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Haft Tepe (« sept collines » – en fait douze) dans le Khuzestan moderne (ancien Elam) est probablement identique à une ville antique nommée Tikni. Le site se trouve à mi-chemin entre Suse et Choga Zanbil et date du quinzième siècle avant notre ère. Trois parties ont été identifiées : un temple avec la tombe royale, la zone du palais et le quartier des artisans. Ici, nous voyons un exemple de tumulus en briques inclinées utilisé pour une chambre funéraire royale.

Ashkelon était une ville prospère de l’âge du bronze moyen (2000-1550 av. J.-C.) de plus de 150 acres, avec des remparts imposants, y compris la plus ancienne porte de ville arquée du monde, large de huit pieds, et même en tant que ruine encore debout deux étages de haut. L’épaisseur des murs était telle que la porte en briques crues de l’âge du bronze comportait une voûte en berceau en forme de tunnel, revêtue de plâtre blanc, pour soutenir la superstructure : c’est la plus ancienne voûte de ce type jamais découverte. Remarquez que l’arc n’est pas circulaire mais parabolique. Cette conception est beaucoup plus solide qu’un arc circulaire et nous reviendrons sur le sujet dans la construction des arcs gothiques brisés et des plafonds en voûte en berceau.

Tell al-Rimah (dans le gouvernorat moderne de Ninawa, en Irak, à environ 80 km à l’ouest de Mossoul) était la ville du Proche-Orient ancien de Karana ou Qattara dans la région de Sinjar, à l’ouest de Ninive. Bien que le site semble avoir été occupé au IIIe millénaire, il a atteint sa plus grande taille et sa plus grande importance au cours du IIe millénaire et de la période néo-assyrienne. L’activité du deuxième millénaire se situe principalement à l’époque de l’ancienne Babylone et du Mitanni. Tell al-Rimah est également connu pour avoir un exemple du 3e millénaire de voûte en briques crues.

Un arc en encorbellement est construit en décalant des assises successives de pierre (ou de brique) au niveau de la ligne de ressort des murs de façon à ce qu’elles fassent saillie vers le centre de l’arc depuis chaque côté porteur, jusqu’à ce que les rangées se rejoignent au sommet de l’arc (souvent, le dernier espace est comblé par une pierre plate). Pour une couverture de voûte en encorbellement, la technique est étendue en trois dimensions sur la longueur de deux murs opposés. Bien qu’il s’agisse d’une amélioration de l’efficacité de la charge par rapport au concept de poteau et de linteau, les arcs en encorbellement ne sont pas des structures entièrement autoportantes, et l’arc en encorbellement est parfois appelé « faux arc » pour cette raison. Les arcs en encorbellement et les voûtes nécessitent des murs considérablement épaissis et une culée d’autres pierres ou de remblai pour contrer les effets de la gravité, qui autrement aurait tendance à effondrer chaque côté de l’arc vers l’intérieur.

Newgrange est la plus belle des quelque 26 anciennes chambres funéraires tribales de la vallée de la rivière Boyne, au nord de Dublin. Une grande tombe ronde avec de fines sculptures rupestres, Newgrange a environ 5 000 ans – ce qui la rend plus vieille de plusieurs siècles que les grandes pyramides d’Égypte et d’un millier d’années que Stonehenge. Le complexe de Newgrange a été construit à l’origine entre environ 3200 et 3100 avant Jésus-Christ. Selon les dates au carbone 14, il est environ cinq cents ans plus ancien que la forme actuelle de Stonehenge et que la grande pyramide de Gizeh en Égypte, et il est antérieur à la culture mycénienne de la Grèce antique. Remarquez comment la technique de l’encorbellement a été étendue pour faire un passage.

