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Introduction

Métal visible, métal caché, aimé, renié, oublié, l'emploi du métal dans l'architecture, s'il fut sublimé dans l'art de la statuaire, des clôtures, fut dissimulé voire dénigré dans son emploi dans la maçonnerie. n représentait le non-respect des règles de l'art pour les uns ou le compromis financier pour les autres. Philibert Delorme, dans son Architecture (1568), en donne un exemple :« Ainsy est il du fer, lequel les meschantes maçonneries ayme de peur qu'elles ne tombent, mais à la fin les ronge et mine. Il

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Cette vision du métal dans l'architecture perdurera encore quelques siècles avec son cortège d'affirmations erronées. Les images un peu moins négatives viendront notamment des possibilités offertes par le fer et le cuivre, dans la problématique de lutte contre les incendies et peut-être aussi pour pallier un approvisionnement en bois devenu plus complexe, avec la réalisation de charpentes et de couvertures d'édifices prestigieux comme la basilique de Saint-Denis et la cathédrale de Chartres, alors qu'architectes, ingénieurs, commanditaires s'affrontaient dans un « pour ou contre" l'emploi du métal. Avec les développements techniques et industriels du XIXe siècle, le métal et l'architecture sont intimement liés, suscitant des réactions parfois assez violentes, notamment lors des constructions pour les Expositions universelles.

Page de ga uche Figure l Strasbourg (Rhin), cathédrale, détail de la couverture du bas-côté nord.

Ci-dessus Figure 2

Paris, l'Opéra Garnier, détail de la coupole Chauvi ré.

Photographies A. Texler.© LRMH

De par sa fonction de structure, d'élément du clos et du couvert, son exposition aux intempéries, la méconnaissance de sa corrosion et des traitements possibles, le métal a souvent été considéré comme un « consommable " qu'on ne cherche pas toujours à conserver.

Dans les années 1980, le métal devient une question d'actualité. Un colloque organisé par Odette Chape lot et Paul Benoit met en exergue l'apport de la rencontre entre l'histoire de la métallurgie et celle du bâti ainsi que l'importance des sources documentaires et des méthodes à mettre en œuvre dans le cadre de ces études. Le ministère de la Culture crée un poste au Laboratoire de recherche des monuments historiques dévolu à cette problématique et, en 1986, a lieu le premier symposium français sur la conservation des métaux exposés en extérieur, « Conservation des œuvres d'art et décoration en métal exposées en plein air ", organisé par l'lccrom à Paris et au LRMH. Les études et les travaux dans le service des Monuments historiques s'intensifient et donnent lieu à plusieurs manifestations: « Le fer dans l'architecture gothique ", dirigé par Jean-Louis Taupin en 1993, « Fontes, fers, aciers dans l'architecture ", en 1995, et « Les couvertures métalliques " en 1997, organisés par l'lcomos et le LRMH. Depuis, de nombreuses recherches, études et opérations de conservation-restauration ont été menées ou sont en cours. Ces travaux pluridisciplinaires sont présentés dans des revues spécialisées ou dans le cadre de colloques auxquels il n 'est pas toujours facile d'accéder. Aussi un dossier métal était-il le bienvenu, mais la multiplicité des métaux et des alliages, de leur mise en forme et de leurs emplois a rapidement mis en évidence qu'un dossier ne suffirait pas, ainsi celui présenté ici sera le premier d'une séri.e.

Les recherches sur le métal dans la construction ont confirmé l'emploi de quantités importantes d'alliages ferreux dans le bâti, dès la période gothique. Celles-ci s'orientent

vers la compréhension fine du rôle de ces métaux dans les bâtiments. Il en découle des interrogations sur la nature des matériaux utilisés pour la construction aux différentes époques. Une synthèse de ces travaux est présentée, dans ce premier dossier, par Philippe Dillmann, chercheur, chef du groupe « Archéomatériaux et Prévision de l'Altération ", Laboratoire Pierre Süe CEAlCNRS et Laboratoire Métallurgies et Cultures CNRS, CEA Saclay, que le LRMH soutient depuis plus de dix ans, et son équipe, dont Maxime L'Héritier, docteur en archéologie, est un acteur actif.

La seconde partie du dossier porte sur le cuivre : développement technique et industriel, en particulier dans son emploi en couverture. Cette recherche a été menée par Jean-Marie Welter, passionné de sciences, de techniques et d'histoire, qui a fait carrière en tant que directeur en recherche et développement du groupe KME.

L'avancée de ces travaux tient aussi à tous ceux qui nous ont aidés, architectes, conservateurs, restaurateurs, en nous informant sur les travaux en cours, en nous donnant accès aux études historiques, scientifiques et techniques réalisées et en nous autorisant les prélèvements ; chacun apportant son « bout de fer ou de cuivre " et enrichissant le corpus d'échantillons. En juste retour, ce dossier livre les informations qui permettront d'avancer encore plus loin les investigations dans ce domaine.

