La charpente

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Nous commençons notre parcours Roman – Gothique par les édifices dont le couvrement est en bois.

-   Définition

-   Édifices à nef unique

-   Édifices à trois nefs

-   Forces et faiblesses du couvrement en bois

-   Renforcement par des arcs diaphragme

-   Couvrement en bois postérieur à la construction


DÉFINITION


Aux premiers temps de la période romane ou préromane, l’époque du « le blanc manteau » de l’an mille évoqué par Raoul Glaber, les bâtiments construits sur plan basilical, étaient couverts d’une charpente en bois soit apparente soit cachée par un plafond en bois assurant une meilleure isolation thermique et une esthétique plus soignée.



Rhuis (60)                                                                            Eschau (67)

Cette technique permet de couvrir des largeurs déjà importantes sans exercer de poussées latérales sur les murs. La charpente est stabilisée sur les murs grâce à son poids, donc nul besoin de renforcer les murs par leur épaisseur, ni par des colonnes engagées à l’intérieur pour soutenir des arcs doubleaux, ni de contreforts à l’extérieur pour résister à des poussées latérales. L’ensemble charpente-murs est suffisamment solidaire pour résister aux forces exercées par le vent ou les oscillations du sol. La sobriété et la simplicité sont maximales.




ÉDIFICES A NEF UNIQUE


Dans les églises à nef unique, structure largement répandue pour les petites églises rurales, les problèmes de l’équilibre et de la traversée de l’espace sont analogues à ceux rencontrés pour une grange ou un hangar.



Lys (71)                                                                 Cravant (37)


  

Saint Romain sous Gourdon (71)


 


ÉDIFICES A TROIS NEFS


En préambule commençons notre voyage à travers le temps et l’espace par deux édifices très ancien dont la construction remonte au 9ème siècle (~815-847), l’église abbatiale Saint Philibert à Déas, lieu-dit médiéval devenu St Philibert de Grand-Lieu en Loire Atlantique et l’église abbatiale de Saint Généroux dans les Deux Sèvres. Elles sont parmi les plus anciennes églises de France.



Saint Philibert de Grand Lieu (44)                                                    Saint Généroux (79)


Nous allons maintenant entrer dans la période romane primitive, au sens classique du terme, où la technique du couvrement en pierre n’était pas encore généralisée.

Les voûtes en berceau et en arête étaient connues et pratiquées, rarement il est vrai, dès l’antiquité mais très peu utilisées sans doute faute de compétences suffisamment répandues pour les généraliser.

La technique de la charpente en bois a l’avantage d’être plus simple et moins coûteuse à concevoir et à réaliser. Cette technique a donc été perpétrée longtemps après que des architectes aient adopté  les techniques de couvrement en pierre plus modernes.

Des églises ont été édifiées avec un couvrement en bois alors qu’au même moment d’autres étaient couvertes de voûtes de pierre.

Les fiches techniques traversée de l'espace avec le  bois et traversée de l'espace avec la pierre expliquent les grands principes du couvrement en bois et en pierre compte tenu des forces et des faiblesses de chacun de ces matériaux et la fabuleuse invention de l’arc en pierre pour traverser l’espace, invention aussi essentielle pour l’Homme que celle de la roue. Ces fiches sont accessibles par les onglets situés en haut à gauche.


Les illustrations suivantes vous permettent d’explorer quelques édifices représentatifs de cette technologie. Vous noterez l’absence de contreforts à l’extérieur et de colonnes engagées à l’intérieur. Ainsi les murs gouttereaux sont lisses tant à l’extérieur qu’à l’intérieur.

Ce sont des indices qui prouvent que ces édifices étaient, dès leur origine, conçus pour un couvrement en bois.



Bourbon Lancy (71)                                                                    Rhuis (60)

   

Château Landon (77)                                                                    Vertus (51)



Eschau (67)                                                                  Avolsheim – Le Dompeter (67)


L’église Saint Léger d’Ebreuil apporte un progrès dans la construction : les collatéraux furent dès l’édification couvert en pierre. Seul le collatéral nord subsiste, celui du sud ayant été complètement reconstruit au 18ème siècle.

Le collatéral nord est couvert de voûtes d’arête séparées par des arcs doubleaux.

Pour s’opposer à la poussée des voûtes d’arête et des arcs doubleaux du collatéral, le mur extérieur du collatéral nord est renforcé par des contreforts alors que le mur gouttereau de la nef ne comporte pas de contreforts. .

Nous sommes au début de l’introduction de la voûte d’arête pour couvrir des espaces de faible portée.



Ebreuil (03)


Rares sont les édifices qui conservé leur structure d’origine. La plupart des églises et cathédrales ont subi des modifications, des adjonctions ou des transformations plus ou moins profondes.

Il fallait soit accroître leurs capacités d’accueil, soit les embellir et les mette au goût du jour ou simplement les renforcer en appliquant des techniques plus robustes mises au point postérieurement à leur construction.


A l’église Saint Jean de Châlons en Champagne, les deux collatéraux nord et sud ont été reconstruits et voûtés au 17ème siècle.



