la réalité |
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Peuplades anciennes. Il ne reste pas grand chose de leurs anciennes cités et habitations; seuls leurs temples et monuments, patiemment relevés et restaurés en témoignent, si la pierre
était en usage. Les habitations privées et même des palais, étaient construits avec des matériaux bien moins résistants (bois, végétaux, briques séchées,
moellons). On retrouve parfois les traces de plans au sol et quelques indices (foyer, cour, réserve..).
Troie (Turquie) est cachée sous les couches de 6 ou 7 villes bâties aux cours des siècles et les huttes des gaulois sont seulement imaginées ; de
même, les villages égyptiens laissent seulement entrevoir ce qu'ils pouvaient être, encore que dans ce pays, sable et sécheresse aient autorisé une
exceptionnelle conservation.
Il faut dire que tout ce qui était fait de bois a généralement disparu, bien avant les tissus et le cuir.
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Les caractéristiques de ces monuments, palais ou temples, étonnent souvent. En voici deux exemples, particulièrement surprenants.
Tordu, le Parthénon sur l'Acropole ? (Athènes, Grèce). Ses grandscôtés ne sont pas rectilignes mais légèrement courbés d'une bonne dizaine de centimètres ; de même, ses colonnes sont légèrement inclinées versl'intérieur. Ainsi s'expliquel'élégance que l'on accorde à cette construction, due à un fin et audacieux travail deperspective. Le temple Grec"récent" (*) débuts comme en Europe plus tard :bois et moellons de remplissage (appelé colombage ). |
Acoustique. Le théatre d'Epidaure, Péloponèse Grèce.
Avez vousdéjà écouté le bruit d'uneallumette que l'on frotte ? puis celui du souffle, bien plussubtil, qui précède la flamme ? Eh bien, placé auxplus hautes marches de cet immense cirque, vous les entendrez, comme nous. Bien entendu, il n'y a pasd'autoroute à proximité et le silence esttotal en ce lieu maintenant déserté. |
Terre crue ou cuite, tassée ou pas tassée ?
Les pays semi désertiques sont propices à ces constructions, bien meilleures que le parpaing pour l'isolation. La construction est achevée en quelques jours avec trois ouvriers, sans coût de matériaux. Mais il faut disposer d'un grand terrain pour y puiser la terre. |
Il y a quelques années, un architecte avait envisagé de construire hôtels et autres bâtiments à plusieurs étages en Afrique, en utilisant seulement de la terre fortement
tassée, très dure, appelée "pisé". Je l'ai retrouvé au salon de Paris en 2004 ; des immeubles existent m'a-t-il dit, même à Paris, Il propose actuellement du mobilier
(sièges..), des cloisons.. ; contacter : mehdi@mehdidellagi.com. pour plus de renseignements.
Cette pratique est quotidienne dans d'autres pays, pour des réalisations artisanales très modestes, avec déplacement d'ouvriers qualifiés (mais très pauvres), La terre mouillée est tassée à la main entre des planches formant coffrage. Il y a des terres meilleures que d'autres. Nader Khalili, architecte Irano américain renoue quant à lui avec le savoir faire ancestral (voir Architecture 31 pour les premières réalisations). La terre est contenue dans des sacs reliés par du fil barbelé. On recouvre le tout d'une couche de terre. La nouveauté "ancestrale" par rapport aux autres techniques est que la construction est brûlée de l'intérieur. La maison est finalement en terre cuite. |
Le béton romain
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Le béton romain est constitué de moellons de pierre ou de brique et de pouzzolane (terre volcanique, bien connue des jardiniers). |
L'archeromaine est inspirée de l'arche grecque et de la technique étrusque. Mais les romains y ajoutent l'invention du béton. Les arches et voûtes sont allégés et les raccordements simplifiés. L'arche romaine, ou romane, sera remplacée par l'arche gothique (les premières en France dit-on, puis en Angleterre, Allemagne etc). | La découverte de ce béton a permis aux romains de construire plus rapidement et avec une certaine légèreté. Le pont du Gard, près de Nîmes, relève de cette technique (parements de pierres et béton à l'intérieur). La mémoire de cette technique a été perdue et les plafonds des cathédrales qui ont suivi ont alors répris les assemblages de pierre, mais en très sophistiqués (arche gothique). |
Evolution. Après les massifs gratte-ciels aux murs porteurs très épais à la base et montés en gradins afin de réduire progressivement les surfaces, l'introduction de poutrelles métalliques porteuses permet l'élévation de tours plus hautes et droites qui entrent en compétition, comme l'étaient nos cathédrales. Les murs ne soutiennent donc plus les étages ; ils ne sont plus "porteurs". Les tours attaquées le 11 septembre à New York étaient de ce type. Elles se sont effondrées comme un château de cartes, les poutres d'acier cédant sous l'effet du poids et de l'intense chaleur. Il fallait taper au bon endroit pour que le poids de ce qui allait s'effondrer tout d'abord, entraîne inéluctablement le dessous étage après étage, la charge augmentant. Dans les années 60, J'ai vu à Paris (XV près du périphérique), un immeuble de ce type en cours de construction venant de s'effondrer : les plateaux de béton avaient emporté toute la structure car les croisillons qui devaient faire tenir l'ensemble avant la pose des parois et cloisons, n'avaient pas été placées ou étaient insuffisantes. Les ouvriers ont été écrasés entre les plaques. |
Le béton avait été rendu plus résistant par le vibrage qui lui apporte une meilleure cohésion et le densifie.
Le ferraillage le renforce à la flexion et le rend nettement moins cassant.
Le ferraillage peut lui-même être incorporé sous une très forte traction (ex : pylônes), appliquée aux tiges d'acier, et qui
est relâchée quand le béton est pris, le contraignant ainsi à la compression (on l'appelle béton précontraint).
Le béton de nos jours (2010). De nouvelles techniques l'ont rendu plus résistant et il en existe une belle variété correspondant à tous les usages. Le bétons a pris sa revanche et éliminé les poutres d'acier sous la forme de murs ou colonnes creuses qui reçoivent les câbles et tuyaux, les éléments techniques de plus en plus sophistiqués tels que production et régulation d'énergie, automatismes, pompage de l'eau et fluides divers, sécurité, surveillance de la structure elle-même par de nombreux capteurs..). Les ciments ne cessent d'être améliorés. On y intègre des poudres ultrafines pour améliorer le remplissage des bulles, mais aussi des fibres pour qu'il soit moins cassant. On travaille aussi sur son armature métallique qui rouille sous l'effet d'infiltrations ou de réactions chimiques. Utile pour couvrir les grande portées, comme à Roissy. Il peut être recouvert d'une peau (un film) généralement très coûteux qui permet de réduire encore l'épaisseur. Les nouveaux défis ne sont atteints que par la densification du béton, avec augmentation de résistance par incorporation de fibres. Et si l'on peut désormais se dispenser de le vibrer (ça le densifie), il doit être suffisamment fluide pour pouvoir être pompé à huit cents mètres de hauteur, l'actuel record pour une tour !! car on ne le monte pas dans des sceaux .. on imagine la pression, sachant qu'une colonne d'eau de 10 mètres de haut exerce à sa base une pression de 1 kg par cm carré de pression au sol, mais c'est du béton (avec des cailloux), et la friction des tuyaux s'y ajoute, donc encore bien plus ! |
A côté des élévations folles des tours, ces techniques ont également permis un travail "à l'horizontale" pour couvrir de grandes surfaces de
"voile de béton", comme pour le Parc des Expositions de la Défense (Paris) ou celle du dernier hall de l'aéroport de Roissy dont une partie s'était effondrée !!
Le bois multicouches est entré en concurrence, collé et boulonné, ainsi que plus récemment la toile. L'élégance et la légèreté de la toile, ont été redécouvertes par les architectes qui couvrent désormais de petits passages ou d'immenses surfaces de toiles fortement tendues par des câbles d'acier que soutiennent des pylônes. C'est fou ! Une nouvelle technologie, inspirée des structures gonflables, a créé la poutre gonflable. Il s'agit d'un câble d'acier torsadé en hélice autour d'un cylindre en plastique gonflable, qui assure la rigidité de la spirale d'acier, remplaçant le système de poutrelles intermédiaires entrecroisées qui seraient normalement nécessaires. Ce système, à faible perte de gaz, permet d'imaginer les formes à volonté. |
Les toits ou plafonds de pierres posent un grave problème technique, en raison de leur poids, mais surtout par la poussée latérale extérieure qui s'exerce sur les murs
: Afin de contrer l'écartèlement de ses murs, Notre Dame de Paris nous en offre de superbes et ce n'est pas du décor.
Avec un plafond de pierres en voûte, sans qu'aucune poutre transversale ne s'appuie sur les murs, le poids du toit repousse les murs vers l'extérieur.
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Roman et gothique. De 1050 à 1350, on a construit en France, 80 cathédrales, 500 grandes églises et quelques dizaine de milliers d'églises paroissiales. Des qualités de pierres différentes étaient retenues selon leur emplacement et leur fonction. Une église Gothique requiert deux fois moins de pierres, en volume, qu'une même cathédrale romane. La voûte en berceau du style roman (romain/ grec) est très lourde et nécessite des murs très épais, renforcés d'importants contreforts, car le poids des pierres de la voûte en poussant celle-ci vers le bas par la pesanteur, allonge son arc et de ce fait écarte les murs en haut (voir les pointillés qui simulent le déplacement) ; seuls le poids des murs et des contreforts permettent de s'opposer à ces forces : les ouvertures sont donc peu nombreuses et petites car il ne faut introduire aucune fragilité (les hublots d'avion sont petits et ronds pour ne pas fragiliser la structure) ; hauteur et largeur sont limitées.
C’est une architecture très complexe dans le raccordement des formes, très audacieuse, inventive et contemporaine, comparable à nos constructions modernes si l’acier et le béton avaient été connus. Car une cathédrale gothique est un squelette formé d’une multitude de piliers supportant de très nombreux arcs de pierre (croisées d’ogives), le tout étant renforcé par des jambages extérieurs (arcs-boutants) qui contrebuteront la poussée s’exerçant vers l’extérieur, cette poussée provenant des arcs de pierres du sommet entre lesquels seront posées les pierres de la voûte. Il faut y ajouter tout un ferraillage d’agrafes et tenons entre les arcs (notamment pour les rosaces), et des lourdes ceintures en fer de Tolède qui relient les piliers entre eux (Reims, Amiens et toutes les grandes); du plomb coulé assure la cohésion du fer avec la pierre. Le reste ne serait que remplissage si les murs n’avaient pas également un rôle de blocage de l’ensemble, sans omettre les ailes du transept (en forme en croix), ni la façade, qui apportaient également de la rigidité. |
les arcs brisés de l'architecture gothique impliquent permettent l'allégement du poids des pierres de la voûte, l'accroissement de la largeur et la
hauteur, le tout autorisant la découpe de grandes ouvertures dans des murs amincis.
Mais les efforts demeurent les mêmes que pour les voûtes romanes (dessin de gauche) et piliers et murs sont poussés vers l'extérieur pour les mêmes raisons. Après l'invention de l'arc-boutant extérieur, on supprime les galeries Malgré l'allègement des murs et de la voûte du plafond (*) , l’effort exercé par la voûte est telle que les piliers et les murs s’écartent sensiblement de la verticale (vers l’extérieur), faisant une sorte de petit gonflement visible vers le haut si l’on peut trouver un repère vertical à proximité, comme les tuyaux d’orgues par exemple, ou le fil d’un lustre. Heureusement, l’ossature d’un tel édifice possède une étonnante élasticité (relative bien sûr, de quelques centimètres). (*) c'est évidemment tout relatif car il s'agit tout de même de grandes quantités de pierres qui pèsent encore très lourd ; il est dit que la seule pierre de clef de voûte peur peser de 400 à 600 kilos ! Les bâtisseurs et l'élévation. L’évêque est le maître d’ouvrage et choisit le bâtisseur. Pour monter les voûtes, on construit d’immenses formes de bois jusqu’à hauteur (les cintres) et l’on pose les pierres ; on retire ensuite le cintre et ça tient tout seul. Enfin, pas toujours. A la fin du XIII me siècle, les forêts avaient souffert de ces énormes prélèvements pour le de bois de quelques monticules. On intallait également d'immenss plans inclinés de terre, cela depuis les temples égyptiens dont il subsiste quelques monticules. Un dessin représente ce plan incliné devant Notre dame de Paris, donc à l'emplacement du parvis, car il fallait disposer d'une une grande longueur.
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Double coupole octogonale pour la cathédrale de Florence. Achevée en 1436, la coupole a failli ne jamais être construite tant ses dimensions étaient exceptionnelles : près de 50 mètres de diamètre et de hauteur. |
L'architecte Brunelleschi a conçu deux coupoles distinctes.
Ces deux coupoles de brique sont reliées entre elles par des poutres et des murets; le diamètre intérieur de la première coupole est de 45 mètres et son épaisseur de 0,70 m. entre les deux, couloirs et escaliers pour aller au. sommet. L'épaisseur de la coupole extérieure, porteuse, est de 2,25 m, et l'épaisseur totale de 10 mètres. Poids total,: 25.000 tonnes ! (TV FR3) |
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Des poutres et des murets assurent la rigidité des deux parois rendues ainsi solidaires. On aperçoit ici une des poutres transversales de châtaignier qui lie les parois. |
Les tours de prestige lancent sans cesse de nouveaux défis. On n'y prête plus guère attention, mais on approche le kilomètre de haut, avec il est vrai, des flèches et des espaces très limités au sommet (petite triche). Elles exigent des moyens exceptionnels pour lutter contre les balancements trop importants en grande hauteur. D'énormes masses peuvent être suspendues à l'intérieur, 600 tonnes étant une valeur réellement utilisée ! Cette masse doit elle-même être amortie.. pour ne pas devenir dangereuse en amplifiant l'oscillation de la tour au lieu de la contrer. Ces tours sont fichées profondément dans le sol comme un bâton, et malgré cela, leur base couvre une surface énorme. Tout y est défi, y faire monter l'eau, faire circuler l'air, résister à l'énorme pression, assurer les circulations.. 60 ascenseurs équipent l'une des plus récentes, dont des double étage, ascenseurs |
Le viaduc de Millau.
Comme tous les ponts, il paraît être essentiellement constitué de béton. C'est assez vrai pour les piles qui travaillent à la compression, mais le tablier lui-même est en fait une structure creuse, fortement charpentée par un trellis de poutrelles métalliques, où l'on peut cheminer à plusieurs pour l'inspection ! Une structure qui n'est plus peinte, (gain de poids et réduction de coût), mais est ventilée par un air à l'humidité contrôlée. La technologie des ponts et viaduc s'apparente parfois à celle des tunnels: on part de chaque côté pour se rejoindre au milieu, des machines d'extrémité construisant le pont en s'appuyant sur le tronçon précédent ! |
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