Dans ce dossier, le filigrane permanent est la nécessité de travailler avec des équipes aux compétences différentes dans une approche interdisciplinaire. Le besoin de continuer, d'amplifier le partenariat entre architectes, archéologues, historiens et scientifiques est mis en exergue et nous verrons dans les prochains dossiers que bureaux d'études, industriels, entreprises et restaurateurs jouent aussi un rôle dans ce travail d'équipe auquel nous croyons.

Annick Texier Responsable du pôle Métal, LRMH

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Introduction

Cette vision du métal dans l’architectureperdurera encore quelques siècles avec soncortège d’affirmations erronées. Les images un peu moins négatives viendront notammentdes possibilités offertes par le fer et le cuivre,dans la problématique de lutte contre les incendies et peut-être aussi pour pallier un approvisionnement en bois devenu pluscomplexe, avec la réalisation de charpentes et de couvertures d’édifices prestigieuxcomme la basilique de Saint-Denis et la cathédrale de Chartres, alors qu’architectes,ingénieurs, commanditaires s’affrontaientdans un «pour ou contre» l’emploi du métal.Avec les développements techniques et industriels du xixe siècle, le métal et l’architecture sont intimement liés,suscitant des réactions parfois assez violentes,notamment lors des constructions pour les Expositions universelles.

De par sa fonction de structure, d’élément du clos et du couvert, son exposition aux intempéries, la méconnaissance de sa corrosion et des traitements possibles, le métal a souvent été considéré comme un «consommable» qu’on ne cherche pas toujours à conserver.

Dans les années 1980, le métal devient une question d’actualité. Un colloque organisé par Odette Chapelot et Paul Benoitmet en exergue l’apport de la rencontre entrel’histoire de la métallurgie et celle du bâtiainsi que l’importance des sourcesdocumentaires et des méthodes à mettre en œuvre dans le cadre de ces études. Le ministère de la Culture crée un poste auLaboratoire de recherche des monumentshistoriques dévolu à cette problématique et,en 1986, a lieu le premier symposium françaissur la conservation des métaux exposés en extérieur, «Conservation des œuvres d’artet décoration en métal exposées en plein air»,organisé par l’Iccrom à Paris et au LRMH. Les études et les travaux dans le service des Monuments historiques s’intensifient et donnent lieu à plusieurs manifestations:«Le fer dans l’architecture gothique», dirigé par Jean-Louis Taupin en 1993, «Fontes, fers, aciers dans l’architecture», en 1995, et «Les couvertures métalliques» en 1997, organisés par l’Icomos et le LRMH.Depuis, de nombreuses recherches, études et opérations de conservation-restaurationont été menées ou sont en cours. Ces travauxpluridisciplinaires sont présentés dans desrevues spécialisées ou dans le cadre de colloquesauxquels il n’est pas toujours facile d’accéder.Aussi un dossier métal était-il le bienvenu,mais la multiplicité des métaux et des alliages,de leur mise en forme et de leurs emplois a rapidement mis en évidence qu’un dossierne suffirait pas, ainsi celui présenté ici sera le premier d’une série.

Les recherches sur le métal dans la constructionont confirmé l’emploi de quantitésimportantes d’alliages ferreux dans le bâti,dès la période gothique. Celles-ci s’orientent

vers la compréhension fine du rôle de ces métaux dans les bâtiments. Il en découle des interrogations sur la nature des matériauxutilisés pour la construction aux différentesépoques. Une synthèse de ces travaux est présentée, dans ce premier dossier, par Philippe Dillmann, chercheur, chef du groupe «Archéomatériaux et Prévision de l’Altération», Laboratoire Pierre Süe CEA/CNRS et Laboratoire Métallurgies et Cultures CNRS, CEA Saclay, que le LRMHsoutient depuis plus de dix ans, et son équipe,dont Maxime L’Héritier, docteur en archéologie,est un acteur actif.

La seconde partie du dossier porte sur le cuivre:développement technique et industriel, en particulier dans son emploi en couverture. Cette recherche a été menée par Jean-MarieWelter, passionné de sciences, de techniqueset d’histoire, qui a fait carrière en tant quedirecteur en recherche et développement du groupe KME.

L’avancée de ces travaux tient aussi à tous ceux qui nous ont aidés, architectes,conservateurs, restaurateurs, en nousinformant sur les travaux en cours, en nousdonnant accès aux études historiques,scientifiques et techniques réalisées et ennous autorisant les prélèvements ; chacun apportant son «bout de fer ou de cuivre» et enrichissant le corpusd’échantillons. En juste retour, ce dossier livre les informations qui permettrontd’avancer encore plus loin les investigationsdans ce domaine.

