Notre-Dame de Paris à la lumière de l’archéologie (7/8). Perspectives de la recherche après l’incendie

Vue sur la flèche tombée avec la voûte à la croisée du transept. Certains claveaux d’un des arcs (à droite) sont intacts. © Marc Viré, Inrap
Depuis huit siècles, Notre-Dame de Paris domine l’île de la Cité. Sa silhouette familière dissimule une histoire qui reste en grande partie à découvrir. Le drame du 15 avril 2019 a imposé des opérations de sauvetage et signé l’ouverture d’un chantier scientifique qui vise une connaissance complète de l’édifice afin d’en permettre la parfaite restauration.
Les auteurs de ce dossier sont : Arnaud Ybert, Yves Gallet, Frédéric Épaud, Olivier Poisson, Stephan Albrecht, Caroline Bruzelius, Lindsay Cook et Stéphanie Daussy, respectivement président et membres de l’Association des scientifiques pour Notre-Dame ; Philippe Villeneuve, Aline Magnien, Marie-Hélène Didier et Dominique Garcia. Ce dossier a été coordonné par Olivier Poisson, inspecteur général des Monuments historiques honoraire et membre de l’Association des scientifiques pour Notre-Dame. La rédaction le remercie chaleureusement pour sa précieuse contribution.
Coupe et élévation de Notre-Dame de Paris. © Art graphique & patrimoine
L’incendie du 15 avril 2019, en détruisant la couverture, la flèche et la charpente de Notre-Dame, a transformé certaines parties de la cathédrale en une sorte d’écorché ; le percement des voûtes a précipité dans la nef et le transept des monceaux de métaux, de pierres et de bois, plus ou moins carbonisés. Un chantier de tri archéologique unique en son genre s’est alors ouvert, mené par le Laboratoire de recherche des monuments historiques, le service régional d’archéologie d’Île-de-France et le Centre de recherche et de restauration des musées de France. Il ouvre aujourd’hui des perspectives de recherche insoupçonnées.
Certaines études, liées à la restauration et pilotées par le ministère de la Culture et ses laboratoires, ont concerné les vitraux, la situation des maçonneries et des pierres, les protocoles de nettoyage et de décontamination. Le plomb de la couverture, transformé par l’incendie en oxydes divers, a couvert les murs et les objets d’une poussière jaunâtre, qu’il faut enlever, sans altérer les supports. L’évaluation des pierres nécessite aussi de mieux les connaître, et un chantier de caractérisation, sous l’égide du Laboratoire de recherche des monuments historiques (LRMH), est mené afin d’en préciser l’état. La recherche de pierres de compléments et de substitution est aussi en cours d’organisation avec le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM). Au-delà des études liées au diagnostic de l’édifice, des recherches de plus longue durée ont été lancées. Coordonnées par le ministère de la Culture et le CNRS, associés au sein du Chantier scientifique Notre-Dame, elles s’organisent à travers huit groupes de travail, groupant une cinquantaine de structures de recherche, et prennent la forme de thèses, de projets de l’Agence nationale de la recherche (ANR), ou européens. Là encore, le matériau est structurant.
De nouvelles pistes d’étude pour la charpente
La destruction de la charpente est ainsi l’occasion d’obtenir des données originales sur la provenance géographique des bois. L’analyse isotopique des charbons, en permettant d’identifier les roches sur lesquels les arbres ont poussé, pourrait indiquer de quelles zones ils sont venus, probablement par flottage. On attend aussi plus d’informations sur la construction de la charpente de Notre-Dame, le climat de l’époque et la gestion ancienne des territoires forestiers. La charpente, même en l’état, est riche d’enseignements sur les modes constructifs : chevilles calcinées, marques de charpentiers, assemblages et clous (le métal y tenant une grande place). La taille de certains éléments appelle enfin des recherches structurelles sur la résistance des bois brûlés.
