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La recherche sur le patrimoine et les outils numériques à l'épreuve de l'expérimentation

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Nicolas Asseray

Étudier une architecture difficile d’accès grâce aux outils numériques : l’exemple de la flèche de la cathédrale de Senlis (Oise)

Studying hard-to-access architecture using digital tools: the example of the spire of Senlis Cathedral (Oise)

Mathieu Lejeune

Résumé

Culminant à 80 m de hauteur, la flèche de la cathédrale de Senlis a depuis longtemps suscité l’admiration, sans pour autant bénéficier d’une étude architecturale précise en raison de sa position abrupte. La numérisation de la tour au moyen d’un scanner laser 3D en 2015 a permis d’ouvrir la voie à une analyse détaillée de la structure. Pour s’accorder avec les préceptes de l’archéologie du bâti, l’utilisation des outils numériques et l’interprétation des résultats doivent se faire dans la prudence et être constamment croisés avec les observations in situ. Le recours à l’archéologie spatiale, à savoir l’évaluation des déformations subies par les édifices grâce aux numérisations 3D, développée par Andrew Tallon dans la dernière décennie, apporte un nouvel éclairage sur les conditions d’édification ainsi que sur l’évolution de la flèche dans le temps. En outre, l’étude du comportement mécanique, réalisée grâce à un modèle 3D de la flèche soumis à des phénomènes informatiquement reproduits, comme le vent ou le poids propre, étaie des questionnements auparavant limités, notamment sur le rôle des pinacles. Ces perspectives d’études offertes par les techniques de numérisation et de calcul encouragent ainsi fortement l’interdisciplinarité en histoire de l’architecture médiévale.

Texte intégral

  • 1 D. Sandron, « Flèches de pierre des xiie et xiiie siècles, témoins magnifiques mais négligés de l’a (...)
  • 2 M. Lejeune, Recherches sur les flèches monumentales du xiiie siècle dans le nord de la France : le (...)
  • 3 Ce partenariat s’est notamment concrétisé par un projet commun sélectionné et financé par la ComUE (...)
  • 4 R. Rolin, E. Antaluca, J.-L. Batoz, F. Lamarque, M. Lejeune, « From Point Cloud Data to Structural (...)

1La cathédrale de Senlis possède l’une des rares flèches monumentales du xiiie siècle parvenues jusqu’à nous1. Bâtie aux alentours de 1220-1230 sur la tour sud de la façade occidentale du xiie siècle, la flèche a su résister aux épreuves du temps grâce à une structure particulièrement ingénieuse. Son étude, sous l’angle interdisciplinaire, a été menée dans le cadre d’une thèse de doctorat2 bénéficiant d’un partenariat entre l’Université Paris-Sorbonne et l’Université de Technologie de Compiègne3. Cette collaboration a notamment permis de numériser l’ensemble de la flèche grâce à la technique du scanner laser 3D et d’entreprendre une simulation de son comportement mécanique4. Ces relevés numériques ont rendu possible l’analyse de cette structure particulièrement difficile d’accès et de réfléchir aux paramètres qui ont déterminé sa conception ainsi que son évolution dans le temps. L’étude des déformations observées sur la flèche que nous présentons ici se veut exemplaire de l’apport des outils numériques à la connaissance du patrimoine monumental. Si la tour semble en effet parfaitement d’aplomb depuis le sol, la modélisation 3D à partir de relevés numériques indique que les maçonneries présentent de nombreuses irrégularités, comme celles de l’étage octogonal. En croisant les connaissances issues de l’archéologie du bâti avec les sciences de l’ingénieur – et notamment la mécanique – de nouvelles pistes peuvent être apportées pour expliquer ces déformations.

1. Présentation de la flèche de la cathédrale de Senlis

  • 5 Un examen rapproché du décor de la flèche a permis de dater sa mise en chantier des années 1220-12 (...)

