Comment construire la voûte ?
Chantier du CNIT de La Défense
Les architectes du CNIT sollicitent plusieurs ingénieurs pour trouver une solution technique à leurs dessins. La voûte en béton est l’objet de toutes les discussions. Quel type de structure ? Quel est le matériau adéquat : métal ou béton ? Comment respecter le plus possible les conceptions des architectes ? - Nicolas Esquillan est finalement choisi pour sa double coque de béton constituée de deux voiles pleines de 6 cm d’épaisseur seulement.
De l’intérieur (couvrement) comme de l’extérieur (couverture), les nervures partent en faisceaux comme les ogives des cathédrales gothiques. Ces nervures se renforcent les unes les autres. La forme bien particulière des nervures est obtenue grâce aux coffrages de bois constitués de fermes (charpentes) sur lesquelles sont fixées des planches de contreplaqué.
La voûte du CNIT semble être composée de trois pièces, chacune partant des trois pieds. Des fermes (charpentes en bois) sont fabriquées pour cintrer, c’est-à-dire soutenir, les parties les plus lourdes de la voûte. Elles restent en place le temps du séchage du béton. Les échafaudages sont principalement métalliques. Ils sont mobiles pour ne pas avoir à les démonter et les remonter lors de l’avancée du chantier.
© Fonds Zehrfuss. Académie d’architecture/Cité de l’architecture et du patrimoine/Archives d’architecture du XXe siècle
© Fonds Zehrfuss. Académie d’architecture/Cité de l’architecture et du patrimoine/Archives d’architecture du XXe siècle
Les architectes du CNIT sollicitent plusieurs ingénieurs pour trouver une solution technique à leurs dessins. La voûte en béton est l’objet de toutes les discussions. Quel type de structure ? Quel est le matériau adéquat : métal ou béton ? Comment respecter le plus possible les conceptions des architectes ? Quatre ingénieurs proposent alors leurs solutions :
- Bernard Lafaille dessine une couverture en forme de selle de cheval.
- Eugène Freyssinet pense à un voile mince de béton selon le procédé de la précontrainte dont il est l’inventeur.
- Pier Luigi Nervi, qui travaille avec Bernard Zehrfuss sur le chantier du siège de l’Unesco, est celui qui donne un projet se rapprochant de la forme initiale. Posée sur trois points d’appui, la couverture est ajourée d’une fine résille.
- Nicolas Esquillan est finalement choisi pour sa double coque de béton constituée de deux voiles pleines de 6 cm d’épaisseur seulement.
Pourquoi la voûte n’est-elle pas lisse ?
L’intérieur de l’église Saint-Denis : les bas-côtés
L’art gothique se substitue peu à peu à l’art roman pendant la seconde moitié du 12e siècle dans les villes de l’Ile-de-France. Il se définit par l’utilisation systématique de la voûte sur croisée d’ogives, d’arcs-boutants et de fenêtres en arc brisé. Empruntant des procédés du style roman, l’architecture gothique recourt aussi à de nouvelles techniques : la voûte sur croisée d’ogives est constituée de deux arcs brisés qui se croisent. Elle dirige les poussées de la voûte sur des piliers, et non plus sur des murs ; les arcs-boutants servent de soutien extérieur aux piliers, ils s’appuient sur des contreforts. C’est son application qui donne la possibilité de réduire l’épaisseur des murs et fait disparaître les contreforts qui donnaient un aspect très massif aux édifices romans.
Cette technique demande une excellente maîtrise de l’équilibre des forces, que les maîtres maçons et les maîtres d’œuvre acquièrent progressivement.
© BnF
© BnF
On dit parfois que Nicolas Esquillan s’est inspiré des cathédrales gothiques. Il s’agit en effet d’un même principe de construction, même si les matériaux diffèrent. De l’intérieur (couvrement) comme de l’extérieur (couverture), les nervures partent en faisceaux comme les ogives des cathédrales gothiques. Ces nervures se renforcent les unes les autres. La forme bien particulière des nervures est obtenue grâce aux coffrages de bois constitués de fermes (charpentes) sur lesquelles sont fixées des planches de contreplaqué.
On retrouve ce type de voiles minces de béton nervuré à l’autre bout de la planète, dans l’opéra de Sydney signé par Jørn Utzon.
Aérodynamisme
Les lignes pures de la coque du CNIT résultent des calculs les plus poussés. Pour mesurer la prise au vent de la structure et s’assurer de sa solidité, des tests en soufflerie ont été mis en place avec une maquette à échelle réduite. Cette esthétique fuselée rappelle aussi celle des grands ouvrages d’art comme les halls d’aéroport construits dans le même temps (Roissy Charles-de-Gaulle) ou même les avions, comme le célèbre Concorde, fleuron de l’industrie française, lancé en 1976.
Mise en œuvre
La voûte du CNIT semble être composée de trois pièces, chacune partant des trois pieds. Des fermes (charpentes en bois) sont fabriquées pour cintrer, c’est-à-dire soutenir, les parties les plus lourdes de la voûte. Elles restent en place le temps du séchage du béton. Les échafaudages sont principalement métalliques. Ils sont mobiles pour ne pas avoir à les démonter et les remonter lors de l’avancée du chantier.