Émergence de la construction

Mortiers antiques

Tchoga Zanbil Ziggurat . Province du Khouzistan en Iran xiiie siècle av. J.-C.

Mortiers de terre
Début xixe siècle on regroupait encore sous le nom de mortier toute espèce de mélange de terres crues ou cuites ou d'autres matières obtenues par calcination ou de chaux avec ou sans sable et de l'eau en suffisante quantité pour pouvoir le gâcher le porter et le mettre en œuvre convenablement à sa destination. Dans les campagnes où les fours à chaux étaient éloignés et la chaux rare et chère on se contentait souvent pour faire du mortier de terre crue mais franche et un peu grasse en la délayant avec de l'eau et il s'en trouvait qui avait beaucoup de ténacité. Quelquefois on y mélangeait de la paille ou du foin haché, du regain et même de la chaux, si on en avait pour lui donner plus de consistance, ou le rendre plus maniable. On s'en servait alors particulièrement pour la bauge et les torchis. Dans tous les cas le mortier fait avec du sable et de la chaux était à préférer pour les habitations si on pouvait s'en procurer facilement.
C'est état de connaissance ne diffère pas de celui qui prévalait dans l'antiquité. Beaucoup d'édifices de la Rome antique réalisés en opus caementicium - appareillage qui a fait le succès de la construction romaine - sont toujours debout, du fait que l'appareillage était réalisé avec soin et avec une bonne chaux. On ne parle plus de la grande majorité des édifices qui ont disparu du fait de la médiocrité des maçonneries, souvent sommairement liées à l'argile ou à de la chaux de médiocre qualité, comme c'est souvent le cas à Pompei, où leur conservation pose problème.
L'art du maçon est avant tout affaire de terroir, et la précarité dans laquelle étaient la plupart du temps plongée les industries humaines imposaient d'utiliser ce qu'il y a de plus immédiat comme matériaux, c'est à dire ceux que l'on trouve dans le sous-sol. Les choix sont dictés par l'économie. Par économie, on parle au xixe siècle, de la circonspection sage et éclairée au moyen de laquelle on parvient à son but avec le moins de frais possible sans compromettre ni la solidité, ni la convenance d'aucune partie du travail.
Ce n'est véritablement qu'au xixe siècle que s'amorcera un changement. Dans les pays industrialisés, les moyens accordés par la révolution industrielle à la production massive de chaux hydrauliques et de ciments - inventions du xixe siècle - auront quasi raison de tout autre moyens dans la confection des mortiers mais aussi du béton.

Mortiers obtenus par calcination

Çatal Höyük, 6000 avant J.-C., enduits plâtre reconstitués

La fabrication de liants par calcination de la pierre (plâtre, chaux) serait aussi ancienne que l'art du potier. Au néolithique déjà, l’homme s’est aperçu que certaines pierres constituant le foyer s’effritaient à cause de la chaleur en produisant une poudre se solidifiant une fois humide. Dans la ville de Çatal Höyük, fondée en 7000 avant J.-C. des enduits de plâtre ornaient les murs. Plus généralement l'Orient est connu pour son emploi du plâtre et de la chaux.
Si les grecs connaissent la chaux et le plâtre sous forme d'enduits, ils ne les utiliseront qu'épisodiquement comme mortier, préférant l'usage des crampons en plomb.
Ce n'est véritablement qu'à partir de la Rome antique que la chaux aérienne sera préconisée pour la confection des mortiers.

La pierre à bâtir

Carrières de Cusa, Sélinonte. viie siècle av. J.-C.

