Sciences et techniques arabes

Les sciences et techniques islamiques^[1] se sont développées au Moyen Âge, dans le contexte politico-religieux de l'expansion arabo-musulmane. Le monde arabo-musulman est à son apogée du VIII^e siècle au XIV^e siècle : c'est l'âge d'or de la science arabe.

Cette culture scientifique a pris son essor à Damas sous les derniers Omeyyades, puis à Bagdad sous les premiers Abbassides. Elle débute par une traduction accompagnée de lecture critique des ouvrages de l'Antiquité en physique, mathématique, astronomie ou encore médecine, traductions qui concourront à la genèse d'une culture arabe « classique »^[2].

Dans ce contexte, la langue arabe, langue du corpus sacré de l'islam, jouera un rôle essentiel comme outil et véhicule de cette culture qui n'est déjà plus une simple transmission de la pensée grecque car elle comporte de nombreuses innovations. La situation de carrefour de l'Empire arabe explique également en partie les influences indiennes voire chinoises.

Selon Ahmed Djebbar, si les acquis sont incontestables dans de nombreux domaines, les arabo-musulmans cultiveront l'hermétisme avec l'alchimie ou l'astrologie et conserveront également le géocentrisme de Ptolémée^[3].

Histoire

Contexte général

Pour le contexte historique, voir les articles suivants :

• origines de l'Islam ;
• histoire de la conquête musulmane ;
• dynastie des Omeyyades (661-750) ;
• dynastie des Abbassides (750-1258).

L'histoire des sciences retient cinq grandes périodes :

1. la période grecque (avant Jésus-Christ) ;
2. la période romaine (les quatre premiers siècles de l'ère chrétienne) ;
3. le Moyen Âge (500-1500) ;
4. les Temps modernes (1500-1800) ;
5. les révolutions industrielles (1800-2000).

Les mots en relation avec les sciences et les techniques, d'origine arabe : alcali, algèbre, alchimie, alcool, Aldébaran, Altaïr, alambic, algorithme, almanach, zénith, rame (papier), zéro, sirop, etc.

Tentative d'explication de l'essor des sciences dans le monde arabo-musulman

Al-Djazari, livre du XIIIe siècle, Bibliothèque Süleymaniye, Istanbul

• L'extension du monde arabo-musulman a mis en contact plusieurs civilisations différentes : l'empire arabe, construit à partir du VII^e siècle, prend le contrôle politique des territoires anciennement hellénisés (Alexandrie d'Égypte par exemple). Les savants musulmans ont donc pu consulter les ouvrages scientifiques de l'antiquité ^[2]. Au VII^e siècle, les Arabes détruisent l'empire sassanide et sauvegardent le savoir de l'ancienne Perse.
• Les conquérants arabes se sont trouvés en contact avec la civilisation indienne, à l'est. Ils ont aussi rencontré les Chinois pendant le règne du premier abbasside Abû al-`Abbâs à la victoire de Talas. Cette victoire a été l'occasion d'acquérir un certain nombre de techniques chinoises dont celle de la fabrication du papier. Le papier a rapidement remplacé le parchemin dans le monde musulman : des manufactures furent créées à Samarkand, Bagdad, Damas et au Caire.
• Les dirigeants musulmans ont encouragé la recherche scientifique et la diffusion du savoir : Harun ar-Rachid (calife de 786 à 809) imposa l'usage du papier dans toutes les administrations de l'empire. Sous l'administration de ses vizirs barmécides, Bagdad devint la capitale intellectuelle de son époque. Des écoles et des bibliothèques furent construites. Al-Mamun, calife de 813 à 833, avait réuni à Bagdad des savants de tous horizons, quelles que soient leurs croyances. Féru d'astronomie, il crée en 829, dans le quartier le plus élevé de Bagdad, près de la porte Chammassiya (du Soleil), le premier observatoire permanent au monde, l'Observatoire de Bagdad, permettant à ses astronomes, qui avaient traduit le Traité d'Astronomie du grec Hipparque, ainsi que son catalogue d'étoiles, d'étudier le mouvement des astres. En 832 fut fondée la Maison de la sagesse (Baït al-hikma).

