Définition technique

Les différents types de voûte d’ogive

Construction de la voûte d'ogive

DÉFINITION TECHNIQUE

La voûte d’ogive reprend le principe de la voûte d’arête avec quatre voûtains qui prennent appui sur six arcs et s'arcboutent deux à deux :

- Deux ogives qui sont les deux arcs diagonaux qui serviront de support aux arêtes lors de la construction des voûtains.

- Deux arcs doubleaux perpendiculaires à l’axe de la nef qui supportent les deux voûtains situés dans l’axe de la nef.

- Deux arcs formerets adossés aux murs gouttereaux qui sont parallèles à l’axe de la nef. On les appelle formeret parce qu’ils délimitent la forme des deux voûtains perpendiculaires à l’axe de la nef.

Les six arcs en pierre sont des arcs de cercles, pour réaliser un arc plein-cintre (en général pour l’ogive) ou des arcs brisés (généralement pour les doubleaux et les formerets). Les techniques pour tracer et réaliser ce type d’arcs étaient alors totalement maîtrisées.

Une fois cette ossature assemblée et consolidée, c’est-à-dire mortier pris et décoffrage réussi, on peut alors entreprendre la construction des quatre voûtains triangulaires qui seront soutenus par des structures déjà stables et robustes.

Les malheureuses destructions causées par le vandalisme économique du XIXème siècle ont parfois mis au jour des situations qui nous éclairent pour mieux comprendre le savoir et l’intelligence des architectes et des maçons de l’époque comme en témoignent les ruines de l’abbaye d’Ourscamp dans l’Oise.

Le détail ci-dessous montre l’arête soulagée de l’ogive qui a été partiellement démontée. La taille des voussoirs arêtier est rudimentaire surtout pour l’arête de droite, ce qui en réduit la robustesse.

LES DIFFÉRENTS TYPES DE VOÛTES D’OGIVE

La technique ogivale ouvre la voie à la construction de voûtes de plus en plus sophistiquées qui mettent en œuvre plus que six arcs.

Voûte quadripartite

La voûte que nous avons montrée ci-dessus s’appelle voûte quadripartite car elle forme quatre compartiments c’est-à-dire quatre parties qui reposent sur quatre piliers. Voici deux exemples de voûtes quadripartites, l’église de Cambronne lès Clermont du XIIème siècle et la cathédrale Notre Dame de Chartes du XIIIème siècle. Le principe est le même mais l’esthétique est bien différente grâce aux progrès dus aux améliorations des techniques de réalisation.

Voûte sexpartite

Un voûte est dite sexpartite lorsqu’elle est formée de six compartiments reposant sur six piliers. La voûte de la cathédrale Notre Dame de Senlis illustre la comparaison d'une voûte sexpartite avec deux voûtes quadripartites  situées à sa gauche. L’image de la voûte de la cathédrale Notre Dame de Noyon met en évidence une caractéristique du voûtement sexpartite. Chaque grand voûtain est supporté par un arc doubleau soutenu par des piliers dénommés piliers forts alors que l’ogive transversale repose sur des piliers faibles car elle est moins sollicitée.

Voûte octopartite

Enfin, plus rarement, ont été construites des voûtes octopartites, huit compartiments reposant sur quatre ogives et huit piliers. En voici deux exemples avec l’église Notre Dame de l’Assomption à Voulton et Saint Quiriace à Provins.

Voûte avec liernes et tiercerons

Vers la fin du XIIIème siècle une nouvelle technique est apparue, largement développée en Angleterre, les voûtes avec liernes et tiercerons. Des nervures viennent compléter les ogives, multipliant ainsi le nombre de compartiments.

Une lierne est une nervure qui part de la clé de voûte jusqu’aux doubleaux et aux formerets, divisant ainsi chaque voûtain en deux parties symétriques.La voûte est alors divisée en huit parties.

La lierne peut s’arrêter avant les formerets et les doubleaux. Des arcs tiercerons relient alors les extrémités des liernes aux extrémités de la voûte.  La voûte est alors divisée en douze parties.

Les voûtes de l’église Saint Eustache à Paris dont la nef a été reconstruite au début du XVIème siècle, offrent une belle illustration de ce type de voûtement.

CONSTRUCTION DE LA VOÛTE D’OGIVE

La construction d’une voûte d’ogive procède en trois étapes :

-  Mise en place des cintres en bois destinés à étayer la constitution des arcs en pierre, ogives, doubleaux et formerets. La fabrication de ces cintres en demi-cercle (arc plein cintre) ou en arcs de cercle (arcs brisés) à l’aide d’un pieu et d’un cordeau était totalement maîtrisée.

-  Montage et assemblage des arcs en pierre, prise du mortier  puis léger décintrage pour que les ossatures en pierre trouvent leur position d’équilibre.

-  Constitution des voûtains qui sont soutenus par les armatures en pierre que constituent les ogives, doubleaux et formerets et s’arcboutent entre eux pour s’équilibrer deux à deux.

Cette technique de construction permet de couvrir tout type de surface polygonale comme le carré ou le rectangle dont sont constitués les nefs, les transepts, les collatéraux et les chœurs, comme le trapèze dans les déambulatoires, mais aussi les surfaces semicirculaires des absides ou encore des rotondes comme à Ferrières en Gâtinais.

