Étude des rapports entre stéréotomie et résistance des voûtes clavées

Le rythme de publication des articles sur ce site concernant la structure des monuments anciens a notablement baissé ces dernières années pour une raison simple : je préparais une thèse sur l’influence de la coupe des pierres sur la stabilité des voûtes, intitulée : Étude des rapports entre stéréotomie et résistance des voûtes clavées. La thèse a été soutenue le 13 décembre 2017, et le manuscrit est désormais disponible à cette adresse :
URL https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01834617.
Louvre, pavillon de l'Horloge, plate-bande en fausse-coupe de Lemercier
Fig 1: Louvre, pavillon de l’Horloge, plate-bande en fausse-coupe (architecte : Jacques Lemercier)
Bien que les exigences du travail de doctorat ne sont pas les mêmes que celles des articles de diffusion des connaissances auxquelles vous êtes habitués sur ce site, j’espère que cette thèse pourra vous intéresser. Voici quelques uns des thèmes abordés dans la thèse :
  • le calcul des voûtes dans le cadre du calcul à la rupture (statique graphique, réseaux de forces) :
  • l’histoire des couvrements plans en pierre de taille (plates-bandes et voûtes plates) ;
  • l’évolution historique des épures, et en particulier de l’inclinaison des joints des plates-bandes ;
  • les plates-bandes en fausse-coupe (Fig. 1), c.-à-d. dont les joints paraissent verticaux ;
  • les plates-bandes à joints en X (Fig. 2) ;
  • les voûtes plates (Fig. 3) ;
  • et évidemment, le thème central, l’influence de la coupe des pierres sur la stabilité des voûtes.
Prato, cathédrale, plate-bande à joints en~X de l'entrée Sud du transept
Fig 2: Prato, cathédrale, plate-bande à joints en X de l’entrée Sud du transept

Résumé :   

Cette thèse vise à mieux comprendre l’influence de la coupe des pierres sur la résistance des arcs et des voûtes clavés en général, et des couvrements plans en particulier. L’étude historique et typologique des plates-bandes et des voûtes plates, à travers les exemples construits et les traités d’architecture et de coupe des pierres du XVIe au XVIIIe siècle, forme le préalable à l’étude mécanique de ces constructions. Les plates-bandes à joints en X, les plates-bandes en fausse-coupe, et les voûtes plates d’Abeille sont étudiées en détail en raison de leur stéréotomie savante. Les règles géométriques utilisées pour l’appareillage des plates-bandes, d’une part par les architectes, et d’autre part par les appareilleurs et tailleurs de pierre, émergent de ce travail. Une extension de la méthode des réseaux de forces est proposée, pour tenir compte de l’appareil des voûtes, pour raffiner les réseaux, et pour intégrer rigoureusement les réseaux à la théorie du calcul à la rupture. Des stratégies de calcul pour la recherche des chargements extrêmes, dont la détermination fonde la faisabilité de la technique, sont proposées. Les études mécaniques conduites considèrent les arcs en plein-cintre et dômes hémisphériques, les plates-bandes et voûtes plates, et les voûtes hélicoïdales. Elles illustrent la précision de l’estimatif proposée pour le coefficient de sécurité géométrique, l’influence de la coupe des pierres pour les couvrements plans, et les possibilités et limites de l’application de la méthode des réseaux de forces à l’étude des constructions clavées.
URL https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01834617
Appareils des voûtes plates, d'après Rondelet 1804
Fig 3: Appareils des voûtes plates, d’après Rondelet [1804],Pl. XXXI – ici Rondelet [1828],Pl. XXX
 
Article mis en ligne le : 17/07/2018.

Sources illustrations

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RONDELET, J. 1804, Traité théorique et pratique de l’art de bâtir – Tome 2 Livres 3 et 4, chez l’auteur, Paris. URL http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k86636q.
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RONDELET, J. 1828, Art de bâtir – Planches, chez l’auteur, Paris. URL http://digi.ub.uni-heidelberg.de/diglit/rondelet1828planches.