090</figcaption></figure>
# Climat(s) et oléiculture demain

## Effets non univoques du réchauffement climatique sur l'oléiculture autour du bassin méditerranéen

* -> positif sur les rendements en Espagne et au Maghreb

* ->négatif en Égypte et au Proche-Orient

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>A $\Delta Y$ (change in olive yield, t ha⁻¹)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>B $\Delta I$ (change in fruit attacked, %)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>C $\Delta \Pi$ (change in profit, € ha⁻¹)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

<footnote><sup>a</sup>Laboratorio Gestione Sostenibile degli Agroecosistemi, Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA), Centro Ricerche Casaccia, 00123 Rome, Italy; <sup>b</sup>Center for the Analysis of Sustainable Agricultural Systems Global, Kensington, CA 94707, College of Natural Resources, University of California, Berkeley, CA 94720, and <sup>c</sup>Laboratorio Modellistica Climatica e Impatti, Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA), Centro Ricerche Casaccia, 00123 Rome, Italy</footnote>
# Columelle et les changements climatiques

## De Re Rustica I,1,5

« J'ai trouvé plusieurs auteurs estimables qui étaient persuadés que l'état et la nature de l'atmosphère avaient **changé par le laps d'un long temps** ; ils disaient qu'Hipparque, leur grande autorité comme professeur d'astrologie, avait découvert qu'il viendrait une époque où les pôles du monde se déplaceraient : cette opinion paraît même avoir été accréditée par **Saserna**, auteur non méprisable d'une Économie rurale.

En effet, dans ce livre qu'il a laissé sur l'agriculture, il conclut que la situation du ciel a éprouvé des changements tels, que **les contrées qui jadis ne pouvaient, à cause de la longue rigueur de l'hiver, conserver un seul des pieds de vigne ou d'olivier qu'on leur avait confiés, abondaient maintenant, grâce à l'adoucissement et à l'attiédissement des anciens froids, en larges récoltes d'olives, en productives vendanges**.

Que cette opinion soit vraie ou fausse, je m'en rapporte aux textes de l'astrologie ; mais l'agriculteur ne devra pas ignorer les autres préceptes agronomiques qui, la plupart, nous ont été transmis d'Afrique par les écrivains carthaginois, quoique nos fermiers taxent d'erreur un grand nombre de ces maximes. **Ainsi Tremellius, tout en se plaignant à cet égard, n'admet pas que le sol et la température de l'Italie et de l'Afrique soient différents de ce qu'ils ont été, et ne puissent plus donner les mêmes productions.**

Quelles que soient les différences entre les anciens temps et l'époque actuelle, par rapport à l'application des préceptes, cette considération ne doit pas éloigner de leur étude celui qui veut s'instruire : car on trouvera chez nos prédécesseurs infiniment plus de choses à approuver qu'à rejeter ».
# Des pressoirs antiques à plus de 1400 m d'altitude dans le massif de l'Aurès (Algérie)

<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Tiharahin (1450 m) une des presses jumelées</figcaption></figure>

Clichés d'après Morizot 1993

<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>Aïn Tinamlent (1500 m) Bloc d'assise dressé à la verticale</figcaption></figure>

<figure><img src="image_17.png" /></figure>

* 175 pressoirs antiques répertoriés (Morizot 1993)

* Plusieurs pressoirs > 1300 m d'altitude
# L'Optimum Climatique Romain (OCR)
250 av. J.-C.-200 ap. J.-C.

* Fonte massive des glaciers alpins

* Réchauffement sans précédent des eaux de surface de la Méditerranée

* Suivi par le petit âge glaciaire de l'Antiquité tardive (LALIA): VIe-VIIe s. ap. J.-C.

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>Fluctuations des glaciers alpins
(Holzhauser et al. 2005)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>Reconstruction des températures de surface de la Méditerranée (Margaritelli et al. 2020)</figcaption></figure>
# Des changements climatiques spatialement hétérogènes

* Des changements climatiques opposés

* Effets variés sur les sociétés selon les régions

* Complexité -> difficultés d'analyse

* Nouvelles perspectives de recherches

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

Configurations régionales des changements de températures annuelles (Ann. T) et de précipitations (Ann. P) pendant l'Holocène (d'après Guiot & Kaniewski 2015)
# L'oléiculture antique: différentes dynamiques régionales

## Quel rôle des changements climatiques ?

* Milieu du IIe s. av. J.-C.: expansion formidable des cultures de l'olivier et de la vigne en Italie péninsulaire (Brun 2003)

