Voûte

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Voûte en pierres sèches pour le couvrement d'une cave de maison

Voûte en encorbellement du Trésor d'Atrée

Étude de la forme "funiculaire" des voûtes pour la reprise des charges de la Sagrada Familia par l'architecte Antoni Gaudí

Pérouse - Porte d'Auguste avec des éléments datant de la période étrusque

Une voûte (ou voute) est un élément architectural de couvrement intérieur d'un édifice présentant un intrados.

Différents types de voûtes

On peut distinguer les voûtes :

• suivant le mode de transmission des efforts appliqués à la voûte, il existe deux types de voûtes :
  • les voûtes en encorbellement, où les charges sont transmises par flexion des éléments de la voûte,
  • les voûtes en arc, pour lesquelles la voûte travaille comme un arc ou une arche. Les charges verticales sont équilibrées par compression des éléments de la voûte. La stabilité de la voûte suppose la reprise d'efforts de poussée au droit de ses appuis.
    Elles constituent ce que certains appellent des structures à résistance de forme, c'est-à-dire suivant Salvadori et Heller, "des structures dont la résistance est obtenue en donnant au matériau une forme adaptée aux charges qu'elles doivent supporter"^[1].
    
    Ces deux types de voûte sont connues depuis la plus haute antiquité.
  • on peut voir des voûtes en encorbellement dans la grande galerie de la pyramide de Khéops, le tholos appelé Trésor d'Atrée ou tombeau d'Agamemnon ou la porte des Lions de Mycènes,
  • les voûtes en arc sont déjà utilisées à Ur dans des éléments de décoration de temples mais elles n'ont été développées que par les Romains, soit sous la forme de voûtes en pierres taillées, en particulier pour les ponts en arc, les arcs de triomphe ou les portes des villes, soit en opus caementicium, ancêtre du béton, comme on peut le voir au Panthéon.

• 

  Funiculaire des charges dans une voûte. Courbe de poussée
• 

  Un pont en arc, l'arc est funiculaire des charges qui lui sont appliquées
• 

  Reprise des efforts de poussée des voûtes romanes et gothiques

La forme peut être obtenue en traçant le polygone funiculaire des charges.

• suivant la forme de la voûte :
  • voûte en plein cintre,
  • voûte en arc outrepassé,
  • voûte parabolique,
  • voûte en anse de panier, à 2 centres, 3 centres, ...
  • voûte en arc en tiers-point, en quart-point, en lancette
• suivant les matériaux de construction utilisés :
  • en brique,
  • en pierre, en pierres sèches ou maçonnées,
  • en béton,
• suivant la technique de construction :
  • sans utilisation de cintre :
    • voûte en encorbellement,
    • voûte par tranches, verticales ou inclinées,
    • voûte en deux éléments opposés droits ou en arceaux,
  • avec utilisation de cintre
    Le cintre est un support provisoire nécessaire pour mettre en place les éléments d'une structure à résistance de forme qui ne peuvent jouer leur rôle que lorsqu'ils sont complètement posés et clavés.
    • voûte à assises rayonnantes
    • voûte maçonnée, le cintre joue aussi le rôle de support de coffrage.

• 

  Voûte en encorbellement (d'après Besenval -1984)
• 

  Voûte en tranches inclinées (d'après Choisy -1883)
• 

  Entrée de la grande pyramide
• 

  Cintre pour la réalisation d'une voûte à assises rayonnantes
• 

  Voute en construction

Voûtes en arc

Voûte d'ogives quadripartite de l'église Saint-Séverin à Paris

Voûte d'ogives quadripartite de l'église abbatiale de Fécamp

Il existe plusieurs types de voûte en arc :

• voûte en berceau,
• voûte d'arêtes,
  • voûte à arêtes doubles,
  • voûtes à arêtes triples,
• voûte d'ogive,
  • voûte d'ogives à quatre quartiers,
  • voûte d'ogives à huit quartiers d'une abside,
  • voûte sexpartite,
  • voûte octopartite,
  • voûte d'ogives à liernes et tiercerons
• voûte nervurée,
• voûte plate,
  • voûte plate appareillée,
  • voûte plate dallée,
• voûte en éventail,
• voûte conique,
• voûte pyramidale,
• voûte en cul-de-four,
• voûte en arc-de-cloître,
• Voûte sphérique.

