La «superglue» de la préhistoire

Le brai de bouleau est la plus ancienne colle de l’histoire de l’humanité: c’est en effet avec ce brai qu’Ötzi fixait ses pointes de flèches; on l’utilisait aussi pour recoller des céramiques cassées ou calfater les canoés. Des chercheurs ont récemment percé le secret de sa fabrication.

Thomas Weibel

Thomas Weibel est journaliste et professeur d’ingénierie médiatique à la Haute école spécialisée des Grisons ainsi qu’à la Haute école des arts de Berne.

Un buste humain penché vers l’avant émergeant de la glace, la tête momifiée tournée vers le sol: c’est la découverte macabre que fit le couple d’Allemands, Erika et Helmut Simon, le 19 septembre 1991 lors d’une randonnée au Tisenjoch. Celle-ci allait rapidement faire sensation dans le milieu de l’archéologie. Cet homme ayant trouvé tragiquement la mort à la frontière entre l’Autriche et l’Italie n’était pas un alpiniste victime d’un accident, mais bien un chasseur de la fin du néolithique dont la mort remontait à environ 5300 ans. Et, comme l’ont prouvé des recherches approfondies, sa mort n’était pas accidentelle, mais criminelle. Surnommé «Ötzi», cet homme de l’âge de pierre avait été frappé d’une flèche de silex dans le dos qui transperça son omoplate gauche sur deux centimètres et provoqua une hémorragie mortelle.

Documentaire télévisé sur Ötzi. YouTube

La mort solitaire de ce chasseur du néolithique dans une petite cuvette entre la Schnalstal et l’Ötztal a permis aux scientifiques de révéler de nouveaux détails sur cette très lointaine époque. Ses vêtements soigneusement cousus, son poignard en silex, sa précieuse hache en cuivre, son arc en bois d’if de 1,8 m de long, son carquois en peau de chevreuil contenant 14 flèches, donnent un éclairage totalement nouveau sur le quotidien du chalcolithique. Un détail étonne encore aujourd’hui les archéologues: deux des flèches d’Ötzi prêtes à l’emploi étaient munies d’un empennage radial composé de trois plumes et de pointes de silex tranchantes comme des couteaux qui avaient été soigneusement collés à la hampe avec du brai de bouleau.

**Une des pointes de flèches d’Ötzi (de face et de dos) fixée par du brai de bouleau.** Wikimedia

**Reconstitution du chasseur néolithique Ötzi avec ses armes et sa hache.** Wikimedia

Le brai de bouleau appelé aussi goudron de bouleau est une masse visqueuse noire dégageant une odeur forte. Cette substance était en fait utilisée comme colle très puissante depuis plus de 45 000 ans et, selon certaines sources, même les hommes de Néandertal connaissaient déjà le brai il y a plus de 200 000 ans. On s’en servait pour coller des lames de pierre à des manches ou à recoller des céramiques brisées et même pour calfater les canoés et les bateaux. Il a été retrouvé dans de nombreux sites de peuplement datant du mésolithique et du néolithique, y compris en Suisse. Lors de la découverte d’une colonie datant de 5700 ans à Oberrisch au bord du lac de Zoug, 18 morceaux de brai de grande taille ont été retrouvés à l’intérieur du tracé d’une maison. Ils sont désormais exposés au Museum für Urgeschichte de Zoug.

**Morceaux de brai avec des empreintes de dents retrouvés sur le site palafittique d’Hornstaad, sur les rives du lac de Constance.** Archäologisches Landesmuseum Baden Württemberg

Malgré son utilisation universelle, le brai est depuis longtemps une énigme pour les archéologues. Au départ, les chercheurs ne savaient pas au juste ce qu’étaient ces fragments de matière et on les appela «résine funéraire ou à urne» alors que le brai de bouleau n’est ni de la résine ni de la sève de bouleau. Jusqu’à récemment, on croyait que le brai était obtenu par carbonisation de l’écorce externe blanche d’aspect cuir du bouleau à une température devant atteindre assez précisément 350 °C en l’absence quasi totale d’air selon le processus appelé en chimie «distillation destructive» ou «pyrolyse». Il s’agit d’un processus hautement complexe nécessitant une chambre de combustion en céramique hermétique à l’air, mais aussi la maîtrise de la température de combustion. Ce procédé aurait impliqué des compétences techniques extraordinairement élaborées pour des artisans du néolithique.

**Essai moderne de fabrication de brai grâce au procédé monotope: le brai de bouleau est obtenu par pyrolyse en l’absence d’air.** Wikimedia

Mais en 2019, une équipe de chercheurs de l’Université de Tübingen a découvert qu’il existe une méthode beaucoup plus simple pour fabriquer du brai. Il suffit de faire carboniser des écorces de bouleau dans un foyer où des pierres lisses sont plantées à la verticale. Des températures normales sans aucune étanchéité à l’air suffisent pour que le brai de bouleau se dépose sur les pierres au bout de trois heures à peine de carbonisation; il ne reste alors plus qu’à le récupérer en le grattant. Les archéologues considèrent aujourd’hui que la découverte du brai de bouleau fut le fruit du hasard. Ses propriétés se révélèrent toutefois étonnantes: les morceaux de brai étaient chauffés puis appliqués sur des outils, des couteaux de pierre ou des pointes de flèches pour les emmancher, des fibres végétales étant souvent nouées en plus pour renforcer la fixation. Une fois sec, le brai adhérait aussi bien que les colles bi-composants modernes.

**Avec le procédé monotope: le brai obtenu se compose de goudron et de cendre de bouleau.** Wikimedia

Il doit ses exceptionnelles qualités à sa grande quantité d’acides résiniques et à composés aromatiques volatils. Il est obtenu par une réaction de polymérisation des molécules de la substance qui consiste en la transformation de composés à faible poids moléculaire en des chaînes macromoléculaires formant ainsi un polymère. Première matière plastique de l’humanité, le brai de bouleau fut utilisé pendant très longtemps. Théophraste, élève d’Aristote, décrit sa fabrication de même que l’historien romain Pline l’Ancien dans son ouvrage Historia naturalis. Son utilisation se poursuit au Moyen-Âge où le brai sert notamment à coller les manches d’outils. Ce n’est qu’au XIXe siècle que la «superglue» de la préhistoire cesse d’être utilisée.

**Morceau de brai provenant de Syltholm dans la région de Lolland au Danemark, portant les empreintes de dents d’une femme de l’âge de pierre.** Université de Copenhague

Le brai de bouleau nous réserve pourtant encore une autre surprise: un fragment retrouvé au Danemark présente des empreintes de dents contenant de l’ADN en quantité suffisante pour être analysée. Les chercheurs ont pu déterminer qu’il avait été mastiqué il y a 5700 ans par une femme de peau et cheveux foncés aux yeux bleus et apparentée aux chasseurs-cueilleurs d’Europe continentale. Voulait-elle juste ramollir le brai en le mâchant? Ou l’utiliser pour son hygiène buccale? Ou bien la «superglue» de la préhistoire était-elle aussi le premier chewing-gum de l’humanité? En l’état actuel de la recherche, impossible d’y répondre de manière concluante.

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