Dans ce dossier, le filigrane permanent est la nécessité de travailler avec des équipes auxcompétences différentes dans une approcheinterdisciplinaire. Le besoin de continuer,d’amplifier le partenariat entre architectes,archéologues, historiens et scientifiques est mis en exergue et nous verrons dans les prochains dossiers que bureaux d’études,industriels, entreprises et restaurateurs jouent aussi un rôle dans ce travail d’équipeauquel nous croyons.

Annick TexierResponsable du pôle Métal, LRMH

Métal visible, métal caché, aimé, renié, oublié, l’emploi du métal dansl’architecture, s’il fut sublimé dans l’art de la statuaire, des clôtures, fut dissimulévoire dénigré dans son emploi dans la maçonnerie. Il représentait le non-respectdes règles de l’art pour les uns ou le compromis financier pour les autres.Philibert Delorme, dans son Architecture (1568), en donne un exemple: «Ainsy est il du fer, lequel les meschantes maçonneries ayme de peur qu’elles ne tombent, mais à la fin les ronge et mine.»

Page de gaucheFigure 1Strasbourg (Rhin), cathédrale,détail de la couverture du bas-côté nord.

Ci-dessusFigure 2Paris, l’Opéra Garnier, détail dela coupole Chauviré.

Photographies A. Texier. © LRMH.

2.

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112 monumental 2007 Laboratoire/Recherches

[1 ] E. Viollet-le-Duc,Dictionnaire raisonné de l’architecture française du xie au xvie siècle, article«Serrurerie», Paris, 1856, t. 8, p. 291. Édition?

[2 ] J.-F. Belhoste, «Fabrication et mise en œuvre du fer dans laconstruction (xiiie-xixe siècle)»,Monumental, 13, juin 1996, p. 8-17.P. Benoit, «La marque du fer»,Les Cahiers de Science et Vie, 69, 2002, p. 51-53.

[3 ] Pour plus de détails surl’évolution de la forme des basfourneaux, on pourra consulterR. Pleiner, Iron in Archaeology.The European Bloomery Smelters,Prague, Archeologicky Ustav av Cr, 2000. Pour une revue des connaissances enarchéosidérurgie et archéologie :M. Mangin (dir.), Le Fer, Paris,Errance, 2004, p. 239. Pour unebrève revue des problématiquesphares en archéométrie et sidérurgie : P. Dillmann, P. Fluzin, «Analyse des matériaux et histoire de la sidérurgie. Apport de lamétallographie et de l’analyse à l’étude de l’élaboration et del’utilisation des fers anciens»,dans Techne, 18, 2003, p. 20.

[4 ] E. Vega, P. Dillmann, P. Fluzin, «Contribution àl’étude du fer phosphoreux ensidérurgie ancienne», Revued’archéométrie, 26, 2002, p. 197 ;E. Vega, P. Dillmann, M. L’Héritier, P. Fluzin, P. Crew, P. Benoit, «Forging ofphosphoric iron. An analyticaland experimental approach»,in Archaeometallurgy in Europe,dans AIM, 24-26 septembre 2003,2003, p. 337.

[5 ] C. Verna, P. Benoit, «La sidérurgie de Clairvaux au Moyen Âge (xiie -xve siècle)», dans Histoirede Clairvaux, Bar-sur-Aube, 1990, p. 85.

[6 ] M. L’Héritier, A. Juhin, P. Dillmann, R. Aranda, P. Benoit, «Utilisation desalliages ferreux dans laconstruction monumentale du Moyen Âge. État des lieux del’avancée des étudesmétallographiques et archéométriques», Revued’archéométrie, 29, 2005, p. 117.

[7 ] E. Lefebvre, «La place et le rôle des métaux dansl’architecture gothique à traversl’exemple de la cathédraled’Amiens. Étude de cas : le chaînage du triforium»,mémoire de Master 1, universitéd’Amiens, Archéologiemédiévale, 2006, 127 p.

[8 ] J. Chapelot, «Le donjon et son enceinte», Dossiersd’Archéologie, Vincennes, 289,2003, p. 60.

[9 ] P. Bernardi, P. Dillmann,«La place du métal dans laconstruction», dans D. Vingtain(Éd.), Monument de l’Histoire.Construire, reconstruire le palaisdes Papes, xive-xixe siècle,Avignon, Éditions RMG/Palaisdes Papes, 2002, p. 63.

[10 ] P. Dillmann, M. L’Héritier,«Slag inclusion analyses for studying ferrous alloysemployed in French medievalbuildings. Supply of materialsand diffusion of smeltingprocesses», in Journal ofArchaeological Science, 34, 2007,p. 1810-1823.

