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Chronique | Fonctionnement structurel des coupoles en pierre de Mardin (Turquie) (08-03-2012)

Othman Mikou est étudiant en 3e année à l'ENSA Paris-Val de Seine. Son projet Magenta consiste en un périple au travers de 19 pays en 10 mois afin d'étudier architectures symboliques, vernaculaires et contemporaines. Après la Finlande, Istanbul et les hôtels de Göreme, le voici à Mardin, ville turque qui a érigé la pierre en matériau de prédilection.

Vie étudiante | Pierre | Turquie

La coupole, voûte hémisphérique présente depuis des siècles dans les édifices religieux, trouve avec la pierre toute sa beauté ornementale et structurelle. L’observation de son appareillage renseigne sur son fonctionnement structurel et sa mise en oeuvre.

Mardin, cité de pierre au riche patrimoine architectural

Force, nature et spiritualité, la pierre est le matériau originel de l’architecture. Avant l’arrivée du béton, le travail des moellons a d’abord permis de constituer des habitats simples avant d’habiller de grands édifices en usant de formes et de techniques sans cesse améliorées.

Sur l’ancienne Route de la soie, Mardin, ville du sud-est de la Turquie, dispose d’une médina offrant un large panorama de l’architecture de ce matériau. La coexistence de différentes communautés chrétiennes et musulmanes depuis des siècles a favorisé, avec la 'pierre de Mardin', une profusion d’édifices religieux aux différents styles.

Minarets sculptés, portails revêtus d’inscriptions religieuses ou d’arabesques gravées et coupoles à cotes témoignent de cette perpétuelle recherche ornementale dans ces édifices sacrés.

02(@OthmanMikou)_S.JPGLa coupole, couronnement symbole du sacré

Parmi les mosquées, medersas et autres églises et monastères qui existent dans la médina, il m’a été donné de voir différents appareillages en pierre et j’ai été particulièrement intéressé par celui employé pour la réalisation des coupoles.

Couronnant les clochers des églises, des minarets, la voûte hémisphérique trouve toute sa splendeur sous les mihrabs des mosquées où, exhaussée d’un tambour, elle révèle les riches ornementations sculptées en soubassements.

Suivant sa disposition dans le bâtiment, la coupole oriente les flux extérieurs et intérieurs et hiérarchise l’espace. L’observation des différents moellons le constituant donne une idée de sa mise en oeuvre.

03(@OthmanMikou)_B.JPGFonctionnement structurel

Comment fonctionne une coupole ? Avant de construire des coupoles, l’homme inventa l’arc. Composé de claveaux, moellons se bloquant mutuellement, l’arc réagit comme un linteau et transmet les charges verticales suivant une direction oblique du claveau supérieur vers les claveaux de l’imposte.

Révolution d’un arc autour d’un axe, la coupole travaille en compression de manière similaire. Les charges verticales sont transmises uniformément du sommet de la coupole vers les assises des voussoirs jusqu’à sa base. Les poussées sont ensuite dirigées vers les murs périphériques par le biais d’une zone de transition.

Appareillage maçonné situé dans les angles de la pièce recouverte, la zone de transition permet de transmettre les charges obliques de l’assise circulaire de la coupole aux murs porteurs ou colonnes.

Selon le tambour, circulaire ou octogonal, sont mis en oeuvre des pendentifs ou des trompes pour la réalisation de la zone de transition. Les pendentifs constituent une maçonnerie triangulaire et concaves fixée en saillie au niveau des angles et se raccordant sur la partie supérieure pour former l’assise circulaire de la coupole. Les trompes sont des demi-voûtes disposées en biais dans les angles de la pièce dont les arcs de section constituent les pans obliques de l’octogone.

Les zones de transitions peuvent être disposées aussi bien dans le tambour qu’en dessous de celui-ci. Les coupoles sans tambour sont généralement munies de pendentifs.

04(@OthmanMikou)_B.JPGMode de construction

A Mardin, les coupoles sont majoritairement sur trompes surmontées de dômes à cotes. Toutefois, à l’intérieur des pièces recouvertes, il existe une différenciation de celles-ci au niveau de l’appareil de pierre utilisé et de l’ornementation des trompes. L’observation des coupoles de la mosquée et de la salle d’apprentissage de la medersa Zinceriye m’a mis sur la piste de la recherche de leur méthode de construction.

