Les encorbellements en maçonnerie

1  Introduction

Les constructions en surplomb désignent les constructions en avant du parement extérieur des murs, comme les balcons, les corniches, les mâchicoulis etc. Elles étaient utilisés par les constructeurs anciens pour embellir l’édifice, fournir des fonctions annexes, comme les mâchicoulis pour la défense (Fig. 1), ou encore augmenter les surfaces utiles, dans le cas des quais et des ponts où l’espace est disponible pour la circulation est limité. Construire en surplomb en maçonnerie est une entreprise difficile. Les trompes et pendentifs sont utilisées pour la construction des tourelles et des dômes. Nous nous intéresserons dans cet article à un autre système bien particulier : l’encorbellement. L’encorbellement est une forme particulière de ce que les ingénieurs appellent aujourd’hui le porte-à-faux. Cet article servira d’introduction à l’encorbellement pour les monuments anciens. Trois autres articles sont prévus : un concernant la stabilité des encorbellements, un consacré aux balcons, et un dernier aux corniches. Ce premier article a pour objectif de présenter les formes générales de l’encorbellement et son utilisation en architecture. Nous commencerons par définir ce qu’est l’encorbellement, ainsi que les termes qui permettent de le décrire : saillie, queue etc. Nous présenterons ensuite les supports en encorbellement : corbeaux, consoles, dalles, modillons, culots etc. Enfin, nous verrons les parties architecturales que l’encorbellement permet de construire : tribunes, balcons, corniches et entablements, mâchicoulis etc. Les encorbellements des maisons à pan de bois, qui sont à eux forment à eux seul une illustration populaire des centres urbains au Moyen-Age, ne seront pas abordés dans cette suite d’article consacré aux encorbellements. Nous avons choisi de limiter notre étude aux structures en maçonnerie.

2  Surplombs, encorbellements et saillies

2.1  Termes principaux

Commençons par donner quelques définitions plus précises. Le surplomb est l’Etat d’une partie qui est construite en avant de l’aplomb des parties, et dont la charge est reportée en arrière par des supports ; cf corbeau, console, culot, trompe, pendentif, etc. (Pérouse de Montclos 2007 [16, 107.]). Le surplomb et l’encorbellement ne sont pas synonymes. On nomme encorbellement¹ une assise ou une suite d’assises surplombant les assises inférieures (Enlart 1927 [9,p.19]). L’encorbellement n’est qu’un cas particulier de construction en surplomb, mais il est utilisé très couramment pour les monuments anciens, et pour de multiples parties architecturales. Par abus de langage, encorbellement est parfois utilisé pour désigner toute construction en surplomb. Pour évoquer les dimensions des pierres en encorbellement, un vocabulaire spécifique est nécessaire (Fig. 2). La saillie est la longueur qui mesure l’avancée de la partie en surplomb par rapport au nu du mur². La queue de la pierre en encorbellement correspond à la partie de la pierre à l’aplomb des maçonneries. Le terme queue désigne aussi la longueur de cette partie. La longueur totale de la pierre est donc la somme de la queue et de la saillie. Les deux dernières dimensions que nous utiliserons sont la hauteur et la largeur de la pierre, cette dernière ne devant pas être confondue avec la queue. Le terme saillie est utilisé non seulement pour désigner la longueur de l’avancée en surplomb, mais aussi pour qualifier la structure en surplomb elle-même. D’Aviler et Jacques-François Blondel évoquent par exemple les balcons en saillie (1691 [8], 1738 [2]). L’encyclopédie de Diderot et d’Alembert définit une console comme un ornement en saillie. Le qualificatif en saillie semble être utilisé bien plus fréquemment au XVIII^e que le terme encorbellement pour désigner les systèmes en encorbellement. Le terme encorbellement existe cependant déjà à cette époque, sous le même sens que nous lui connaissons aujourd’hui. La fréquence d’utilisation de ces termes peut être illustrée sommairement par les résultats du moteur de recherche Google Books³. Il existe environ quarante résultats pourbalcon en saillie et seulement un résultatbalcon en encorbellement. Pour trouver des informations dans les traités anciens concernant les structures en encorbellement, il faut donc en réalité rechercher les informations sur les structures en saillie.