[11 ] Thèses en cours d’A.-M. Desaulty et de S. Leroy,en sciences humaines, à l’université de Montbéliard,Belfort.

[12 ] M. L’Héritier, A. Juhin, P. Dillmann, R. Aranda, P. Benoit, «Utilisation des alliages ferreux…»,op. cit., cf. note 6.

[1 ] M. L’Héritier, «L’utilisationdu fer dans l’architecturegothique. Les cas de Troyes et deRouen», thèse d’archéologie del’université Paris I - Panthéon-Sorbonne, 2007, p. 92-126.Pour plus de détail sur l’ensembledes analyses métallographiques,Ph. Dillmann, M. L’Héritier,«Slag inclusion analyses for studying ferrous alloysemployed in French medievalbuildings: supply of materialsand diffusion of smeltingprocesses», Journal ofArchaeological Science, 34, 2007, p. 1810-1823.

[2 ]Arch. dép. Aube, G 1571, fol. 68 rº.

[3 ]Op. cit., nº2. Le rôle exact des fers dans l’équilibre d’unefenêtre gothique soulève encorecertains doutes. J.-L. Taupin,«Le fer des cathédrales»,Monumental, 1996, p. 18-27 ; R. Bartel, L. Schiemann, M. Jagfeld, «Static analysis andevaluation of a gothic “choir-window” consisting of a filigreetracery and slender stone ribs»,in Proceedings of The FirstInternational Congress onConstructionHistory, Madrid,2003, p. 333-340.

[4 ]Op. cit., nº1, p. 711-714. D. Cailleaux, La Cathédrale en chantier. La construction du transept de Saint-Étienne de Sens d’après les comptes de la fabrique. 1490-1517, Paris,CTHS, 1999, p. 386.F. Epaud, «L’évolution des techniques et des structuresde charpenterie du xie auxiiie siècle en Normandie. Une approche des charpentespar l’archéologie du bâti», thèse de doctorat d’histoire del’université de Rouen, Rouen,2002, p. 148.

[5 ]Arch. dép. Seine-Maritime, G 2483, fol. 143 vº.

[6 ] Bibl. nat., ms. lat. 9112, fol.129 vº, ms. lat. 9111, fol. 12 rº, 67 rº, 152 vº, 232 rº, 259 v°, 277 rº ;Arch. dép. Aube, 16G 47.

[7 ] M. L’Héritier, A. Juhin, Ph.Dillmann, R. Aranda, P. Benoit,«Utilisation des alliages ferreuxdans la constructionmonumentale du Moyen Âge.État des lieux de l’avancée des études métallographiques et archéométriques», Revue d’archéométrie, 29, 2005, p. 117-127.

[8 ] A. Juhin, « Structuremétallographique et comportement mécanique des tirants de fer du donjon du château de Vincennes »,mémoire de Master 2 de Sciencedes matériaux et nano objets(universités Paris 6 Pierre et Marie Curie et Paris-Sud 11),2005, 129 p.

[9] E. Monnier, «Des monumentsqui jouent avec la mécanique»,Les Cahiers de Science et Vie,nº69, «Sciences et techniquesdes bâtisseurs de cathédrales»,juin 2002, p. 12-21.

M. Altmayer et Léon Guillet,Métallurgie du cuivre et alliagesde cuivre, Paris, J.-B. Baillière et Fils, 1925.

Charles Avery et David Finn,Bernini, London, Thames and Hudson, 1977.

Jean-François Belhoste,«L’impact des techniques de fabrication sur l’emploi des métaux dans lacouverture», dans LesCouvertures métalliques,matériaux et techniques, Paris, Icomos, 1997.

Géraldine Driey, Introduction de charpentes et couverturesmétalliques dans de grandsédifices au xixe siècle, Paris,Monographie de muséologie,École du Louvre, 1999.

Robert Dulau, «Ornements de toitures français au xixe siècle : la collectionMonduit», dans Les Couverturesmétalliques, matériaux et techniques, Paris, Icomos, 1997.

Alain Frerejean et EmmanuelHaymann, Les Maîtres de forges,Paris, Albin Michel, 1996.

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S.a., Copper in Nature, Technics,Art and Economy,Hambourg,Norddeutsche Affinerie, 1966.

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Jean-Marie Welter,Understanding The Copper of The Statue of Liberty, JOM, 2006, p. 30.

R. A. Wilkens and E. S. Bunn,Copper and Copper Base Alloys,New York, McGraw-Hill BookCompany, 1943.

Chapitre I Chapitre II Chapitre III

Bibliographie Le métal dans l’architecture