Les cathédrales gothiques

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1 Les cathédrales gothiques
Chapitre 7 Monographie: Les cathédrales gothiques En arrière-plan: rose de la cathédrale de Reims, 1290.

2 Contenu du chapitre 7 1. Introduction
L’essor de l’art gothique Le contexte: aspects de l’art gothique 2. Aspects techniques et mécaniques Analyse d’une cathédrale gothique Les piliers Les voûtes en croisées d’ogives Les arcs-boutants Les gargouilles Les charpentes Le chantier 3. Bibliographie En librairie… … et sur Internet

3 Chapitre 7 1. Introduction L’essor de l’art gothique
Le contexte: aspects de l’art gothique En arrière-plan: coupe de la Cathédrale de Bourges (source: .

4 L’essor de l’art gothique (1)
«Les cathédrales sont la manifestation extraordinaire d'un effort de construction sans précédent. Car celui-ci ne vient pas de la volonté de despotes contraignant des milliers d'hommes à exécuter des projets grandioses, parfois pour assurer leur propre survie dans l'au-delà, comme les pharaons, parfois pour défendre leurs territoires, comme la Grande Muraille de Chine, ou pour s'attirer la bienveillance des dieux par des sacrifices sur des monuments prestigieux, comme en Amérique centrale. Les cathédrales ont été construites par des hommes rémunérés, soutenus par leur foi et encouragés par la population dont ils faisaient partie et sous l'impulsion d'une émulation entre villes. Les moyens qui en ont permis la construction furent essentiellement des contributions volontaires, par des incitations s'appuyant sur les convictions religieuses, les croyances des donateurs et la pression de la population.» R. Bechmann En figure: vue de la nef de la cathédrale d’Amiens, 1220 (source: Quand les cathédrales étaient peintes, A. Erlande-Brandenburg).

5 L’essor de l’art gothique (2)
En 1135 l’abbé Suger, puissant conseiller du roi de France, entame le renouveau de la Basilique royale de St. Denis: c’est l’acte de naissance (avec la construction, à la même époque, de la cathédrale de Sens) de ce que les contemporains appelèrent Ars Francigenum et qu’aujourd’hui on appelle Art Gothique. En figures: façade et nef de la Basilique St Denis (source:

6 L’essor de l’art gothique (3)
Le nouveau art se répand très vite dans la région autour de Paris. Ce nouveau art est une aventure sociale qui représente une rupture avec le passé: une rupture artistique, technique, sociale, religieuse. Tout est nouveau dans l’art gothique: l’esprit, le matériau, les dimensions, les formes, la décoration. En figures: cathédrales de Noyon et de Laon (source:

7 L’essor de l’art gothique (4)
L’art gothique est une nouvelle ambition, portée par tout un peuple, qui est le reflet d’une nouvelle situation historique: aux siècles XI-XIII l’Europe, et la France, vivent une période d’épanouissement, entre la fin des invasions barbares, arabes et des vikings, les guerres féodales et le début de la crise politique, sociale et démographique (cette dernière due à la grande peste de 1348). C’est dans ce contexte favorable qui voit le jour l’épanouissement des villes et de l’art gothique. En figures: cathédrale de Bourges, vues de la façade et du chœur, (source:

8 L’essor de l’art gothique (5)
Très rapidement, des chantiers s’ouvrent un peu partout, surtout dans la région entre la Normandie et l’Alsace, le berceau de l’art gothique: en moins de deux siècles, on bâtît plus de 80 églises gotiques. Le nouveau art va conquérir rapidement l’Europe: Canterbury, Lincoln, Léon, Burgos, Cologne, Vienne, Milan, et d’autres villes encore se lancent dans la construction de leur cathédrale gothique. 1220: Amiens 1225: Beauvais 1155: Laon 1150: Noyon 1175: Soissons 1200: Rouen 1155: Senlis 1211: Reims 1220: Metz 1135: St Denis 1175: Strasbourg 1163: Paris 1194: Chartres 1135: Sens 1200: Troyes 1215: Auxerre 1194: Bourges En figure: lieux et dates des principales cathédrales gothiques en France.

9 Le contexte: aspects de l’art gothique (1)
La question est: pourquoi le gothique? A une seule question, plusieurs réponses, nécessaires à prendre en compte les différents aspects d’une telle épopée: les aspects politiques les aspects religieux les aspects sociaux les aspects économiques les aspects écologiques les aspects architecturaux les aspects mécaniques Ici, on s’attache surtout à examiner les aspects architecturaux et mécaniques, en essayant de les lier et d’en examiner les rapports avec les autres aspects, qu’on ne traitera que partiellement et très rapidement. En figure: vue de la nef de la cathédrale d’Amiens, 1220 (source: Quand les cathédrales étaient peintes, A. Erlande-Brandenburg).