Abu Raihan al-Biruni calcule le diamètre de la Terre, et affirme que la Terre tournerait sur elle-même, et cela bien avant Galilée, reprenant les écrits d'Eratosthène d'Alexandrie (III^e siècle av. J.-C.).

• La langue arabe, commune à tout l'empire, a également été un facteur déterminant dans la diffusion des connaissances et de l'élan scientifique.

Les principaux centres culturels et scientifiques du monde musulman au Moyen Âge

Site de l'observatoire astronomique d'Ulugh Beg à Samarcande

• al-Andalus
  • Saragosse (Espagne)
  • Tolède (Espagne)
  • Cordoue (Espagne), capitale du califat de Cordoue jusqu'en 1039, elle fut un grand centre d'études au Moyen Âge. C'est à Cordoue qu'est né Averroès

• Fès (Maroc)
• Marrakech (Maroc), fondée en 1062
• Béjaïa (Algérie)
• Kairouan (Tunisie)
• Le Caire (Égypte)
• Damas (Syrie) : capitale de la dynastie omeyyade,
• Bagdad (Irak) : capitale de la dynastie abbasside, Bagdad fut pendant longtemps un centre intellectuel de première importance. La maison de la sagesse était une institution destinée à développer l'enseignement et la recherche. Elle a été fondée sur le modèle de l'académie perse des frères Bana Musa, al-Kindi. La traduction d'ouvrages grecs était l'une des principales activités de la maison de la Sagesse. Cette dernière commença à décliner sous le califat de Jafar al-Mutawakkil (847-862).
• Maragha (Iran), près de Tabriz : Hülegü, petit-fils de Gengis Khan, y fit construire en 1259 un observatoire où travailla l'astronome Nasir ad-Din at-Tusi
• Rayy (Iran), l'actuelle Téhéran : école de médecine
• Shiraz (Iran)
• Ispahan (Iran) : le mathématicien, astronome et poète persan Omar Khayyam (1048-1131) y séjourna de 1074 à 1092, au service du sultan seldjoukide Malik Shah Ier, et réforma le calendrier persan. Le « prince des médecins » Avicenne (980-1037), également persan, y résida à la fin de sa vie, au service des émirs bouyides.
• Samarcande (Ouzbékistan) : célèbre pour son observatoire, fondé par le prince timouride Oulough Beg (1394-1449) qui y travailla avec Al-Kachi, Qadi-zadeh Roumi et Ali Quchtchi ; Omar Khayyam y séjourna de 1072 à 1074.

Époque moderne

Typologie

Mathématiques

Une application artistique de la géométrie : la mosaïque islamique.

La civilisation arabo-musulmane a joué un grand rôle dans l'histoire des mathématiques en sauvegardant mais aussi en approfondissant l'héritage antique. Ce rôle a été particulièrement novateur en algèbre^[4], grâce à l'adoption à la fin du VIII^e siècle du système décimal et des chiffres indiens (incluant, à la différence des chiffres romains, le zéro^[5]), en analyse combinatoire et en trigonométrie. Avec Al-Khawarizmi, les Arabes sont les auteurs de la désignation par « x »^[6] de l'inconnue dans les équations. Les mathématiques ont été utilisées par les savants arabes comme auxiliaires d'autres disciplines telles que l'astronomie, les techniques de constructions géométriques (mosaïque, muquarnas, coupole ...) mais aussi à des fins purement religieuses pour calculer les coordonnées géographiques et indiquer la direction de La Mecque.

En géométrie, les mathématiciens arabes reprennent les travaux grecs (Euclide) grâce à un effort de traduction et de copie des traités de l'Antiquité, souvent encouragé par le pouvoir politique. Ainsi les Arabo-musulmans ont pu s'approprier les acquis de l'Antiquité et les utiliser comme base pour leur propre développement.