2.2  Termes secondaires

Nous retiendrons pour les descriptions dans la suite principalement les termes de surplomb et d’encorbellement, sans prétendre justifier ce choix. Les termes de porte-à-faux, bascule, et projecture, reviennent régulièrement également dans la littérature concernant les encorbellements. Voici quelques indications sur ces termes, que nous laisserons de côté dans la suite de l’article. Porte-à-faux   Le verbe porter à faux est utilisé au moins depuis le XVII^e siècle. D’Aviler définit ce verbe en ces termes. « porter à faux ; c’est porter en saillie & par encorbellement, comme le Balcon en saillie & le Retour d’angle de l’Entablement Toscan de la Grote de Meudon. On dit aussi qu’une Colonne ou qu’un Pilastre porte à faux, quand il est hors de son aplomb. » (1691 [8,p.781]). Le verbe porter à faux renvoie donc à un élément appliquant sa charge hors de l’aplomb des maçonneries inférieures. La définition de Enlart synthétise cette situation : On dit qu’une charge repose en porte à faux lorsqu’elle est posée sur un encorbellement. (1927 [9,p.19]). Cependant, depuis le développement de l’enseignement de la résistance des matériaux au XIX^e siècle, ce terme a acquis une signification bien particulière pour les ingénieurs, et désigne généralement pour eux une barre encastrée d’un côté et libre de l’autre. Le terme d’encastrement a lui aussi une signification bien spécifique⁴ pour les ingénieurs (transmission du moment). En raison des risques de confusion, nous n’utilisons pas le terme de porte-à-faux dans la suite. Bascule   Le terme bascule (ou bassecule) renvoie à l’idée de balance, et permet de décrire de façon imagée l’équilibre des encorbellements. Nous avons relevé les emplois suivant de ce terme. Patte utilise le terme de bascule à de nombreuses reprises pour décrire l’équilibre des quais et des corniches (1769 [11,pp.197,215,273,286]). Viollet-le-duc écrit : « les corbeaux étant faits pour empêcher la bascule des tablettes […] » (1860 [20]). Picard indique à propos de l’entablement du Grand Palais à Paris que « la bascule est, en outre, soulagée par un attique de 3 mètres en 5 assises » (1900 [12,p.63]). Cependant ce terme n’est pas clairement défini dans les dictionnaires. Architecture : Méthode et vocabulaire de Pérouse de Montclos ne fait référence qu’au pont à bascule (2007 [16]), tout comme D’Aviler 1691[8]. Nous n’utilisons pas ce terme dans la suite. Projecture   Le terme de projecture est synonyme de saillie, mais ne semble plus employé aujourd’hui. Ce terme est défini par D’Aviler (1691 [8]), Diderot, qui renvoie directement au terme de saillie,(« voyez Saillie. »), et Bosc (1880 [3,Art. Projecture]). Nous n’utilisons pas ce terme dans la suite.

3  Supports en encorbellement

Un nom spécifique est attribué dans le vocabulaire de l’architecture à chaque type de support en encorbellement. Ces noms dépendent essentiellement de la forme et de la position (dans le bâtiment) des supports en encorbellement. Nous définirons également deux catégories de support en encorbellement, indiquées par des étoiles, en leur attribuant une définition structurelle : le corbeau* et la console*. Nous verrons que l’ensemble des supports en encorbellement peuvent être ensuite classifiés dans une de ces deux catégories. Cette simplification du vocabulaire est utile pour exposer clairement le fonctionnement structurel, cependant, il est évident que le vocabulaire de l’architecture permet de définir avec plus précision les différents supports en encorbellement.