L'homme a commencé à creuser le sol avec des outils rudimentaires, en bois, corne ou os pour les sols meubles, en silex, pour les roches. Pour façonner les roches tendres, il a donc eu recours à des outils de roches dures. Mais pour façonner les roches dures, il a dû attendre l’avènement des métaux, des abrasifs puissants comme le diamant, puis celui des explosifs5. Les premières exploitations se sont faites naturellement par ramassage des pierres à la surface du sol. Des pierres prélevées à l'état brut sont utilisées dans la construction des mur en pierre sèche. Les cailloux arrondis des rivières sont un matériau de choix mais sont difficiles à mettre en œuvre sans mortier, on les cimente donc au moyen de mortiers d'argile, prélevée sur place quand cela est possible2. La recherche de pierres de plus en plus en profondeur conduit à l'établissement des carrières à ciel ouvert ou souterraines. Dans les minières néolithiques de silex de Spiennes, les contemporains des dolmens creusent des puits et des galeries pour se procurer le silex de la craie plus facile à mettre en œuvre que les cailloux roulés inclus dans les limons6.
En France, sur les berges de la Seine, on retrouve encore en 1825, une architecture rurale et vernaculaire constituée de cailloux de silex, ou avec du bloc marneux posé en mortier de chaux et sable, ou simplement avec de la poudre marneuse délayée à consistance de mortier. Des pierre dures, d'extraction facile ou trouvées à même le sol, ou des pierres tendres, faciles à mettre en œuvre, voire de mauvaise qualité.

murs cyclopéens. Mycènes. Poterne nord

Des monuments sans mortiers sont érigés partout sur la planète à différentes époques, collectivement appelés mégalithe qui n'ont pas véritablement de fonction pratique immédiate si ce n'est peut-être de s'attirer l'attention des dieux. Les plus anciens correspondent au Mésolithique, au Néolithique, au Chalcolithique ou même à l'âge du bronze, suivant les régions. Il en est autrement des murs cyclopéens dont la fonction était de décourager l'assiégeant en temps de conflit.
Dans le monde antique, s'impose progressivement la nécessité de trouver des pierres les plus aptes à leur destination. Le travail d'extraction et de débitage des pierres se fait en plusieurs étapes: après le travail de dé-couverture des bancs de pierre propre à produire les pierres, dures ou tendres, compatibles avec leur destination, démarre le travail d'extraction lui-même. Afin de détacher les blocs que l'on pourra façonner, le carrier fait dans des cas très rares, appel à des strates et fissures naturelles, plus souvent il doit creuser des rainures, au pic, délimitant le volume et la forme des pierres telles qu'elle devront être réalisée. Une dernière rainure était ménagée sous le bloc, dans laquelle étaient insérés des coins métalliques (cunei), enfoncés à la masse, qui achevaient de détacher les tambours de la roche. Une fois extraits, les tambours étaient taillés au marteau et au burin, puis sans doute cerclés de roues en bois et tirés par des chars à bœufs. Enfin, une fois la colonne établie, la grossièreté du calcaire était masquée par du stuc. Pour extraire leurs pierres, les romains ne procédèrent pas autrement. À la nécessité d'extraire les pierres pour les besoins du marché s'ajoute un goût particulier pour l'exploit qui s'exprime par l'extraction de pièces monumentales. Par exemple, les colonnes en granite du Panthéon (ier siècle av. J.-C.) hautes de 12 m, pèsent 56 tonnes. Il en sera ainsi également pour le Temple de Vénus et de Rome (granite, 135-143), de la Basilique Ulpienne (granite et cipolin, 106-113).
La pierre naturelle sera à toutes époques d'un emploi courant dans la construction. Une mutation s'opère à la révolution industrielle dans la construction lorsqu'on cesse d'employer la pierre comme matériau statique. Elle coïncide avec l'apparition de l'acier d'abord et ensuite et surtout celle du béton et plus largement des pierres artificielles (Briques, Blocs, etc.), moins cher à produire, plus faciles à mettre en œuvre . ►