10 Le contexte: aspects de l’art gothique (2)
Les aspects politiques: l’art gothique naît dans la région la plus riche de l’occident chrétien: l’Île de France. Il se nourrit de rivalité et compétition: lorsque Suger, en juin 1144, convie le Roi et les grands de France à la consécration du chœur de St Denis, il ébloui l’assistance avec le nouveau art. Les prélats qui assistent à cette cérémonie retournent dans leurs villes avec l’intention de bâtir des cathédrales semblables et même plus grandioses que la Basilique St Denis: la course est lancée, une cathédrale nouvelle est bâtie tous les 5 à 10 ans. En figures: façade de la cathédrale de Rouen, (source: Par exemple, l’archevêque de Rouen, ville qui vient de terminer une grande cathédrale romane, commence à la transformer en une cathédrale gothique digne du duché le plus riche de France et de la ville la plus peuplée après Paris.

11 Le contexte: aspects de l’art gothique (3)
Cet essor est favorisé par la nouvelle situation politique: l’avènement de la dynastie Capétienne, qui amène paix et stabilité au royaume, ce qui profite à l’Église. L’autre fait marquant de cette période, ce sont les croisades; l’appel de Clermont Ferrand fait par le Pape Urbain II est pour que les seigneurs cessent de se combattre, et pour qu’ils combattent contre les infidèles au profit de la foi et de l’Église. Les seigneurs partent en Terre Sainte, ils rentrent souvent ruinés: le devant de la scène politique et civile est pris par les bourgeois des villes: les cathédrales sont un phénomène urbain (alors que les grandes églises du passé étaient les abbayes: Cluny, Cîteaux, la Grande Chartreuse etc.). En figure: enluminure d’un chantier urbain au Moyen Age (source: Quand les cathédrales étaient peintes, A. Erlande-Brandenburg).

12 Le contexte: aspects de l’art gothique (4)
Les aspects religieux: les croisades engendrent aussi un autre phénomène de fondamentale importance: celui des reliques. Les reliques permettent de lever une partie des fonds nécessaires à la construction des cathédrales, et les cathédrales servent pour conserver ces reliques (l’exemple le plus fameux est la Sainte Chapelle, voulue par Saint Louis pour conserver les reliques de la crucifixion). Les villes rivalisent en reliques: une ville est réputée essentiellement pur les reliques qui y sont conservées, et la chasse aux reliques est, outre une phénomène de fois, aussi un phénomène économique (et de contrefaçon…). En figure: la Sainte Chapelle, (source:

13 Le contexte: aspects de l’art gothique (5)
La cathédrale, église de l’évêque, est donc le cœur de la ville, et elle est édifié par tout un peuple, non seulement par l’église (et d’ailleurs, dans des multiples cas, c’est le pouvoir politique qui prend l’initiative de l’édifier). C’est aussi l’époque de la reforme du pape Grégoire VII, qui marque un tournant dans l’histoire; c’est d’abord l’affirmation du pouvoir spirituel sur le pouvoir temporel: le pape devient le seul autorisé à nommer les évêques. Ceux-ci deviennent la vraie autorité dans les villes; ils définissent la pratique religieuse et instaurent les relations civiles basées sur le droit canon. Pour affirmer son rôle, l’évêque a besoin d’une «vitrine» efficace, ça sera la cathédrale: elle doit être merveilleuse, reflet du royaume des cieux, de la demeure du Très Haut, ouverte au plus grand nombre, lieu de rassemblement: la course au plus haut, plus grand, plus beau est lancée. En figure: plan de la cathédrale d’Amiens, (source: Quand les cathédrales étaient peintes, A. Erlande-Brandenburg).

14 Le contexte: aspects de l’art gothique (6)
Les aspects sociaux: l’essor des cathédrales gothiques est contemporain à l’essor des villes. Les anciens villes du haut Moyen Age, entourées par des remparts, deviennent rapidement trop petites: la population européenne est en forte croissance à cette période favorable. En fait, la croissance démographique est favorisée par le climat, particulièrement favorable à cette époque (au Groenland, les vikings avaient construit des villes et il y avait un évêché), par la diminution des famines et des guerres, par l’amélioration du rendement agricole, obtenu grâce aux innovations techniques (assolement triennal, collier d’épaule pour le joug des boeufs et des chevaux, charrue dissymétrique et avec versoir etc.). En arrière-plan: enluminure avec le nouveau joug (source: Quand les cathédrales étaient peintes, A. Erlande-Brandenburg).

