La charpente de Notre-Dame de Paris : état des connaissances et réflexions diverses autour de sa reconstruction.

• Avec le soutien du CNRS et en collaboration avec sa cellule de coordination des actions scientifiques pour Notre-Dame de Paris, l’association des scientifiques au service de la restauration de Notre-Dame se donne pour objectif d’aider et de conseiller les autorités en charge de cette mission.
• Comprendre Notre-Dame

  Communiqué de presse

  Depuis des dizaines d’années, les scientifiques du patrimoine œuvrent à la meilleure connaissance de nos monuments historiques dont Notre-Dame de Paris est l’un des fleurons. Comme l’ensemble de la population, ils ont été touchés au cœur par la catastrophe du 15 avril 2019. Pour certains d’entre eux, ce sont des années de travail, de recherches et de passion qui se sont envolées en épaisses volutes ce lundi soir.
  Aux larmes et à l’émotion doit pourtant succéder la réflexion qui guidera l’action. La multiplication des études scientifiques consacrées à la cathédrale : analyse de la provenance des pierres et des matériaux de construction, étude morphologique et dendrochronologique de la charpente, étude de la polychromie murale, authenticité des sculptures, relevés scannographiques des maçonneries, recherches archivistiques, analyse des vitraux, des métaux… ont permis d’acquérir une connaissance fine du bâtiment. Elle constitue un potentiel inestimable pour la restauration. Mobilisés, les scientifiques, spécialistes de l’histoire de la construction et de ses divers matériaux, souhaitent mettre au service de cette restauration le résultat de leurs recherches. Ils transmettront toutes les données nécessaires aux autorités et seront toujours disponibles pour que puisse s’accomplir la renaissance de Notre-Dame de Paris.
  Une restauration de qualité ne peut cependant se penser et se réaliser dans l’urgence que pourrait engendrer une légitime émotion. Elle ne peut se priver des moyens qu’offrent aujourd’hui les nouvelles technologies, ni des connaissances sur les matériaux du patrimoine et leur durabilité. La prise en compte des acquis scientifiques, techniques et historiques doit permettre une restauration exemplaire et novatrice du bâtiment. Il faut réfléchir, par exemple, à la réutilisation d’un maximum de matériaux d’origine qui seraient encore sains après l’incendie. Ce remploi créatif n’est pas une reproduction à l’identique, il n’exclut pas des solutions innovantes et technologiques de restauration d’un monument en constante évolution depuis l’époque médiévale. Il est un enjeu de nos sociétés contemporaines mais était également une pratique ancrée dans les sociétés anciennes.
  D’autres investigations sont également indispensables pour répondre à nombre de questions laissées en suspens : quel est le rôle du chaînage métallique haut dans la résistance générale du monument ? Comment fonctionnent les arcs-boutants ? Quelle est la nature exacte des mortiers et quand ont-ils été réalisés ? Comment, techniquement, sont construites les voûtes d’ogives sexpartites ? L’incendie a-t-il entraîné des déplacements ou des déformations du bâti ? Autant de recherches qui peuvent et doivent être menées sur le bâtiment blessé. Il faut pour cela que chaque matériau d’origine, quel que soit son état, qu’il soit toujours en place ou qu’il ait chu, soit précieusement conservé et inventorié pour pouvoir être étudié par les spécialistes. Il faut également que les échafaudages de restauration soient conçus pour accueillir les scientifiques et que l’édifice leur soit rapidement accessible. L’histoire des artisans ayant réalisé la charpente a disparu avec elle car l’œuvre est la véritable archive dans laquelle se grave la vie des bâtisseurs. Mais, avec le feu, d’autres rayonnages de cette bibliothèque se sont ouverts ! C’est un impérieux devoir que de les lire, de les comprendre et de les sauvegarder dans la démarche générale de reconstruction et de restitution du monument aux publics et aux visiteurs.
  C’est pourquoi, pour la connaissance et la renaissance de Notre-Dame, les scientifiques (historiens, historiens de l’art, archéologues, géologues, archéomètres, géophysiciens, chimistes, biologistes,…) au service de la restauration de Notre-Dame de Paris s’unissent en association. Celle-ci se donne pour objectif de défendre l’ensemble des enjeux qui viennent d’être évoqués.

________________________________________________________________________________________________________________

Par Frédéric Epaud, chercheur CNRS (LAT CITERES, UMR 7324, Tours)

Suite à l’émotion suscitée par l’incendie de Notre-Dame, de nombreux commentaires contradictoires voire ubuesques ont circulé à propos de la charpente disparue, des bois qu’il fallait sécher plusieurs années pour être utilisés et des forêts entières qu’il fallait raser pour la construire ou la reconstruire. Il est donc utile de faire un état des connaissances sur la charpente et les bois utilisés à Notre-Dame au XIIIe siècle ainsi que sur les possibilités de reconstruire une charpente en bois selon les techniques en vigueur au Moyen Âge.