Les voûtes caractéristiques de l'architecture romaine, paléochrétienne puis romane sont en berceau. Elles ont la forme d'un arc prolongé. On parle de berceau cintré lorsque la voûte est semi-cylindrique et de berceau brisé lorsque deux pans concaves se rejoignent en pointe au faîte. Le berceau est longitudinal s'il est parallèle à l'orientation de l'espace couvert, transversal s'il est perpendiculaire à celle-ci. Les collatéraux sont parfois voûtés en demi-berceau.

La voûte en berceau est, le plus souvent, renforcée par des nervures désignées par les termes de doubleaux ou d'arcs-doubleaux.

On parle de voûte d'arête lorsque deux berceaux, d'égale hauteur, se croisent en pénétrant l'un dans l'autre (formant une croix de saint André).

Le troisième type de voûte est la voûte d'ogives. Elle peut être quadripartite ou sexpartite (selon qu'elle croise 2 ou 3 ogives, dessinant 4 ou 6 voûtains). La voûte d'ogives est dite barlongue lorsqu'elle forme, à chaque travée, un rectangle dont le côté le plus long est perpendiculaire à la nef. Elle est dite oblongue dans le cas contraire.

Ses nervures se nomment ogives, liernes et tiercerons.

• Quadripartite rib vault-scheme.png

  Une voûte d'ogives quadripartite

• 

  Une voûte d'ogives sexpartite

• 

  Tracé des ogives d'après Viollet-le-Duc

Voûte d'ogive

Ce qui est pesant, c'est la voûte elle-même et le problème dimensionnant est surtout la poussée latérale qu'elle impose sur les murs. Une voûte « cylindrique » crée une poussée latérale qui tend à écarter les murs. La poussée est d'autant plus forte que la portée (largeur de la nef) est plus grande, et est d'autant plus difficile à compenser que les murs sont hauts (le bras de levier est plus important). L'art roman tend donc à faire des nefs étroites, plutôt basses, et des murs latéraux épais pour tenir la poussée. L'idée centrale de la croisée d'ogive, et du style gothique, est de faire des voûtes qui reposent non pas directement sur des murs, mais sur ces ogives croisées ; et les ogives elles-mêmes convergent vers des piliers. Avec cette méthode, la poussée n'est plus répartie tout au long du mur, mais concentrée sur un point au sommet du pilier Du coup, le mur lui-même ne sert à rien, on peut le vider et le remplacer par des vitraux. Et la poussée reçue au sommet des piliers peut être facilement compensée par des arcs-boutants, au lieu d'être reçue par des contreforts

Notes et références

Voir aussi

http://www.piles.setra.equipement.gouv.fr/IMG/pdf/Desordres_pont_en_maconnerie_cle557dba.pdf

Bibliographie

• L'article « Voûte » du Dictionnaire raisonné de l'architecture française du XI^e au XVI^e siècle Eugène Viollet-le-Duc disponible sur Wikisource)
• Jean-Marie Pérouse de Montclos, Principes d'analyse scientifique "Architecture" - Méthode et vocabulaire, chapitre IX - Couvrement (2 tomes), Ministère des Affaires Culturelles, Inventaire général des monuments et richesses artistiques de la France, Imprimerie Nationale, Paris, 1972
• dom Melchior de Vogüé, dom Jean Neufville, Glossaire des termes techniques à l'usage des lecteurs de "la nuit des temps", Éditions Zodiaque (collection "introductions à la nuit des temps" n°1), La Pierre-Qui-Vire, 1983

Articles connexes

• Arc
• Arche

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