2Située dans l’Oise, à 40 km au nord de Paris, Senlis était au Moyen Âge le chef-lieu du plus petit diocèse de la province ecclésiastique de Reims, avant la disparition de celui-ci au profit du diocèse de Beauvais en 1790. L’édification du clocher le plus haut de la vallée de l’Oiseau xiiie siècle sur la plus petite cathédrale du royaume de France semble faire partie de ces paradoxes déjà maintes fois relevés par les historiens de la cathédrale (fig. 1). Pourtant, le chantier de la flèche s’inscrit dans une conjoncture politique et économique particulièrement favorable à l’évêque et au chapitre cathédral de Senlis, alors que la ville marchande connaît un pic de prospérité dans la première moitié du xiiie siècle. La construction de la flèche est vraisemblablement une initiative de l’évêque Guérin, qui évoluait dans les sphères les plus hautes de la monarchie en tant que principal conseiller du roi Philippe Auguste5. En redessinant le paysage urbain grâce à cette imposante tour, les évêques de Senlis affirmèrent leur autorité sur la myriade de clochers et de flèches en charpente disséminés dans la ville. La nouvelle tour a plus que doublé la hauteur de la façade occidentale puisque celle-ci s’élevait à 36 m au xiie siècle et la flèche, haute de 41 m, la porta à plus de 77 m de haut (fig. 2). La flèche proprement dite se compose d’un étage octogonal cantonné de pinacles ajourés et d’une tourelle d’escalier sur son angle sud-est (fig. 3). L’octogone est surmonté par une imposante pyramide dont les huit faces sont percées de lucarnes et de petites ouvertures géométriques.

Fig. 1 : Senlis, cathédrale Notre-Dame, côté sud, vue aérienne

Cliché  : ToucanWings

Fig. 2 : Senlis, cathédrale Notre-Dame, flèche, face occidentale et vue intérieure

Clichés : Mathieu Lejeune

Fig. 3 : Senlis, cathédrale Notre-Dame, coupe ouest-est et élévation de la tour sud

DAO : d’après le relevé lasergrammétrique, Mathieu Lejeune

2. Méthodologie de la numérisation 3D

  • 6 Le procédé de numérisation par scanner laser a été présenté de manière très claire par A. Tallon, « (...)

3Fruit de la collaboration entre les historiens de l’art médiéval du Centre André Chastel et les ingénieurs en structure de l’Université de Technologie de Compiègne, la numérisation 3D de la flèche a débuté au printemps 2015 au moyen d’un scanner laser FARO Focus3D X 330® utilisant la technique de décalage de phase (fig. 4). Cette technologie consiste à relever à l’aide d’un faisceau laser les coordonnées des points de la surface à numériser6. De façon entièrement automatisée, la tête de l’appareil, positionnée à l’horizontale sur un trépied, effectue des balayages rotatifs. Un miroir, également rotatif, permet de diriger le faisceau, en identifiant plusieurs milliers de points par seconde. Quarante-trois stations de scans ont été réalisées à différents emplacements au pourtour de la cathédrale, dans la tour nord ainsi que dans la flèche sud elle-même, afin de couvrir un maximum de points des parties occidentales de l’édifice. Espacées chacune de quelques mètres, les stations ont ensuite été assemblées dans le logiciel FARO SCENE® afin de générer un nuage de 839 millions de points. La flèche est ainsi relevée avec une précision allant jusqu’à 2 mm. Ce support numérique offre des perspectives d’étude tout à fait inédites pour ce type de structure. Il est notamment possible de couper le nuage de points en autant de directions que l’on souhaite afin de produire des plans et des coupes de la structure. Des mesures de distance entre les points peuvent également être effectuées dans le logiciel de visualisation RECAP®.

Fig. 4 : Senlis, cathédrale Notre-Dame : étapes de numérisation de la flèche (de gauche à droite, de haut en bas) : 1. Nuage de points de la flèche, vue générale nord-est. 2. Stations de scans réalisées sur le pourtour de la cathédrale et dans les parties supérieures. 3. FARO Laser Scanner Focus3D X 330®

Captures du relevé lasergrammétrique : Mathieu Lejeune et Alana Stamford.

  • 7 Autre exemple, l’escalier en vis implanté dans la tourelle sud-est de la flèche n’a pas pu faire l’ (...)