Quels sont les études faites sur la charpente gothique de Notre-Dame ?

Fort heureusement, des relevés architecturaux précis des structures médiévales avaient été réalisés en 2015 par R. Fromont et C. Trentesaux, dont une courte synthèse a été publiée en 2016 dans la revue Monumental, en complément de ceux faits en 1915 par H. Deneux et d’un mémoire de DEA réalisé en 1995 par V. Chevrier portant sur la dendrochronologie. De plus, un scanner de la charpente a été effectué en 2014 par l’entreprise Art Graphique et Patrimoine (150 scans). Le relevé complet et précis de la charpente a donc bien été réalisé. La disparition de cette charpente représente néanmoins une immense perte scientifique pour la connaissance des constructions en bois du XIIIe siècle car son analyse archéologique, tracéologique et dendrologique restait à faire. De nombreuses études complémentaires auraient méritées d’être faites pour comprendre le fonctionnement des structures, les procédés de mise en œuvre et de levage, les types d’assemblage, les phases de construction et de reprises, l’organisation du chantier et sa progression. Les datations dendrochronologiques effectuées en 1995 restent imprécises et devaient être affinées pour dater à l’année près les différentes campagnes du chantier et les restaurations. L’étude dendrologique méritait aussi d’être réalisée pour connaître la provenance des bois, le profil des chênes abattus (morphologie, âge, croissance…) et par là même l’état des forêts exploitées au XIIIe siècle. Cette étude reste donc à faire à partir des documents existants et des restes calcinés. Cette perte est d’autant plus grande que ce n’est pas une mais trois charpentes gothiques qui ont disparu : celle construite sur le chœur vers 1220, celle qui appartenait à la première charpente des années 1160-1170 dont les bois furent réemployés, et celle de la nef (1230-1240 ?) qui était bien plus perfectionnée que celle du chœur. Celles des deux bras du transept, de la flèche et les travées du vaisseau central limitrophes à la flèche dataient des travaux de Lassus et Viollet-le-Duc au milieu du XIXe siècle.

Le bois d’œuvre et la forêt exploitée au XIIIe siècle

Les documents à notre disposition et les études des autres grandes charpentes du XIIIe siècle permettent de répondre à certaines questions. Les bois utilisés dans les charpentes médiévales ne furent jamais séchés pendant des années avant d’être utilisés mais taillés verts et mis en place peu après leur abattage. Il s’agissait de chênes provenant des forêts les plus proches appartenant vraisemblablement à l’évêché. Chaque poutre est un chêne équarri (tronc taillé en section rectangulaire) à la hache en conservant le cœur du bois au centre de la pièce. La scie n’était pas utilisée au XIIIe siècle pour la taille des poutres. Les chênes abattus correspondaient précisément aux sections recherchées par les charpentiers et leur équarrissage se faisait a minima au plus près de la surface du tronc avec peu de perte de bois. Les bois ainsi taillés ont une meilleure tenue que les bois sciés qui se déforment en séchant. Les courbures naturelles du tronc étaient donc conservées à la taille ce qui n’était en rien un handicap pour les charpentiers du XIIIe siècle.

On estime que la construction de la charpente gothique de la nef, du chœur et du transept de Notre-Dame a consommé autour de 1000 chênes. Environ 97 % d’entre eux étaient taillés dans des fûts d’arbres de 25-30 cm de diamètre et de 12 m de long maximum. Le reste, soit 3 % seulement, correspondait à des fûts de 50 cm de diamètre et de 15 m maximum pour les pièces maîtresses (entraits). Ces proportions sont similaires à celles mesurées dans les charpentes du XIIIe siècle des cathédrales de Lisieux, Rouen, Bourges, Bayeux. Outre leur faible diamètre, la majorité de ces chênes étaient jeunes, âgés en moyenne de 60 ans avec des croissances rapides d’après les études dendrochronologiques menées sur la plupart des charpentes du XIIIe siècle du Bassin parisien. On est donc bien loin de l’image d’Epinal des énormes chênes au tronc épais et vieux de plusieurs siècles.

Ces arbres jeunes, fins et élancés provenaient de hautes futaies où la densité du peuplement était maximale et où la forte concurrence entre les chênes les a contraints à pousser très rapidement vers la lumière en hauteur, non en épaisseur. Ces futaies médiévales, gérées selon une sylviculture spécifique qui était basée sur une régénération par coupe à blanc et recépage, et sur l’absence d’éclaircie pour conserver l’hyperdensité du peuplement, produisaient massivement et rapidement des chênes parfaitement adaptés à la construction en bois et aux techniques de taille à la hache. Pour ces raisons, les surfaces forestières sollicitées par ces grands chantiers ne représentaient que quelques hectares seulement : à peine 3 hectares pour les 1200 chênes de la charpente de la cathédrale de Bourges. On est donc là encore bien loin des légendaires défrichements de forêts entières pour la construction des cathédrales gothiques…