L'homme a du pouvoir réaliser très tôt, de manière empirique, les bénéfices que pouvaient lui procurer la plus simple des machines: le levier. Les moyens employés pour la réalisation de monuments mégalithiques ou de certains vestiges monumentaux de l’Égypte, de la Rome antique ou d'autres civilisations nous sont inconnus et nous laissent perplexes.
Les Égyptiens connaissaient le plan incliné. Des inventions remarquables sont attribuées aux Grecs, mais il est tout à fait probable qu'elles étaient déjà connues des égyptiens.
Au iiie siècle av. J.-C., le physicien, mathématicien et ingénieur, Archimède de Syracuse réalise quelques percées dans les domaines de l'hydrostatique et de la mécanique statique. On attribue à Archimède le principe de quelques machines simples: le levier, le plan incliné, la poulie et la vis (la vis d'Archimède). Il imagine une multitude de machines composées, mais négligea de les décrire, et il n'en reste, pour ainsi dire, que la renommée. On peut juger de l'état où était alors la théorie de la mécanique, par le profond étonnement où il jeta le roi Hiéron, son parent, quand il lui dit qu'avec un point fixe, il soulèverait le globe de la terre: « Da mihi ubi consistant, et terram commovebo ». Cette proposition n'est cependant qu'une conséquence fort simple de l'équilibre du levier : en allongeant un des bras et diminuant à proportion le poids attaché à son extrémité, on peut faire équilibre à un poids quelconque appliqué au bras le plus court.

Levier

La limace, ou vis d'Archimède, machine hydraulique très-simple et très-commode pour élever les eaux à de petites hauteurs, fût utilisé en Égypte, et on s'en servait pour dessécher les marais, les fleuves, etc. Archimède est crédité aussi de cette invention par Diodore de Sicile, toutefois Vitruve bien que grand admirateur d'Archimède, ne le cite pas comme inventeur. On soupçonne donc que la vis d'Archimède est antérieure à celui-ci.
Un siècle plus tard, Ctésibios et Héron d'Alexandrie, son disciple, inventèrent les pompes, le siphon recourbé, et la fontaine de compression, qu'on appelle encore aujourd'hui la fontaine de Héron, l'Éolipyle, probablement le premier moteur. On doit plus spécialement à Ctésibios une machine du même genre, composée de deux pompes aspirantes et foulantes, de telle manière que par leur action alternative, l'eau est sans cesse aspirée et poussée dans un tuyau montant intermédiaire.
La plupart de ces machines sont décrites dans le De architectura de Vitruve. Des engins de levage y côtoient des engins de guerre. D'après Eugène Viollet-le-Duc, on donnait le nom d'engin « à toute machine, d'où sont venus les mots engineor, engingneur pour désigner l'homme chargé de la fabrication du montage et de l'emploi des machines, d'où le nom d'ingénieur donné de nos jours à toute personne occupée de l'érection des ponts, du tracé des voies, de la construction des usines, des machines, des navires, des fortifications, etc. d'où enfin le nom de génie donné au corps ».

Une grue médiévale sur le chantier médiéval de Guédelon

Ces machines sont les ancêtres de tous les dispositifs de levage ou autres, qui faciliteront les travaux pénibles et libéreront l'artisan des tâches lourdes, celles que l'on retrouve dans la construction. Elles seront actionnées par des hommes, plus tard, des dispositifs astucieux permettront d'exploiter le travail des bêtes. Enfin la révolution industrielle trouvera à appliquer à ces dispositifs la force de la vapeur.   ►

La première mention connue du mot architecte, αρχιτεκτων (αρχι-archi, chef de - et de τεκτων - tekton, charpentier.), apparaît au ve siècle av. J.-C. dans le livre d'Hérodote, Histoires (3, 60) décrivant le tunnel de Samos: « l'architecte chargé de ce travail fut le Mégarien Eupalinos, fils de Naustrophos ». Hérodote utilise ce mot pour le constructeur du pont de bateaux permettant de franchir l'Hellespont en -513 (Histoires 4,88): "Darius Ier fut très satisfait de ce pont de bateaux et récompensa richement son architecte, Mandroclès de Samos". Pour Hérodote, le mot architecte donné à Eupalinos qui est un des "auteurs des trois plus grands ouvrages que possède la Grèce" ou à Mandroclès de Samos n'a pas pour lui le sens qu'il a pris aujourd'hui, c'est plus un technicien de la construction ou un ingénieur.

