Résistance et stabilité des remplages

1  Introduction

Les remplages, supports des vitraux dans les édifices religieux, sont un élément aussi caractéristique de l’architecture gothique que le sont les voûtes. L’évaluation de leur résistance et de leur stabilité a cependant fait couler beaucoup moins d’encre que celle des voûtes. Exposés aux tempêtes, les remplages ont été progressivement amincis au cours de l’histoire dans la quête d’une plus grande légèreté visuelle et transparence à la lumière. Et ce, jusqu’à atteindre la limite de leur résistance, ce dont témoigne certains effondrements ou reconstructions de remplages particulièrement ambitieux, comme celui de la grande baie sud du bras sud du transept de la cathédrale de Nantes (reconstruit vers 1641 quelques années après sa construction) ou les fenêtres hautes du transept de la cathédrale de Bayeux (remplages remplacés au début du XIXe siècle par treillage métallique, jusqu’à leur progressive restauration depuis 2019).
Fig 1: Exemples de remplages, cathédrale de Bayeux, de Chartres et d’Orléans
La stabilité des remplages dépend à la fois de la résistance des pierres qui composent le remplage et, dans une moindre mesure en général, des barres métalliques, appelées barlotières, qui portent les panneaux de vitrail.
Lors de la construction des remplages au Moyen Âge, ces derniers ne faisaient pas l’objet d’un dimensionnement par le calcul au sens où on l’entend aujourd’hui. Il existait probablement des règles de proportion, comme pour la conception des arcs et des voûtes (Huerta Fernández, 2006), mais ces dernières ne sont pas connues pour les remplages1. Un ensemble de vérifications (résistance à la compression, au flambement, à la pression du vent etc.) a été proposé par Ungewitter à la fin du XIXe siècle dans son ouvrage sur les constructions gothiques (Ungewitter et Mohrmann, 1903). Ungewitter prend soin, à plusieurs reprises, d’insister sur la bonne concordance de ses résultats avec l’expérience que nous livrent les édifices gothiques.
Nous présentons dans cet article un résumé de ces vérifications, complétés par nos observations. On retiendra, comme souvent pour les monuments anciens, le caractère anachronique de ces vérifications calculatoires. Néanmoins, elles permettent de poser un cadre explicite pour comparer les remplages entre-eux.
Rappelons en introduction quelques éléments de vocabulaire qui seront utilisés dans la suite :
  • remplage : ensemble des assises et claveaux en pierre de taille qui divisent l’ouverture en plusieurs compartiments (lancettes, roses, écoinçons etc.) – tracery, Masswerk
  • meneau : « élément vertical d’un remplage » (Pérouse de Montclos, 2007, p.195 )mullion, Pfosten
  • demi-meneau, meneau de rive : demi-meneau construit contre le jambage – half-mullion, wall mullion, Wandpfosten
  • réseau : partie du remplage situé au-dessus des meneaux
  • barlotières : barres métalliques horizontales, supports du vitrail – storm bars, Sturmstangen. Le vitrail est fixé sur les barlotières par le moyen d’un feuillard (cover bar, Deckschiene) fixé par des clavettes traversant des pannetons placés tous les 20 à 30cm (projecting clamps, Lappen, Krampen)
  • vergettes : barres métalliques de faible section (6 à 10mm selon Ungewitter) qui permettent de renforcer les panneaux de vitrail contre les efforts horizontaux du vent
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Carpentras, Hôtel-Dieu, voûte de la tribune de la chapelle

Commune : Carpentras
Édifice : Hôtel-Dieu
Localisation voûte : tribune de la chapelle
Description voûte : voûte plate appareillée en limaçon
Architecte : projet de l’architecte Antoine d’Alleman, et construction sous la direction de Jean-Baptiste Lambertin puis Jean-Pierre Teissier
Date de construction (voûte) : 1750-1769 (Losserand, 2017)
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Paris, église Saint-Sulpice, travée sud de la tribune d’orgue

Commune : Paris
Édifice : église Saint-Sulpice
Localisation voûte : travée sud de la tribune d’orgue
Description voûte : voûte plate appareillée en limaçon (Pérouse de Montclos, 1982, p.149)
Architecte : G. N. Servandoni
Date de construction (voûte) : vers 1740-1750 (Losserand, 2017)
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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. Continuer la lecture de « Étude des rapports entre stéréotomie et résistance des voûtes clavées »