constructeurs à élever des églises d'une excessive légèreté et d'une
grande élévation sous voûtes, lorsque l'on abandonna partout le système
des arcs-boutants primitifs dont nous avons donné des types (fig. 50,
52, 54), il dut y avoir, et il y eut en effet pendant près d'un
demi-siècle, des tâtonnements, des hésitations, avant de trouver ce que
l'on cherchait: l'arc-boutant réduit à sa véritable fonction. Les
constructeurs habiles résolurent promptement le problème par des voies
diverses, comme à Saint-Denis, comme à Beauvais, comme à Saint-Pierre de
Chartres, comme à la cathédrale du Mans, comme à Saint-Étienne
d'Auxerre, comme à Notre-Dame de Semur, comme aux cathédrales de Reims,
de Coutances et de Bayeux, etc., tous édifices bâtis de 1220 à 1260;
mais les inhabiles (et il s'en trouve dans tous les temps) commirent
bien des erreurs jusqu'au moment où l'expérience acquise à la suite de
nombreux exemples put permettre d'établir des règles fixes, des formules
qui pouvaient servir de guide aux constructeurs novices ou n'étant pas
doués d'un génie naturel. À la fin du XIIIe siècle, et pendant le XIVe,
on voit en effet l'arc-boutant appliqué sans hésitation partout; on
s'aperçoit alors que les règles touchant la stabilité des voûtes sont
devenues classiques, que les écoles de construction ont admis des
formules certaines; et si quelques génies audacieux s'en écartent, ce
sont des exceptions.
Il existe en France trois grandes églises bâties pendant le XIVe siècle,
qui nous font voir jusqu'à quel point ces règles sur la construction des
voûtes et des arcs-boutants étaient devenues fixes: ce sont les
cathédrales de Clermont-Ferrand, de Limoges et de Narbonne. Ces trois
édifices sont l'oeuvre d'un seul homme, ou au moins d'une école
particulière, et bien qu'ils soient élevés tous trois au delà de la
Loire, ils appartiennent à l'architecture du nord. Comme plan et comme
construction, ces trois églises présentent une complète analogie; ils ne
diffèrent que par leur décoration; leur stabilité est parfaite; un peu
froids, un peu trop soumis à des règles _classiques_, ils sont par cela
même intéressants à étudier pour nous aujourd'hui. Les arcs-boutants de
ces trois édifices (les choeurs seuls ont été construits à Limoges et à
Narbonne) sont combinés avec un grand art et une connaissance
approfondie des poussées des voûtes; aussi dans ces trois cathédrales,
très-légères d'ailleurs comme système de bâtisse, les piles sont restées
parfaitement verticales dans toute leur hauteur, les voûtes n'ont pas
une lézarde, les arcs-boutants ont conservé toute la pureté primitive de
leur courbe.
Nous donnons ici (64) un des arcs-boutants de la cathédrale de
Clermont-Ferrand, construits comme toute cette église en lave de Volvic.
Un des arcs-boutants de la cathédrale de Narbonne (65), construits en
pierre de Sainte-Lucie, qui est un calcaire fort résistant. Quant au
choeur de la cathédrale de Limoges, il est bâti en granit. Dans l'un
comme dans l'autre de ces arcs-boutants, les piles A reposent sur les
piles de tête des chapelles, et le vide AB se trouve au-dessus de la
partie mince des murs de séparation de ces chapelles, comme à Amiens.
Ces constructions sont exécutées avec une irréprochable précision.
Alors, au XIVe siècle, l'arc-boutant, sous le point de vue de la
science, avait atteint le dernier degré de la perfection; vouloir aller
plus loin, c'était tomber dans l'abus; mais les constructeurs du moyen
âge n'étaient pas gens à s'arrêter en chemin. Évidemment ces _étais_ à
demeure étaient une accusation permanente du système général adopté dans
la construction de leurs grandes églises; ils s'évertuaient à les
dissimuler, soit en les chargeant d'ornements, soit en les masquant avec
une grande adresse, comme à la cathédrale de Reims, par des têtes de
contre-forts qui sont autant de chefs-d'oeuvre, soit en les réduisant à
leur plus simple expression, en leur donnant alors la roideur que doit
avoir un étai. C'est ce dernier parti qui fut franchement admis au XIVe
siècle dans la construction des arcs-boutants de l'église de
Saint-Urbain de Troyes (66).
