Le chantier scientifique : comprendre le monument et orienter les choix de restauration
Le chantier scientifique mobilise une communauté internationale de chercheurs, de diverses disciplines, afin de mieux comprendre le monument et orienter les choix de restauration. Le travail des chercheurs se déroule à la fois directement sur le site, au plus près des vestiges, puis dans des laboratoires spécialisés. Les chercheurs s'intéressent aussi aux conséquences de l'incendie sur la santé de la population. L'incendie a provoqué une pollution au plomb, issue de la fonte de la couverture de la cathédrale. Un état des lieux approfondi est nécessaire pour évaluer l'ampleur de cette pollution et mettre en place les mesures de décontamination adéquates.
Étudier, comprendre et sauvegarder
Une attention toute particulière est portée sur les débris et le référencement des vestiges.
Les recherches permettent d’améliorer la connaissance sur l’histoire du monument. Les chercheurs ont relevé les marques laissées par les tailleurs de pierre du Moyen Âge, gravées sur les blocs. Ces marques, plus de 1 150 recensées, témoignent du travail de 250 maçons. Aussi, de février à avril 2022, des fouilles du sol sous la croisée du transept ont révélé des vestiges.
Examen et tri des vestiges
Le laboratoire de recherche des monuments historiques (LRMH) et le service régional de l'archéologie (SRA) examinent et trient les vestiges.
© Alexis Komenda / C2RMF / Ministère de la Culture - BY-NC-SA
© Alexis Komenda / C2RMF / Ministère de la Culture - BY-NC-SA
Fouilles de la croisée
Suite à l'incendie de Notre-Dame, des fouilles préventives sont réalisées préalablement aux installations du chantier afin d'améliorer la connaissance au sujet de la cathédrale. La croisée du transept fait l'objet de fouilles avant le montage d’une partie des échafaudages intérieurs.
© David Bordes - RNDP
© David Bordes - RNDP
Lors du chantier scientifique est développé un double virtuel de la cathédrale dans un outil de visualisation interactif 3D. Il s’agit d’un système d’information réunissant les données scientifiques et techniques (photographies, résultats d’analyses…) et l'ensemble des chercheurs ont accès à cet espace numérique. Ce double virtuel de la cathédrale après incendie est mis en parallèle avec un modèle 3D réalisé en 2010. Les scientifiques cherchent à modéliser la structure visuelle et sonore.
Comment reconstruire ?
Le savoir acquis grâce à la recherche aide à définir comment reconstruire : en novembre 2020, des scientifiques remontent à blanc un arc-doubleau à partir des vestiges des claveaux afin d’étudier les propriétés techniques des pierres à privilégier pour la reconstruction.
Remontage à blanc d'un arc-doubleau
À partir des vestiges des claveaux, des scientifiques remontent à blanc un arc-doubleau pour mieux définir les propriétés techniques des pierres à utiliser lors de la reconstruction.
© David Bordes – EP RNDP
© David Bordes – EP RNDP
Des échantillons de mortier (assurant la cohésion des blocs de pierre) sont prélevés sur les blocs effondrés (ou par carottages dans la cathédrale) et analysés au microscope afin que leurs proportions de quartz et de chaux soient connues avant la reconstruction. Ces informations sont utiles aux architectes et ingénieurs.
Aider à choisir les matériaux
Les scientifiques travaillent la question des matériaux : pierres, bois, métaux, verre.
Les pierres
Les chercheurs aident à identifier les pièces qui peuvent être réutilisées. Ils travaillent aussi à la définition des nouvelles pierres complémentaires à sélectionner (investigations géologiques en carrière et essais en laboratoire). Les priorités sont les carrières actuellement en activité, suivies par les gisements non exploités. L’objectif est de trouver des pierres qui présentent une compatibilité esthétique et physique avec celles d’origine. Cette phase de recherche s'achève mi-2021. Les pierres de Notre-Dame proviennent de carrières de calcaire du Lutétien, une formation géologique datant de 41 à 48 millions d’années. Ce type de calcaire est également utilisé pour d’autres monuments historiques, tels que le château de Versailles, la cathédrale de Reims et le château de Compiègne. Le premier transport de pierres nécessaires à la reconstruction des arcs de la voûte de la croisée du transept marque un jalon important. Ces pierres sont acheminées par voie fluviale de Gennevilliers au pied de Notre-Dame. Une fois arrivées, elles sont directement grutées vers le chantier, illustrant l’utilisation de méthodes logistiques modernes pour faciliter la restauration.
Les chênes
Les chercheurs étudient le bois de Notre-Dame pour en comprendre l’origine, l’âge, le mode de culture… Les chênes destinés à la reconstruction sont sélectionnés dans la forêt de Bercé, située dans le département de la Sarthe. Les 1000 chênes sont récoltés avec une attention particulière portée à la qualité des arbres. Parmi eux, huit chênes ont été choisis pour leur grandeur exceptionnelle. Ces arbres sont transportés par convoi exceptionnel vers une scierie spécialisée en Mayenne pour un premier sciage superficiel. Les chênes sont entièrement sciés en suivant les indications précises de la maîtrise d’œuvre du chantier.
Vue de la carrière de la Croix-Huyart
Le Bureau de recherches géologiques et minières trouvent les pierres les plus adaptées à la reconstruction. Pour reconstruire les voûtes, des pierres sont extraites de carrières dans l'Oise et dans l'Aisne. Plusieurs pierres sont utilisées : des dures (pour les arcs des voûtes) et des tendres (pour les voutains des voûtes).
© Olivier Rambach
© Olivier Rambach
Chêne de la forêt de Bercé
1 000 chênes sont nécessaires à la reconstruction de la flèche, du transept et des travées adjacentes de la cathédrale.
© David Bordes / Établissement public chargé de la conservation et de la restauration de la cathédrale Notre-Dame de Paris