Les tuiles constituent une innovation architecturale humaine clé. Aujourd'hui, les carreaux en céramique, pierre, béton ou autres matériaux sont couramment utilisés dans le monde entier1. L'invention et l'adoption des toits en tuiles sont importantes car elles ont considérablement amélioré la durabilité à long terme, l'étanchéité, la résistance au vent et les coûts d'entretien de la toiture2. Cela a eu des effets coévolutifs de grande envergure sur d'autres changements dans les matériaux, la forme et la structure des habitations humaines et d'autres bâtiments (par exemple, l'utilisation généralisée de briques et de structures porteuses3). En abordant les origines des tuiles et leurs techniques de construction associées, il est possible d'obtenir des informations clés sur les histoires architecturales et sociales.
Cependant, l'origine des tuiles, en particulier des tuiles composites, qui consistent en des tuiles de couverture et de pan, pour créer une structure « au-dessus et au-dessous » n'a pas encore été établie de manière satisfaisante. Les détails des premières techniques de toiture en tuiles et les changements architecturaux associés ne sont toujours pas clairs. De même, le milieu social qui a conduit au passage aux toitures en tuiles mérite d'être étudié. Enfin, la technologie des carreaux composites est-elle apparue à plusieurs endroits ou s'est-elle propagée à partir d'un seul lieu ou d'une seule région ? La recherche à ce jour a été limitée par la nature généralement fragmentaire des toits et donc des tuiles dans les archives archéologiques. En outre, la recherche à ce jour n'a pas réussi à examiner la signification sociale du système de tuiles composites. Sur la base des preuves limitées disponibles, les chercheurs précédents ont supposé que les premières tuiles étaient en céramique (le plus souvent une argile cuite, appelée dans la littérature " terre cuite ») et ont été utilisés pour la première fois à la fin du troisième millénaire avant notre ère. Dans l'ouest de l'Eurasie, ces tuiles sont généralement rectilignes sans caractéristiques d'emboîtement. Ils ont été utilisés pour les toits des soi-disant «maisons de couloir» dans les colonies de la Grèce continentale (~ 2650–2200 avant notre ère)4,5,6. Dans l'est de l'Eurasie, des tuiles d'argile d'une période similaire (période de Longshan, ~ 2400–1800 avant notre ère) ont été trouvées dans six sites au moins sur le plateau de Loess en Chine (annexe SI, S5). Ces tuiles semblent avoir été utilisées exclusivement pour les grands ensembles immobiliers7,8. Il convient de noter que les composants imbriqués trouvés dans le système de tuiles composites de l'est de l'Eurasie ne se produisent pas dans les contextes de l'ouest de l'Eurasie pendant encore mille ans9 (Fig. 1A, annexe SI, tableau S4).
Ces découvertes archéologiques suggèrent que les premières tuiles de toit en Eurasie orientale et occidentale pourraient appartenir à des traditions techniques différentes mais à peu près contemporaines. Dans les deux cas, des bâtiments insolites ont été équipés de telles toitures dans le cadre de sociétés locales complexes et évolutives. En Chine, par exemple, les bâtiments aux toits de tuiles sont situés au centre de grandes agglomérations qui conservent également des témoignages de diverses activités de production artisanale et de commerce à longue distance (par exemple, le site de Shimao qui contient des constructions en pierre et dans lequel des objets exotiques en jade et des outils en os ont été récupérés, en plus de la production de bronze10). Les toits en tuiles composites semblent être un indicateur important de l'importance croissante accordée aux méthodes de construction standardisées, car l'installation d'un toit en tuiles nécessite que des centaines d'éléments se chevauchent correctement et s'emboîtent parfaitement afin de garantir la stabilité et l'étanchéité du toit.
Dans une étude récente, Song et al. a présenté un examen complet des tuiles du plateau de Loess à l'époque de Longshan qui, bien qu'il fournisse des connaissances essentielles sur les premières tuiles d'argile en Chine, est principalement basé sur des collections de tuiles provenant d'enquêtes archéologiques sur le terrain. Les conclusions présentées comportent donc plusieurs hypothèses sur les méthodes de couverture en tuiles composites8. Cependant, nous avons encore peu d'idées sur le niveau de standardisation de la production de tuiles en terre cuite et de quelle manière les premières tuiles composites, en grand nombre et avec de lourdes charges, auraient été fabriquées, transportées et finalement placées pour construire des toits. Cette compréhension limitée est principalement due au fait que : (a) les échantillons de tuiles d'un seul site archéologique sont souvent petits et la plupart des tuiles proviennent d'enquêtes sur le terrain sans contextes archéologiques clairs, (b) les toits se sont souvent effondrés rapidement après l'abandon du bâtiment et les tuiles sont rarement trouvé in situ, et (c) les travaux antérieurs sur les tuiles survivantes ont été principalement descriptifs.
La découverte récente d'un grand nombre et d'une grande variété de tuiles en terre cuite dans un contexte unique lors des fouilles du site de Qiaocun, qui s'est depuis avéré être l'un des premiers sites sur lesquels un grand nombre de tuiles a été récupéré, offre l'occasion d'examiner les premières méthodes de production de tuiles et de couverture en détail. Bien que la plupart des tuiles de Qiaocun soient également des fragments, une combinaison de modélisation 3D et de simulation informatique a permis la reconstruction des tuiles et du toit qu'elles formaient. De plus, une attention particulière aux documents historiques et une réévaluation des preuves archéologiques des périodes ultérieures ont permis une reconstruction élaborée des techniques de toiture en tuiles composites et de leurs motivations sociales/environnementales. Cet article constate que ces tuiles de toit extraites du site de Qiaocun sur le plateau de Loess, datant du début de la période Longshan (~ 2400-2200 avant notre ère) sont les premières tuiles composites à ce jour dans le monde (annexe SI, tableau S1).