Que l'on veuille bien examiner cette figure, et l'on verra que
l'arc-boutant se compose d'un petit nombre de morceaux de pierre; ce
n'est plus, comme dans tous les arcs précédents, une succession de
claveaux peu épais, conservant une certaine élasticité, mais au
contraire des pierres posées bout à bout, et acquérant ainsi les
qualités d'un étai de bois. Ce n'est plus par la charge que l'arc
conserve sa rigidité, mais par la combinaison de son appareil. Ici, la
buttée n'est pas obtenue au moyen de l'arc ABC, mais par l'étai de
pierre DE. L'arc ABC, dont la flexibilité est d'ailleurs neutralisée par
l'horizontale BG et le cercle F, n'est là que pour empêcher l'étai DE de
fléchir. Si l'architecte qui a tracé cet arc-boutant eût pu faire
tailler le triangle DBG dans un seul morceau de pierre, il se fût
dispensé de placer le _lien_ AB. Toutefois, pour oser appareiller un
arc-boutant de cette façon, il fallait être bien sûr du point de la
poussée de la voûte et de la direction de cette poussée, car si ce
système de buttée eût été placé un peu au-dessus ou au-dessous de la
poussée, si la ligne DE n'eût pas été inclinée suivant le seul angle qui
lui convenait, il y aurait eu rupture au point B. Pour que cette rupture
n'ait pas eu lieu, il faut supposer que la résultante des pressions
diverses de la voûte agit absolument suivant la ligne DE. Ce n'est donc
pas trop s'avancer que de dire: le système de l'arc-boutant, au XIVe
siècle, était arrivé à son développement le plus complet. Mais on peut
avoir raison suivant les règles absolues de la géométrie, et manquer de
sens. L'homme qui a dirigé les constructions de l'église de Saint-Urbain
de Troyes était certes beaucoup plus savant, meilleur mathématicien que
ceux qui ont bâti les nefs de Chartres, de Reims ou d'Amiens, cependant
ces derniers ont atteint le but et le premier l'a dépassé en voulant
appliquer ses matériaux à des combinaisons géométriques qui sont en
complet désaccord avec leur nature et leurs qualités; en voulant donner
à la pierre le rôle qui appartient au bois, en torturant la forme et
l'art enfin, pour se donner la puérile satisfaction de les soumettre à
la solution d'un problème de géométrie. Ce sont là de ces exemples qui
sont aussi bons à étudier qu'ils sont mauvais à suivre.
Ce même principe est adopté dans de grands édifices. On voit dans la
partie de la nef de la cathédrale de Troyes, qui date du XVe siècle, un
arc-boutant à double volée particulièrement bien établi pour résister
aux poussées des grandes voûtes. Il se compose de deux buttées rigides
de pierre réunies par une arcature à jour (67); la buttée inférieure est
tangente à l'extrados de l'arc, de manière à reporter la poussée sur la
naissance de cet arc, en le laissant libre toutefois par la disposition
de l'appareil. Les pieds-droits de l'arcature à jour sont
perpendiculaires à la direction des deux buttées, et les étrésillonnent
ainsi beaucoup mieux que s'ils étaient verticaux, comme dans les
arcs-boutants des choeurs de la cathédrale d'Amiens et de l'église d'Eu,
donnés figures 62 et 63. Ces deux buttées rigides AB, CD, ne sont pas
parallèles, mais se rapprochent en AC comme deux étais de bois, afin de
mieux reporter la poussée agissant de B en F sur l'arc-boutant unique de
la première volée E. La buttée rigide AB sert d'aqueduc pour les eaux du
comble. Par le fait, cette construction est plus savante que gracieuse,
et l'art ici est complétement sacrifié aux combinaisons géométriques.