Châlons-en-Champagne : Saint Jean (51)

La nef de l’église Saint Michel de Juziers fut voûtée d’ogive à la fin du 18ème siècle. Les clés de décodage que nous avons évoquées, nous permettent de lire facilement que la nef était originellement couverte d’un plafond de bois. Pour preuve l’absence de contreforts dans les murs gouttereaux de la nef et des collatéraux, piles intérieures massives à section carrée et absence de colonnes engagées.



Juziers (78)


La nef de l’église Saint Anne de Gassicourt à Mantes la Jolie (78) fut voûtée d’ogives au 16ème siècle mais sa forme originelle en charpente de bois fut restaurée en 1960.

Les piles massives à section carrées font place ici aux piles cylindriques qui seront largement employées en Ile de France avec le déploiement de l'esthétique "gothique"  mais elles ne sont pas surmontée de colonnes engagées comme dans les édifices de facture gothique.



Sainte Anne de Gassicourt (78)


La petite église Saint Aubin de Trèves initialement prévue pour être couverte d’une charpente au 11ème siècle fut modifiée pour recevoir des voûtes en pierre. Le renforcement des murs par des arcades qui font office d'arcs de décharge et des colonnes engagées ainsi que la mise en place des contreforts extérieurs sont postérieurs. Les travaux ne furent jamais poursuivis, elle conserva un couvrement en bois.



Trèves (49)




Forces et faiblesses du couvrement en bois


La technique du couvrement en bois, charpente apparente ou plafond de bois, a pour avantages la facilité de construction parce que l’équilibre de l’édifice se résume à un empilement de charges verticales sur des supports dont la verticalité est facilement vérifiable avec un fil à plomb. La stabilité est assurée par les poutres transversales de la charpente (les entraits) qui rendent les murs solidaires entre eux et les empêchent de s’écrouler sous l’effet d’un trop grande charge latérale (par exemple le vent).

Mais la couverture en bois qui est facile à réaliser, a un inconvénient majeur : la vulnérabilité aux incendies.

La charpente pouvait s’embraser suite à un incendie au sol dont la chaleur intense pouvait élever des braises incandescentes et enflammer les poutres. Le désastre pouvait aussi se produire par les conséquences de la foudre frappant les toits des églises qui étaient vulnérables parce qu’ils étaient alors les points les plus élevés, bien au dessus des cimes des arbres environnants, attirant ainsi l’électricité dévastatrice.

Une fois la charpente consumée, les ruines de l’édifice n’étaient plus que quatre murs fragilisés par l’absence d’étaiement entre eux, un espace sans couverture livré aux caprices du temps et donc totalement inutilisable. Il fallait tout reconstruire.


L’incendie aux lourdes conséquences de la charpente de Notre Dame de Paris en 2019 est la preuve de la vulnérabilité de ce type de structure. Elle est partie en cendres en totalité malgré les moyens modernes et sophistiqués de prévention, de surveillance, de détection et d’intervention. Alors imaginez ce que ce devait être à l’époque médiévale où la lumière et le chauffage n’étaient produits que par des flammes !

Voici quelques images d’actualité provenant d’internet. Elles montrent les dégâts subis par cet édifice gothique protégé par un couvrement robuste en pierre dont seulement 3 voûtes sur 12 se sont effondrées.

Alors imaginez ce que ce devait être pour un édifice qui n’avait pour couvrement que la charpente en bois !








Renforcement par des arcs diaphragme


Le renforcement de la couverture en charpente par des arcs diaphragme a été parfois utilisé. Il en reste malheureusement très peu de vestiges.

Dans cette technique la ferme en bois qui soutient les pannes et les voliges de la charpente est remplacée, de place en place, par une ferme en maçonnerie triangulaire soutenue par un arc en pierre. En voici deux illustrations.



Saint Vincent sur Jard (85)                                            Saint Michel de Cuxa (66)


Une nef charpentée est constituée de deux murs élevés qui ne sont stabilisés que lorsque la charpente en bois, qui relie les deux murs, est en place. Le fait de relier, lors de la construction, les deux murs de place en place par des arcs diaphragme en pierre consolide la structure en attente de recevoir la charpente.

Certains experts ont émis l’hypothèse que ces arcs diaphragme pouvaient stopper la propagation du feu dans la charpente en cas d’incendie. C’est vraisemblablement faux parce que l’arc diaphragme n’interrompt pas la charpente mais ne fait que la soutenir.

Par contre, si par malheur la charpente disparaissait dans un incendie, la structure en maçonnerie restait stable puisque les murs restaient reliés par les arcs diaphragme et donc demeuraient solidaires. Cela était particulièrement crucial pour les édifices de grande hauteur.

Il reste peu d’arcs diaphragme encore visibles dans les nefs. Mais certains édifices montrent des vestiges de colonnes engagées et de contreforts qui pouvaient très vraisemblablement supporter initialement des arcs diaphragmes. L’abbatiale de Jumièges est un bel exemple.