4La qualité des données obtenues est cependant dépendante des contraintes de leur acquisition : la densité du nuage de points dépend logiquement de la régularité de l’implantation des différentes stations de scans. Ainsi, en positionnant l’appareil au sommet de la tour nord du massif occidental, il a été possible de scanner le côté nord de la flèche sud avec une grande densité de points, tandis que les autres faces, numérisées en contre-plongée, bénéficient d’une couverture plus médiocre en raison de l’angle d’attaque trop faible du faisceau. Si ces différences qualitatives n’ont pas de réelles conséquences pour l’analyse structurelle, elles ont néanmoins orienté l’analyse archéologique, en conduisant notamment à privilégier les côtés les plus accessibles, à savoir nord-est, nord et nord-ouest, pour les relevés pierre à pierre7.

3. « L’archéologie spatiale »8

  • 8 En référence à A. Tallon, « Archéologie spatiale : le bâtiment gothique relevé (et révélé) par lase (...)
  • 9 Ibid.
  • 10 Les cathédrales de Sens, Noyon, Paris, Chartres, Bourges, l’abbatiale de Saint-Germain-des-Prés ain (...)
  • 11 A. Tallon, « La perpendicularité de la cathédrale de Bourges, enjeu de la perfection architecturale (...)

5Étudier l’équilibre d’une construction gothique grâce à l’utilisation de nouveaux outils tel que le scanner laser 3D est une démarche relativement nouvelle en histoire de l’architecture. Étant donné que ces outils n’ont pas été préalablement conçus pour l’étude des édifices anciens, chaque chercheur est invité à inventer les méthodes d’analyse susceptibles de faire parler le matériau numérique brut obtenu avec ces outils. Le chercheur américain Andrew Tallon peut être considéré comme un pionnier en la matière : à travers ses études touchant à « l’archéologie spatiale9 », c’est-à-dire à l’évaluation des déformations subies par les édifices grâce aux modèles numériques, il a développé une méthodologie efficace pour comprendre la structure de plusieurs églises majeures du nord de la France10. La méthode consiste à tracer des lignes droites sur une coupe ou une élévation extraite du nuage de points, sortes de fils à plomb virtuels, pour évaluer la rectitude et les éventuels désaxements des maçonneries relevées11.

  • 12 Selon Andrew Tallon, cette perpendicularité de l’architecture faisait figure d’idéal aux yeux des l (...)
  • 13 A. Tallon, « La structure de la cathédrale de Chartres », dans A. Timbert (dir.), Chartres, constru (...)
  • 14 A. Tallon, « Archéologie spatiale… », op. cit., note 7.
  • 15 Ibid.
  • 16 Par exemple, la reprise de la construction de la tour nord de la cathédrale de Bourges sur des fond (...)

6L’appréciation de la perpendicularité d’une église suppose, de la part des bâtisseurs médiévaux, une maîtrise accomplie des instruments de mesures (règle, fil à plomb…) ainsi que leur volonté d’ériger des murs parfaitement droits12. Le relevé laser de la cathédrale de Chartres, figurant d’infimes irrégularités de structure, a démontré que les bâtisseurs pouvaient tendre vers une verticalité parfaite13. Toutefois, Andrew Tallon admet lui-même que ce postulat n’était pas toujours facile à concilier avec la plasticité des édifices au moment même de leur construction14. La souplesse des mortiers et leur temps de durcissement pouvaient occasionner des déformations quelques semaines voire quelques mois seulement après l’achèvement de l’ouvrage15. À ce tassement naturel des maçonneries pouvait s’ajouter un tassement différentiel des fondations16. Ces déformations naturelles se distinguent cependant de déformations directement liées à l’intervention humaine, c’est-à-dire aux accidents de conception et de mise en œuvre du bâti.

4. Application à la flèche de la cathédrale de Senlis

7La flèche de la cathédrale de Senlis présente de nombreux désaxements et déformations, visibles à l’œil nu et encore plus perceptibles sur le nuage de points. Il faut d’emblée distinguer des irrégularités localisées et des irrégularités d’ensemble. Colonnettes engagées désaxées, corniches déformées, décrochements de claveaux, désaxement de lucarnes représentent autant d’irrégularités ponctuelles. Les irrégularités d’ensemble concernent quant à elles la structure dans sa globalité, comme par exemple l’inclinaison d’un côté par rapport à un autre. Il est extrêmement difficile d’estimer l’ancienneté de ces irrégularités et de déterminer si elles sont consécutives à l’évolution de la structure ou encore à l’une des très nombreuses restaurations.