* Fin Ier s. av. J.-C.- IIIe s. ap. J.-C.: essor dans la péninsule ibérique (Bétique)

* Bas-Empire: développement de la culture de l'olivier en Afrique

* Antiquité tardive (VIe-VIIe s. ap. J.-C.): développement au Proche-Orient

<figure><img src="image_21.png" /><figcaption>Pressoir antique à Rasm al-Daba' (Syrie), en pleine steppe (cliché M. Al Dbiyat 2007)</figcaption></figure>
# Atlas des structures de production

* ✓ Cartographier les structures de production agricole

* ✓ Distinguer les différentes régions productrices (oléiculture/viticulture)

* ✓ Analyses spatiales (représentativité et biais dans les jeux de données)

<figure><img src="image_22.png" /></figure>
# Cartes de potentialités climatiques

* **Objectif:** reconstruire des cartes de potentialités climatiques pour l'Antiquité

* Utilisation de modèles climatiques actuels modifiés avec des données paléoclimatiques

<figure><img src="image_23.png" /></figure>

<figure><img src="image_24.png" /></figure>

Précipitations annuelles
< 600 mm (1950)

<figure><img src="image_25.png" /></figure>

Températures mini
> 7° C (1950)

<figure><img src="image_26.png" /></figure>

<figure><img src="image_27.png" /></figure>

Répartition de l'olivier autour du bassin méditerranéen

<figure><img src="image_28.png" /></figure>

Zones climatiques favorables à l'oléiculture
en Méditerranée occidentale (N. Bernigaud)

Source: données Copernicus
# Modélisation agro-écosystémique LPJmL

## Lund-Potsdam-Jena managed Land

<figure><img src="image_29.png" /></figure>

<figure><img src="image_30.png" /></figure>

<figure><img src="image_31.png" /></figure>

<figure><img src="image_32.png" /></figure>

### Entrées

* Données climatiques mensuelles

* Températures

* Précipitations

* Nombre de jours de pluie

* Nébulosité

* Concentration atmosphérique en CO2

* Porosité du sol

<figure><img src="image_33.png" /></figure>

### Modeling tool: LPJmL

<figure><img src="image_34.png" /></figure>

Irrigated and rainfed
agriculture, grasslands,
natural vegetation

<figure><img src="image_35.png" /></figure>

* River discharge (Gerten et al., 2004;
Biemans et al., 2009)

* Irrigation water requirements (Rost et al.,
2008)

<figure><img src="image_36.png" /></figure>

* Water consumption of crops (Fader et al.,
2010)

<figure><img src="image_37.png" /></figure>

Phenology

<figure><img src="image_38.png" /></figure>

Management

<figure><img src="image_39.png" /></figure>

### Sorties

* Rendements (T/h)

* Production

* Période de croissance

* Cycle du carbone

* Évaporation des sols

* ...
# Rendements oléicoles

* Rendements par arbre:
  5,6-14,8 kg

* Nombre d'arbres plantés:
  20-500/ha (180 fréquent)