3.1  Corbeaux et consoles

Définitions architecturales   Les concepts de corbeau et de console sont proches, souvent définis l’un par rapport à l’autre. Nous reprenons ici les grandes lignes des définitions retenues par Pérouse de Montclos (2007 [16]). Un corbeau est un support parallélépipédique monolithe (en une seule pièce) engagé dans un mur et portant une charge par sa partie saillante (Pérouse de Montclos 2007 [16, 121.]). C’est une pièce fonctionnant en flexion. Une console est un support s’inscrivant dans un triangle rectangle, qui remplit la même fonction que le corbeau. Contrairement au corbeau, la console peut-être formé de plusieurs assises (Pérouse de Montclos 2007 [16, 121.]). Le corbeau et la console peuvent être qualifiés relativement à leur décoration (corbeau feuillagé, figuré, historié etc. / console à volute, figurée, à ressauts en quart-de-rond, triangulaire) et / ou à leurs caractéristiques géométriques (console à ressauts, console triangulaire, etc.). La proximité des concepts de corbeau et console se retrouve dans leurs définitions respectives, qui font souvent appel l’une à l’autre. Par exemple dans l’encyclopédie : « Corbeau, en Architecture, est une grosse console qui a plus de saillie que de hauteur » (Encyclopédie de Diderot et d’Alembert, qui reprend mot pour mot la définition donnée par D’Aviler 1691 [8]). Réciproquement, D’Aviler définit les consoles en encorbellement ainsi : « se dit de toute console, qui sert à porter les Menianes [chez les Italiens un petit Balcon avec Jalousies en maniere de Loge, pour voir dehors sans estre apperceu] & Balcons, & qui a des enroulemens, nervures & autres ornemens qui la font differer du Corbeau, comme celles du Balcon du Palais Roial du côté du Jardin à Paris. ». La différence entre corbeau et console renvoie tantôt à leur ornementation, tantôt à leur appareillage, tantôt à leur développement en hauteur. Nous donnerons également dans la suite une définition structurelle du corbeau et de la console, qui permettra de clarifier les concepts d’équilibre. La console proprement dite et la console renversée, également appelée aileron, sont souvent traitées au sein des mêmes chapitres de livre ou articles d’encyclopédie (Planat 1888 [14], Blondel 1738 [2,Pl.45,46]). La console renversée ne présente pas d’intérêt si l’on s’intéresse aux encorbellements. L’ornementation des consoles présente un intérêt particulier du point de vue de l’histoire de l’art. Planat détaille en quelques pages l’histoire des consoles, depuis l’antiquité jusqu’au XVIII^e siècle, en Europe et dans le monde (1888 [14]). Ungewitter donne de son côté un exposé détaillé des formes des corbeaux, consoles et chapiteaux en encorbellement dans l’architecture gothique (1901 [18,p.240-250] et 1920 [19,p.334-349]). Pour finir, notons que le terme corbeau peut également désigner une pièce de fer ou en bois, dont la fonction est semblable à celle du corbeau en pierre. D’Aviler appelle corbeau de fer : Morceau de fer quarré, qui sert à porter les Sablieres d’un Plancher, & qui dans un mur mitoïen, ne doit entrer qu’a mi-mur & estre scellé avec tuileau & plâtre. (1691 [8]) Définitions structurelles   Nous retiendrons les définitions suivantes dans la suite afin de simplifier et clarifier les descriptions du point de vue structurel. Nous utiliserons des étoiles pour distinguer les termes définis ci-dessous des termes généralement utilisé dans le vocabulaire de l’architecture. Nous verrons que cette distinction est utile pour étudier l’équilibre de ces supports.

1. Un corbeau* est une pierre monolithe portant une charge en surplomb par rapport au nu du mur.
2. Une console* est un assemblage de corbeaux* superposés, formant un système portant en encorbellement.

Le corbeau du vocabulaire de l’architecture est un corbeau*, tandis que la console du vocabulaire de l’architecture peut-être ou bien un corbeau*, ou bien une console*.