15 Le contexte: aspects de l’art gothique (7)
La population européenne se reverse dans les villes, en quête d’un sort meilleure, et forme le nouveau peuple urbain. C’est un peuple en quête de liberté, d’un nouveau statut social, celui qui fait la «révolution» des libres communes: les villes s’affirment comme nouvelles entités politiques, affranchies du pouvoir seigneurial, organisées par les nouveaux acteurs sociaux: les bourgeois, les habitants des bourgs. Pour un peuple nouveau, un art nouveau: le gothique. C’est ce nouveau peuple qui bâtira les cathédrales, qui seront son symbole de pouvoir et de prestige. En arrière-plan: enluminure d’une ville (source: Quand les cathédrales étaient peintes, A. Erlande-Brandenburg).

16 Le contexte: aspects de l’art gothique (8)
Les aspects économiques: les cathédrales sont bâties à une époque où les équilibres économiques changent. L’argent se répand dans la population urbaine, grâce au surplus agricole qui engendre des disponibilités d’argent dans les différentes couches de population. Des nouveaux métiers se créent, liés à l’expansion urbaine. Les pèlerinages des fidèles vers les reliques font la richesse des villes qui les conservent; on arrive à faire des guerres entre villes voisines pour la possession de certaines reliques. Une chose est certaine: les cathédrales sont entièrement payées, En figure: enluminure d’une ville (source: Quand les cathédrales étaient peintes, A. Erlande-Brandenburg). elles ne sont pas le résultat d’une coercition, mais d’un travail rémunéré: la ville qui construit une cathédrale le fait parce qu’elle dispose de l’argent pour le faire.

17 Le contexte: aspects de l’art gothique (9)
Les aspects écologiques: le nouveau art est un art de pierre. Auparavant, les villes européennes étaient construites principalement en bois: maisons, châteaux forts, remparts, ils étaient pour la plupart en bois. Or, la France est de moins en moins boisée à cause de l’utilisation du bois comme matériau de construction, comme matière première et par le fait que les défrichements sont importants, afin d’assurer des nouvelles surfaces cultivables, pour nourrir la population qui augmente. En figure: enluminure d’un chantier d’ une tour (source: Quand les cathédrales étaient peintes, A. Erlande-Brandenburg). Le bois est de plus en plus rare et cher; surtout, on trouve peu de troncs de grande taille.

18 Le contexte: aspects de l’art gothique (10)
Célèbre est le cas de Suger, qui réussit à trouver dans la vallée de Chevreuse 12 troncs suffisamment grands pour St Denis, alors qu’on lui avait dit qu’ils n’en existait pas à moins de 150 km de Paris. Villard de Honnecourt, dans son fameux Carnet, montre des techniques pour construire un plancher lorsque les poutres sont trop courtes, ou encore un pont en bois avec des poutres de petite taille. Le transport de la pierre est plus simple que celui des troncs de grande taille et plus économique aussi. Pour limiter les coûts de transport, on ouvre des carrières le plus près possible des chantiers, on utilise des voies d’eau et on taille la pierre en carrière directement. En figure: figures du Carnet de Villard de Honnecourt, siècle XII.

19 Le contexte: aspects de l’art gothique (11)
Les aspects architecturaux: Suger veut un art nouveau, lumineux, magnifique, plein de décor, riche, à la gloire du Très Haut. L’art roman, sobre, sévère, obscur, dépouillé, ne lui convient pas. Le gothique est l’art de la lumière, et pour faire entrer la lumière, il faut tout changer par rapport à l’art roman: les murs, lourds et pleins, doivent être ouverts, et ceci implique une organisation différente de l’espace, des volumes. Le gothique est l’art du gigantisme: plus grand, plus haut; pour construire ainsi, les schémas de l’art roman ne sont plus adaptés. Le gothique est un art décoré: les décorations ne se limitent pas à quelques endroits particuliers, mais envahissent tout le corps architectural, à l’intérieur, à l’extérieur, sur les vitrages. Les cathédrales se remplissent de statues partout et sont peintes! Elles deviennent un véritable livre ouvert pour prêcher et enseigner la foi au peuple, mais aussi pour affirmer la puissance et l’orgueil de la ville. En arrière-plan: intérieur de la Cathédrale de Bourges, 1194.