Ordre dorique : -[1] tympan du fronton -[2] acrotère -[3] cimaise (du fronton) -[4] geison -[5] mutule -[7] frise -[8] triglyphe -[9] métope -[10] regula -[11] goutte -[12] larmier -[13] architrave -[14] chapiteau -[15] abaque -[16] échine -[17] colonne -[18] cannelure -[19] stylobate

Il est possible que ce mot ait été utilisé parce que les premiers temples étaient construits en bois. C'est au viie siècle avant J.-C. que ce fait la transition entre construction en bois des temples vers la construction en maçonnerie. Quand Pausanias visite l'Héraion d'Olympie au iie siècle, il y voit encore certaines colonnes en bois.
L'architecture religieuse grecque est codifiée, et se base sur des règles de proportion arithmétiques. Les ordres architecturaux, organisent les proportions, les formes et l'ornementation de toute partie construite. Les grecs ne reconnaissaient que trois ordres: l’ordre dorique, l’ordre ionique et l’ordre corinthien.
Cette manière de composer l'architecture trouvera à resurgir à toutes les époques de l'histoire. Les architectes n'auront de cesse de se revendiquer de la Grèce classique: les romains ajoutent l’ordre toscan et l’ordre composite. Le De architectura (Livres III et IV) de Vitruve, architecte romain du ier siècle av. J.-C., seul livre majeur qu’il reste sur l’architecture de l’Antiquité classique, définit la théorie des trois ordres (ionique, dorique, corinthien. Vitruve sera la grande référence des architectes pour qualifier le renouveau du recours à des formes antiques, à partir de la seconde moitié du xviiie siècle, jusqu'en 1850 environ.►

À la suite de ses victoires sur les perses au cours des guerres médiques, Athènes devient la puissance dominante du monde grec durant toute la période du ve siècle av. J.-C. La Ligue de Délos, alliance militaire initialement créée pour repousser l'ennemi perse, évolue d'une coordination de forces armées grecques sous l'égide des Athéniens vers une confédération étatique soutenue militairement, financièrement, et culturellement par Athènes. C'est de la trésorerie de l'alliance que Périclès (-495, -429), qui se maintient habilement à la tête de l’État athénien de -461 jusqu'à sa mort, tire les fonds nécessaires à son ambitieux plan de construction centré sur l'« Acropole d'Athènes », plan qui comprend les Propylées, le Parthénon pour commémorer les guerres médiques et la statue d'Athéna, sculptée par son ami, Phidias15. En 449 av. J.-C., Périclès propose un décret autorisant l'utilisation de 9 000 talents pour financer le programme de reconstruction des temples d'Athènes.

