Nous allons commencer notre aventure en partant loin, loin tout au nord, où se cachent, dans les plaines désolées et froides du Danemark, les origines de l’arc à flèche…
Le plus vieil artefact d’arc a été decouvert, bien préservé, dans les tourbières du site d’Holmegaard Mose. Il a été daté aux alentours de 7000 BC, la fin du Mésolithique. Il est quasiment certain que l’invention l’arc date une période bien plus ancienne. Les premiers arcs n’ont simplement pas survécu à l’usure du temps. L’artefact d’Holmegaard est en plusieurs morceaux et assez endommagé mais il a conservé ses caractéristiques uniques. Plusieurs artéfacts datant de cette période ont été retrouvés et ont permis de découvrir la forme et le design de cet arc, communément appelé arc d’Holmegaard.
L’arc est fabriqué à partir d’un petit tronc d’orme, fendu en deux et taillé de façon à ce que l’aubier flexible se trouve au dos de l’arc et le duramen plus dur au niveau du ventre. L’orme est un bois d’arc intéressant car il est à la fois résistant à la tension et à la compression.
Au premier abord, l’arc semble avoir une forme pyramidale assez simple mais, sur de nombreux artefacts, on peut observer une forme particulière : vers les extrémités, les branches se rétrecissent tout à coup sur la largeur et se terminent en pointes. On a d’abord pensé que cet enlèvement de matière était dû à l’érosion mais il s’est finalement avéré qu’il s’agit d’un choix délibéré du constructeur.
Cette forme particulière de l’Holmegaard démontre l’ingéniosité des facteurs d’arc du Mésolithique. Pour qu’un arc soit rapide, ses branches doivent se déplacer à grande vitesse lorsqu’elle sont libérées par le lâcher. Plus ces branches seront légères, plus l’énergie qu’elles contiennent sera transformée en vitesse et transmise à la flèche. Par ailleurs, l’impact de leur masse est d’autant plus important qu’on se rapproche des extrémités à cause de l’effet de levier. Les fabricants d’arcs avaient compris ce phénomène dès le Mésolithique et en ont tenu compte pour améliorer l’efficacité de leurs arcs. C’est ce qui explique la forme si particulière des branches. Ainsi, la première partie des branches reste large pour encaisser la tension et les extrémités fines transfèrent un maximum d’énergie à la flèche lors du lâcher grâce à leur faible masse.
Après avoir découvert l’histoire et les caractéristiques de cet arc exceptionnel, la tentation d’en fabriquer un était irrésistible. Tester un design de plus de 9000 ans est aussi un moyen de montrer que “ancien” ne veut pas dire inefficace ou non sophistiqué. Au contraire, réaliser un tel arc avec rien de plus que des outils en pierre est un défi énorme qui demande une grande ingéniosité. Malheureusement, comme je n’avais pas beaucoup de temps à consacrer à cet arc et que je voulais réaliser un guide simple à reproduire, j’ai fabriqué mon Holmegaard avec des outils en acier (manuels). Malgré tout, écrire un article sur la fabrication d’un arc préhistorique avec des outils en pierre est sur ma liste…
Allez, passons aux choses sérieuses… Direction l’atelier !
La première épreuve à affronter lorsqu’on veut fabriquer un arc, c’est de trouver les bons matériaux. Dans notre cas, comme il s’agit d’un arc entièrement en bois, aussi appelé self-bow, non devons juste choisir le morceau de bois (stave), que nous allons transformer en arc. Cependant, le choix du stave sera encore plus critique car il n’y a pas d’autre matériaux, tels que des tendons ou de la corne, qui renforcent l’avant ou l’arrière de l’arc ; ce qui est le cas comme nous le verrons avec la plupart des arcs amérindiens et les arcs composites.
Les principales caractéristiques à étudier lorsque l’on choisit une essence de bois pour faire un arc sont sa résistance à la tension et à la compression. Comme l’arc forme une sorte de demi-cercle lorsqu’il est tendu, la partie externe du bois (dos) est étirée alors que l’intérieur (ventre) est comprimé. Notre bois doit donc supporter cette double contrainte. La résistance à la tension et à la compression doivent donc être élevées et équilibrées. Si un bois est seulement résistant en compression, son dos ne résistera pas lorsque l’arc est bandé et des fissures apparaîtront rapidement s’il n’est pas renforcé par un matériau élastique tels que des fibres animales ou végétales.
L’artifact d’Holmegaard est donc fabriqué en orme, qui est une essence avec une résistance équilibrée entre compression et tension. Pour ma part, je n’ai pas utilisé l’orme pour la simple raison que cette espèce est devenue extrêmement rare et protégée en Belgique car elle a subi les ravages d’une maladie fongique transportée par des scolytes.