20 Le contexte: aspects de l’art gothique (12)
Les aspects mécaniques: la construction des cathédrales pose des nouveaux problèmes et fait avancer l’état des connaissances en mécanique, même si empiriquement. Les architectes et les maîtres d’œuvre doivent résoudre les problèmes liés à l’équilibre des voûtes, des arcs-boutants, des tours. La «folie de grandeur» du gothique nécessite de nouvelles règles du construire, et cela se fait à prix d’échecs et accidents; souvent, on corrige en cours d’ouvrage. Le transport et le levage des blocs de pierre font apparaître aussi des nouvelles solutions: la grue à double bras et la grue à cage d’écureuil en sont des exemples. En figure: grue à cage d’écureuil de la cathédrale de Salisbury (source: Quand les cathédrales étaient peintes, A. Erlande-Brandenburg).

21 Chapitre 7 2. Aspects techniques et mécaniques
Analyse d’une cathédrale gothique Les piliers Les voûtes en croisées d’ogives Les arcs-boutants Les gargouilles Les charpentes Le chantier En arrière-plan: la cathédrale gothique idéale, selon Viollet le Duc (source: .

22 Analyse d’une cathédrale gothique (1)
Comme tout bâtiment, une cathédrale gothique est composée de plusieurs parties; voyons-les de plus près. Chacune de ces parties a sa fonction, qui peut être architecturale, religieuse, décorative ou statique. Ici, on ne considérera que les aspects architecturaux et leurs implications statiques. En figure: schéma d’une cathédrale gothique (source: Office de Tourisme d’Amiens).

23 Analyse d’une cathédrale gothique (2)
Les caractéristiques fondamentales d’une cathédrale gothique, sous le profil technique, sont: grande hauteur; grandes ouvertures; grande surface exposée au vent; grande surface couverte; nef et bas-côtés voûtés; toiture en charpente de bois; Les architectes gothique se trouvent face à un défi nouveau qui nécessite des solutions nouvelles. Fort heureusement, les différents problèmes ont souvent une même solution. En figure: nef et chœur de la cathédrale de Reims, 1211.

24 Analyse d’une cathédrale gothique (3)
La course à l’hauteur est effrénée et très audace: en moins d’un siècle, l’hauteur sous voûte est plus que doublée! Construire haut comporte des problèmes: grande surface exposée au vent, nécessité de diminuer le volume construit pour épargner du matériau et pas trop augmenter le poids de la construction. En figure: coupe transversale des cathédrales de Noyon, Amiens, Beauvais.

25 Analyse d’une cathédrale gothique (4)
La course en hauteur est fonctionnelle à la philosophie de la lumière: construire plus haut permet d’aspirer la lumière là où elle n’est pas gênée par les constructions de la ville médiévale, très serrée autour de sa cathédrale. L’hauteur de la cathédrale est certainement une marque de prestige et d’orgueil pour la ville, mais aussi la façon la meilleure de réaliser le rêve de lumière de l’abbé Suger. Faire entrer la lumière comporte l’utilisation de grandes baies vitrées: ça convient parfaitement à la nécessité d’alléger la construction, importante non seulement pour la stabilité de la construction toute entière mais aussi pour épargner sur la pierre, sur le temps de construction, sur les charpentes en bois. En figure: élévation de l’intérieur de la cathédrale d’Amiens (source:

26 Analyse d’une cathédrale gothique (5)
La couverture en voûte en berceau, typique des époques précédentes, ne s’accorde pas avec la réalisation de grands vitrages: il faut une voûte légère et ouverte sur les 4 côtés: ça sera la voûte en croisée d’ogives. Toutefois, cette voûte ce n’est qu’un élément décoratif, un plafond: la couverture du vaisseau est faite en charpente de bois. Elle est normalement construite avant la voûte, pour plusieurs raisons: solidariser les deux parties de la nef, soumises à la poussée du vent et des arcs-boutants, pas encore équilibrés par la voûte encore à construire; En figure: toiture de la cathédrale de Strasbourg, (source:

27 Analyse d’une cathédrale gothique (6)
créer un abri pour les fidèles: la cathédrale était souvent en service pendant la construction; permettre la construction de la voûte sans l’exposer à la pluie, qui aurait pu endommager le mortier et donc la voûte même; constituer des points d’appui pour le levage des blocs de pierre. La réalisation d’une voûte en croisée d’ogives est une tâche compliquée, que les architectes gothique résolvent de façon astucieuse (voir ci-après). En figure: voûte de la cathédrale de Bourges, (source:

28 Analyse d’une cathédrale gothique (7)
L’hauteur, comme déjà dit, crée des vastes surfaces exposées au vent. Il faut trouver une solution efficace pour contraster l’action horizontale du vent et qui au même temps n’empêche pas à la lumière d’entrer: c’est l’arc-boutant et le mur de coulée. Une forêt d’arcs-boutants, pinacles et murs de coulée entoure les cathédrales, avec des géométries différentes et de plus en plus perfectionnées. A Bourges, les arcs-boutants permettent d’épargner le 60% de matériau par rapport à ceux de Chartres, pour les mêmes dimensions du vaisseau. En figure: arcs-boutants de la cathédrale de Chartres, 1194 (source:

29 Analyse d’une cathédrale gothique (8)
Les aspects financiers conditionnent beaucoup l’architecture gothique. Les soucis d’argent poussent les constructeurs à faire des économies partout. Il faut réduire les coûts de transport, du bois et les temps morts: la réponse est la standardisation. En fait, la construction des cathédrales gothiques est une entreprise très organisée et standardisée, ce qui explique la En figure: figures sur les règles de tailler les tas de charge et de tracer les arcs, Carnet de Villard de Honnecourt, siècle XII. grande rapidité avec laquelle elles sont réalisées (les longues durées sont dues à des temps morts causés par le manque d’argent).

30 Analyse d’une cathédrale gothique (9)
La standardisation s’accorde aussi avec la nécessité de limiter les erreurs dus aux malentendus, aux mauvaises interprétations etc.: peux de gens savent lire et le parchemin coûte très cher. Il faut donc que les maîtres d’œuvre et les ouvriers sachent exécuter bien des tâches qui leur sont bien connues, qu’ils travaillent sur des pièces standardisées, répétitives, qu’ils connaissent bien le métier: c’est la naissance du compagnonnage, des corps de métiers. Les blocs de pierre des piliers, des voûtes, des arcs, sont standardisés par l’adoption de géométries adaptées et d’astuces particulières: l’arc brisé et les nervures, par exemple. Pour diminuer le coût de transport de la pierre, on fait tailler la pierre directement en carrière, et ceci comporte forcement une standardisation poussée: les cathédrales gothiques sont préfabriquées! En figure: enluminure de tailleurs de pierre (source: Quand les cathédrales étaient peintes, A. Erlande-Brandenburg).

31 Les piliers Les piliers portent à terre le poids de la construction, et pour assurer l’hauteur de la cathédrale, on réalise des piliers de plus en plus hauts et donc de plus en plus grands. A côté des colonnes circulaires, on voit apparaître des piliers à section composée, avec des cannelures qui recueillent en haut les nervures de la voûte en croisée d’ogive. Les cannelures se terminent en haut par des pièces travaillées qui forment l’appui pour les nervures: c’est le tas de charge. En figure: piliers de la cathédrale de Chartres et feuille du Carnet de Villard de Honnecourt avec des formes de pilier.

32 Les voûtes en croisées d’ogives (1)
Le trait le plus connu de l’art gothique, au point de le rendre le signe qui le caractérise le plus, est l’arc ogival. Il faut par contre comprendre les raisons de ce choix si caractéristique, raisons qui ne sont pas artistiques mais techniques, liées à la standardisation de la construction, et mécaniques, liées à la statique du bâtiment. D’abord, on a déjà dit de la nécessité, pour les architectes gothiques, d’abandonner la voûte en berceau au profit d’une voûte ouverte sur les côtés, afin de permettre de réaliser des grandes ouvertures pour faire entrer la lumière. En figure: schéma d’une voûte d’arêtes. arc ogival La seule solution, est une voûte d’arêtes, obtenue comme intersection de deux demi cylindres. A proprement parler, l’arc ogival est un arc diagonal; or, si les deux cylindres sont circulaires, cet arc est une ellipse.

33 Les voûtes en croisées d’ogives (2)
Cette solution n’est donc pas l’idéal pour les architectes gothiques, toujours en quête de simplicité et de répétitivité. En fait, un arc elliptique nécessite de claveaux tous différents, chacun taillé selon la position qu’il occupera dans l’arc, et le cintre doit être fait pour un arc ogival donné et il ne peut être réutilisé ailleurs. Croiser deux voûtes cylindriques ce n’était donc pas la solution. Pour utiliser seulement un type de cintre, circulaire et ayant un rayon donné, pour tailler des claveaux tous identiques, utilisables indépendamment de leur position finale, la trouvaille des architectes gothiques est l’arc brisé! L’arc brisé est un arc composé par deux arcs de cercle, et il est souvent confondu avec l’arc ogival, alors que celui-ci est seulement, comme on a vu, l’arc diagonal d’une voûte d’arêtes.