Ce système d'arcs-boutants à jour, rigides, fut quelquefois employé avec
bien plus de raison lorsqu'il s'agissait de maintenir une poussée
agissant sur un vide étroit, comme dans la Sainte-Chapelle basse de
Paris (XIIIe siècle). Là, cet arc-boutant se compose d'une seule pierre
évidée venant opposer une résistance fort légère en apparence, mais
très-rigide en réalité, à la pression d'une voûte. La Sainte-Chapelle
basse du Palais se compose d'une nef et de deux bas côtés étroits, afin
de diminuer la portée des voûtes dont on voulait éviter de faire
descendre les naissances trop bas; mais les voûtes de ces bas côtés
atteignant la hauteur sous clef des voûtes de la nef (68), il fallait
s'opposer à la poussée des grands arcs-doubleaux et des arcs-ogives au
point A, au moyen d'un véritable étrésillon. L'architecte imagina de
rendre fixe ce point A, et de reporter sa poussée sur les contre-forts
extérieurs, en établissant un triangle à jour ABC découpé dans un seul
morceau de pierre.
Ce système d'arc-boutant, ou plutôt d'étrésillon, est employé souvent
dans les constructions civiles pour contre-butter des poussées. Les
manteaux des quatre cheminées des cuisines dites de saint Louis, au
Palais de Paris, sont maintenus par des étrésillons pris également dans
un seul morceau de pierre découpé à jour (voy. CHEMINÉE).
Il n'en résulte pas moins que l'arc-boutant surmonté d'un aqueduc se
perfectionne sous le point de vue de la parfaite connaissance des
poussées pendant les XIVe et XVe siècles, comme l'arc-boutant simple ou
double. Les constructeurs arrivent à calculer exactement le poids qu'il
faut donner aux aqueducs à jour pour empêcher le soulèvement de l'arc.
Le caniveau qui couronne l'aqueduc devient un étai par la force qu'on
lui donne aussi bien que par la manière dont il est appareillé.
Comme il arrive toujours lorsqu'un système adopté est poussé à ses
dernières limites, on finit par perdre la trace du principe qui l'a
développé; à la fin du XVe siècle et pendant le XVIe, les architectes
prétendirent si bien améliorer la construction des arcs-boutants, qn'ils
oublièrent les conditions premières de leur stabilité et de leur
résistance. Au lieu de les former d'un simple arc de cercle venant
franchement contre-butter les poussées, soit par lui-même, soit par sa
combinaison avec une construction rigide servant d'étai, ils leur
donnèrent des courbes composées, les faisant porter sur les piles des
nefs en même temps qu'ils maintenaient l'écartement des voûtes. Ils ne
tenaient plus compte ainsi de cette condition essentielle du glissement
des têtes d'arcs, dont nous avons expliqué plus haut l'utilité; ils
tendaient à pousser les piles en dedans, au-dessous et en sens inverse
de la poussée des voûtes. Nous donnons ici (69) un des arcs-boutants de
la nef de l'église Saint-Wulfrand d'Abbeville, construit d'après ce
dernier principe pendant les premières années du XVIe siècle. Ces arcs
ont produit et subi de graves désordres par suite de leur disposition
vicieuse. Les contre-forts extérieurs ont tassé; il s'est déclaré des
ruptures et des écrasements aux points A des arcs, les sommiers B ayant
empêché le glissement qui aurait pu avoir lieu sans de grands
inconvénients. Les arcs rompus aux points A ne contre-buttent plus les
voûtes, qui poussent et écrasent, par le déversement des murs, les
aqueducs supérieurs; en même temps ces arcs, déformés, chargés par ces
aqueducs qui subissent la pression des voûtes, agissent puissamment sur
les sommiers B, et, poussant dès lors les piliers vers l'intérieur à la
naissance des voûtes, augmentent encore les causes d'écartement. Pour
nous expliquer en peu de mots, lorsque des arcs-boutants sont construits
d'après ce système, la poussée des voûtes qui agit de C en D charge
l'arc A verticalement, en augmentant la pression des pieds-droits de
l'aqueduc. Cette charge verticale, se reportant sur une construction
élastique, pousse de A en B. Or, plus la poussée de A en B est
puissante, et plus la poussée des voûtes agit en C par le renversement
de la ligne DC. Donc les sommiers placés à la tête des arcs-boutants en
B sont contraires au principe même de l'arc-boutant.