Médecine

L'empire musulman dominait la médecine au Moyen Âge grâce à des personnages comme Avicenne, auteur de la monumentale encyclopédie médicale Qanûn, Ibn Nafis, qui décrit la circulation sanguine pulmonaire, et al-Razi, initiateur de l'usage de l'alcool en médecine. Au XI^e siècle, l'Andalou Abu-l-Qasim az-Zahrawi (appelé Abulcassis en Occident) écrit un ouvrage de référence sur la chirurgie. Maïmonide (1135-1204), médecin personnel du sultan ayyoubide Saladin, influença également la médecine arabe. Les hôpitaux servaient à la fois d'école de médecine et de lieux de soins ce qui correspond à l'invention de la médecine hospitalière.

Les premiers hôpitaux ouvrent, en tant que léproserie au départ, puis évoluent pour traiter les maladies du corps comme celles de l'esprit. L'anesthésie, pratiquée dans l'Antiquité par l'ingestion d'opium, de mandragore ou de diverses autres substances soporifiques, est perfectionnée par l'utilisation d'une éponge imbibée par un mélange de ces substances. Séchée, cette spongia somnifera comme elle sera appelée permet au chirurgien d'opérer en soumettant le patient aux vapeurs de l'éponge humidifiée avant l'emploi et qui plongeait les patients dans un état proche de l'anesthésie générale, mais qui ressemble plutôt à un état analgésique accompagné de perte de conscience. On y découvre le fonctionnement de la petite circulation pulmonaire et de la circulation sanguine. La dissection était également pratiquée. C'est ainsi que des aspects anatomiques incompris des médecins grecs anciens sont découverts. La traduction des textes latins et grecs fut encouragée et les savants venaient à Bagdad et de toutes les régions de l'empire.

Botanique et zoologie

Manuscrit arabe du XIVe siècle

Les Arabes traduisent les traités de Dioscoride (De Materia Medica) et font progresser la pharmacopée. Le mot sirop est d'origine arabe. L'utilisation des alambics permet de distiller les substances telles que l'essence de rose. On leur doit l'extension de la culture de la canne à sucre et dans une moindre mesure du coton. Leur acquis principal réside dans la création de jardins botaniques (Al-Andalus), à la fois lieux d'acclimatation et d'étude avec une orientation vers les plantes médicinales. On notera une extension de la zone de culture de certains fruits (agrumes, bananes) et de certaines fleurs (crocus sativus dont on tire le safran). Grâce à la maîtrise de l'hydraulique et de la botanique, les agronomes arabo-musulmans auront permis à l'agriculture méditerranéenne de sortir de l'antique triade de la culture blé-vigne-olivier.

À partir du travail de sélection de la dynastie perse des Sassanides, ils créeront les chevaux arabes, les alezans, qui étonneront tant les premiers croisés par leur agilité. La création de races originales de chameaux de bât sera un atout essentiel pour la maîtrise de l'espace.

Quelques ouvrages :

• Ibn Bakhtishu, Livre de la propriété des animaux
• Al-Qazwini, Les Merveilles de la création

Physique, chimie, optique

Dessin de Ibn Sahl : première mention de la loi de la réfraction : considérant les triangles rectangles (en haut à gauche), le rapport des deux hypoténuses est une constante du système.

La civilisation arabo-musulmane compte des alchimistes renommés. En cherchant de l'or, ils travaillent sur d'autres matières comme par exemple l'acide nitrique et perfectionnent la distillation (alambic est un mot d'origine arabe^[7] comme alcool). La chimie connut une impulsion décisive avec Jâbir ibn Hayyân (vers 845) et s'illustra avec la manipulation de nombreux produits minéraux, végétaux et animaux.

Le développement sans précédent de l'industrie papetière conduira à la mise au point d'encres, de papiers de qualités différentes capables de supporter dorures et enluminures, à la maîtrise de fermentations et de procédés d'encollage. La rame de papier est un autre mot d'origine arabe (ramza).

Ibn al-Haytham, Ibn Sahl, Taqi al-Din et al-Kindi ont réalisé des manuscrits d'optique.

