Parenthèse technique
Les calculs les plus justes peuvent mener aux conclusions les plus fausses. Paul Painlevé, l'un des grands esprits du début du siècle, avait coutume de dire que l'essentiel en la matière était de bien poser le problème; ensuite, n'importe qui pouvait le résoudre à l'aide d'un bon formulaire. Alors, pour éviter les pièges grossiers,voyons notre problème de manière fondamentale.
Vers le milieu du XIXe s., les architectes découvrent avec surprise la technologie très élaborée qui se cache derrière l'art gothique. Ces œuvres jugées barbares par le siècle précédent se révèlent pleines d'enseignement et finalement très proches de la démarche scientifique qui s'impose avec le machinisme naissant. Les voûtes des cathédrales sont légères et formées de structures où les voûtins en forme de coquille viennent s'enchâsser. Ainsi, dès qu'il y a mouvement l'ensemble engendre des poussées qui sont collectées par ces nervures puis concentrées sur le pied de voûte et finalement équilibrées par une force antagoniste fournie par l'arc boutant. Ce processus d'analyse est bien connu mais il implique un traitement des maçonneries conforme et l'architecture romane ne peut être soumise à la même démarche. Il est donc dangereux de lui appliquer les mêmes critères.
Si nous considérons la voûte indépendante de son support, sa masse en encorbellement engendre une poussée sur ce dernier et donne une résultante dirigée vers l'extérieure. Par contre, si nous admettons un encorbellement qui va porter au déversement vers l'intérieur, le problème est radicalement renversé et une simple modification dans le traitement des maçonneries peut changer la démarche à suivre.
Figure A
Sur la figure A nous voyons le poids des voûtes P exercer sur les maçonneries (après rupture) une force F qui va faire levier sur son point d'appui.
Elle deviendra la résultante R qui aura tendance à renverser le mur d'où la nécessité d'arcs-boutants ou contreforts pour épauler ou contrebuter cet effet. Mais ce raisonnement admet la dissociation de la voûte et de son mur porteur.
Sur la figure B nous allons poser le problème de manière différente. En admettant la liaison de la voûte et de son support, en développant le point d'accrochage et en traitant l'ensemble en blocage pour lui donner le maximum de rigidité nous obtenons une forme homogène dont la tendance au renversement se trouve dirigée vers l'intérieur. Dans ces conditions il s'équilibre avec son vis à vis et nous avons une composition auto-stable qui pourra affronter les siècles sans aucun secours. C'est le secret du Maître de Cluny mais encore fallait-il traiter les maçonneries pour qu'elles se comportent effectivement de la manière désirée.
Dans ces conditions la composition qui traite ces effets par inertie ne fait que peser sur son support P et donne cependant une légère réaction r au pied du système. C'est là que doit inter venir le mur pignon.
Figure B
Bien entendu nous pouvons imaginer les cas intermédiaires, mais là encore il est possible de maîtriser les phénomènes à condition d'avoir inclus leurs conséquences dans les données du problème et les avoir traitées ensuite de manière satisfaisante.
Une voûte peut se décomposer en trois éléments distincts occupant chacun un secteur de 30° de la base au sommet. Dans le secteur A que nous appellerons pied de voûte,celle ci est à peine dégagée du mur et la rupture peut être considérée comme improbable.
C'est dans le secteur d'accrochage B que nous allons trouver le plus grand risque, il représente la charnière entre les deux composants et c'est là que les contraintes engendrées par le poids de la voûte vont se localiser. C'est une partie qu'il faut soigner en la réalisant de grande épaisseur mais aussi en la traitant de manière homogène avec le mur afin d'éviter les ruptures par retrait différentiel
Voyons pour terminer le secteur C, le sommet de la voûte. Dans une composition bien pensée il doit être léger, donc de faible épaisseur et par conséquent le plus exposé aux fissurations par le gel. Cependant si le traitement est bien réalisé, même après rupture, le poids transformé en poussée, f, doit être inférieur ou égal à la force B engendrée par l'encorbellement de l'ensemble.
Figure C
Il semble que cette composition très élaborée du Maître de Cluny soit restée hermétique à son entourage comme aux bâtisseurs du Xlle s. qui vont s'orienter dans une tout autre voie. Même la Renaissance, qui par esprit va renouer avec les f ormes traitées par les bâtisseurs romans, ne retrouvera plus cette formule. Il faudra attendre 8 siècles et l'architecture métallique de l'âge industriel pour voir de nouveau la même démarche dans le traitement des forces. C'est à l'exposition universelle de 1889 que Duteret retrouve pour la galerie des machines, le plus vaste espace couvert jamais réalisé, la formule des encorbellements opposés imaginé par le Maître de Cluny mais, cette fois, le procédé est porté à l'extrême. Ce n'est plus l'inertie du mur qui absorbe les réactions externes mais un faisceau de câbles tendus reliant la base des deux systèmes. Certes les nouveaux matériaux étaient sans commune mesure avec les maçonneries et blocages utilisés à Cluny mais la démarche est bien la même.
Les croquis D et E montrent l'analogie de comportement entre la voûte clunisienne et la charpente de la galerie des machines. La force F due au basculement de l'ensemble se trouve contenue par une force égale issue de l'élément opposé. Mais cette composition engendre des réactions R au pied du système. Ce sont elles qui seront reprises par l'inertie du mur à Cluny et par le faisceau de câbles à la galerie des machines.
Fin de la parenthèse technique