Analyse des voûtes (ou des modes de couvrement)
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Bien que cette page soit intitulée « Analyse des voûtes » ,
il ne faut pas oublier que la voûte ne constitue pas le seul
mode de couvrement d’un édifice ou d’une salle.
Les images suivantes montrent divers types de couvrement
sans utilisation de voûtes.
Image 1 :
Couvrement par toit à charpente apparente.
Image 2 :
Couvrement par toit à charpente non apparente (utilisation
d’un plafond).
Image 3 :
Couvrement par toit à charpente supportée par un mur
diaphragme (c’est à dire un mur situé entre les travées,
portant les fermes du toit).
Nous verrons dans les pages suivantes que les deux premiers
types de couvrement (en fait le second n’est qu’une
amélioration du premier) sont fréquents durant toute la
période du Premier Millénaire. On est surpris de constater
que le 3e type de couvrement utilisant des
murs diaphragmes, n'apparaît qu’au XIIIeou XIVesiècle.
Pourtant une telle innovation semble facile à concevoir.
Pour quelles raisons n’a-t-elle pas été introduite plus tôt
?
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Image 1
Couvrement en charpente apparente à l’église Santa Maria de Carbini (Corse - France).
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Image 2
Plafond plat dans la basilique San Nicola de Bari (Italie).
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Image 3
Couvrement en charpente sur arc diaphragme à l’église Saint-Jacques de Béziers (Hérault – France).
Les différents types de
voûtes
Dans une des pages précédentes, on a étudié les différents
types d’arcs. Même si un arc est une figure géométrique dans
un espace de dimension 3, on a tendance à l’assimiler à une
ligne, espace de dimension 1. Quand à la voûte, on a
tendance à l’assimiler à une surface, c’est-à-dire un espace
de dimension 2. Les diverses propriétés de l’arc vont
pouvoir être généralisées à la voûte.
- Voûte en encorbellement
(non représentée sur les images ci-dessous).
C’est la première des voûtes. On la trouve à Mycènes plus de
1000 ans avant Jésus-Christ. Dans nos régions du Languedoc
et de Provence, on la trouve dans les bories ou les
capitelles. Cependant, malgré leur caractère archaïque, la
plupart de ces bories seraient relativement récentes. Les
plus anciennes dateraient du Bas Moyen-âge :
XIVe-XVesiècle. Cependant rien
n’est sûr car elles sont très difficiles à dater : pas de
décor caractéristique, pas de mobilier. La voûte en
encorbellement n’est pas une vraie voûte. Les dalles de
pierre qui la composent sont disposées de manière qu’une
partie de chaque dalle déborde tout d’abord du mur porteur,
puis de la dalle précédemment posée. La théorie est simple.
Sa mise en œuvre est beaucoup plus complexe. Car les pierres
disposées en « porte à faux » ont tendance à faire basculer
la voûte vers l’intérieur. Il faut donc placer d’autres
pierres en contrepoids … ce qui contribue à élargir le mur
porteur …
- Voûte en berceau plein
cintre
La voûte en berceau plein cintre est le prolongement par
translation de l’arc plein cintre (en forme d’arc de
cercle). Elle a la forme d’un demi-cylindre de révolution.
Les images 4 et 10 montrent
deux voûtes en berceau plein cintre.
- Voûte en berceau brisé
La voûte en berceau brisé est, quand à elle, le prolongement
par translation de l’arc brisé. (obtenu par l’intersection
de deux arcs de cercle).
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Image 4
Voûte en berceau plein cintre à
Montgauch (Ariège - France).
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Image 5
Voûte en berceau plein cintre sur doubleau à Saint-Paul d'Arnave (Ariège - France).
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Image 6
Voûte en berceau plein cintre sur doubleau plein cintre à la chapelle romane du Fort Saint-André (Villeneuve-lès-Avignon – Gard - France).
- Voûte
sur doubleaux
Un doubleau est une arcade sur laquelle repose la voûte. Le
doubleau aurait deux fonctions. D’une part, une aide au
moment de la construction : on construit le doubleau en
premier-lieu, puis on s’appuie sur lui pour construire la
voûte. D’autre part, lorsque la voûte est terminée, un
soutien de celle-ci. Malgré ces deux avantages il est
difficile de savoir si l’usage du doubleau s’est imposé à la
suite d’un acte volontaire ou bien d’un acte fortuit. Il
semblerait que ce soit plutôt un acte fortuit qui se serait
produit lors du voûtement d’une église, préalablement
charpentée. La charpente devait être posée sur des piliers
adossés à la paroi. Et donc un peu avant de ceux-ci.