Technologie

La civilisation arabo-musulmane a su assimiler les techniques découvertes en Orient et dans les pays conquis, les perfectionner et les enrichir puis les transmettre à l'occident. On leur doit notamment de remarquables automates, comme ceux des trois frères Banou Moussa et de nombreuses machines hydrauliques décrites par le savant Al-Djazari dans son traité Recueil utile sur la théorie et la pratique de l'art des procédés ingénieux^[8],[9]. Dans le domaine militaire, ils ont développé des techniques découvertes en Chine et ont mis au point de nouveaux engins qui en font des précurseurs dans l'usage de la poudre. Ils se sont intéressés aux problèmes de l'irrigation et ont développé de nombreux types de moulins^[10]. On leur doit aussi le perfectionnement de systèmes à engrenage notamment dans le domaine de la mesure du temps^[11].

Les systèmes d'irrigation sont souvent considérés comme un acquis de la civilisation arabo-musulmane. La noria (mot d'origine arabe) mue par un manège, était déjà connue des Romains car l'irrigation était une nécessité déjà ancienne dans ces régions semi-arides nouvellement conquises. En matière d'hydraulique, on leur doit sans doute l'exploitation de nappes profondes en Afrique du nord, Sicile et Espagne car la technique était déjà maîtrisée en Iran, grâce à la technique des qanats.

L'industrie du papier est certainement la plus emblématique de l'expression technique arabo-musulmane avec l'apparition de moules en bambou, une standardisation des formats (notamment 1 x 1,414) et l'utilisation de l'énergie hydraulique pour la fabrication de la pâte. En générant des techniques affluentes, elle conduira à quelques évolutions sociales caractéristiques d'un nouveau système technique (travail des femmes dans les ateliers, création de corporations et de nouveaux métiers) sans toutefois atteindre la dimension d'une véritable révolution technique.

Manuscript Al-Jazari, vers 1205

D'une façon générale, les arabo-musulmans semblent avoir fait preuve de pragmatisme, acceptant les techniques de l'occupé en évitant ainsi les troubles socio-économiques liés à toute révolution technique en profondeur.

Étant au départ un peuple nomade, ils possèdent une technologie peu développée car les installations techniques avancées nécessitent la sédentarisation. Ils manquèrent de fer, du fait de la rareté des gisements et de sources d'énergie insuffisantes, et furent contraints de l'échanger contre de l'or et des épices. La navigation fluviale (Nil, Euphrate) est restée proche de celle de l'antiquité et les innovations en matière de navigation semblent limitées bien que Robert Sabatino Lopez^[12] leur attribue l'invention de la voile latine. La maîtrise de l'espace leur a posé problème comme aux Romains, et il faudra attendre le XV^e siècle pour trouver le premier pont en pierre dans l'Europe turque. L'industrie textile s'appuiera largement sur les développements des régions soumises (textiles égyptiens, tapis persans). La vie religieuse de l'Islam exigeait la ville et on assistera à la création d'une vingtaine de centres urbains, mais le plus souvent selon des plans réguliers déjà connus du monde greco-romain.

Dans le domaine militaire, ils ont contribué, avec l'empire chinois et l'empire byzantin, à développer les techniques sur les engins de sièges comme les trébuchets à contrepoids et de mangonneaux. La cotte de mailles et l'épée sont empruntés aux occidentaux. L'arbalète est connue tardivement au IX^e siècle. On peut citer le traité d'armurerie composée pour Saladin de l'ingénieur Murda al Tarsusi écrit dans la deuxième moitié du XII^e siècle ou le Kitab Aniq fi al-Manajaniq (Livre élégant sur les trébuchets), écrit par Yusuf ibn Urunbugha al-Zaradkash^[13]. Mais ces livres ne semblent pas indiquer d'originalités par rapport aux techniques occidentales de l'époque en ce qui concerne la machinerie de guerre et l'artillerie à contrepoids. Ils ont perfectionné l'usage de la poudre venue de la Chine. Hasan al-Rammah, dans son traité al Furusiya w'al Munasab al_Harbiya (traité de l'art du combat à cheval et des machines de guerre) décrit des techniques chimiques pour améliorer les performances de la poudre à canon et présente de nombreuses applications de celle-ci dans le domaine militaire ^[14], notamment ce qui semble être une des premières conceptions de missile^[15], appelé L'oeuf qui bouge lui même et brûle , mais on ne sait pas si l'engin fut seulement imaginé ou bien réellement utilisé^[16]. L'arquebuse apparaît dans les armées du royaume de Grenade nasride au XIII^e siècle ; c'est ainsi que l'Occident chrétien acquiert la poudre inventée par la civilisation chinoise^[17].