Jumièges (76)


L’abbatiale de Jumièges située en Seine-Maritime a été vendue après la Révolution à des marchands de pierre qui l’ont sérieusement déconstruite (pour utiliser un vocabulaire moderne).

La photo de gauche montre le mur sud. Le bas côté et les tribunes ont été démolis, il ne reste que les grandes arcades et les baies des tribunes. Au dessus, des contreforts renforcent le mur gouttereau toutes les deux travées.

La photo de droite montre l’élévation nord à l’intérieur de la nef. Deux colonnes engagées, correspondant aux contreforts extérieurs, montent jusqu’à la base des fenêtres hautes. Dans leur prolongement la trace de ce qui pourrait être un arc diaphragme creuse le mur.

L’hypothèse actuellement admise est que cet édifice pouvait être couvert d’une charpente renforcée toutes les deux travées par un arc diaphragme.


Dans l’église priorale de Graville Sainte Honorine située à proximité du Havre, des indices montrent qu’à l’origine cette église pouvait avoir une charpente renforcée par des arcs diaphragmes.



Graville Sainte Honorine (76)


Après avoir vécue une histoire mouvementée et avoir connue de nombreuses évolutions, l’église de Graville Sainte Honorine a subi un bombardement durant la seconde guerre mondiale.

Elle a été restaurée avec la volonté de la rendre le plus proche possible de ses origines.

A l’extérieur le mur gouttereau de la nef est renforcé par des contreforts plus ou moins épais en alternance. Le contrefort épais correspond, à l’intérieur, à la colonne engagée située toutes les deux travées. Cette colonne engagée monte jusqu’à l’actuelle charpente. On peut supposer qu’à l’origine elle était moins haute et soutenait un arc diaphragme.

Ce n’est bien sûr qu’une hypothèse non vérifiable qui se base sur le principe que l’architecte qui a conçu cet édifice était compétent, rationnel et économe.

Si l’édifice devait être dès l’origine couvert d’une charpente ou d’un plafond en bois, à quoi bon renforcer les murs pas des contreforts et ériger des colonnes engagées sans aucune utilité et dont la terminaison inachevée accentuerait leur inutilité.

Si l’édifice devait être dès l’origine voûté en berceau la colonne engagée aurait dû être bien plus conséquente et coiffée d’un chapiteau pour recevoir la naissance de l’arc doubleau, dont il resterait quelques traces.

Enfin, le mur du collatéral sud montre les empreintes de contreforts qui ont été arrachés. Peut-être était il voûté en pierre à l’origine.



Couvrement en bois postérieur à la construction


Certains édifices sont aujourd’hui couverts d’une charpente apparente ou d’un plafond en bois alors qu’ils avaient été conçus pour recevoir un couvrement en pierre. Soit les voûtes de pierre se sont effondrées et n’ont pas été reconstruites faute de compétences ou de ressources financières, soit les voûtes de pierres initialement prévues n’ont pas été construites faute d’argent.

Ces édifices dont le couvrement en bois est postérieur à la construction d’origine se repèrent grâce à la présence de contreforts et de colonnes engagées devenus inutiles. En voici deux exemples.



Melle : Saint Savinien (79)

 

Le mur extérieur de l’église Saint Savinien de Melle est renforcé par des contreforts.

Sur les parois intérieures on distingue à gauche sur le mur nord des restes de colonnes dont le haut a été arraché et la partie restante taillée en forme de prisme.

A droite le mur sud porte les trace d’une colonne engagée qui a été rasée au ras du nu du mur.

Ces colonnes engagées et ces contreforts avaient ils la fonction de soutenir un arc diaphragme ou peut-être un doubleau pour soutenir une voûte en berceau ?

Ce couvrement n’a-t-il jamais été construit faute de finances ou de changement d’orientation du projet, s’est il effondré, a-t-il été détruit ? Nous ne le saurons jamais.



Ennery (95)


La nef de l’église d’Ennery située dans le Val d’Oise, est couverte d’une toiture à grands pans qui descend jusqu’aux toits des bas-côtés. De l’extérieur on ne voit pas le mur gouttereau qui est caché par la toiture.

Sur la photo de gauche, prise à l’intérieur de la nef on voit nettement les restes de la naissance des ogives au fond et des arcs doubleaux juste au dessus des trois colonnettes engagées.

La photo de droite, prise dans les combles, montre l’existence de contreforts à l’extérieur du mur gouttereau caché par la toiture.

Les fenêtres jumelles aveugles, qui ressemblent à des baies de tribunes, devaient être des fenêtres hautes compte tenu de la position de la naissance des ogives.

Soit les voûtes ont été construites puis elles se sont effondrées. Soit elles ont été amorcées mais jamais achevées. Le plafond en bois est donc postérieur à l’édification initiale de la nef.

Peut-être était-ce un projet grandiose au départ avec une élévation à trois niveaux avec tribunes, puis revu à la baisse au fur et à mesure de la construction durant des années, situation constante dans l’histoire de la construction d’édifices trop ambitieux.