Dans l'ancienne cité maya de Tikal, au Guatemala, les visiteurs sont entourés de pyramides abruptes en calcaire, presque aussi hautes que la cathédrale Notre-Dame de Paris.

Construites sans l'aide de bêtes de somme, d'outils métalliques ou de roues, ces œuvres grandioses servaient aux rois et aux prêtres qui régnaient sur l'une des cités-états les plus influentes du royaume maya, qui s'étendait de la péninsule du Yucatán, au Mexique, au Guatemala, au Belize, à certaines parties du Honduras et du Salvador.

Tikal était le centre économique et cérémoniel d'une civilisation qui aurait compté entre 10 et 15 millions d'habitants.

Les palais et temples massifs de la ville, tous orientés en fonction du passage quotidien du soleil dans le ciel, témoignent des compétences des Mayas en tant qu'architectes et astronomes.

Mais ces monuments n'auraient jamais été érigés sans la maîtrise d'un élément bien plus essentiel à la survie des Mayas : l'eau.

En l'absence de rivières ou de lacs à proximité, les Mayas ont dû créer un réseau d'immenses réservoirs à Tikal pour recueillir et stocker suffisamment d'eau de pluie pendant les quatre à six mois de la saison sèche de la région pour les milliers d'habitants qui vivaient à son apogée au huitième siècle - entre 40 000 et 240 000 selon les estimations. Ces réservoirs ont contribué à plus de 1 000 ans de présence maya à Tikal.

L'année dernière, en utilisant des techniques scientifiques modernes, les archéologues ont révélé une autre prouesse hydrologique maya. Les carottes de sédiments prélevées dans les réservoirs de Tikal montrent qu'ils ont créé le plus ancien système de filtration d'eau connu dans l'hémisphère occidental.

Ce système de purification de l'eau était si perfectionné que l'un de ses matériaux clés, la zéolite, est encore courant dans les filtres d'aujourd'hui.

Les zéolites sont des minéraux volcaniques composés principalement d'aluminium, de silicium et d'oxygène qui se forment lorsque les cendres volcaniques réagissent avec les eaux souterraines alcalines.

Ils se présentent sous de nombreuses formes et possèdent des propriétés physiques et chimiques uniques qui leur permettent de filtrer les contaminants, des métaux lourds aux microbes minuscules.

Chaque grain de zéolite possède une structure poreuse en forme de cage, ce qui en fait d'excellents filtres. Mais ils ont également une charge chimique négative, ce qui signifie que d'autres éléments se lient facilement à eux.

Ainsi, lorsque l'eau traverse les zéolites, les particules en suspension peuvent se fixer physiquement ou chimiquement aux grains, tandis que l'eau continue de s'écouler à travers les espaces vides.

Bien que les archéologues n'aient trouvé des zéolithes que dans l'un des réservoirs de Tikal, aujourd'hui connu sous le nom de Corriental, les fragments de récipients en argile trouvés à cet endroit suggèrent que l'eau purifiée du site était utilisée spécifiquement pour la boisson. Les chercheurs à l'origine de cette découverte affirment que l'utilisation de la zéolite par les Mayas est la plus ancienne utilisation connue au monde de ce minéral pour la purification de l'eau, précédant de 1 800 ans l'invention du scientifique britannique Robert Bacon en 1627.

Le système de filtration de 164 BC est postérieur à un filtre en tissu connu sous le nom de manchon d'Hippocrate, qui a été développé dans la Grèce antique vers 500 BC.

Mais la méthode maya aurait été bien plus efficace pour éliminer les contaminants invisibles tels que les bactéries ou le plomb.

"Je suis amérindien et cela m'a toujours dérangé que les archéologues et les anthropologues aient traditionnellement supposé que les peuples autochtones des Amériques n'avaient pas développé les capacités technologiques que l'on trouvait dans d'autres parties du monde antique, dans des endroits comme la Grèce, l'Égypte, l'Inde ou la Chine."

C'est ce qu'affirme Kenneth Tankersley, géologue archéologue à l'université de Cincinnati et auteur principal de l'étude documentant l'utilisation de la zéolite par les Mayas.

"Ce système a fourni aux Mayas de l'eau potable pendant plus de 1 000 ans, et les autres systèmes de filtration connus à cette époque étaient primitifs par rapport à celui-ci : la première méthode de filtration grecque était simplement constituée de sacs en tissu", explique-t-il.

Tikal se trouve dans ce qui est aujourd'hui le nord du Guatemala, et dans cette partie du monde, il n'y a que deux saisons : une très humide et une très sèche.

Pour rendre les choses encore plus difficiles, les pluies torrentielles de la saison des pluies s'écoulent rapidement car, en s'infiltrant dans la fine couche de terre arable, l'eau de pluie devient suffisamment acide pour dissoudre le calcaire riche en calcium qui constitue le substratum de la région.

Cela crée ce que les géologues appellent un paysage karstique criblé de dolines et de grottes où la nappe phréatique se trouve à environ 200 mètres sous la surface, donc hors de portée des Mayas.

Sans accès à des masses d'eau douce à proximité, les habitants de cette métropole ont dû imaginer des moyens de faire durer l'eau après son arrivée pendant la saison des pluies.