Le Trésor d’Atrée ou Tombeau d’Agamemnon est un impressionnant tombeau « tholos » (l’un des 6 environ de la région) sur la colline de Panagitsa à Mycènes, en Grèce, construit à l’âge du bronze vers 1250 avant JC. La pierre du linteau au-dessus de la porte pèse 120 tonnes, la plus grande au monde. Elle est formée d’une pièce semi-souterraine de plan circulaire, avec une couverture en arc en encorbellement de section ogivale (pointue comme un arc gothique). Avec une hauteur intérieure de 13,5 m et un diamètre de 14,5 m, il a été le dôme le plus haut et le plus large du monde pendant plus de mille ans, jusqu’à la construction du temple d’Hermès à Baiae et du Panthéon à Rome. Un grand soin a été apporté au positionnement des énormes pierres, pour garantir la stabilité de la voûte dans le temps en supportant la force de compression de son propre poids.

La pierre du linteau au-dessus de la porte pèse 120 tonnes, la plus grande au monde. Bien que le linteau semble inutile, il apporte une stabilité supplémentaire à la porte. L’arc en encorbellement enlève le poids du centre vulnérable du linteau et le distribue sur les côtés beaucoup plus solides.

Au deuxième millénaire avant Jésus-Christ, Mycènes était l’un des principaux centres de la civilisation grecque, une place forte militaire qui dominait une grande partie de la Grèce du Sud. La période de l’histoire grecque allant d’environ 1600 avant JC à environ 1100 avant JC est appelée mycénienne en référence à Mycènes. Les ingénieurs de Mycènes étaient très habiles dans les techniques d’encorbellement et ils ont pu construire de longs passages voûtés et des dômes qui ne se sont pas effondrés, ce qui est particulièrement remarquable si l’on considère que la Grèce est un pays sujet à de graves tremblements de terre. Le passage en encorbellement ci-dessus mène à une source d’eau souterraine.

Le pont en encorbellement d’Arkadiko est un pont en encorbellement mycénien près de la route moderne de Tiryns à Epidaure dans le Péloponnèse, en Grèce. Datant de l’âge du bronze grec (1300-1190 av. J.-C.), il est l’un des plus anciens ponts en arc encore existants et utilisés. La structure mesure 22 mètres (72 pieds) de long, 5,60 mètres (18,4 pieds) de large à la base et 4 mètres (13 pieds) de haut. La largeur de la chaussée au sommet est d’environ 2,50 mètres (8 ft 2 in).

Le pont d’Eleutherna est un ancien pont grec à arc en encorbellement près de la ville crétoise d’Eleutherna, en Grèce. L’ouverture est taillée dans des blocs de calcaire non altérés en forme de triangle isocèle, dont la hauteur est de 1,84 m. La longueur totale du pont mesure 9,35 m. Sa largeur varie de 5,1 à 5,2 m, la structure convergeant légèrement vers son point central au-dessus de l’arc (5,05 m de largeur à cet endroit). La hauteur est comprise entre 4 et 4,2 m. La date de construction est incertaine, probablement le 3-4e siècle avant J.-C.

Les Romains n’ont pas inventé l’arc. En effet, les arcs sont utilisés depuis la préhistoire. Les anciens Égyptiens, Babyloniens et Grecs l’utilisaient tous comme je l’ai montré ci-dessus. Toutefois, dans ces cultures, l’objectif de l’arc se limitait à soutenir de petites structures, comme des entrepôts, et les gens utilisaient souvent des colonnes pour soutenir le toit. Cette conception limitait la taille et la portée d’un bâtiment. Par conséquent, les bâtisseurs ne pouvaient pas construire de très grands palais ou bâtiments gouvernementaux. L’arc est devenu le couteau suisse des architectes romains. L’une des utilisations romaines les plus visibles des arcs était pour les aqueducs, comme celui ci-dessus, l’aqueduc du Pont du Gard, en France, qui a été construit peu avant l’ère chrétienne pour permettre à l’aqueduc de Nîmes (qui fait près de 50 km de long) de traverser la rivière Gard. Les architectes et ingénieurs hydrauliques romains qui ont conçu ce pont de près de 50 m de haut et sur trois niveaux – le plus long mesurant 275 m – ont créé un chef-d’œuvre technique mais aussi artistique.

Les Romains ont été les premiers à bricoler l’arc en réalisant qu’un demi-cercle complet n’était pas toujours nécessaire comme on le voit ci-dessus. Ces arcs étaient appelés arcs segmentaires. L’image montre une insulae ou un immeuble d’habitation à Ostia Antica. Les insulae pouvaient atteindre six ou sept étages, et malgré les restrictions de hauteur à l’époque impériale, quelques-unes atteignaient huit ou neuf étages.