  • 17 Cette vue prise parfaitement à la verticale évite les décalages optiques liés à la perspective.
  • 18 La déclivité du terrain d’ouest en est, rattrapée par des marches à l’intérieur des vaisseaux et dé (...)
  • 19 Nous tenons à chaleureusement remercier Fabien Lamarque pour son aide précieuse dans l’analyse de l (...)

8Les orthoimages17 obtenues à partir du nuage de points de la flèche permettent tout d’abord d’analyser les irrégularités d’ensemble. En reprenant le procédé mis au point par Andrew Tallon, nous traçons une ligne imaginaire verticale, partant de la base de la tour du xiie siècle jusqu’à la pointe de la flèche. Si la ligne passe bien par le milieu de la baie de l’étage octogonal, aux niveaux supérieurs cependant, elle montre que la pointe de la pyramide se déporte significativement vers l’ouest (fig. 5). Les autres vues confirment ce dévers de la tour. De manière générale, les côtés de l’étage octogonal s’inclinent entre 2° et 4° vers l’intérieur de la construction. Aucun côté n’approche de la verticale parfaite et les inclinaisons sont plus prononcées à l’est et au sud (fig. 6). Comment interpréter ces irrégularités ? La méconnaissance du sous-sol du massif occidental de Senlis ne permet pas d’affirmer qu’un tassement différentiel des fondations aurait entraîné le penchement de la pyramide en direction de l’ouest. L’aplomb des niveaux inférieurs, appartenant à la tour du xiie siècle, invite même à écarter cette hypothèse18. Peut-on alors imaginer que les huit côtés de l’octogone se soient progressivement penchés les uns vers les autres ? Une autre hypothèse nous a été proposées par Fabien Lamarque, spécialiste en génie civil et structure à l’UTC : la verticalité parfaite d’un mur étant difficilement atteignable, les bâtisseurs de la flèche avaient tout intérêt à incliner délibérément les maçonneries vers l’intérieur de la construction plutôt que de risquer d’être confrontés à un mouvement inverse en cherchant une illusoire perpendicularité19. Cette hypothèse reste cependant indémontrable dans la mesure où les inclinaisons sont aujourd’hui inégales selon les côtés, suggérant que les maçonneries se sont tassées de manière inégale.

Fig. 5 : Senlis, cathédrale Notre-Dame, évaluation de l’alignement des baies, côté ouest

Capture du relevé lasergrammétrique : Mathieu Lejeune

Fig. 6 : Senlis, cathédrale Notre-Dame, étage octogonal, évaluation de l’aplomb, coupe sud/nord

Capture du relevé lasergrammétrique : Mathieu Lejeune

9La plupart des questions soulevées par l’étude des relevés numériques de la flèche de la cathédrale de Senlis demeurent sans réponse mais elles ont le mérite de dévoiler une structure bien moins rectiligne qu’il n’y paraît, nous invitant à nuancer l’idée préconçue selon laquelle les bâtisseurs gothiques visaient systématiquement la perfection géométrale en cherchant à bâtir des murs parfaitement verticaux. Cette perfection fut cependant atteinte en termes de plan puisqu’en partant de la base rectangulaire de la tour du xiie siècle, les bâtisseurs du xiiie siècle sont parvenus à ériger les côtés d’une flèche inscrits dans un carré presque parfait.

5. L’apport de la méthode des éléments finis

  • 20 Pour une explication détaillée de cette méthode, le lecteur pourra se référer à l’ouvrage d’A. Cost (...)
  • 21 Pyramide à quatre faces triangulaires.
  • 22 A. Tallon, « Sens et contresens : la structure de la cathédrale de Sens », dans J.-L. Dauphin et L. (...)
  • 23 A. Coste, L’Architecture gothique…, op. cit., p. 200-215.