34 Les voûtes en croisées d’ogives (3)
En fait, plutôt que croiser deux cylindres circulaires, qui imposent des arcs diagonaux elliptiques, les architectes gothiques ont inversé le problème: ils ont imposé des arcs diagonaux circulaires, ce qui donne deux cylindres elliptiques. Or, l’ellipse est très bien approximée par un arc brisé. voûte elliptique arc brisé surélevé Croisée d’ogives sur plan carré arc brisé En figures: construction d’un arc brisé. arc ogival Voici comment on trace un arc brisé équilatéral L’arc brisé ainsi obtenu approche l’arc elliptique

35 Les voûtes en croisées d’ogives (4)
L’idée est alors celle de faire des arcs brisés ayant le même rayon de l’arc ogival (voir la figure à la page précédente), ce qui permet d’utiliser le mêmes cintres et de tailler un seul type de claveaux, utilisables partout: c’est la standardisation totale! On obtient ainsi la voûte typique de l’art gothique, la croisée d’ogives. arc doubleau (brisé) arc ogival (plein cintre) arc formeret (brisé) clef tas de charge compartiment En figure: voûte en croisée d’ogives: nomenclature des différentes parties.

36 Les voûtes en croisées d’ogives (5)
La longueur de la travée est la même dans la nef et dans les vaisseaux collatéraux. Généralement, la voûte en croisée d’ogives est sur plan carré dans les collatéraux. Pour augmenter la portée transversale de la nef, les architectes adoptent alors le plan barlong: la croisée d’ogives de la nef est sur plan rectangulaire, avec le côté long transversal à la nef. En plus, l’arc brisé a un autre avantage très important, surtout dans les constructions hautes, comme les cathédrales gothiques: la poussée horizontale de l’arc est plus petite par rapport à un arc en plein cintre de même portée (voir chapitre 5, page 73); ça c’est une différence fondamentale dans la statique des constructions gothiques par rapport aux constructions précédentes (art roman). En figure: voûte en croisée d’ogives sur plan barlong de la cathédrale de Chartres, 1194.

37 Les voûtes en croisées d’ogives (6)
Une voûte d’arêtes, comme une croisée d’ogives, est une structure autoportante, elle n’a pas besoin de nervures les long des arcs diagonaux ou du périmètre pour être en équilibre. Toutefois, les architectes gothiques ont préféré adopter des voûtes nervurées, et cela pour deux raisons, mais finalement, encore une fois pour minimiser le coût de fabrication. En fait, les architectes construisent d’abord les 6 nervures de la croisée, en utilisant des cintres légers et standardisés. Ensuite, en s’appuyant sur les nervures, il positionnent des cintres de petites dimensions, déplaçables, pour construire les compartiments voûtés entre les nervures: de cette façon, on n’a pas besoin de grands échafaudages et cintres pour faire la voûte. Les nervures ont un autre avantage: elles cachent l’intersection entre les deux voûtes qui se croisent; cette intersection est délicate: en fait, il est très difficile de tailler des voussoirs parfaitement adaptés aux arêtes de la voûte, car chaque position nécessite d’un voussoir différent.

38 Les voûtes en croisées d’ogives (7)
Toujours dans l’esprit d’éliminer les difficultés et les cas particuliers, les architectes ont utilisé les nervures pour cacher l’intersection des voûtes. De cette sorte, ils peuvent continuer à utiliser des voussoirs standardisés, tout en sachant que les petits défauts près des arêtes seront cachés par les nervures. En figure: croisée d’ogives sur plan carré: nervures et voûtes.

39 Les arcs-boutants (1) Les cathédrales gothiques sont le premier exemple de construction où la structure est clairement lisible, exposée. Cela est absolument manifeste lorsqu’on pense aux arcs-boutants, qui, avec les murs de coulée, réalisent parfois des véritables forêts structurales à l’extérieur de la cathédrale, un peu comme des ancêtres du Beaubourg. Les architectes y sont obligés: l’hauteur des cathédrales impose des solutions structurales et des «sacrifices» esthétiques, quoique on ne saurait pas dire si les architectes et les populations de l’époque appréciaient la nouvelle architecture style «usine à gaz» ou bien si elle n’était qu’une condition nécessaire pour la stabilité de l’ouvrage, et donc une sorte de tribut à payer à leur folie de grandeur. En tout cas, les arcs-boutants sont un trait caractéristiques, tout comme l’arc brisé, des l’art gothique.

40 Les arcs-boutants (2) Mais quelles sont les véritables fonctions des arcs-boutants et comment travaillent-ils d’un point de vue statique? Ce qu’on entend dire le plus souvent, c’est que les arcs-boutants servaient à compenser la poussée horizontale des voûtes, pour la transmettre à terre à travers les murs de coulée, mais ceci est seulement partiellement vrai. En fait, le moyen le plus simple, rapide, efficace et sûr d’annuler la poussée horizontale d’un arc est d’utiliser des tirants en fer: les architectes auraient épargné beaucoup de temps et de matériau si, à la place du système des arcs-boutants, ils avaient utilisés des tirants en fer (cette technique était déjà répandue un peu partout). On peut objecter que le fer était un matériau rare et de fabrication difficile, et donc cher; cela est bien vrai, mais les cathédrales gothiques sont néanmoins remplies de fer, pour les encercler, les protéger contre la formation de fissures et donc contre les écroulements.