Les porches nord et sud de l'église Saint-Urbain de Troyes peuvent
donner une idée bien exacte de la fonction que remplissent les
arcs-boutants dans les édifices de la période ogivale. Ces porches sont
comme la dissection d'une petite église du XIVe siècle. Des voûtes
légères, portées sur des colonnes minces et longues, sont contre-buttées
par des arcs qui viennent se reposer sur des contre-forts complétement
indépendants du monument; pas de murs: des colonnes, des voûtes, des
contre-forts isolés, et les arcs-boutants placés suivant la résultante
des poussées. Il n'entre dans toute cette construction, assez importante
cependant, qu'un volume très-restreint de matériaux posés avec autant
d'art que d'économie (70). A indique le plan de ce porche, B la vue de
l'un de ses arcs-boutants d'angle. Comme dans toutes les bonnes
constructions de cette époque, l'arc-boutant ne fait que s'appuyer
contre la colonne, juste au point de la poussée, étayant le sommier qui
reçoit les arcs-doubleaux, les archivoltes et les arcs-ogives. Au-dessus
des arcs-boutants les contre-forts sont rendus plus stables par des
pinacles, et les colonnes elles-mêmes sont chargées et roidies par les
pyramidions qui les surmontent. Il est aisé de comprendre, en examinant
le plan A, comment les deux voûtes du porche, qui reposent d'un côté sur
le mur du transsept et de l'autre sur les trois colonnes CDE, ne peuvent
se maintenir sur des points d'appui aussi grêles qu'au moyen de la
buttée des trois arcs-boutants CF, DG, EH, reportant les résultantes de
leurs poussées sur les trois contre-forts IKL. L'espace MCDEN est seul
couvert, et forme comme un grand dais suspendu sur de frêles colonnes.
Cette élégante construction n'a éprouvé ni mouvement ni déversement,
malgré son extrême légèreté, et quoiqu'elle ait été laissée dans les
plus mauvaises conditions depuis longtemps.
On aura pu observer, d'après tous les exemples que nous avons donnés,
que les arcs-boutants ne commencent à être chanfreinés ou ornés de
moulures qu'à partir de la deuxième moitié du XIIIe siècle. En général,
les profils des arcs-boutants sont toujours plus simples que ceux des
arcs-doubleaux; il est évident qu'on craignait d'affaiblir les
arcs-boutants exposés aux intempéries par des évidements de moulures, et
qu'en se laissant entraîner à les tailler sur un profil, on obéissait au
désir de ne point faire contraster ces arcs d'une manière désagréable
avec la richesse des archivoltes des fenêtres et la profusion de
moulures qui couvraient tous les membres de l'architecture dès la fin du
XIIIe siècle. Cependant les moulures qui sont profilées à l'intrados des
arcs-boutants sont toujours plus simples et conservent une plus grande
apparence de force que celles appliquées aux archivoltes et aux arcs des
voûtes.
Lorsqu'à la fin du XIIe siècle et au commencement du XIIIe on appliqua
le système des arcs-boutants aux grandes voûtes portées sur des piles
isolées, on ne songea d'abord qu'à contre-butter les poussées des voûtes
des nefs et des choeurs. Les voûtes des transsepts, se retournant à angle
droit, n'étaient contre-buttées que par des contre-forts peu saillants.
On se fiait sur le peu de longueur des croisillons composés de deux ou
trois travées de voûtes, on supposait que les buttées des contre-forts
des pignons et celles des murs des nefs suffisaient pour maintenir la
poussée des arcs-doubleaux entre ces buttées. À la cathédrale de Paris,
par exemple (71), il a toujours existé des arcs-boutants de A en B pour
maintenir la poussée des voûtes de la nef et du choeur; mais l'écartement
des voûtes des croisillons n'est maintenu que par les deux contre-forts
minces D et C, et il n'a jamais existé d'arcs-boutants de D en A et de C
en A. On ne pouvait songer en effet à bander des arcs-boutants qui
eussent pris les contre-forts AE en flanc; en admettant que ces
contre-forts fussent arrivés jusqu'au prolongement de l'arc-doubleau CD,
ce qui n'existe pas à la cathédrale de Paris. Cette difficulté non
résolue causa quelquefois la ruine des croisillons peu de temps après
leur construction. Aussi, dès le milieu du XIIIe siècle, on disposa les
contre-forts des angles formés par les transsepts de manière à pouvoir
butter les voûtes dans les deux sens (72). À la cathédrale d'Amiens, par
exemple, ces contre-forts, à la rencontre du transsept et du choeur,
présentent en plan la forme d'une croix, et il existe des arcs-boutants
de D en C comme de A en B. Quand les arcs-boutants sont à doubles
volées, la première volée est bandée de E en F comme de G en F.
