Les contraintes techniques : les matériaux
Il ne s’agit pas de faire ici un
inventaire de tous les matériaux de construction et de
décrire leurs propriétés avec force détails. Le lecteur
désireux d’en savoir davantage se rapportera à des revues
spécialisées. Il faut cependant tenir compte des remarques
suivantes. D’une part l’auteur de ces lignes n’est pas un
spécialiste en résistance des matériaux et il n’a même pas
lu les revues auxquelles il renvoie le lecteur. Son analyse
est presque uniquement basée sur les observations qu’il a pu
faire sur les monuments anciens. D’autre part, les
sculpteurs ou architectes du Moyen-Âge n'étaient pas, tout
comme lui-même, des théoriciens de la résistance des
matériaux. Mais ils avaient une bonne connaissance du
matériau qu‘ils utilisaient et savaient ce qu’ils pouvaient
faire et ce qu’ils ne devaient pas faire avec ce matériau.
En conséquence, l’observation de ce qu’ils ont fait peut
permettre d’avoir une meilleure connaissance de leurs
savoirs.
Les principaux matériaux utilisés durant le Moyen-Âge ont
été le bois et la pierre. Néanmoins, d’autres matériaux ont
pu avoir été aussi utilisés : les métaux et ce que nous
avons appelé « la pierre reconstituée ».
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Image 1
Église en bois : Urnes (Norvège).
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Image 2
Maisons anciennes : Pérouges ?
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Image 3
Maisons anciennes : Pérouges ?
Les principaux matériaux utilisés ont
été le bois et la pierre.
Le bois : Le bois a
été peu utilisé comme matériau de gros œuvre. Un texte de
Grégoire de Tours parle d’une église construite en bois et
il est probable qu’il y en a eu quelques autres. En effet,
bien qu’il existe peu de témoignages, la tradition de
construire en bois existait déjà chez les Gaulois. Cette
tradition a d’ailleurs perduré jusqu’au XVIesiècle.
De cette époque datent quelques églises de Champagne,
construites en bois. On connaît aussi les maisons à armature
de bois du XVesiècle, de diverses villes du
centre de la France. Mais plus encore, les stavkirckes de
Norvège (image 1),
églises construites entièrement en bois, auraient constitué
la majeure partie des édifices de cette contrée nouvellement
christianisée. Néanmoins, dans les autres pays, l’usage du
bois a été réservé aux charpentes des toits ou à des outils
de construction (engins de levage, charrettes, etc.). Les
qualités du bois sont les suivantes : bonne résistance à la
compression, bonne résistance à la flexion. Le bois est
léger et il n’est pas cassant. Par contre, il ne résiste pas
à certaines agressions comme l’humidité, l’acidité du sol ou
les insectes xylophages. Remarquons aussi que les qualités
du bois dépendent de son essence.
Les images 2 et 3 permettent
d’effectuer une comparaison entre les propriétés du bois et
de la pierre. Ainsi, sur l'image
2, on peut voir deux maisons attenantes abritant
des boutiques en rez-de-chaussée. Sur celle de gauche, le
mur de façade du premier étage est supporté par une poutre
en bois. Sur celle de droite, le mur analogue est supporté
soit par des linteaux monolithes (récemment restaurés ?),
soit par des arcades en pierre. Remarquer que la largeur de
baie est plus importante en ce qui concerne le bois. Pour de
mêmes dimensions, un linteau en pierre aurait cédé sous le
poids du mur. D’ailleurs, il n’est pas rare de rencontrer de
tels linteaux en pierre fendus en leur milieu (image
4). Le même type d’observations peut être réalisé
à partir de l'image 3 (large
portée des poutres en bois, faible portée ou arcades pour
les linteaux en pierre).
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Image 4
Linteau de pierre à Roquebrun (Hérault).
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Image 5
Linteau de pierre à Pouzzols-Minervois (Aude).
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Image 6
Linteau de pierre à Bolquère (Pyrénées- Orientales).
La
pierre : Tout comme pour le bois, les qualités de
la pierre dépendent de sa nature (grès, calcaire, marbre,
basalte, ..). Plus généralement, la pierre a une très bonne
résistance à la compression et une beaucoup moins bonne
résistance à la flexion ou au fléchissement. Une pierre mise
en porte-à-faux peut casser par l’effet de son simple poids
(si la portée est forte et l’épaisseur faible). Par contre,
une planche de bois de même longueur et de même épaisseur
résistera à cette contrainte..
L'image 4 montre
un linteau de pierre présentant une fente en son milieu. Le
linteau n’a pas cédé mais légèrement fléchi provoquant une
nouvelle répartition des forces dans la partie de mur située
au-dessus.
Les images 5 et 6 montrent
que, pour que les linteaux de pierre résistent aux fortes
poussées, ils doivent être très épais.
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Image 7
Temple gréco-romain de Garni (Arménie).
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Image 8
Base du temple gréco-romain de Garni (Arménie).
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Image 9
Grille de fenêtre de l’abbatiale de Sylvanès (Aveyron).
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Image 10
Ferrures de porte de l’abbatiale de Marcevol (Pyrénées Orientales).
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Image 11
Porte de bronze de l’église de Monreale (Sicile).
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Image 12
Porte de bronze du Duomo de Salerne (Campanie).