L’architecte, conscient que la voûte devait reposer en léger
retrait par rapport aux murs, et ce, pour une meilleure
stabilité de l’édifice, aurait imaginé de lancer une arcade
sur les piliers et de faire reposer la voûte à la fois sur
cette arcade et sur les murs latéraux.
La plupart des voûtes en berceau sont installées sur des
doubleaux. Les images 5
et 6 montrent des voûtes en berceau plein cintre
sur doubleau plein cintre. Les images
8 et 9 montrent des
voûtes en berceau brisé sur doubleau brisé. Le doubleau peut
être à simple rouleau (image
6) ou à double rouleau (images
7, 8 et 9), voire triple rouleau.
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Image 7
Voûte en berceau plein cintre sur doubleau plein cintre à la cathédrale N.D. des Doms (Avignon – Vaucluse).
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Image 8
Voûte en berceau brisé sur doubleau brisé à l’église de Saint-Restitut (Drôme – France).
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Image 9
Voûte en berceau brisé sur doubleau brisé à l’église de Ganagobie (Alpes de Haute-Provence – France).
On peut voir sur les
images 10, 11 et 12 que, sur un même édifice,
peuvent coexister plusieurs types de voûtements. Il est
difficile de déduire quoi que ce soit de cet état de fait,
car les voûtes ont été peut-être construites à des périodes
différentes.
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Image 10
Voûte en berceau plein cintre à la chapelle Sainte Marguerite d’Epfig (Bas-Rhin - France).
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Image 11
Voûte d’arêtes à la chapelle Sainte-Marguerite d’Epfig (Bas-Rhin - France).
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Image 12
Voûte en croisée d’ogives à la chapelle Sainte Marguerite d’Epfig (Bas-Rhin - France).
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Image 13
Voûte d’arêtes à l’église San Caprasio de Santa Cruz de la Seros (Espagne).
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Image 14
Voûte en croisée d’ogives à la cathédrale de Tudela (Espagne).
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Image 15
Voûte en croisée d’ogives à Mozat
(Puy de Dôme – France).
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Image 16
Voûte en croisée d’ogives à Saint-Aignan-sur-Cher (Loir-et-Cher – France).
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Image 17
Voûte en coupole à Semur-en-Brionnais (Saône-et-Loire – France).
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Image 18
Nef couverte en file de coupoles à la chapelle de Saux, près de Montpezat-de-Quercy (Tarn-et-Garonne – France).
- Voûte
d’arêtes
La voûte d’arêtes (images
11 et 13) a sans doute été obtenue tout à fait
expérimentalement. C’est, en effet le résultat de
l’intersection de deux voûtes en berceau plein cintre.
Géométriquement, c’est l’intersection de deux
demi-cylindres de mêmes rayons et dont les axes sont
perpendiculaires. Elle a dû apparaître en premier lieu
dans les collatéraux des églises à 3 nefs. Ou dans des
intersections de galeries de cloître.
- Voûte sur croisée
d’ogives
La croisée d’ogives est une amélioration de la voûte
d’arêtes. Les arêtes sont remplacées part un chaînage de
pierres. La croisée d’ogives est pratique pour installer
la voûte. Mais son intérêt principal est ailleurs. La
croisée d’ogives correspond au croisillon d’un
échafaudage. Vu dans un plan vertical , un échafaudage est
un rectangle qui, une fois installé, a tendance, en
fonction des pressions, à se transformer en
parallélogramme, à gauchir. Le croisillon permet de
maintenir à la même distance les sommets opposés du
rectangle et donc évite le gauchissement. La croisée
d’ogives sert donc à éviter le gauchissement de la
structure. C’est grâce à elle que pourront être
construites les grandes églises gothiques (images
14, 15, 16). A remarquer que l’ogive est un arc
de croisée. Mais ce n’est pas forcément un arc brisé. Cela
peut très bien être, comme dans l'image
14, un arc en plein cintre.
- Coupole
La coupole est définie comme étant une voûte
hémisphérique. Dans la pratique nous rencontrerons très
peu de coupoles vraiment hémisphériques (le Panthéon de
Rome) mais des voûtes supportées par des murs à plan en
forme de polygone régulier. La forme le plus fréquente
est la coupole de croisée du transept. La croisée du
transept a un plan carré. Ce plan carré est transformé
en plan octogonal. La coupole de croisée est construite
sur la base de ce plan octogonal. Les spécialistes
s’accordent pour différencier deux formes de coupoles :
les coupoles sur
trompes et les coupoles sur
pendentifs. Mais ne précisent pas quelle est
celle qui est antérieure à l’autre.
On constate que la voûte sur croisée d’ogives de l'image 16 est
presque assimilable à une coupole. L'image
17 représente quant à elle une coupole à base
octogonale (l’octogone n’est pas régulier). L'image
18 est celle d’une nef recouverte par une
série de coupoles.