Des études sur le plomb
Le plomb a été au cœur du chantier. Des travaux à visée environnementale, en établissant par l’analyse isotopique les signatures de ces plombs qui conservent, malgré les alliages, les traces de leurs mines originelles, cherchent à comprendre la contribution des monuments historiques de la capitale, et de Notre-Dame en particulier, à la pollution atmosphérique et à la contamination de la Seine au dernier siècle. Les usages du plomb dans la construction, entre le XIIe et le XIXe siècle, offrent également un axe de travail car ce métal joue un rôle méconnu dans le paysage patrimonial, donnant à Paris une grande partie de sa couleur. Une réflexion interdisciplinaire sur ce matériau, ses provenances et son approvisionnement, son recyclage, ses techniques de mise en forme et les transferts de ces savoir-faire, peut être entreprise, grâce à des comparaisons avec d’autres bâtiments, afin d’établir, pour la première fois, un référentiel diachronique des plombs de construction en France entre les XIIe et XIXe siècles.
Bois de charpente ayant conservé une pièce métallique d’assemblage de la flèche de Viollet-le-Duc (1859). Le cœur n’est pas entièrement consumé, ce qui permettra l’étude dendrochronologique et xylologique. © Marc Viré, Inrap
Des métaux entremêlés
Dans le cas de Notre-Dame, des chiffres variables circulent sur les quantités de plomb présentes dans sa couverture et sa flèche, et confondent la couverture refaite en 1726 (1236 tables et 220 tonnes de plomb), et celle rénovée par Viollet-le-Duc au XIXe siècle, dont on ignore les dimensions exactes. Les éléments recueillis dans les décombres (fragments de couvertures et d’éléments de faîtage intacts, plombs partiellement fondus) ou encore en place dans l’édifice (scellements des armatures de fer et liaisonnage des pierres) constituent une source matérielle précieuse pour de multiples études. Si l’on ne peut aisément dater le plomb, les fers associés peuvent l’être grâce au carbone 14 et une étude typologique des fers retrouvés sur le chantier est en cours afin non seulement d’apporter des éléments pour le remploi, mais aussi d’aider à l’analyse constructive et à l’archéologie du bâti. Les transformations élémentaires du fer de Notre-Dame peuvent également apporter des précisions sur les températures atteintes lors de l’incendie et guider l’analyse des pierres.
L’émotion suscitée par l’incendie est l’objet d’enquêtes et d’études d’ordre anthropologique et sociologique, autour des vestiges, en particulier, et de ce réflexe de sauvegarde.
État acoustique et images 3D
Mais l’édifice et la catastrophe font aussi appel à l’immatériel et à l’intangible. L’émotion suscitée par l’incendie, parfois ambivalente, en raison du contexte social et politique, est l’objet d’enquêtes et d’études d’ordre anthropologique et sociologique, autour des vestiges, en particulier, et de ce réflexe de sauvegarde. Par ailleurs, comme la maîtrise de Notre-Dame et ses concerts nous le rappellent, l’importance des cathédrales est aussi liée à leur acoustique, résultat intangible de la construction matérielle et de son agencement. Une capture de l’état acoustique de Notre-Dame, réalisée en 2013, servira de point de départ pour cette reconstruction et permettra de restituer les sonorités de l’édifice lors de la réfection des voûtes. La couverture photographique de ce chantier est sans précédent, comme sans doute les archives exhumées ou revues, les publications, les textes et les informations recueillies par photogrammétries, images 3D, drones, afin d’aider à la reconstitution des éléments disparus ; une plateforme ou écosystème numérique en cours d’élaboration devrait permettre d’archiver, de structurer et de partager les données recueillies. Matériellement, enfin, les items collectés sur le chantier, conservés et gérés par l’Établissement public autonome (EPA) Notre-Dame en liaison avec le ministère de la Culture, pourront selon certaines modalités être mis à disposition des chercheurs pour des sujets qui n’ont pas encore surgi et que les recherches engagées vont contribuer à faire naître.
Une étude isotopique est une méthode utilisée par les sciences de la terre afin de déterminer la signature d’un minerai.
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