Re­des­si­ner les cou­pe-lar­mes de la ca­thédra­le de sa­ble

Édifiée en molasse, la cathédrale Notre-Dame de Lausanne est particulièrement sensible aux intempéries. L’équipe pluridisciplinaire actuellement en charge de sa conservation a cartographié ses dégradations et travaillé sur l’un des détails constructifs qui permet sa préservation: le renvoi d’eau.

Publikationsdatum
18-01-2022

La cathédrale Notre-Dame de Lausanne, dont la construction a débuté au 12e siècle et s’est achevée au 13e siècle, est un jalon dans l’histoire du patrimoine suisse, voire européen. À la fin du 19e siècle, elle a fait l’objet de plusieurs campagnes de restauration, notamment celle conduite par Eugène Emmanuel Viollet-le-Duc entre 1872 et 1879, qui provoque des débats et soulève des questions devenues depuis des problèmes classiques de la restauration. Le travail et la pensée de l’architecte français ont profondément marqué, en Occident, la conception qu’on avait du monument historique; pour Viollet-le-Duc, restaurer un édifice, c’était le rétablir dans un état complet qui pouvait n’avoir jamais existé à un moment donné. La restauration de la cathédrale de Lausanne, la dernière menée par celui-ci, représente certainement l’aboutissement de sa vision, élaborée au fil de ses chantiers.1

Si on a longtemps critiqué le caractère inventif des restaurations de Viollet-le-Duc, Christophe Amsler, du bureau Amsler Dom, en charge de la conservation de Notre-Dame depuis trente ans, prend sa défense: «Ce qu’on oublie toujours de rappeler, lorsqu’on évoque la définition de Viollet-le-Duc, c’est sa volonté de rétablir un édifice dans un état complet. Il y a un grand risque de prendre une ruine pour de l’architecture, un bâtiment dégradé pour un témoignage de ce qu’il était. Le grand souci de Viollet-le-Duc était de rendre aux compositions architectoniques une intégrité qui permette la juste compréhension de leur message.» Ce souci de complétude se doublait d’une volonté de bonification lorsque les dispositions existantes s’étaient avérées inadéquates ou défectueuses.

Cartographier l’érosion

La problématique de la ruine est centrale à la cathédrale de Lausanne, que l’on qualifie parfois de «cathédrale de sable»2. L’édifice est en effet érigé dans un grès très tendre, la molasse: comme son nom le laisse entendre, si cette pierre résiste, dans sa masse, sur le long terme, elle est en revanche particulièrement fragile à sa surface, en particulier lorsque cette dernière est soumise aux intempéries. L’eau et la pollution, par leur acidité, dissolvent en effet la matrice calcaire de ce grès.

Première étape pour faire face à la lente érosion du monument: cartographier les niveaux d’exposition de la pierre à la pluie. Le bureau lausannois Archéotech – qui regroupe des spécialistes en archéologie, histoire de l’art, informatique, géomatique, photogrammétrie, photographie et imagerie numérique – et le laboratoire Rhino de Blonay ont été mandatés pour réaliser ce relevé. Leur étude a permis de circonscrire les points d’attaque plus ou moins forts de la pluie.

Plusieurs techniques ont été utilisées pour le relevé tridimensionnel des dégradations de la cathédrale, comme la laserométrie, qui consiste à mesurer à grande vitesse les zones visibles du bâtiment en projetant un rayon laser à 360 degrés dans le plan horizontal et à 340 degrés dans le plan vertical: pour le relevé intégral de la cathédrale, ce sont ainsi plus de 1500 stations de scan qui ont été nécessaires, totalisant un nuage de plus de 20 milliards de points. La technique dite de la photogrammétrie autocorrélative a également été utilisée, celle-ci consiste en un arpentage de l’espace à l’aide de multiples photographies, parfois prises par drones pour accéder à toutes les zones invisibles depuis le sol; les images sont ensuite traitées par un programme informatique qui détecte des cotes similaires entre toutes les photographies (autocorrélation), puis fait tourner un algorithme qui génère à partir de celles-ci un nuage de points colorisés. Ce nuage sera enfin triangulé pour obtenir une surface réglée qui passe par tous les points.

Trois types de dégradation de la pierre ont été relevés: les lacunes, soit les altérations de la molasse sur ses parements, qui témoignent d’une exposition ancienne aux intempéries; les croûtes noires, soit la sulfatation de la pierre due à la pollution atmosphérique, qui, à l’inverse des lacunes, caractérisent des zones bien abritées de la pluie; enfin, les colonisations biologiques, que l’on retrouve sur les surfaces aujourd’hui fortement touchées par l’eau3.

Redessiner les coupe-larmes

À la suite de cette cartographie des expositions à la pluie de l’église, l’équipe pluridisciplinaire des mandataires travaille maintenant à comprendre les mécanismes de cette érosion. Il existe à l’heure actuelle des moyens chimiques pour conserver des pierres altérées si la perte de matière n’engage pas son rôle structurel, en consolidant par exemple la pierre avec du silicate d’éthyle. Toutefois, les expert·es ont, dans ce cas présent, décidé de se concentrer non pas sur les conséquences de la dégradation, mais sur ses causes: en travaillant sur les coupe-larmes, c’est-à-dire sur ces arêtes de pierre qui interrompent le ruissellement de l’eau, le découpent et le détachent de l’architecture.