3.2  Culot et cul-de-lampe

Le culot correspond à un corbeau* dont la partie saillante aurait été taillé en forme de pyramide renversée. Le cul de lampe est un assemblage de corbeaux* superposés, de manière à former une pyramide renversée. Voir également Viollet-le-Duc Art. Cul-de-lampe.

3.3  Modillon

Le modillon est selon Pérouse de Montclos un « petit élément de forme quelconque placé sous une corniche : le modillon n’est souvent qu’un élément de modénature et non de structure comme le corbeau » (2007 [16, 121.]). Que le modillon soit chargé par la corniche ou non, il correspond à la définition que nous avons donné ci-dessus du corbeau*. Selon les époques, cet élément peut-être intégré à l’assise qu’il supporte, comme par exemple dans les corniches antiques, ou bien former une assise indépendente, comme par exemple dans les corniches romanes. Nous reviendrons en détail sur ce point dans un prochain article consacré aux corniches.

3.4  Coussinet

Pérouse de Montclos insiste sur la différence qui existe entre le corbeau, qui est perpendiculaire au parement du mur, et du coussinet, qui est situé dans le plan du mur. Le coussinet sera suivant les définitions structurelles vues plus haut un corbeau* ou une console* suivant le nombre de ses assises. Les lois de l’équilibre que nous décrirons dans un prochain article sont exactement les mêmes⁵ pour l’un et pour l’autre.

3.5  Dalle en encorbellement

Le vocabulaire de l’architecture ne donne pas de nom particulier, comme il existe corbeau, modillon, ou coussinet, aux dalles en encorbellement. Ces dernières sont des supports en encorbellement, dont la largeur est bien supérieure à la hauteur. Du point de vue de la typologie structurelle adoptée ici, elles sont des corbeaux* de grande largeur. Elles sont utilisés par exemple pour les balcons du XIX^e siècle, pour les corniches romanes. Dans ce dernier cas, les dalles sont généralement appelées tablettes.

4  Les parties architecturales en surplomb

Les supports en encorbellement que nous venons de voir permettent de construire différentes parties d’un édifice. Nous présentons ici ces différentes parties architecturales en surplomb.

4.1  Tribune en surplomb et balcon

Les tribunes en surplomb et les balcons (en pierre) sont des plateformes en surplomb par rapport au nu du mur. Elles ne se distinguent l’une de l’autre que par leur importance. Le balcon est limité à l’espace existant devant une baie ou une suite de baies, cette limitation n’existant pas pour la tribune en surplomb (Pérouse de Montclos 2007 [16, 25. et 34.]). D’autres dénominations existent. Les tribunes en surplomb sont parfois nommées grands balcons, pour les distinguer des autres balcons nommés alors petits balcons⁶. Les balcons sont formés de dalles en pierre, en encorbellement ou non, et de consoles ou corbeaux. Nous avions donné des exemples de balcons dans plusieurs articles déjà publiés sur un autre site internet :

• balcons en Corse du Sud
• balcons à Palerme
• balcons à consoles en pierre à Paris
• balcons à consoles en métalliques à Paris

Les oriels, ou bow-windows, sont des balcons fermés, pouvant s’étendre sur plusieurs étages, qui apparaissent à la fin du XIX^e siècle à Paris. Les formes des balcons, leurs détails constructifs et leur histoire sont un des sujets les plus intéressant pour comprendre les constructions en encorbellement. Nous reviendrons en détail sur les balcons dans un prochain article.

4.2  Corniches et bandeaux

La corniche placée au sommet du mur a un rôle d’ornement, et un rôle de protection de la façade contre les eaux de pluie. Elle présente une saillie généralement plus ou moins égale à sa hauteur. Nous reviendrons dans un prochain article sur l’histoire des corniches, de l’Antiquité au XIX^e siècle. Les bandeaux présentent en général une saillie assez faible. Dans l’architecture de la renaissance italienne, les bandeaux, chambranles et couvrements décoratifs et saillants des baies sont incrustés après la fin du gros œuvre, dans des emplacements réservés (Fig. 5).