10La réponse de la structure de la flèche de Senlis face à différents types de sollicitations, par exemple en résistant ou en se déformant, définit son comportement mécanique. Ce comportement peut aujourd’hui être simulé grâce aux outils numériques, en soumettant un modèle 3D de la flèche à l’action des phénomènes reproduits virtuellement. Il convient de préciser la nature de ce modèle 3D afin de mieux comprendre la méthode choisie, appelée méthode « par éléments finis20 ». Ce modèle 3D est issue de la conception assistée par ordinateur (ou CAO), c’est-à-dire la modélisation géométrique de la structure à partir des mesures dont nous disposons (plans, mesures manuelles, télémètre laser, nuage de points). Le calcul par éléments finis nécessite que ce modèle 3D soit ensuite maillé ou « découpé » en une multitude d’éléments géométriques déterminés (finis), en l’occurrence des tétraèdres21. Cette simplification est nécessaire afin d’envisager l’étude du comportement mécanique de la flèche : elle fait abstraction de tous les ornements qui ne participent pas directement à la rigidité de la structure. Cette méthode « par éléments finis » a déjà été utilisée pour évaluer le rôle des arcs-boutants des cathédrales de Sens22 et de Beauvais23 et constitue un apport majeur à la compréhension de l’architecture gothique.

  • 24 « Lorsqu’un matériau est tiré, on dit qu’il subit une contrainte de traction » La traction allonge (...)

11Dans le cas de la flèche de la cathédrale de Senlis, l’analyse mécanique vient étayer certaines hypothèses formulées à partir de la numérisation 3D, comme le montre l’exemple d’une irrégularité localisée. Une orthoimage du côté occidental de l’étage octogonal fait apparaître que les entablements des édicules basculent légèrement vers le haut (fig. 7). Non seulement cette déformation s’effectue « en miroir », c’est-à-dire de manière symétrique sur les deux édicules, mais elle ne se retrouve pas sur les autres côtés (fig. 8). Les études mécaniques réalisées en 2015 et 2018 par les ingénieurs de l’UTC se rejoignent sur le fait que, lorsque la flèche est soumise à son propre poids, sous l’action de la gravité, les pyramidions ajourés et leurs entablements travaillent principalement en traction24 (fig. 9). Les conséquences de cette contrainte s’illustrent par une déformation des entablements, fermement maintenus à l’octogone mais soulevés à leur autre extrémité, qui, pour sa part, est libre de tout mouvement. Ces conclusions ne permettent pas seulement de comprendre la cause d’une déformation localisée ; elles éclairent également la conception architectonique d’une partie entière de la construction. En effet, l’analyse mécanique prouve que la structure des édicules s’appuie sur l’étage octogonal et non l’inverse. Autrement dit, ces pinacles n’ont qu’une très faible fonction structurelle : leur rôle est avant tout esthétique et consiste à masquer les pans obliques de l’octogone.

Fig. 7 : Senlis, cathédrale Notre-Dame, étage octogonal, évaluation de l’aplomb, côté ouest

Capture du relevé lasergrammétrique : Mathieu Lejeune

Fig. 8 : Senlis, cathédrale Notre-Dame, flèche, vue nord-est de l’étage octogonal

Cliché : Mathieu Lejeune

Fig. 9 : Senlis, cathédrale Notre-Dame, flèche : Contraintes en traction (MPa = mégapascal) localisées sur l’intérieur et l’extérieur de la structure