41 Les arcs-boutants (3) En outre, la poussée horizontale des voûtes n’était pas très forte, pour deux raisons: les voûtes et les arcs doubleaux sont brisés, donc surélevés par rapport à une voûte en berceau ou un arc en plein cintre: la poussée est donc plus petite. Ensuite, et surtout, la poussée n’est pas très grande parce que les voûtes et les nervures ne portent rien d’autre que leur propre poids: la couverture est en charpente, et indépendante de la voûte. La voûte, quant à elle, est très légère, car les architectes sont arrivés à construire des voiles très minces (environ 10 cm) pour couvrir les compartiments voûtés entre les nervures. Finalement, si ce n’était que pour contraster la poussée des voûtes, les architectes auraient pu éviter les arcs-boutants, probablement avec un épargne considérable en termes de temps et de coût de construction.

42 Les arcs-boutants (4) En fait, les arcs-boutants sont indispensables pour une autre raison: pour faire face à l’action du vent! Une cathédrale gothique présente en fait une énorme surface exposée au vent, et par conséquent elle est soumise à des forces horizontales gigantesques, qui tendent à la renverser. Cet effet est amplifié dans les cathédrales gothiques qui sont des bâtiments légers, pleins d’ouvertures: les basiliques romanes, lourdes, massives, résistaient mieux à l’action du vent (voir chapitre 5, page 60). Pour éviter cela, il faut transformer la force horizontale du vent en force verticale qui se décharge à terre, en la guidant vers le bas: c’est là la fonction principale du système formé par l’arc-boutant et son mur de coulée: c’est un type de contreventement! Bien sûr, si l’on met en place un système comme celui-ci, plus besoin de placer des tirants en fer pour compenser la poussée des voûtes!

43 Les arcs-boutants (5) Le système est formé, si bien fait, par quatre éléments: l’arc proprement dit; le caniveau en pierre; le mur de coulée; le pinacle. Chacune de ces quatre parties a une fonction précise dans le fonctionnement statique de l’arc-boutant. En fait, la poussé horizontale est décomposée selon le mur vertical et le caniveau en pierre qui est porté par l’arc-boutant proprement dit. En figure: schéma des arcs-boutants et murs de coulée de la cathédrale de Paris, 1163.

44 Les arcs-boutants (6) Ce caniveau est formé par des blocs de pierre de taille bien posés, et d’un point de vue statique il est comme une barre: il transmet une force de compression. Un arc-boutant tout seul, n’est pas capable de transmettre une force de compression: il se brise sur l’action de celle-ci. Avec le caniveau, il forme un système efficace de transmission de la poussée. En figures: schéma de fonctionnement d’un système arc-boutant – caniveau. caniveau mur de la nef arc-boutant mur de coulée

45 Les arcs-boutants (7) L’arc, en fait, a le rôle de porter le caniveau, qui ne pourrait pas tenir en place sans un appui continu, point par point. Le mur de coulée, quant à lui, reçoit la poussée transmise par le caniveau et la guide vers terre, grâce à son poids. En figure: coupe transversale d’une cathédrale avec schéma de guidage à terre des forces horizontales.

46 Les arcs-boutants (8) Le pinacle est bien sûr un élément de décoration, mais en réalité il a la fonction statique de lester le mur de coulée (voir encore chapitre 5, page 60). Le système des arcs-boutants permet aussi de donner une brillante solution au problème de l’évacuation des eaux de pluie. En fait, le caniveau se termine avec une gargouille: chaque arc-boutant est donc aussi un canal d’évacuation des eaux de pluie. Encore une fois, les architectes gothiques optimisent, en adoptant des trouvailles qui sont la solution de plusieurs problèmes à la fois! En figure: arcs-boutants de la cathédrale d’Amiens, 1220 (source:

47 Les gargouilles (1) Un des problèmes posés par les cathédrales gothiques est l’évacuation efficace des eaux de pluie. En fait, un vaisseau gothique offre une énorme surface exposée au ruissellement des eaux pluviales, qu’il faut canaliser pour éviter des dégradations rapides des décorations et de l’ensemble du bâtiment. Les parties hautes des cathédrales sont donc rendues étanches le plus souvent avec des plaques de plomb, et remplies de caniveaux un peu partout. En figure: gargouilles de la cathédrale de Metz.