Au final, c'est peut-être dans son rapport original avec l'art que la technique s'est le plus enrichie au contact de la civilisation arabo-musulmane.

L'effet de diffusion technologique du fait de l'unité politique de l'empire sera bientôt tempéré par le fractionnement en nombreux califats indépendants.

Astronomie

L'astronomie se développe peu en Europe lors du Moyen Âge, mais elle est alors florissante dans le monde arabe. Les scientifiques de cette civilisation reprennent les études du grec Claude Ptolémée (II^e siècle) tout en améliorant son système. Ainsi, les premières traductions en arabe de l'Almageste datent du IX^e siècle. À cette époque, cet ouvrage était perdu en Europe. En conséquence, l'Europe occidentale redécouvrit Ptolémée à partir des traductions des versions arabes : une traduction en latin a été réalisée par Gérard de Crémone à partir d'un texte provenant de Tolède, en Espagne. Il fut incapable de traduire de nombreux termes techniques - il retint même le nom arabe Abrachir pour Hipparque.

L'astronomie est la discipline reine car elle permet une meilleure connaissance des territoires par la détermination des longitudes et des latitudes. L'astronomie arabe s'est attachée à résoudre des problèmes concernant la pratique de l'Islam : déterminer les dates du ramadan, calculer l'heure des cinq prières quotidiennes, fixer la direction de La Mecque. Il ne faut pas perdre de vue que la civilisation musulmane se fonde sur un calendrier lunaire et sur les échanges commerciaux lointains.

Astrolabe perse, XVIIIe siècle

Jusqu'à l'apparition de la lunette astronomique, l'observation des astres a progressé grâce à l'utilisation de l'astrolabe : cet instrument qui servit également à la navigation, a probablement été inventé par Hipparque. Il a ensuite été amélioré dans le monde islamique, avant d'atteindre l'Europe vers 970, par l'intermédiaire du moine Gerbert d'Aurillac. Ce dernier rapporta un astrolabe d'Al-Andalus.

L'astronome arabe al-Farghani écrit beaucoup sur le mouvement des corps célestes ; son œuvre est traduite en latin au XII^e siècle. À la fin du X^e siècle, un grand observatoire est construit près de Téhéran par l'astronome al-Khujandi. Il effectue une série d'observations qui lui permettent de calculer l'obliquité de l'écliptique. En Perse, Omar Khayyam compile une série de tables et réforme le calendrier. Un grand observatoire est construit à Istanbul, pour l'astronome arabe, Taqi al-Din. Les savants musulmans de l'époque médiévale qui s'occupent d'astronomie sont nombreux (al-Battani, al-Farabi, Omar Khayyam, al-Kindi, al-Hasib al-Misri, al-Maghribi, al-Razi, Ibn al-Haytham, al-Biruni, al-Sufi, al-Tusi, al-Kashi, Qadi-zadeh Roumi, Oulough Beg, Taqi al-Din)... al-Sijzî remet en cause la fixité de la Terre.

L'astrologie arabe est en relation avec l'astronomie : les horoscopes sont établis en fonction des astres et nécessitent l'utilisation d'instruments d'observation.