Souvent il arrivait aussi que les arcs-boutants des nefs ou des choeurs,
poussant sur la tranche de contre-forts très-larges mais très-minces, et
qui n'étaient en réalité que des murs (73), comme aux choeurs de
Notre-Dame de Paris, de l'église de Saint-Denis, de la cathédrale du
Mans, tendaient à faire déverser ces murs; on établit également, vers le
milieu du XIIIe siècle, des éperons latéraux A sur les flancs des
contre-forts, pour prévenir ce déversement (voy. CONTRE-FORT).
On ne s'arrêta pas là; ces masses de constructions élevées pour
maintenir les arcs-boutants ne pouvaient satisfaire les constructeurs du
XVe siècle, qui voulaient que leurs édifices parussent plus légers
encore qu'ils ne l'étaient réellement. Dans quelques églises, et
notamment dans le choeur de l'église du Mont-Saint-Michel-en-Mer, ils
remplacèrent les éperons A de flanc, par des arcs bandés d'un
contre-fort à l'autre, comme une succession d'étrésillons destinés à
rendre tous les contre-forts des arcs-boutants solidaires.
De tout ce qui précède on peut conclure que les architectes du moyen
âge, après avoir résolu le problème de la construction des voûtes sur
des piles minces et isolées, au moyen de l'arc-boutant, ont été frappés,
sitôt après l'application du principe, des difficultés d'exécution qu'il
présentait. Tous leurs efforts ont eu pour but d'établir l'équilibre
entre la poussée des voûtes et la résistance des arcs-boutants, à baser
ce système sur des règles fixes, ce qui n'était pas possible, puisque
les conditions d'équilibre se modifient en raison de la nature, du
poids, de la résistance et de la dimension des corps. Les hommes d'un
génie supérieur, comme il arrive toujours, ont su vaincre ces
difficultés, plutôt par l'instinct que par le calcul, par l'observation
des faits particuliers que par l'application de règles absolues. Les
constructeurs vulgaires ont suivi tels ou tels exemples qu'ils avaient
sous les yeux, mais sans se rendre compte des cas exceptionnels qu'ils
avaient à traiter; souvent alors ils se sont trompés. Est-ce à dire pour
cela que l'arc-boutant, parce qu'il exige une grande sagacité de la part
du constructeur, est un moyen dont l'emploi doit être proscrit? Nous ne
le croyons pas. Car de ce que l'application d'un système présente des
difficultés et une certaine finesse d'observation, ce n'est pas une
raison pour le condamner, mais c'en est une pour l'étudier avec le plus
grand soin.
[Illustration: Fig. 49.]
[Illustration: Fig. 50 et 51.]
[Illustration: Fig. 52.]
[Illustration: Fig. 53.]
[Illustration: Fig. 54.]
[Illustration: Fig. 55.]
[Illustration: Fig. 56.]
[Illustration: Fig. 57.]
[Illustration: Fig. 58.]
[Illustration: Fig. 59.]
[Illustration: Fig. 60.]
[Illustration: Fig. 61.]
[Illustration: Fig. 62.]
[Illustration: Fig. 63.]
[Illustration: Fig. 64.]
[Illustration: Fig. 65.]
[Illustration: Fig. 66.]
[Illustration: Fig. 67.]
[Illustration: Fig. 68.]
[Illustration: Fig. 69.]
[Illustration: Fig. 70 A.]
[Illustration: Fig. 70 B.]
[Illustration: Fig. 71.]
[Illustration: Fig. 72 et 73.]
ARC DE DÉCHARGE. C'est l'arc que l'on noie dans les constructions
au-dessus des linteaux des portes, au-dessus des vides en général, et
des parties faibles des constructions inférieures pour reporter le poids
des constructions supérieures sur des points d'appui dont la stabilité
est assurée. Les archivoltes des portails et portes sont de véritables
arcs de décharge (voy. ARCHIVOLTES, variété de l'Arc); toutefois on ne
donne guère le nom d'arcs de décharge qu'aux arcs dont le parement
affleure le nu des murs, qui ne se distinguent des assises horizontales
que par leur appareil, et quelquefois cependant par une faible saillie.