Comme nous l’avons évoqué dans la présentation de notre parcours Roman-Gothique, la résolution d’un problème apporte de nouvelles difficultés qu’il faut surmonter pour résoudre, à leur tour, les nouvelles difficultés. C’est le cas de l’ogive. Ces cintres diagonaux, robustes et faciles à construire, qui soutiennent les arêtes, imposent aux voûtains une configuration plus complexe qu’une portion de demi cylindre ou de cône. C’est une surface dite non développable ou encore surface gauche. En voici quelques exemples :

Par conséquent, le couchis constitué d’un assemblage de lattes de bois qui vont soutenir les pierres ou le blocage du voûtain durant sa construction doit avoir la forme complexe imposée par les ogives. Comment les architectes médiévaux réalisaient-ils, avec la règle et le compas, des surfaces aussi complexes ? Nous l’ignorons car aucune archive, écrite ou dessinée, ne relate les techniques alors utilisées pour échafauder, étayer, consolider ces structures éphémères en bois indispensables pour réaliser la construction en pierre.

De nombreuses hypothèses ont été développées, sans certitude de vérité car jamais testée en vraie grandeur. La cerce imaginée par Violet le Duc est d’une logique irréfutable mais on imagine mal comment elle pouvait être manipulée et appliquée pour des voûtains d’une portée de plusieurs mètres.

John Fitchen, architecte et historien américain, a élaboré des hypothèses très pertinentes et convaincantes sur les techniques et les moyens utilisés au Moyen Âge pour construire les édifices. Il explique comment les cintres s’articulent entre eux, comment ils sont soutenus, comment le couchis est assemblé et accroché aux cintres, mais il dit très peu de choses sur la façon dont les architectes opéraient pour donner au couchis la forme adéquate.

L’invention fulgurante est extrêmement rare dans le monde de la technique. L’innovation vient des progrès accomplis patiemment par l’amélioration continue des méthodes et des moyens précédemment employés. Il en est ainsi du coffrage nécessaire pour soutenir les voûtains des voûtes d’ogive.

Raymond Signe, chercheur indépendant que nous avons déjà cité dans le chapitre La voûte d’ogive et dans les pages consacrées à l’église de La Ferté Alais, présente une hypothèse très pertinente sur la façon avec laquelle l’architecte de cette église a procédé pour construire l’une des premières voûte d’ogive réalisée en blocage.

Le point de départ est le coffrage utilisé pour étayer une voûte d’arête : des planches parallèles aux lignes de faîte s’appuyant sur les cintres demi-circulaires définissant la forme des voûtains. Les images ci-dessous illustrent ce principe matérialisé sur l’image de droite où l’on voit les assises d’une voûte appareillée, toutes parallèles aux lignes de faîte. 

L’hypothèse formulée par Raymond Signe est que le couchis utilisé pour les voûtes de l’église de La Ferté Alais reprenait le même principe que pour une voûte d’arête : des planches droites qui, grâce à la technique ogivale, reposent à leurs extrémités sur l’ogive et sur l’arc doubleau ou l’arc formeret. Au sommet de la voûte les planches sont parallèles à la ligne de fait, comme pour un coffrage de voûte d’arrête. Mais au fur et à mesure que l’on descend le long de l’ogive et de l’arc doubleau / formeret la surface se tord, on dit alors qu’elle se gauchit comme l’illustre intuitivement le dessin ci-dessous.

Les images ci-dessous illustre ce gauchissement sur des voûtes appareillées de l’église d’Auvers sur Oise et celle de Chars. Les assises sont de moins en moins parallèles à la ligne de faîte et les voussoirs ont des largeurs variables pour s’adapter au gauchissement. Ces déformations de surface ne peuvent pas être observées sur des voûtes en blocage protégées par du crépi comme à La Ferté Alais.

Raymond Signe a réalisé une maquette d’étude en bois au 1 / 18ème des voûtes de La Ferté Alais pour tester son hypothèse. Cette maquette sera construite à l’échelle 1 / 2,5 avec des matériaux simulant parfaitement la technique du blocage. Le projet est conduit par l’Association pour la Sauvegarde de l’Église de La Ferté Alais confirmant ainsi que cette église est une des premières, sinon la première, église gothique de l’Île de France à la fois par les techniques de construction et par l’esthétique intérieure.

Le savoir-faire de la construction des voûtes a considérablement progressé au fil des temps. Les voûtes des grandes cathédrales détruites ou gravement endommagées durant les deux guerres mondiales ont été reconstruites à l’identique mais avec les techniques du XXème siècle.

Celles de Notre Dame de Paris le seront avec les outils du XXIème siècle soutenus par les logiciels de simulation, de calcul des forces et contraintes, de visualisation 3D et seront réalisés grâce aux techniques sophistiquées d’échafaudage, d’étaiement et de levage d’aujourd’hui.

Nous serons, à juste titre, admiratifs de nous mêmes parce que nous ferons en quelques années ce que nos ancêtres faisaient en plusieurs dizaines, voire centaines d’années.