Les Romains n’utilisaient pas souvent de grandes voûtes en berceau, en raison de la nécessité de créer des murs épais, contreforts, la plupart du temps sans fenêtres de chaque côté pour soutenir la force extérieure de la voûte. On en trouve un exemple à Bath, en Angleterre, où une voûte de 10,5 mètres a été créée au-dessus des thermes. Les bâtisseurs y sont parvenus grâce à un système de nervures en briques entre lesquelles ont été placés des voussoirs en briques creuses afin de réduire le poids de la voûte. Malgré cela, la voûte a fini par s’effondrer.

Un très grand exemple de voûtes en berceau à Rome est la Basillica Nova. La construction a commencé sur le côté nord du forum sous l’empereur Maxence en 308, et a été achevée en 312 par Constantin Ier après sa défaite de Maxence. L’édifice se composait d’une nef centrale couverte par trois voûtes d’arêtes suspendues à 39 mètres du sol sur quatre grands piliers, et se terminant par une abside à l’extrémité ouest contenant une statue colossale de Constantin. Les forces latérales des voûtes d’arêtes étaient maintenues par des nefs latérales de 23 mètres sur 17 (75 pieds sur 56). Les nefs étaient enjambées par trois voûtes en berceau semi-circulaires perpendiculaires à la nef, et d’étroites arcades parallèles à la nef s’étendaient sous les voûtes en berceau. La nef elle-même mesurait 25 mètres sur 80 mètres (83 x 265 pieds), créant un sol de 4000 mètres carrés (soit environ un acre). C’était de loin le plus grand bâtiment du forum et le plus grand bâtiment du monde à l’époque de sa construction. Les basiliques remplissaient diverses fonctions, notamment celle de tribunal, de chambre du conseil et de salle de réunion. Sous Constantin et ses successeurs, ce type de bâtiment a été choisi comme base pour la conception des plus grands lieux de culte chrétiens, probablement parce que la forme de la basilique avait moins d’associations païennes que celles des temples gréco-romains traditionnels et permettait de grandes congrégations. En raison des programmes de construction des empereurs romains chrétiens, le terme basilique est devenu par la suite largement synonyme de grande église ou de cathédrale.

Le monastère augustin de Sant Jaume de Frontanyà est situé au centre de la ville du même nom, dans la région catalane du Berguedà en Espagne. Cette photo montre quatre éléments architecturaux importants. Tout d’abord, la voûte en berceau menant à une zone à quatre côtés qui soutient une tour circulaire. L’escargot a probablement été inventé en Iran et exporté en Europe, permettant à une base carrée de soutenir une tour circulaire. Les minuscules fenêtres sont typiques de l’architecture romane lourde.

Je vais terminer ce billet par une description de la méthode que les Romains préféraient à la voûte en berceau pour créer de grands espaces ouverts, la voûte d’arête. Comme vous pouvez le voir sur la figure ci-dessus, la voûte d’arête est simplement deux voûtes en berceau à angle droit. Le résultat est une voûte très solide avec presque toutes les forces dirigées vers le bas et beaucoup d’espace ouvert au fond (comme par exemple des fenêtres).

Vous pouvez les ajouter côte à côte pour faire une longue abside qui ressemble à une voûte en berceau mais qui a un large espace ouvert sur les côtés pour beaucoup de fenêtres, la marque d’une cathédrale gothique. Enfin, il est difficile de construire une voûte d’arête avec des arcs semi-circulaires, il s’avère plus facile et plus solide de faire des arcs brisés typiques des arcs gothiques.

Si vous avez fait tout cela correctement, vous vous retrouvez avec un espace éthéré comme la nef centrale de la cathédrale Saint Denis, montrée ci-dessus. Vous pouvez maintenant facilement identifier les voûtes d’arêtes nervurées dans le plafond voûté. Eh bien, c’est tout pour le moment, désolé pour la longueur et toute la terminologie comme toujours. Beaucoup plus à venir sur les cathédrales gothiques.