Réalisation : Raphaël Rolin, UTC, 2018

Conclusion

12Les perspectives d’études offertes par les techniques de numérisation et de calcul encouragent fortement l’interdisciplinarité en histoire de l’architecture médiévale. Dans le cas de la flèche de la cathédrale de Senlis, ces outils ont permis de rendre accessible – au sens propre comme au figuré – une architecture extrêmement ingénieuse du point de vue de ses dispositions structurelles et décoratives. Évidemment, l’analyse de l’architecture médiévale par le biais de ces techniques innovantes n’exempte pas le chercheur d’une nécessaire prudence et d’un esprit critique dans leur manipulation et dans l’interprétation des résultats. Le caractère hypothétique de certaines interprétations doit être pleinement intégré et assumé, tout comme l’ignorance que nous avons devant des phénomènes physiques aussi complexes que multiples. Si les irrégularités et les déformations peuvent nous étonner, il faut relativiser leur impact et admettre qu’elles sont beaucoup plus courantes qu’on ne le pense dans l’architecture médiévale. Du reste, les deux études du comportement mécanique de la flèche de la cathédrale de Senlis ont révélé qu’en regard des matériaux employés et de leurs contraintes, la flèche était capable de résister à de très fortes sollicitations et que les déformations observées ne semblent pas remettre en cause sa stabilité, pas plus que son esthétique générale. Le fait de souligner ces multiples incohérences d’axe ou de symétrie tempère l’idée selon laquelle ces constructions devraient être géométriquement et matériellement parfaites pour être visuellement efficaces aux yeux de l’observateur. Rappelons que les déformations de l’étage octogonal et de la pyramide de la flèche senlisienne sont imperceptibles vues du sol. C’est peut-être là toute la prouesse des bâtisseurs médiévaux : suggérer, à défaut de la créer, la perfection de ces structures.

Bibliographie

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Eduard Antaluca, Jean-Louis Batoz, Fabien Lamarque et MathieuLejeune, « From Point Cloud Data to Structural Analysis Through a Geometrical hBim-Oriented Model », ACM Journal on Computing and Cultural Heritage (JOCCH), vol. 12, n° 2, article 9, 2019.

Jean-Louis Batoz et Gouri Dhatt, Modélisation des structures par éléments finis, Sainte-Foy, 1990.

Anne Coste, L’Architecture gothique : Lectures et interprétations d’un modèle, Publications de l’Université de Saint-Étienne, 1997.

Étienne Hamon, « La cathédrale de Bourges du xive au xvie siècle ; diversité et virtuosité du gothique flamboyant », dans Monuments du Cher. Gothique flamboyant et Renaissance en Berry (xive-xvie siècles), actes du Congrès archéologique de France tenu à Bourges en 2017, Paris, SFA, 2019, p. 321-351.

Mathieu Lejeune, « L’apport des signes lapidaires et des techniques de taille à la chronologie de la cathédrale de Senlis (xiie-xvie s.) », dans La pierre comme porteur de messages du chantier de construction et de la vie du bâtiment, Actes du XXIe Colloque International de Glyptographie (du 8 au 14 juillet 2018, Amay, Belgique), 2019, p. 285-302.

Mathieu Lejeune, Recherches sur les flèches monumentales du xiiie siècle dans le nord de la France : le cas de la tour sud de la cathédrale de Senlis, thèse d’histoire de l’art médiéval sous la direction de Dany Sandron (Paris-Sorbonne) et Jean-Louis Batoz (UTC), 2018, ms. dact., 3 vol.

Mario Salvadori, Comment ça tient ?, trad. Nadine Aucoc, Marseille, 2009.

Dany Sandron, « Flèches de pierre des xiie et xiiie siècles, témoins magnifiques mais négligés de l’art gothique en France », dans Sylvie Balcon, Brigitte Boissavit-Camus et Pascale Chevalier (dir.), La Mémoire des pierres. Mélanges darchéologie, dart et dhistoire en lhonneur de Christian Sapin, Turnhout, 2016, p. 195-207. 

Andrew Tallon, « Archéologie spatiale : le bâtiment gothique relevé (et révélé) par laser », dans Arnaud Timbert et Stéphanie Daussy (dir.), Architecture et sculpture gothiques : renouvellement des méthodes et des regards, Rennes, 2011, p. 63-75.

Andrew Tallon, « La structure de la cathédrale de Chartres », dans Arnaud Timbert (dir.), Chartres, construire et restaurer la cathédrale, xie-xxie siècle, Villeneuve-d'Ascq, 2013, p. 239-257.

Andrew Tallon, « La perpendicularité de la cathédrale de Bourges, enjeu de la perfection architecturale », Bulletin monumental, 174, n° 4, 2016, p. 425-446.

Andrew Tallon, « Sens et contresens : la structure de la cathédrale de Sens », dans Jean-Luc Dauphin et Lydwine Saulnier-Pernuit (dir.), 850 ans de la cathédrale de Sens, Sens, 2017, p. 49-77.