4.3  Encorbellement sous les appuis des poutres et arcs surbaissés

Planat indique que « au moyen âge, les constructeurs ont assez fréquemment employé des corbeaux sous les extrémités des maîtresses poutres, et des consoles en encorbellement sous la naissance des arcs surbaissés » (Planat 1888 [15,p.531]). Ce type de système est représenté sur la Fig. 6. Certains auteurs ont vu dans cette disposition un gain pour la portance des arcs et des poutres. Viollet-le-duc développe cet argument dans son article sur les Constructions civiles, ainsi que Reynaud dans son traité d’architecture (1867 [17,p.448]). Ce type de raisonnement est rejeté par Planat, qui démontre qu’il n’est pas compatible avec les résultats donnés par la résistance des matériaux (1888 [15,p.531-534] – voir également Abraham 1935 [1,p.94]). Quelle que soit la raison qui ait conduit à ce type de construction, structurelle ou esthétique, théorique ou pratique, la question de leur stabilité se pose souvent aujourd’hui dans le cadre des projet de restauration. En effet, lorsque l’about de la poutre ou de l’entrait a pourri, ce dernier repose alors parfois uniquement sur la partie en surplomb du corbeau ou de la console.

4.4  Tourelles en surplomb et échauguettes

Les tourelles en surplomb sont de petites tours, souvent placées sur l’angle d’un bâtiment. Les échauguettes peuvent être similaires aux tourelles en surplomb, mais elles n’ont qu’un seul étage (Pérouse-de-Montclos 2007 [16,25.-26.]). Viollet-le-Duc indique que « Pendant les XIV^e, XV^e et XVI^e siècles, dans le nord de la France, les petites loges destinées aux sentinelles, sur les tours et les courtines, sont appelées indifféremment garites, escharguettes, pionnelles, esgarittes, maisoncelles, centinelles ou sentinelles, hobettes. Ainsi le poste prend le nom de la qualité de ceux qu’il renferme » (dictionnaire, art. Echauguette – voir également art. Tourelle). Quelques échauguettes et tourelles en surplomb existent toujours à Paris, comme celle de l’hôtel Lamoignon (Fig. 7). Il existe toujours à Paris une maison à tourelle construite à la fin du XVII^e siècle (Fig. 8). Située près de la place des Victoires, au 2 rue de la Vrillière, les façades sont inscrites à l’ISMH depuis 1928 (PA00085899, PA00085858). Nous mentionnons cette maison pour sa singularité, bien que les tourelles en surplomb soient portées ici par des trompes, et non des encorbellements.