Façade ouest du Parthénon, -449 à -438

À l'époque, comme nous le dit Plutarque (46 - 125), dans sa « Vies des hommes illustres », ces monuments suscitent dans l'administration et chez ses ennemis, les accusations les plus virulentes à l'encontre de Périclès: détournement de fonds à son seul profit, goût démesuré du faste. (Angelos Vlachos, un académicien grec, souligne l'utilisation de la trésorerie de l'alliance par Périclès: "un des plus importants détournements de fonds de l'histoire humaine", mais qui permit toutefois de financer quelques-unes des "créations artistiques les plus merveilleuses du monde antique".).
Périclès tient lui un tout autre langage:
« Vous ne devez à vos alliés nul compte de ces deniers, disait-il au peuple, puisque c’est vous qui faites la guerre pour eux, et qui retenez les barbares loin de la Grèce, tandis qu’eux ne vous fournissent pas un cheval, pas un vaisseau, pas un homme, et qu’ils ne contribuent que de leur argent. Or, l’argent, du moment qu’il est donné, n’est plus à celui qui l’a donné, mais à celui qui l’a reçu, pourvu seulement que celui-ci remplisse les engagements qu’il a contractés en le recevant. Or, vous avez rempli tous vos engagements, en ce qui concerne la guerre. Vous êtes suffisamment pourvus de tout ce qu’il faut pour la faire ; et si, grâce à vous, le trésor est surabondant, n’est-il pas juste que vous l’employiez à des ouvrages qui procurent à votre ville une gloire éternelle, et après l’achèvement desquels Athènes continuera de jouir d’une opulence qu’entretiendra le développement des industries de tout genre ? Une foule de besoins nouveaux ont été créés, qui ont éveillé tous les talents, occupé tous les bras, et fait, de presque tous les citoyens, des salariés de l’État: ainsi, la ville ne tire que d’elle-même et ses embellissements et sa subsistance. Ceux que leur âge et leurs forces rendent propres au service militaire reçoivent, sur le fonds commun, la paye qui leur est due. Quant à la multitude des ouvriers que leurs professions exemptent présentement du service militaire, j’ai voulu qu’elle ne restât point privée des mêmes avantages, mais sans y faire participer la paresse et l’oisiveté. Voilà pourquoi j’ai entrepris, dans l’intérêt du peuple, ces grandes constructions, ces travaux de tous genres, qui réclament tous les arts et toutes les industries, et qui les réclameront longtemps. Par ce moyen, la population sédentaire n’aura pas moins de droits à une part des deniers communs, que les citoyens qui courent les mers sur nos flottes, ou qui gardent nos places éloignées, ou qui font la guerre. Nous avions la matière première, pierre, airain, ivoire, or, ébène, cyprès ; nous l’avons fait travailler et mettre en œuvre, par tout ce qu’il y a d’artisans : charpentiers, mouleurs, fondeurs, tailleurs de pierre, brodeurs, doreurs, sculpteurs en ivoire, peintres, orfèvres. Et nous employons sur mer, au transport de tous ces objets, les équipages et les vaisseaux du commerce, les matelots et les pilotes de l’État : sur terre, ces travaux occupent les charrons, les voituriers, les charretiers, les cordiers, les tisserands, les cordonniers, les paveurs, les mineurs. Et chaque métier occupe encore, comme fait un général, une armée de manœuvres qui n’ont d’autre talent que l’usage de leurs bras, et qui ne sont, pour ainsi dire, que des outils et des forces, au service des chefs d’atelier. Ainsi le travail distribue et répand au loin l’aisance, dans tous les âges et dans toutes les conditions. »
Ainsi, Périclès réussit à mener une politique de prestige redoutablement efficace. L’acropole d’Athènes atteste encore aujourd'hui de la puissance de la Grèce et de sa splendeur d’autrefois. Plutarque rajoute:
« Ces édifices s’élevaient, déployant une grandeur étonnante, une beauté et une grâce inimitables ; car les artistes s’appliquaient à l’envi à surpasser, par la perfection de l’œuvre, la perfection du plan même. Et ce qu’il y avait de plus surprenant, c’était la rapidité de l’exécution. En effet, cette multitude d’ouvrages, dont il semblait que chacun ait dû exiger les efforts continus de plusieurs générations pour arriver à son achèvement, fut toute exécutée et terminée durant les années florissantes de l’administration d’un seul homme. »
Pour la construction du Parthénon on rouvre la carrière du mont Pentélique qui fournit un marbre de bonne texture dont la dureté permet la confection de détail d'une grande finesse. Le Parthénon nécessitera la taille et le transport d'au moins 20 000 blocs de marbre pesant au total 100 000 tonnes. Ici, rien n'est droit, aucune pierre n'est un parallélépipède parfait. Chaque pierre est unique taillée pour l'endroit de l'édifice où elle va être placée11.
Au Parthénon et aux Propylées, le plafond est en pierre et à caissons, pratique qui se développe au ve siècle av. J.-C.. Une grande plaque creusée de plusieurs alvéoles repose sur de fortes poutres transversales dans le pronaos et la galerie du Parthénon. Rehaussé de peinture, un motif floral s'épanouit au fond du caisson, une rosace, une fleur de liseron ou de lotus.
Outre le nom de Phidias, l'histoire à retenu le nom des architectes impliqués dans la construction du Parthénon, Ictinos et Callicratès

Érechthéion, détail