Au lieu de l’orme, j’ai décidé d’utiliser du cerisier à grappes (Prunus padus) qui a des propriétés similaires, voire légèrement supérieures à celles de l’orme selon “The Wood Database (https://www.wood-database.com/), un site web très intéressant à propos de l’identification des bois et leurs propriétés mécaniques. Il ne faut pas se fier aveuglément aux propriétés affichées dans les bases de données ou les livres car celles-ci varient énormément d’arbre en arbre et même au sein d’un même tronc. Malgré tout, ces propriétés permettent de savoir si l’on doit ajuster les dimensions de notre arc si on utilise une essence différente.
Voici le “stave” que j’ai sélectionné, qui provient d’un cerisier à grappes d’environ 25 cm de diamètre que j’ai abattu dans mon jardin. Une caractéristique importante à observer lorsqu’on sélectionne un stave est la direction du fil ou grain du bois. Dans mon cas, comme le bois est légèrement tordu, on voit que le fil qui apparaît sur l’écorce interne, ne suit pas une ligne droite. Heureusement, le bois était bien plus long que la longueur final de l’arc (1.60m), j’ai donc pu retenir une section au fil droit.
Une fois le stave sélectionné, la première étape est de tracer la ligne centrale de l’arc, qui va servir de repère pour le tracé de la forme de l’arc. Celle-ci peut être réalisée facilement en tendant une corde d’un bout à l’autre de l’arc et en le plaçant sous une lampe : l’ombre de la corde indique alors la ligne à tracer.
Le stave est maintenant prêt à être travaillé en largeur et en épaisseur pour obtenir la forme finale de l’arc. Avant de commencer, le design et les dimensions doivent avoir été décidés et calculés. Comme je souhaitais répliquer le design de l’artefact d’Holmegaard, j’ai utilisé les mêmes dimensions, que l’on peut trouver dans l’excellent livre de référence “Traditional Bowyer’s Bible (Vol III)”.
Le premier gros oeuvre est de réduire grossièrement les dimensions du stave avec une hachette ou une herminette.
On peut ensuite tracer la forme de la face de l’arc et la découper. J’utilise personnellement une plane à bois et accessoirement un ciseau à bois et un rabot. Une alternative, peut-être un peu plus rapide mais plus risquée et dangereuse est la scie (manuelle ou à ruban).
L’étape suivante est d’obtenir le juste profil d’épaisseur. L’outil le plus utile à cette étape est le pied à coulisse. Une bonne méthode est de contrôler l’épaisseur tous les 10 cm depuis le centre de la poignée jusqu’aux extrémités des branches. Le premier objectif est d’arriver au profil désiré en conservant une marge de 4-5 mm afin que l’arc commence à plier légèrement sous le genou (5-10 cm). A ce niveau, les branches doivent plier de façon équilibrer. Si ce n’est pas le cas, de la matière doit être enlevée sur toute la longueur de la branche la plus rigide.
Lorsque que les branches plient suffisamment et équitablement, il est temps de préparer des poupées ou nocks (encoches pour la corde) pour commencer à tendre l’arc et passer à la phase de mise en forme (tillering). Dans le cas de l’Holmegaard, les extrémitées fines des branches ne permettent pas de tailler des poupées classiques dans le bois. C’est pourquoi les archers d’Holmegaard attachaient une couche de fibres épaisse (animales ou végétales) qui servait à bloquer la corde. Dans mon cas, j’ai décidé d’utiliser des restes de fibres de lin que j’utilise pour faire des cordes.
Une fois les poupées en place, l’arc est prêt à être bandé pour la première fois. J’utilise d’abord une corde épaisse, à peu près de la même longueur que l’arc. Afin d’observer comment les branches se courbent et mesurer en même temps la puissance de l’arc au fur et à mesure qu’on augmente l’allonge (distance entre la corde et la poignée), il est très utile de fabriquer une crémaillère (ou tillering stick). Le tillering stick peut être un simple morceau de bois qui maintient l’arc à une extrémité et avec un point d’attache pour la corde tous les 2,5 ou 5 cm (je conseille d’utiliser une mesure en pouces (2,54 cm) car c’est l’unité de mesure la plus populaire en archerie). Cette crémaillère peut être posée sur une balance pour mesure la puissance de l’arc. Il peut aussi être utile de la placer sur un tableau quadrillé, qui aide à examiner la courbure de l’arc.
Je commence ensuite par tendre l’arc d’environ 10 cm (4 pouces) et je compare la courbure des branches. A ce stage, il faut éviter de tendre l’arc plus loin que la moitié de sa puissance finale, pour éviter de déformer une des branches si celles-ci sont déséquilibrées. Au fur et à mesure qu’on équilibre les branches en enlevant de la matière du coté rigide, on peut se permettre de tendre l’arc à une puissance plus importante.