Les
métaux : les métaux, et parmi eux plus
particulièrement le fer, ont été très peu utilisés dans la
construction de monuments romans ou préromans. Ils sont
surtout présents dans les cadres des vitraux (pour le fer)
ou les assemblages de ces vitraux (pour le plomb). Les
images suivantes permettent néanmoins de déceler l’usage de
certains de ces métaux dans des cas très particuliers.
Sur l'image 7 du
temple gréco-romain de Garni (Arménie), on remarque à la
base (coin inférieur gauche un alignement de petites
cavités. Ces cavités alignées sont plus apparentes sur l'image 8. L’existence
de ces cavités est révélatrice de la méthode de construction
gréco-romaine consistant à sceller les pierres entre elles.
Les romains posaient les pierres l’une sur l’autre en ayant
pris soin de creuser au préalable une petite cavité dans la
face supérieure de la pierre du dessous et une autre dans la
face inférieure de celle du dessus. Une pièce de métal (en
général du plomb) était logée entre les cavités et assurait
la cohésion de l’ensemble (par assemblage du style
mortaise-tenon). Ultérieurement (peut-être même à une
période récente), des voleurs ont recueilli ce métal en
creusant dans le marbre les petites cavités que l’on voit
actuellement.
Sur l'image 9, on
peut voir une grille de protection en fer forgé. De telles
grilles ne sont pas soudées. Les ferrailles sont arrondies
en volutes, puis rassemblées entre elles et enserrées dans
des colliers. Un tel type de fabrication peut dater du XIIIesiècle
mais le modèle a été conçu bien avant cette période.
Le fer a aussi été utilisé pour les ferrures de portes (image 10).
On a pu aussi utiliser le bronze sous forme de feuilles pour
recouvrir les portes en bois. Comme ici en Italie (images
11 et 12). Ces portes de bronze sont relativement
récentes (XIIeou XIIIesiècle),
mais ailleurs en Italie (par exemple à San Zeno de Vérone),
on en trouve de beaucoup plus anciennes pouvant être datées
du premier millénaire.
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Image 13
Basilique de Trèves en Allemagne.
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Image 14
Thermes d’Arles.
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Image 15
Thermes d’Arles.
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Image 16
Tuiles romaines dans la basilique d’Odzoun (Arménie).
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Image 17
Vitrail de l’Apocalypse (Agneau aux 7 sceaux) Cathédrale de Bourges.
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Image 18
Vitrail du Zodiaque - Cathédrale de Chartres.
La
pierre reconstituée : Avant même l’époque romaine,
les hommes s’étaient aperçus que l’on pouvait obtenir des
éléments solides comparables à de la pierre à partir de
particules fines agglomérées. Et ce grâce à des réactions
chimiques provoquées par l’eau (ciment, plâtre) ou le feu
(verre, terre cuite). Tous ces matériaux et les techniques
pour les mettre en œuvre ont été utilisés durant le premier
millénaire mais avec une moindre ampleur que les deux
précédemment cités (le bois et la pierre).
La terre cuite : pierre
reconstituée par l’action du feu. Il en existe
plusieurs sortes :
La brique : Il
s’agit d’un petit pavé d’argile séché au soleil puis cuit au
four. On rencontre la brique dans diverses constructions de
l’Antiquité Tardive ou du Haut Moyen-Âge (images
13, 14 et 15).
La tuile présente
dans les constructions romaines. Elle servait pour couvrir
les toits. En fait il y avait deux types de tuiles : les
tuiles plates appelées tegulae et les tuiles rondes appelées
imbrices. Ces deux types de tuiles sont présentes sur l'image 16 (basilique
d’Odzoun en Arménie).
Le verre est lui
aussi une sorte de terre cuite. Mais le matériau de base
n’est pas de l’argile mais de la cilice. Le verre est
nettement plus coûteux que l’argile car les temps de cuisson
sont plus importants. De plus, sa préparation et son
façonnage sont délicats. Il est utilisé pour les vitraux (images 17 et 18).
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Image 19
Monument de Zvartnots (Arménie).
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Image 20
Abbatiale de Saint-Philibert de Tournus (Saône et Loire) : mosaïque de cavalier fauconnier.
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Image 21
Fresque de l’église rupestre de Vals (Ariège).
La
pierre reconstituée par l’action de l’eau : il
s’agit ici des divers liants ou enduits.
Le ciment était
très utilisé par les romains. Entre deux parements de pierre
comme ici à Zvartnots (Arménie), les maçons introduisaient
des moellons plus grossiers liés entre eux par un ciment (image 19).
Le ciment pouvait être aussi utilisé pour coller des
mosaïques (image 20).
Le plâtre est,
quant à lui, plus rare. On le trouve dans des décorations en
stuc.
Les divers enduits
qui pouvaient recouvrir les murs. Ils servaient en général
de support pour les fresques murales (image
21).
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Image 22
Ivoire : San Milan de la Cogola.
Monastère de Yuso.
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Image 23
Détail d’une croix :
Trésor d’Aix-la-Chapelle.
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Image 24
Trésor d’Aix-la-Chapelle -
Émaux : le Christ prêchant.
Enfin il ne faut pas oublier que les
artisans du Moyen-Âge ont su utiliser des matériaux précieux
comme l’ivoire (image 22), l’or, les
camées, les pierres précieuses, les intailles (image
23), les émaux (image
24. Remarque : cette œuvre n’est pas attribuable
au premier millénaire mais plus sûrement au XIIIesiècle).