水車小屋
水車場の構成要素である水車と歯車は紀元前1世紀にギリシア人が発明し、ローマ帝国時代には下射式、上射式、中射式の水車場が運用されるようになった。
西洋での動力水車についての最古の文献は、ビザンチウムのフィロン(紀元前280年-220年ごろ)に仮託した紀元前80年頃のものである。サキヤ(水汲み水車)の螺旋機構はそのころ既に完成しており、プトレマイオス朝エジプトの紀元前2世紀の壁画にも描かれている。
Lewis は水平型の水車を使った単純な水車場はギリシアの植民都市ビュザンティオンで紀元前3世紀前半に、垂直型の水車による水車場はプトレマイオス朝時代のアレクサンドリアで紀元前240年ごろに実用化されたとしているが、一般的には紀元前2世紀後半と考えられている。
古代ギリシアの地理学者ストラボンは『地理誌』の中で、紀元前71年より以前からポントスのミトリダテス6世の宮殿の側に水力製粉所があったことを記している。
古代ローマの技師ウィトルウィウスは紀元前40年から紀元前10年ごろ、西洋では初めて水車場について工学的な記述を残している。それは下射式水車を動力源とし、歯車機構でそれを伝達するものだった。また、パン生地や粘土などを捏ねる水力機械の存在も示しているともしている。
古代ギリシアの風刺詩人テサロニカのアンティパトロスは、紀元前20年から紀元10年ごろの改良された上射式水車を使った水車場について記している。彼はその製粉の様子と人間の労働を軽減するという事実を次のように賞賛している。
中国では紀元前3世紀から水車が使われている。当初ははねハンマー(または杵)や石臼を機械的に回転させる動力源として全土で広く使われ、各地の墳墓や遺跡から遺構や部品が発見されている。天体観測用の渾天儀(張衡参照)などにも使われた。
紀元前2世紀の前漢代になると水力を動力として歯車やシャフトを介して動作させる鉄の熔連用の鞴、窯の操作抗、翻車が作られた。前漢の学者の桓譚の20年ごろの著作『新論』に、水力による杵についての言及が見られる。また後漢書では、杜詩が建武7年(30年)にクランクなどの機械要素を使っ水排(水力の鞴)を作った」との記述がある。。
488年、数学者で技術者の祖沖之が水碓磨(水力によるひき臼)を作り、それを南斉の武帝(在位482年-493年)が視察した記録が残っている。隋代(581年-618年)の楊素は、6世紀初めまでに数百の水磑(水車場)を運用していたと書かれている。
それらは大西洋や河川の水位の変化に応じて作動するもので、中世前期の水車場の広まりを示している。
近年、アイルランド島の海岸で相次いで潮力を使った水車場の遺構が見つかり、その登場年代が早まってきている。6世紀の垂直型水車を使った潮力水車場は、ウォーターフォード近郊のキロタランにあった。リトル・アイランドで見つかった水平型水車を使った2つの水路のある潮力水車場は630年ごろのものである。それと並んで、垂直型の下射式水車を使った潮力水車場も見つかっている。北アイルランドのストラングフォード・ラフ(湖)に浮かぶ島には787年のものとされる Nendrum Monastery mill がある。その石臼は直径830mmで、垂直型水車は最大で7馬力から8馬力の力を発揮したと推定されている。同じ島から619年のものとされる水車場も後に見つかった。
2005年、Adam Lucas は西ヨーロッパにおける水車場の用途ごとの登場時期の調査結果を公表した。フランスが水力利用において進んでいたという結果が見て取れるが、Lucas は他の国の水車場についての発達がフランスに比べて進んでいない点を強調している。