Notes

1 D. Sandron, « Flèches de pierre des xiie et xiiie siècles, témoins magnifiques mais négligés de l’art gothique en France », dans S. Balcon, B. Boissavit-Camus et P. Chevalier (dir.), La Mémoire des pierres. Mélanges d’archéologie, d’art et d’histoire en l’honneur de Christian Sapin, Turnhout, 2016, p. 195-207. 

2 M. Lejeune, Recherches sur les flèches monumentales du xiiie siècle dans le nord de la France : le cas de la tour sud de la cathédrale de Senlis, thèse d’histoire de l’art médiéval sous la direction de D. Sandron (Paris-Sorbonne) et J.-L. Batoz (UTC), 2018, en cours de publication.

3 Ce partenariat s’est notamment concrétisé par un projet commun sélectionné et financé par la ComUE Sorbonne Universités en juin 2014 : « Analyse architecturale, numérisation et modélisation structurale de la flèche de la cathédrale gothique Notre-Dame de Senlis ». Nous tenons à sincèrement remercier les acteurs du projet ModeFSenlis d’avoir permis l’étude approfondie de ce monument : Sabine Berger, Dany Sandron (Centre André Chastel, Paris-Sorbonne, U.M.R. 8150) ; Eduard Antaluca, Jean-Louis Batoz, Fabien Lamarque, Raphaël Rolin, Alana Stamford (Laboratoire Avenues-G.S.U., E.A. 7284, UTC Compiègne) ; Pascal Lardeur, Julien Leonor, Alain Rassineux (Laboratoire Roberval (U.M.R. 7337, UTC Compiègne).

4 R. Rolin, E. Antaluca, J.-L. Batoz, F. Lamarque, M. Lejeune, « From Point Cloud Data to Structural Analysis Through a Geometrical hBim-Oriented Model », ACM Journal on Computing and Cultural Heritage (JOCCH), vol. 12, n°2, article 9, 2019.

5 Un examen rapproché du décor de la flèche a permis de dater sa mise en chantier des années 1220-1230, tandis que ses dernières campagnes s’apparentent sur le plan décoratif à celle du premier transept (1240-1250). Dans ce scénario, la conception de la flèche reviendrait à l’évêque Guérin (1214-1227) avant que son successeur, Adam de Chambly (1227-1258) n’en poursuive la construction et inaugure le chantier du transept. M. Lejeune, op. cit., 2018.

6 Le procédé de numérisation par scanner laser a été présenté de manière très claire par A. Tallon, « La numérisation de Saint-Étienne de Bourges », dans Mgr A. Maillard (dir.), Bourges, La Grâce d'une cathédrale, Strasbourg, 2017, p. 182-183.

7 Autre exemple, l’escalier en vis implanté dans la tourelle sud-est de la flèche n’a pas pu faire l’objet d’une numérisation convenable en raison de son étroitesse qui ne permettait pas de stabiliser le scanner laser 3D. C’est pourquoi un relevé pierre à pierre manuel est venu compléter la connaissance de cette partie de la construction, en mettant en évidence les césures du bâti. Ainsi, les techniques numériques peuvent couvrir un édifice jusqu’à une certaine limite d’accessibilité et leur association (photogrammétrie, scanner laser, drone…) ou le recours à des relevés manuels permettent de pallier ces inégalités. M. Lejeune, « L’apport des signes lapidaires et des techniques de taille à la chronologie de la cathédrale de Senlis (xiie-xvie s.) », dans La pierre comme porteur de messages du chantier de construction et de la vie du bâtiment, Actes du XXIe Colloque International de Glyptographie (du 8 au 14 juillet 2018, Amay, Belgique), Bruxelles, 2019, p. 285-302.

8 En référence à A. Tallon, « Archéologie spatiale : le bâtiment gothique relevé (et révélé) par laser », dans A. Timbert et S. Daussy (dir.), Architecture et sculpture gothiques : renouvellement des méthodes et des regards, Rennes, 2011, p. 63-75.