* Rendements à l'ha:
  276-1800 kg/ha

<table><caption>Table 3. Some global data on olives and oil yields per tree and per ha. These figures are crude national or regional averages assessing productivity in terms of total number of trees, and hectares in cultivation, and making no allowances for the mix of immature, senile and productive trees (sources: Methana, Forbes 1992; Italy, Antolini 1986, 164; Spain, Huile 1985, 177; Tunisia, Labaied 1981).</caption><thead><tr><th rowspan="2">Region</th><th colspan="2">Yield per tree (kg)</th><th colspan="2">Yield per ha (kg)</th></tr><tr><th>olives/tree</th><th>oil/tree</th><th>olives/ha</th><th>oil/ha</th></tr></thead><tbody><tr><td>Greece (Methana)</td><td>5.6</td><td>1.41</td><td>500</td><td>127</td></tr><tr><td>Italy</td><td>14.8</td><td>3</td><td>1,165</td><td>243</td></tr><tr><td>Spain</td><td>12</td><td>2.43</td><td>1,800</td><td>377</td></tr><tr><td>N. Tunisia</td><td>6</td><td>1.1</td><td>590</td><td>110</td></tr><tr><td>Central Tunisia</td><td>10.5</td><td>2.2</td><td>540</td><td>112</td></tr><tr><td>Southern Tunisia</td><td>14.2</td><td>3.1</td><td>276</td><td>61</td></tr><tr><td>All Tunisia</td><td>9.6</td><td>2</td><td>401</td><td>84</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Table 1. Density of Roman olive orchards according to the ancient sources. The figures for trees per hectare are approximate extrapolations to aid comparability with modern data. I have converted 1 pes as 0.296 m. It is assumed that the trees were planted on a square or rectangular grid rather than quincunx fashion (which gives slightly greater densities of trees per ha).</caption><thead><tr><th>Source</th><th>Spacing in Roman pedes</th><th>Spacing in m</th><th>Approx. trees/ha</th><th>Region</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">Cato agr. 6.1</td><td>25</td><td>7.4</td><td>180</td><td>Italy</td></tr><tr><td>30</td><td>8.9</td><td>126</td><td>Italy</td></tr><tr><td>Columella de arb 17.3</td><td>60</td><td>17.8</td><td>30</td><td>Spain? Italy?</td></tr><tr><td>Columella RR 5.9.7</td><td>60 x 40</td><td>17.8 x 11.8</td><td>47</td><td>Spain? Italy?</td></tr><tr><td rowspan="5">Pliny NH 17.93-94</td><td>25</td><td>7.4</td><td>180</td><td>Italy</td></tr><tr><td>25</td><td>7.4</td><td>180</td><td>Italy</td></tr><tr><td>30</td><td>8.9</td><td>120</td><td>Italy</td></tr><tr><td>45</td><td>13.3</td><td>56</td><td>Africa</td></tr><tr><td>75</td><td>22.2</td><td>20</td><td>Africa</td></tr><tr><td rowspan="5">Palladius deRR 3.18</td><td>15</td><td>4.44</td><td>500</td><td>Italy</td></tr><tr><td>20</td><td>5.9</td><td>285</td><td>Italy</td></tr><tr><td>25</td><td>7.4</td><td>180</td><td>Italy</td></tr><tr><td>45</td><td>13.3</td><td>56</td><td>Italy</td></tr></tbody></table>

D'après Mattingly 1995
# Rendements potentiels produits par LPJmL

## Zones de plus forts rendements potentiels

* Arrière-pays languedocien (culture pluviale)

* Provence/Toulon culture irriguée

Culture pluviale

<figure><img src="image_40.png" /></figure>

Culture irriguée

<figure><img src="image_41.png" /></figure>

1er s. av. J.-C.
# Irrigation des oliviers dans l'Antiquité

* Attestée en Afrique du nord par l'épigraphie (table de Lamasba, Algérie)

* Évoquée par les agronomes latins (Columelle, Palladius)

* Pratiquée dans le sud de la Gaule ?

-> ponctuellement pas impossible

<figure><img src="image_42.png" /></figure>

trees:
TREBIVS BARBARVS
P. AEMILIVS RVFINVS

OLEAE
OLEAE

CCVI
CCCCLXXXI

<caption>Table de Lamasba</caption>

<table><caption>Table 4.4 Mentions of olive tree (olea) irrigation in Roman agricultural literature</caption><tr><td>Columella</td><td>Rust. 5,9,11 (water young plants during droughts) cf. 5,9,13 (ablaqueatio)</td></tr><tr><td>Plin.</td><td>HN 15,6,10 (watering affects quality of oil)</td></tr><tr><td>Palladius</td><td>Agr. 3,18,5 (water in dry regions if lack of rain)</td></tr></table>
# Résultats de LPJmL

<figure><img src="image_43.png" /></figure>

<figure><img src="image_44.png" /></figure>

<figure><img src="image_45.png" /></figure>

* Augmentation des rendements potentiel à la période romaine

* Diminution pendant le haut Moyen-Âge
# Adaptation variétale et changement climatique

* Changement variétés, sélection : piste majeure d'adaptation au changement climatique (Fraga et al. 2021)

* XVIIIe s., hivers plus rigoureux auraient favorisé des variétés plus résistantes au froid au détriment d'autres (Nicod 1956)

<figure><img src="image_46.png" /></figure>

<figure><img src="image_47.png" /><figcaption>Salonen</figcaption></figure>

<figure><img src="image_48.png" /><figcaption>Aglandau</figcaption></figure>

<figure><img src="image_49.png" /><figcaption>Cayon</figcaption></figure>

<figure><img src="image_50.png" /></figure>

<figure><img src="image_51.png" /><figcaption>Saurine d'Istres</figcaption></figure>

<figure><img src="image_52.png" /><figcaption>Verdale</figcaption></figure>

## Dynamiques variétales passées : perspectives MICA

* Morphométrie : changements, diffusion morphotypes (cf. com Terral)

* ADN ancien : diversité, traits fonctionnels adaptation climat – ex. précocité, résistance stress hydrique

<figure><img src="image_53.png" /></figure>