Pour des raisons esthétiques, un appareil en profondeur nécessitant plusieurs rangées de moellons moyens pour former l’épaisseur des murs a été privilégié à un appareil simple avec des grands moellons occupant toute l’épaisseur du mur.

Après extraction de la pierre, les moellons sont taillés selon leur futur emplacement. Les pièces destinées à la réalisation des murs sont taillées en moellon de 30cm de longueur et de 10cm d’épaisseur et de hauteur tandis que celles qui formeront les éléments courbes - arcs, coupole et zone de transition - sont taillés à partir d’un calepinage du maitre d’oeuvre.

Les murs sont mis en oeuvre par une disposition des moellons dans le sens vertical, les rangées de pierres liées par un mortier à base de chaux. Ce liant, obtenu par la décomposition thermique de la pierre calcaire, permet la réalisation d’un mortier de même densité que la pierre qui, une fois sec, assure une fixation résistante entre les moellons.

Après la construction des murs et de leurs baies, le tambour octogonal est mis en oeuvre. Des pans de murs périphériques sont prolongés et forment les côtés droits du tambour octogonal, tandis que dans chaque angle est mis en oeuvre la demi-voûte de la trompe fixée sur une assise circulaire perpendiculaire à l’angle.

Pour permettre une assise complètement circulaire à la future coupole et une meilleure transmission des forces obliques, une maçonnerie convexe polylobée est mise en oeuvre autour des trompes et des baies du tambour.

Le tambour est achevé à l’extérieur, l’extrados des trompes est complété par un ensemble maçonné formant les pans obliques de l’octogone extérieur. Une structure pyramidale est construite en leur centre afin de mieux répartir les charges subies par les trompes aux angles des murs porteurs une fois la coupole réalisée.

Celle-ci est ensuite construite à l’extérieur par la superposition de rangées de voussoirs autour d’un échafaudage en bois disposé sur l’imposte intérieure. Enfin, sont fixés au dessus de l’extrados de la coupole des arcs de pierres convexes décorant le dôme d’une maçonnerie à cotes.

05(@OthmanMikou).JPGRestaurer demain

Observer un ouvrage en pierre donne des mesures d’échelle de l’édifice et des proportions de ses éléments. La connaissance de son appareillage et de sa mise en oeuvre peut s’avérer utile pour une restauration future des coupoles, éléments les plus significatifs de l’édifice mais aussi les plus fragiles aux sollicitations extérieures.

Othman Mikou

Partenaires officiels du projet Magenta : STROC industrie (entreprise de BTP au Maroc,  www.stroc.com) ; Banque Populaire Fès Maroc (www.gbp.ma) ; Christine Garand, photographe professionnel Paris (chris.garand[at]orange.fr) ; Le courrier de l'architecte.

06(@OthmanMikou)_S.JPG

Réactions

SUMO | enseignant chercheur | Auvergne Rhone Alpes | 27-01-2017 à 15:30:00

Préciser le passé historique de cette ville "À la fin du XIXe siècle, environ la moitié des habitants de Mardin étaient chrétiens6 (arméniens, syriaques et chaldéens). Durant la Première Guerre mondiale, dans le cadre du génocide arménien, les 8 000 Arméniens de la ville, puis les autres minorités chrétiennes, environ 12 000 (génocide assyrien), sont déportés ou massacrés7,8 par des tribus kurdes9, avec l'appui du gouvernement10. D'autres sont enlevés ou victimes de conversion forcées à l'islam. On compte au total, avec les villages alentour (Midyat, Kerbûran, Kerjaous, Djézireh, Nisibe, etc.) environ 75 000 victimes11." cf. Wikipédia, "les mosquées, ) étaient d'anciennes églises (dont la mosquée l'Ulu Camii au minaret sculpté était l'église Saint-Thomas)...

imene | architecte | algérie | 02-12-2012 à 23:49:00

intéressant

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