9 Ibid.

10 Les cathédrales de Sens, Noyon, Paris, Chartres, Bourges, l’abbatiale de Saint-Germain-des-Prés ainsi que de la prieurale de Saint-Leu-d’Esserent : http://facultysites.vassar.edu/antallon/publications.html.

11 A. Tallon, « La perpendicularité de la cathédrale de Bourges, enjeu de la perfection architecturale », Bulletin monumental, 174, n°4, 2016, p. 425-446.

12 Selon Andrew Tallon, cette perpendicularité de l’architecture faisait figure d’idéal aux yeux des liturgistes du Moyen Âge, tel Guillaume Durand (1230-1296), qui rapprochaient la rectitude murale de la rectitude morale : A. Tallon, « La numérisation de Saint-Étienne de Bourges », op. cit., p. 182-183.

13 A. Tallon, « La structure de la cathédrale de Chartres », dans A. Timbert (dir.), Chartres, construire et restaurer la cathédrale, xie-xxie siècle, Villeneuve-d'Ascq, 2013, p. 239-257.

14 A. Tallon, « Archéologie spatiale… », op. cit., note 7.

15 Ibid.

16 Par exemple, la reprise de la construction de la tour nord de la cathédrale de Bourges sur des fondations instables conduit à son écroulement en 1506 : É. Hamon, « La cathédrale de Bourges du xive au xvie siècle ; diversité et virtuosité du gothique flamboyant », dans Monuments du Cher. Gothique flamboyant et Renaissance en Berry (xive-xvie siècles), actes du Congrès archéologique de France tenu à Bourges en 2017, Paris, SFA, 2019, p. 325-326.

17 Cette vue prise parfaitement à la verticale évite les décalages optiques liés à la perspective.

18 La déclivité du terrain d’ouest en est, rattrapée par des marches à l’intérieur des vaisseaux et déterminée par une pente sur la face méridionale de la tour, suppose des fondations conséquentes, dont la solidité mériterait d’être évaluée par des fouilles ou des sondages.

19 Nous tenons à chaleureusement remercier Fabien Lamarque pour son aide précieuse dans l’analyse de la structure ainsi que ses collègues Eduard Antaluca et Jean-Louis Batoz.

20 Pour une explication détaillée de cette méthode, le lecteur pourra se référer à l’ouvrage d’A. Coste, L’Architecture gothique : lectures et interprétations d’un modèle, Publications de l’Université de Saint-Étienne, 1997, notamment p. 151-156. Voir également : J.-L. Batoz et G. Dhatt, Modélisation des structures par éléments finis, Sainte-Foy, 1990.

21 Pyramide à quatre faces triangulaires.

22 A. Tallon, « Sens et contresens : la structure de la cathédrale de Sens », dans J.-L. Dauphin et L. Saulnier-Pernuit (dir.), 850 ans de la cathédrale de Sens, Sens, 2017, p. 49-77.

23 A. Coste, L’Architecture gothique…, op. cit., p. 200-215.

24 « Lorsqu’un matériau est tiré, on dit qu’il subit une contrainte de traction » La traction allonge les matériaux, comme l’illustre Mario Salvadori avec un élastique en caoutchou. M. Salvadori, Comment ça tient ?, trad. Nadine Aucoc, Marseille, 2009.

Table des illustrations

Crédits Cliché  : ToucanWings
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Fichier image/jpeg, 930k
Crédits Clichés : Mathieu Lejeune
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Crédits DAO : d’après le relevé lasergrammétrique, Mathieu Lejeune
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Crédits Captures du relevé lasergrammétrique : Mathieu Lejeune et Alana Stamford.
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Crédits Capture du relevé lasergrammétrique : Mathieu Lejeune
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Crédits Capture du relevé lasergrammétrique : Mathieu Lejeune
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Crédits Capture du relevé lasergrammétrique : Mathieu Lejeune
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Crédits Cliché : Mathieu Lejeune
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Crédits Réalisation : Raphaël Rolin, UTC, 2018
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Auteur

Docteur en histoire de l’art, Faculté des Lettres de Sorbonne Université – Université de Technologie de Compiègne (UTC)

© Publications de l’Institut de recherches historiques du Septentrion, 2020

Conditions d’utilisation : http://www.openedition.org/6540

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