Les principes de l’arc, de la voûte et de l’arête
Les Grecs anciens ont légué beaucoup de choses à l’Empire romain, notamment leur panthéon de dieux et leurs récits mythologiques. En architecture, les « ordres » grecs ont été repris par les Romains comme base pour leurs temples et bâtiments d’État. Les colonnes, frontons et corniches intrinsèques aux ordres classiques ont été employés partout dans l’Empire romain.
Cependant, il y a une innovation architecturale clé que les Romains ont développée pour eux-mêmes, à savoir l’arc. Du Panthéon à la grande arène du Colisée, et de la basilique de Maxence aux thermes de Caracalla – aujourd’hui tous deux en ruines dans la ville de Rome – l’arc est devenu l’unité fondamentale de la structure pour les architectes romains.
À partir de l’arc, les bâtiments peuvent être étendus en tunnels, dômes et arcades. Il est devenu un élément important de l’architecture romaine et, avec l’utilisation d’un béton solide, a permis aux Romains de construire des structures massives, comme des aqueducs, des arcs de triomphe et des temples à coupole.
L’arc est un moyen simple de couvrir une large zone avec des pierres plus petites. Des pierres en forme de coin remplissent l’espace entre deux colonnes extérieures ou culées. Lors de la construction, un arc en bois temporaire est utilisé pour maintenir les pierres en place ; une fois la clé de voûte centrale en position, le support en bois peut être retiré. Le poids des pierres elles-mêmes permet de maintenir l’intégrité de l’arc.
Si une série d’arcs est construite côte à côte, alors la structure résultante devient un tunnel. Le toit semi-circulaire est connu comme une voûte de tunnel ou une voûte en berceau. Une disposition plus complexe consiste à construire un certain nombre d’arcs s’entrecroisant sur un espace circulaire, créant ainsi un dôme. Vous pouvez mieux comprendre cela si vous pensez à une section transversale de n’importe quel point d’un dôme, qui est bien sûr une arche.
La répartition du poids inhérente à l’arc fait que la poussée se fait toujours vers l’extérieur. Dans le monde musulman, dont l’innovation en matière d’arc a donné naissance aux arcs en fer à cheval, multifilaires, en ogive et en ogive, on disait que « l’arc ne dort jamais ». Pour contrer cette force, tout arc, voûte ou dôme doit avoir un mur épais ou un contrefort. Dans les styles ultérieurs, comme le gothique, le contrefort est devenu une caractéristique stylistique importante en soi, comme dans le cas de l’arc-boutant. Les Romains n’avaient pas conçu d’aspect décoratif pour le contrefort, et avaient donc tendance à dissimuler ces parties de la structure à l’intérieur du bâtiment.
C’est ainsi que beaucoup de bâtiments romains basés sur l’arc avaient tendance à avoir des murs épais et lourds qui ne laissaient pas bien passer la lumière. Jusqu’à l’innovation habile de la voûte d’arête.
La voûte d’arête est constituée de deux tunnels entrecroisés sur un espace carré, où le poids de la toiture est concentré aux points d’angle. Cela permet de se passer des lourdes parois du tunnel et d’ouvrir les espaces sous les arcs en travées.
La voûte d’arêtes signifiait aussi, au fur et à mesure que la technologie se développait, que des fenêtres pouvaient être insérées en hauteur sous les arcs des voûtes, ce qui a donné naissance aux imposantes claires-voies des cathédrales ultérieures. En fait, tous les éléments structurels des cathédrales d’Europe, y compris la nef, les bas-côtés, les voûtes, ainsi que les fenêtres à claire-voie, ont été permis par l’invention de la voûte d’arête.
De la simple arche à l’arcade de la voûte d’arête, l’arc romain a changé l’architecture occidentale pour toujours. Comme l’a dit l’historien R. Furneaux Jordan, l’arc était « le cadeau précieux de Rome au monde ».
Christopher P Jones écrit sur l’art et d’autres choses sur son site web. Toutes les images sont de l’auteur.