Dans les constructions romaines élevées en petits matériaux et en
blocages, on rencontre souvent des arcs de décharge en briques et en
moellons noyés en plein mur, afin de reporter les pesanteurs sur des
points des fondations et soubassements établis plus solidement que le
reste de la bâtisse. Cette tradition se conserve encore pendant la
période romane. Mais à cette époque les constructions en blocage
n'étaient plus en usage, et on ne trouve que très-rarement des arcs
destinés à diviser les pesanteurs dans un mur plein. D'ailleurs dans les
édifices romans la construction devient presque toujours un motif de
décoration, et lorsqu'en maçonnant on avait besoin d'arcs de décharge on
cherchait à les accuser, soit par une saillie, et même quelquefois par
un filet orné ou mouluré à l'extrados. Tels sont les arcs de décharge
qui se voient le long du mur des bas côtés de l'Église St-Étienne de
Nevers (fin du XIe siècle) (74). Ici ces arcs sont surtout destinés à
charger les piles des bas côtés qui reçoivent les poussées des voûtes;
les murs n'étant pas armés de contre-forts, ce surcroît de charge donne
aux points d'appui principaux une grande stabilité. C'est un système qui
permet d'élever des murs minces entre les piles destinées à recevoir le
poids des constructions, il présente par conséquent une économie de
matériaux; on le voit appliqué dans beaucoup d'églises du Poitou, de
l'Anjou, de l'Auvergne et de la Saintonge pendant la période romane.
Inutile d'ajouter que ces arcs de décharge sont toujours extradossés;
puisque leur fonction essentielle est de reporter les charges
supérieures sur leurs sommiers, ils doivent tendre à faire glisser les
maçonneries sur leurs reins.
Le pignon du transsept sud de l'église de Notre-Dame-du-Port à
Clermont-Ferrand est ainsi porté sur deux arcs de décharge à
l'extérieur, reposant sur une colonne (75). Souvent dans l'architecture
civile des XIe et XIIe siècles on rencontre des portes dont les linteaux
sont soulagés par des arcs de décharge venant appuyer leurs sommiers sur
une _portée_ ménagée aux deux extrémités des linteaux (76), quelquefois
aussi au-dessus des linteaux on voit une clef posée dans l'assise qui
les surmonte et qui forme ainsi une plate-bande appareillée reportant le
poids des murs sur les deux pieds-droits (77). Un vide est laissé alors
entre l'intrados de la clef et le linteau pour éviter la charge de cette
clef en cas de mouvement dans les constructions. Des arcs de décharge
sont posés au-dessus des ébrasements intérieurs des portes et des
fenêtres dans presque tous les édifices civils du moyen âge.
Ces arcs sont plein cintre (78) (château de Polignac, Haute-Loire, XIe
siècle), rarement en tiers-point, et le plus souvent bombés seulement
pour prendre moins de hauteur sous les planchers (voy. FENÊTRE). Pendant
la période ogivale, les constructeurs ont à franchir de grands espaces
vides, ils cherchent sans cesse à diminuer à rez-de-chaussée les points
d'appui, afin de laisser le plus de place possible à la foule, de ne pas
gêner la vue; ce principe les conduit à établir une partie des
constructions supérieures en porte-à-faux; si dans le travers des nefs
ils établissent des arcs-boutants au-dessus des bas côtés, pour reporter
la poussée des grandes voûtes à l'extérieur, il faut, dans le sens de la
longueur, qu'ils évitent de faire peser les murs des galeries en
porte-à-faux sur les voûtes de ces bas côtés, trop légères pour porter
la charge d'un mur si mince qu'il soit. Dès lors, pour éviter le fâcheux
effet de ce poids sur des voûtes, des arcs de décharge ont été ménagés
dans l'épaisseur des murs de fond des galeries au premier étage. Ces
arcs reportent la charge de ces murs sur les sommiers des arcs-doubleaux
des bas côtés (voy. CONSTRUCTION, TRIFORIUM, GALERIE). On trouve des
arcs de décharge en tiers-point, dans les galeries hautes de Notre-Dame
de Paris, dans le triforium des nefs des cathédrales d'Amiens (79), de
Reims, de Nevers. Mais à Amiens, les fenêtres supérieures étant posées
sur la claire-voie intérieure du triforium, ces arcs de décharge ne
portent que le poids d'un mur mince, qui ne s'élève que jusqu'à l'appui
du fenestrage.