Géographie

Le monde d'al-Idrīsī orienté sud/nord

Au cours du Moyen Âge, les géographes arabes, tels qu'Idrisi, Ibn Battuta, et Ibn Khaldun ont conservé et enrichi l'héritage gréco-romain, syriaque, perse et indien^[18].

À partir du VIII^e siècle, les premiers géographes musulmans perpétuent entre autres l'œuvre des géographes de l'Antiquité (Hérodote, Pline l'Ancien ou encore Ptolémée), puis dès le XI^e siècle se développent une véritable littérature géographique originale en plus d'un savoir-faire cartographique^[19].

Les grands géographes sont :

• Al Masudi, mort en 957, Muruj adh-dhahab ou Les prairies d'or, est le manuel de référence des géographes et des historiens du monde musulman. Il a beaucoup voyagé à travers le monde arabe ainsi qu’en Extrême-Orient.
• Al Bakri, auteur du Routier de l’Afrique blanche et noire du nord-ouest, rédigé à Cordoue vers 1068
• Yaqout al-Rumi (XIII^e siècle), Livre des pays
• Al Idrissi, (mort vers 1165), Description de l'Afrique et de l'Espagne
• Ibn Battûta (mort en 1377) est le premier géographe de culture arabe à se rendre en Afrique subsaharienne, à Gao et à Tombouctou ; son ouvrage principal s’intitule Présent à ceux qui aiment à réfléchir sur les curiosités des villes et les merveilles des voyages.
• Ibn Khaldoun, (mort en 1406) est un historien et philosophe d' Afrique du Nord. Certains le considèrent comme l'historien des sociétés arabe, berbère et perse. Il est l’auteur des Prolégomènes historiques et d’une Histoire des Berbères.
• Léon l'Africain, (mort en 1548), est l’auteur d’une précieuse description de l'Afrique
• Rifa'a al-Tahtawi (mort en 1873) traduisit des ouvrages médiévaux de géographie et d’histoire. Son œuvre porte surtout sur l’Egypte musulmane.
• Carte de Piri Reis La carte de Piri Reis est une carte ancienne, découverte en 1929 lors de la restauration du Palais de Topkapı à Istambul. Elle est attribuée à l'amiral et cartographe ottoman Piri Reis qui l'aurait tracée en 1513. Dessinée sur une peau de gazelle, elle détaille les côtes occidentales de l'Afrique et les côtes orientales de l'Amérique du Sud. Au Sud de ces dernières, un tracé fait l'objet d'interprétations contradictoires.

La cartographie progresse pendant l'âge d'or de la civilisation musulmane. Grâce à la boussole, transmise par les Chinois, et aux tables de coordonnées géographiques, il devient plus facile aux marchands de se déplacer.

Notes et références

Voir aussi

Bibliographie

• L'Âge d'or des sciences arabes, Actes Sud / Institut du monde arabe, oct. 2005 (ISBN 2-7427-5672-8);
• Histoire des techniques. Bertrand Gille, La Pléiade 1978 (ISBN 978-2070108817);
• La science chez les Turcs ottomans, Abdulhak Adnan, Paris, 1939.
• L'âge d'or de l'astronomie ottomane, Antoine Gautier, in L'Astronomie, (Revue mensuelle fondée par Camille Flammarion en 1882), décembre 2005, volume 119.

Liens internes

• Civilisation islamique
• Liste des scientifiques et des disciples arabes
• Moyen Âge et Renaissance du XIIe siècle, sur les échanges qui eurent lieu entre la civilisation arabo-musulmane et l'occident.
• Moyen Âge : l'héritage grec développé par l'Islam et transmis à l'occident
• Sciences et techniques dans l'Empire ottoman
• Philosophie islamique
• Motazilisme
• Scientifiques arabo-musulmans

Liens externes

• (fr) Exposition "L'âge d'or des sciences arabes" (octobre 2005-mars 2006) Institut du Monde Arabe (Paris)
• (en) Histoire des sciences islamiques
• (fr) A la Découverte de l'islam et de la civilisation arabo-musulmane

• Portail de l’histoire des sciences
• Portail du monde arabo-musulman