Pour ce faire, les architectes ont commencé par dresser un inventaire des dispositifs architecturaux qui mettent les structures de pierre à l’abri du ruissellement de l’eau. Ils sont au nombre de sept: les corniches, grandes pièces de modénature qui s’appuient sur l’arase des gouttereaux et qui ont la particularité de ne rejeter l’eau que sur un seul versant; les chaperons, petits couvrements de pierre à deux pans qui protègent les maçonneries ­isolées; les larmiers chanfreinés, corniches engagées dans le mur, seules moulures qui, à Lausanne, datent encore de la construction même de la cathédrale au 13e siècle; les retraites talutées, éléments ponctuels qui protègent des pièces structurelles ou des ressauts de façade; les glacis et appuis talutés, éléments de même fonction que les retraites talutées, mais qui agissent cette fois de manière surfacique; et enfin les larmiers tournants, qui entourent des ouvertures telles que les baies lobées et la rose du transept. Ces sept dispositifs peuvent eux-mêmes être regroupés en quatre familles selon le type de coupe-larme qu’ils contiennent: coupe-larme à l’antique, carré, à bec ou torique4.

Si certains de ces dispositifs fonctionnent très bien, comme le coupe-larme à l’antique, qui existait avant le 13e siècle, les expert·es ont toutefois constaté que certains larmiers de pierre, supposés aider à l’évacuation de la pluie, avaient au contraire tendance à renvoyer l’eau contre la façade. C’est par exemple le cas du coupe-larme à carré oblique, d’expression typiquement médiévale. Viollet-le-Duc dessinait toujours ce coupe-larme crachant des gouttes verticales, parfaitement académiques (voir ci-contre). Or la vérité est tout autre: le comportement de l’eau le long d’une façade n’est pas statique, comme dans un traité d’architecture, mais dynamique; la vitesse et l’orientation du flux impriment à la goutte une plongée asymptotique, un phénomène de mécanique des fluides encore largement méconnu des architectes du 19e siècle.

Selon Christophe Amsler, la recherche de l’efficience dans le dessin des larmiers, ce que Viollet-le-Duc appelait la recherche de la « vérité » en architecture, est une constante historique qui fait des larmiers des objets perpétuellement en mouvement: un monde où le monument est actif, en évolution permanente vers la perfection. C’est ce qui, au 19e siècle, poussa Viollet-le-Duc à réaliser certains coupe-larmes en calcaire de manière à protéger plus efficacement les grès tendres situés en contrebas. À l’inverse du grès tendre qui est une pierre dite «chaude», le calcaire est «froid» et possède une très bonne résistance aux intempéries.

L’équipe pluridisciplinaire de la cathédrale travaille aujourd’hui dans le même esprit. Elle met au point des prototypes de manière à tester la réalité des situations les plus significatives: c’est tantôt le profil même du larmier qui est retaillé dans un bloc de pierre froide, tantôt des éléments de ferblanterie qui sont introduits en joints négatifs, pour couper le fil de l’eau et l’empêcher de poursuivre sa course le long des surfaces de molasse fragiles. L’usage du métal peut surprendre dans une structure où la pierre est utilisée exclusivement depuis des centaines d’années. Seul le temps dira si le recours à ce nouveau matériau permettra de donner à la cathédrale de sable une longévité accrue sans que sa lecture architecturale n’en soit pour autant affectée.

Cathédrale Notre-Dame de Lausanne (VD)

 

Maître d’ouvrage: État de Vaud, service des bâtiments

 

Architecture: Amsler Dom architectes

 

Expertise archéologique: Archéotech

 

Restauration: Atelier Sinopie

 

Taille de pierre: Lachat & Fils, Chevrier-Caprara

 

Expertise en taille de pierre: Atelier Lithos

 

Ferblanterie: Borio

 

Ingénierie civile: Alix Grandjean Ingénieure conseil

Notes

 

1 Service des bâtiments du canton de Vaud, Tour lanterne. Cathédrale de Lausanne, Service des Bâtiments, Lausanne, 1994

 

2 Léo Bietry, «Notre-Dame de Lausanne – la dynamique d’une cathédrale de sable», in: Art + architecture en Suisse, 1/2012

 

3 Chiara Stefani et Olivier Feihl, «Images de la pluie battante. Les méthodes de relevé et leur utilisation pour l’analyse semi-automatique des dégradations», in: Piscis Aqua, exposition de la molasse à l’eau, altérations et propositions, Monuments vaudois, hors-série 2, Lausanne, 2021

 

4 Christophe Amsler, «Larmes et dysfonctionnements», in: Piscis Aqua, exposition de la molasse à l’eau, altérations et propositions, Monuments vaudois, hors-série 2, Lausanne, 2021