Une fois que les branches plient de façon équilibrée, on peut observer leur courbure sur tout la longueur. En fonction du design de l’arc, il est très important de s’assurer que la branche ne plie de manière excessive en aucun point. Autrement, il faut enlever de la matière autour des points qui plient de trop. Dan le cas de l’Holmegaard, la poignée et les extrémités des branches, là où elles s’affinent, ne plient que très peu, dû à leur faible largeur. Un longbow par contre, devrait plier de façon constante et égale sur toute sa longueur.
Après avoir examiné mon arc sur le tableau de tillering, je marque les endroits où du bois doit être enlevé et là où il ne faut plus toucher au crayon. Au fur et à mesure qu’on progresse, on doit faire de plus en plus attention à la quantité de matière que l’on enlève et utiliser graduellement des outils plus fins. Personnellement, je commence le travail avec la plane à bois jusqu’à atteindre une allong d’environ 10 pouces, je passe ensuite à la râpe jusqu’à arriver à deux pouces de l’allonge finale, puis je fais les derniers ajustements avec une lime à métaux.
Ne perdez pas votre patience si vous avez l’impression que votre arc ne se met pas à plier assez rapidement. C’est probablement le bon moment pour faire une pause… Si l’on veut aller trop vite ou utiliser des outils trop grossiers, en particulier quand on se rapproche de l’épaisseur finale de l’arc, on risque de créer un point faible sur l’arc et se retrouver soit avec un arc en morceaux, soit avec un arc deux fois moins puissant que voulu au départ…
Si vous êtes parvenus à atteindre l’allonge finale et une puissance suffisante avec des branches qui plient correctement, félicitations ! Vous avez réalisé un arc fonctionnel !
Il est maintenant temps de faire un petit essai en tirant quelques flèches pour voir comment l’arc réagit. Attention de ne pas dépasser l’allonge maximale de l’arc. Il va probablement prendre un peu de suivi de corde supplémentaire. Essayez de sentir comment l’arc tire. Par exemple, si vous sentez un choc important dans la poignée lors du lâcher, ça peut signifier que les extrémités sont trop lourdes ou que les branches plient excessivement autour de la poignée.
Une fois que vous êtes satisfait de la façon dont votre arc tire, il ne vous reste plus qu’une dernière étape à franchir : les finitions.
La première tâche à accomplir est de poncer correctement le ventre de l’arc pour y enlever toutes les marques laissée par les outils. Si les marques sont profondes, il est bon de commencer par utiliser la lime à métal avant de poncer avec du papier de verre progressivement plus fin jusqu’à obtenir une texture bien lisse.
Pour ce qui est du dos l’arc, c’est à vous de décider si vous souhaitez laisser apparaître l’écorce interne de l’arbre ou la poncer. Comme je ne pense pas que les artisans du Mésolithique prenait la peine de poncer complètement leurs arcs (rappelons nous qu’ils n’avaient que des outils en pierre à disposition), j’ai décidé de laisser la plupart de l’écorce apparente. Je trouve que ça lui donne aussi un aspect plus naturel.
Vous pouvez donner une touche finale à votre arc en y appliquant une couche d’huile ou de graisse. L’huile fera ressortir les cernes du bois et lui donnera une légère teinte. En plus, l’huile permet d’éviter un changement d’humidité du bois si l’arc est transporté d’un environnement sec à un endroit plus humide et vice-versa. J’ai utilisé de l’huile de lin sur mon arc, qui je trouve donne un très bel aspect au bois mais un très grand nombre d’autres huiles ou graisses peuvent être utilisée à la place.
Et le voilà donc enfin, notre arc terminé ! Félicitations si vous m’avez accompagné jusqu’ici !
L’arc d’Holmegaard, ramené à la vie après un sommeil de plusieurs milliers d’années dans les tourbières du nord… Pour un arc non recourbé, je l’ai trouvé exceptionnellement rapide. C’est seulement une fois qu’on tire et qu’on ressent la vitesse des flèches et le confort du lâcher qu’on réalise à quel point ce design a été bien pensé. Cet arc est une preuve vivante que les archers du Mésolithique étaient des artisans et ingénieurs hors-pair.
Voilà, j’espère que vous avez apprécié de découvrir l’arc d’Holmegaard. N’hésitez surtout pas à partager votre avis ou votre expérience après avoir construit cet arc ou simplement lu cet article !
Et maintenant, tous à bord ! Il est temps de larguer les amarres des côtes du Danemark et jeter l’ancre en Angleterre. Puisque dans quelques milliers d’années nous attend un autre arc de légende…
Références :
– Csaba Bálint, 2014. The bow from Holmegaard settlement and some remarks on the Mesolithic bows.
– Jim Hamm et. al. “The Traditional Bowyer’s Bible Volume III”
– http://www.theinf initecurve.com/archery/the-oldest-bow-in-the-world/