48 Les gargouilles (2) Pour éloigner des parois du vaisseau (et donc aussi des vitrages) les eaux ainsi récoltées, la solution adoptée par les architectes gothique est celle des gargouilles. Ces statues grotesques et monstrueuses sont en fait la terminaison des canaux de récolte des eaux pluviales et elles sont suffisamment longues pour évacuer les eaux loin des parois du vaisseau. En figure: gargouilles de la cathédrale de Paris et de la cathédrale d’Amiens.

49 Les charpentes La toiture d’une cathédrale est toujours en charpente de bois. Or, ici les limitations sont celles imposées par la pénurie du bois, surtout de celui des troncs de grandes dimensions. Les architectes résolvent le problème en adoptant des fermes légères et plus rapprochées, même si cela n’est pas toujours l’idéal d’un point de vue mécanique: en fait, le mieux ça serait de mettre une ferme en correspondance de chaque pilier, pour éviter de charger les arcs formerets. Ils peuvent donc utiliser le bois dont ils disposent, qui a rarement des dimensions importantes. En outre, les charpentes légères sont hissées plus facilement en place, ce qui est important lorsqu’on travaille à des grandes hauteurs. Les charpentes sont aussi utilisées pour la cage à cloches dans les clochers et pour les flèches.

50 Le chantier (1) On a souvent cru que les cathédrales gothiques étaient construites par le peuple, guidé par des maîtres d’œuvre. La réalité est différente: la standardisation et la complication des tâches à accomplir imposait l’utilisation de main d’œuvre spécialisée, de professionnels. Ceux-ci, réunis en corps de métiers, étaient très convoités par les différentes villes et ils monnayaient leurs services: la profession était très réglementée. Dans certaines circonstances, on a pu faire appel à de la main d’œuvre non spécialisée, et au peuple aussi, mais ce sont des cas très rares et limités dans le temps. Sur le chantier, pour abattre le temps de construction l’organisation s’imposait; on n’a jamais eu besoin de la présence d’un grand nombre de travailleurs sur un chantier, ce qui facilitait l’organisation du travail.

51 Le chantier (2) La séquence des opérations sur le chantier était programmée pour éliminer les temps morts et pour concilier l’utilisation contemporaine du bâtiment en transformation: la plupart des cathédrales surgissent sur des anciennes églises abattues et pendant la construction le culte doit continuer. Le levage des pierres, des charpentes et des cintres était fait à l’aide de machines qu’on montait sur place, pour être démontées et déplacées ailleurs sur le chantier selon le besoin. Parfois, des engins comme les grues à cage d’écureuil sont restées dans les combles des cathédrales (voir page 20). Le travail est organisé aussi par rapport aux saisons, qui influencent l’approvisionnement en matériau et les opérations en chantier. La figure suivante montre bien l’aspect typique d’un chantier d’une cathédrale gothique.

52 Le chantier (3) En figure: représentation d’un chantier de cathédrale gothique (source: Quand les cathédrales étaient peintes, A. Erlande-Brandenburg).

53 Chapitre 7 3. Bibliographie En librairie… … et sur Internet
En arrière-plan: enluminure d’un chantier (source: Quand les cathédrales étaient peintes, A. Erlande-Brandenburg).

54 En librairie… G. Duby: Le temps des cathédrales. L’art et la société, Gallimard, 1976 (2nde édition). R. Bechmann: L’architecture gothique: une expression des conditions du milieu. Dans Pour la science, n°4, 1978 (à télécharger sur e-campus). J. Gimpel: Les bâtisseurs des cathédrales. Le Seuil, 1980. A. Erlande-Brandenburg: L’art gothique. Mazenod, 1983. G. Duby: Le moyen âge. Hachette, 1987. A. Erlande-Brandenburg: Quand les cathédrales étaient peintes. Découvertes Gallimard, 1993 (petit ouvrage bien fait, qui a beaucoup servi pour construire ce document!). A. Erlande-Brandenburg: La cathédrale. Fayard, 1989.

55 … et sur Internet Le site de la Bibliothèque Nationale de France, sur les Cathédrales Gothiques et le Carnet de Villard de Honnecourt: Site bien fait, avec un parcours pédagogique. Le site de ARTE: decouverte/architecture/ html; avec plusieurs documents multimédia très bien faits (et très utilisé pour construire ce document!). Le site de Historia, qui recueille plusieurs articles sur l’art gothique: Un site d’architecture religieuse: Un site américain sur l’art de la pierre et de l’architecture du moyen âge: