Un peu de physique pour continuer...

Les physiciens nous disent que trois forces agissent sur les solides, la compression, la tension et le cisaillement. ( Voir schéma 1)

D'autre part, une poussée oblique, telle que celle qu'exerce une toiture, et à plus forte raison une voûte en pierre sur le mur porteur ( ou sur la colonne porteuse) se décompose en force de compression et aussi de cisaillement. (Voir schéma 2)

Dans le cas de pierres de construction, la force de tension n'entre guère en ligne de compte, contrairement aux deux autres. Or, si la pierre résiste extrêmement bien à la compression, sa résistance au cisaillement est assez médiocre. A ce phénomène naturel s'ajoute le mode de construction: on élève un mur ou une colonne en plaçant des pierres les unes sur les autres, ce qui fait qu'elles sont susceptibles de glisser les unes sur les autres quand on les soumet à des forces de cisaillement. (Voir schéma 3a)

Tout ceci montre qu'un bâtisseur n'a guère à se préoccuper du poids des pierres qu'il empile (force de compression), mais il doit porter une extrême attention à l' équilibre des masses

Some elements of physics to continue.....

Physicists tell us that three forces act upon solid bodies: tension, compression and shear. (See diagram 1)

Moreover an oblique force, such as the thrust exerted by a roof, or even more by a stone vault, on a bearing wall or column can be analysed as compression force as well as shear force. (See diagram 2)

In the case of building stones, unlike the other two forces, tension need not be considered, However, if stone easily resists compression, its resistance to shear is hardly average. In addition to this natural property, there is the way in which building is carried out: a wall or a column is erected by placing one stone above the others, thus making them likely to sliding one against the other when they are submitted to shear. (See diagram 3b)

This explains that, if an architect need not worry about the weight of the stones that he piles up (compression force), he has to be extremely attentive to the balance of masses.


Schéma 1 - Diagram 1

 

 

Schéma 2a

Diagram 2b

Schéma 3 - Diagram 3

 

 
Les solutions avant le gothique
Some solutions before Gothic architecture

Un édifice n'est pas taillé dans la masse, mais construit, c.a.d. composé d'éléments assemblés qui font de l'architecte un interprète de la pesanteur. Les bâtisseurs de l'Antiquité n'ont souvent considéré celle-ci que verticalement. Toutefois, l'emploi par les romains de voûtes en berceau et même de coupoles leur a posé le problème des poussées obliques.
Une des grandes révolutions de l'époque romane a été l'emploi de voûtes de pierre pour couvrir les églises. Mais ces lourdes voûtes ont tendance à écarter les murs, si bien que la voûte s'écroule. Alors, de puissants contreforts viennent épauler les murs; de plus, ceux-ci sont très épais, les colonnes deviennent de gros piliers cruciformes qui doivent à la fois supporter les charges verticales mais aussi les poussées latérales. On cherche aussi à contrebuter la voûte centrale grâce à des tribunes et des chapelles latérales. Seule l'apparition de la voûte en berceau brisé marque un réel progrès en distribuant un peu mieux les poussées et en permettant de construire des voûtes un peu moins lourdes.
Mais même dans ce cas, masse, épaisseur et manque d'ouvertures continuent à prévaloir, comme les photos ci-dessous le montrent


Paray le Monial

A building is not hewn out of the solid, but built, i.e. made up of elements that are assembled, thus making the architect an interpreter of gravity. Greek builders only thought of something as vertical. However when the Romans began using vaults and domes, they had to struggle with oblique thrusts.

One of the revolutions brought in by Romanesque architecture was the use of stone vaults instead of wooden roofs. But a massive and heavy vault tends to thrust the walls aside so that the former collapses. As a result, powerful abutments help support the wall, these are made thicker, columns become massive cross-shaped pillars that have to bear vertical loads but also lateral thrusts. Chapels and galleries are also used to abut the vault of the main nave. Only the construction of half-barrel vaults is a way of progress by distributing thrusts better and enabling architects to build somewhat lighter vaults. But even then, mass, thickness, lack of openings still prevail, as the photographs below show.


Abbaye de Fontenay

 

Quelques pages plus pointues pour les curieux, les spécialistes et les autres aussi...
A few pages for amateurs and others...
Le symbolisme de l'église / Church symbolism

La genèse du gothique / Genesis of Gothic architecture:

Quelques pistes pour dater un édifice gothique / A few ways to give a Gothic building a date.

Le gothique flamboyant / 'Flamboyant' Gothic

Pourquoi ce nom de 'Gothique'? / Why is it called 'Gothic'?

 
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