C'est là que les réservoirs sont apparus, et comme Tikal se trouve sur un monticule, les Mayas ont pu ingénieusement utiliser des pentes pour canaliser l'eau vers ces réservoirs.

Même la grande place centrale, qui se trouve entre les temples un et deux, flanquée de l'acropole principale, est pavée de pierres qui ont été posées selon la bonne pente pour drainer l'eau dans les réservoirs des temples et des palais voisins.

Aujourd'hui, les visiteurs doivent faire un effort supplémentaire pour localiser les réservoirs, qui ressemblent à des dépressions dans le sol.

Mais certains des barrages et des bermes de terre qui ont été utilisés pour capter les grandes quantités d'eau sont évidents pour un œil averti.

Le réservoir du palais aurait stocké 31 millions de litres d'eau et le Corriental, purifié à la zéolite, aurait eu une capacité de 58 millions de litres à son apogée.

La découverte du système de filtration de Corriental est le fruit d'un travail de terrain effectué en 2010, lorsque les chercheurs ont prélevé 10 échantillons de sédiments dans quatre des réservoirs de Tikal.

Ces prélèvements ont révélé que les réservoirs du palais et des temples présentaient des niveaux dangereux de contamination aux métaux lourds et au mercure, ainsi que des proliférations d'algues toxiques, au moment où les élites dirigeantes ont abandonné le centre-ville au IXe siècle.

Mais ce qui est presque aussi surprenant que la contamination elle-même, c'est que le réservoir de Corriental est resté intact, même lorsque les réservoirs du Palais et du Temple sont devenus toxiques.

En analysant les échantillons de Corriental, Tankersley a trouvé quatre faibles couches de sable avec des morceaux de quartz cristallin et de zéolites qui n'apparaissaient dans aucun des autres réservoirs.

Lorsque l'équipe a examiné la région environnante, elle n'a trouvé aucune source naturelle de ce type de sable, et encore moins de zéolites.

Ce qui a conduit les chercheurs à suggérer que le matériau avait été apporté intentionnellement pour être utilisé dans une sorte de filtre.

Par hasard, l'un des chercheurs du projet connaissait un endroit situé à une trentaine de kilomètres au nord-est de Tikal, où l'on trouve du sable d'apparence similaire et où les habitants disent qu'il y a de l'eau douce cristalline.

Des tests ont révélé que les roches et le sable du site, connu sous le nom de Bajo de Azúcar, contenaient des zéolites et pouvaient donc être la source du filtre naturel du Corriental de Tikal.

"Sans une machine à remonter le temps, nous ne pourrons pas savoir exactement ce qui s'est passé", a déclaré Tankersley.

"Mais il ne faut pas beaucoup de déduction pour imaginer quelqu'un de Tikal qui s'est dit : "S'il y a de l'eau fraîche, propre et fraîche qui sort de ce gouffre volcanique cristallin, peut-être pourrions-nous aussi bien en ramener et l'utiliser pour nettoyer notre eau"."

Les chercheurs supposent que le sable zéolithique a pu être entrecoupé de pétates, des tissus feuillus, pour créer des filtres.

Ils ont pu être encastrés dans des murs poreux de briques calcaires que les Mayas ont installés sur le chemin de l'eau vers le réservoir.

Selon l'étude détaillant l'utilisation de la zéolithe par les Mayas, le sable seul aurait donné à l'eau une apparence claire, mais n'aurait eu aucun impact sur les microbes ou le mercure.

Grâce à l'ajout de zéolite, les Mayas ont obtenu une eau claire, propre même selon les normes modernes.

"Les Mayas ne comprenaient peut-être pas ce que faisait la zéolite en particulier, mais ils comprenaient l'importance de garder l'eau propre", a déclaré Lisa Lucero, anthropologue à l'université de l'Illinois, "et ils ont utilisé leur technologie et leur connaissance de l'environnement pour purifier leur eau potable.

Les quatre couches de sable contenant de la zéolite suggèrent que le filtre a été détruit par des inondations lors de saisons des pluies particulièrement violentes, puis reconstruit à plusieurs reprises.

Bien que Corriental soit le seul site où ce système de filtrage à base de zéolite maya a été trouvé, cela n'exclut pas son utilisation ailleurs.

Liwy Grazioso, directrice du musée Miraflores au Guatemala et co-auteur de l'étude qui a découvert la contamination des réservoirs du palais et du temple, dit espérer que cette découverte encouragera la poursuite des études sur les réservoirs mayas.

"Je ne pense pas que Tikal soit le seul endroit à disposer de cette technologie", a déclaré Grazioso. "Les réservoirs étaient partout dans le monde maya et seuls quelques-uns ont été étudiés, mais si nous ne les étudions pas, nous ne saurons jamais."

Pour Mme Tankersley, ces découvertes montrent les richesses que l'on peut trouver lorsque les chercheurs regardent au-delà des artefacts matériels brillants en or ou en jade.

Il suggère aux visiteurs de Tikal de ne pas se contenter de s'émerveiller devant les structures, mais de contempler les personnes qui les ont construites il y a 1 000, voire 2 000 ans, sans machines ni animaux de somme.

"Pensez à ce qu'étaient leurs réalisations", a-t-il déclaré, "et rappelez-vous qu'il ne s'agit pas d'un peuple éteint, ces réalisations sont l'héritage des peuples indigènes modernes d'Amérique centrale."