4.5  Coursière en surplomb et mâchicoulis

Coursière   Une coursière est habituellement un passage étroit pris dans un mur. Cependant, on distingue également les coursières en surplomb (ou coursière en encorbellement le cas échéant) , lorsque cette dernière est en surplomb (et éventuellement portée sur un petit encorbellement). (Pérouse de Montclos 2007 [16, 36.]). Mâchicoulis   Dans les édifices fortifiés, les mâchicoulis sont des coursières en encorbellement, y compris leur parapet (2007 [16, 248.])). Selon Mesqui, « le terme est réservé à un encorbellement continu sur la circonférence d’une tour ou la totalité d’une courtine » (1993 [10,p.329]). Ils sont portés par des consoles ou des corbeaux⁷. Le hourd ou hourdage⁸ est l’équivalent du mâchicoulis construit en bois (Choisy parle simplement de mâchicoulis de bois [5,p.574]). La tour maîtresse de Coucy (1225-1230) possédait un système mixte, avec des consoles en pierre de taille pour soulager la flexion des poutres en porte-à-faux du hourd en bois (Mesqui 1993 [10,p.328]). Mesqui donne dans son ouvrage Châteaux et enceintes de la France médiévale des informations complètes sur les mâchicoulis et leur histoire. Nous avons noté en particulier les informations suivantes qui donnent la typologie de base des mâchicoulis. L’espace entre deux consoles est couvert par un arc ou un linteau. L’intervalle (et non l’entraxe) entre deux consoles est de l’ordre de 40-50cm environ. Les consoles sont composées dans la grande majorité des cas de 3 ou 4 assises, pour une hauteur de l’ordre d’un mètre (1993 [10,pp.335,340]). Du point de vue historique, Choisy [6,pp.80-111] évoque des mâchicoulis dans l’antiquité chez les Assyriens et les Egyptiens, mais les représentation qu’il en donne correspondent à des hourds en bois. Toujours selon lui, au Moyen-Age, on craignait l’instabilité des parapets reposant sur de simples consoles, et l’on essayait d’éluder la difficulté en recourant à des combinaisons de charpenterie 1899 [5,p.573]. Il faut attendre la fin du XIII^e siècle ([5,p.574]) ou le début XIV^e siècle ([10,p.335]) pour voir apparaître les premiers exemples avérés de mâchicoulis sur consoles. Les bretèches⁹ existent avant cette date, et « ressemblant[ent] à s’y méprendre à des mâchicoulis continus, sauf leur développement latéral » (Mesqui 1993 [10,p.335]). Le dictionnaire raisonné de Viollet-le-Duc contient plusieurs articles consacrés à ces sujets accompagnés de nombreuses illustrations : Hourd, Mâchicoulis, Donjon, Echauguette. Dans ces articles, la longueur des consoles n’est jamais dessinée en coupe. Seulement dans l’article suivant peut-on distinguer leur longueur : Constructions civiles.

4.6  Divers

Il existe encore bien d’autres usages des supports en encorbellement. Mentionnons rapidement pour finir le cas des escaliers (Fig. 9), des cheminées (Fig. 10), des quais, des ponts avec leurs trottoirs et parfois leurs maisons en encorbellement au-dessus du fleuve, des latrines, des gargouilles, des potences les enseignes, etc. Nous reviendrons sur le cas des quais dans notre prochain article concernant la stabilité des encorbellements, car ces derniers ont fait l’objet d’une présentation détaillée par Patte en 1769, qui illustre parfaitement la problématique de l’équilibre des ces encorbellements (1769 [11]).

5  Conclusion

Cet article est une petite introduction aux structures en encorbellement, qui a permis de présenter un certain nombre de parties architecturales construites en surplomb. Nous allons revenir prochainement sur plusieurs points. Premièrement, nous étudierons la stabilité des encorbellements, et les moyens employés par les constructeurs anciens pour augmenter la saillie des encorbellements. Nous verrons ensuite en détail deux types de structures en encorbellement que nous n’avons que brièvement évoqué ici : les balcons, et les corniches. Nous n’avons pas mentionné le cas des voûtes en encorbellement¹⁰, qui précédèrent historiquement les voûtes clavées ou monolithique de l’Antiquité, et qui mériteraient à elles seules une présentation détaillée. Elles ont cependant été peu utilisées en France pour les monuments anciens. Pour finir, nous donnons quelques pistes pour poursuivre la découverte des corbeaux, consoles et autres encorbellements avec ces articles richement illustrés et en accès libre sur internet :

• Viollet-le-duc, dictionnaire, Corbeau
• Viollet-le-duc, dictionnaire, Trompe
• Viollet-le-duc, dictionnaire, Tourelle
• Planat, Art. Console 1888 [14,pp.437-446]

 
Article mis en ligne le : 09/11/2014.
Révisé le : 20/11/2014.  

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Sur l’auteur :

Mathias Fantin est ingénieur structure et docteur en architecture, et il travaille sur la restauration des monuments anciens. Il a fondé en 2014 Bestrema, un bureau d’études structures spécialisé dans ce domaine.
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Notes :