C6 – Voûte en Berceau

Arts de bâtir:
C6 – Voûte en Berceau
Pays:
Syrie
PRÉSENTATION
Emprise Géographique
Définition
Voûte en Berceau
- Ossature horizontale maçonnée de forme
semi cylindrique reposant sur des murs
porteurs.
- Pour la mise en œuvre, utilisation ou non
d’un coffrage ou d’un étaiement..
- Utilisation comme franchissement ou
comme couvrement (dans ce cas l'extrados
est protégé par un enduit).
Milieu
On retrouve la voûte en berceau dans la plupart des pays du bassin méditerranéen étudiés.
Cette structure est couramment utilisée dans tous types de milieux : urbain, rural, en plaine, en montagne ou en bord de mer.
Etages Associés :
Les voûtes en berceau sont destinées aux sous-sols, entresols et rez-de-chaussée des équipements et des habitations. Cette technique est
parfois utilisée pour réaliser les différents étages que compte la construction
En Syrie, nous retrouvons la voûte en berceau en milieu urbain et rural. Elle est utilisée de façon courante dans tous les types de milieux à
l'exception des régions montagneuses.
Cette technique de construction est utilisée dans les caves et les sous-sols des maisons, on peut aussi la retrouver au rez-de-chaussée dans les
bâtiments commerciaux et dans les souqs anciens.
Illu s t r a t i o n s
Vue générale :
Vue de détail :
Ce projet est financé par le programme MEDA de l'Union Européenne. Les opinions exprimées dans le présent document ne reflètent pas nécessairement la position de l'Union Européenne ou de ses Etats membres.
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C6 Syrie – Voûte en Berceau
PRINCIPE CONSTRUCTIF
Matériaux
Illustrations
Nature et Disponibilité (sous quelle forme)
Pour la construction de la voûte en berceau, les matériaux les plus souvent utilisés dans tous
les pays étudiés sont la pierre calcaire et la brique de terre cuite. D’autres natures de pierres
sont aussi utilisées suivant les disponibilités locales en matériaux (pierres de schiste et
granite...). Les matériaux ajoutés pour le remplissage des interstices de l’extrados, ou pour la
composition des mortiers d’hourdage, sont des débris de briques, de la chaux, du plâtre, du
gravier ou encore des morceaux de pots cassés et des débris de charbon de bois.
En Syrie, la pierre est le matériel principal pour réaliser les voûtes en berceau. Elle est utilisée
sous deux formes: soit à base de pierres bien taillées et dressées qui donnent à la voûte un
intrados lisse et ordonné, soit avec des moellons donnant à la voûte l'irrégularité de l'intrados
nommé localement "Gamce". La voûte en berceau est une maçonnerie hourdée, la matière
de remplissage est composée essentiellement de la terre.
Modules, Dimensions, Dosages
La voûte en berceau est une maçonnerie hourdée, montée par assemblage de modules les
uns contre les autres suivant un plan inc liné déterminé par un fil rayonnant, qui du centre de
l’arc donne le degré d’inclinaison de chaque pièce depuis le départ de la voûte jusqu’à sa clé.
Les modules de pierre ou de briques qui composent la voûte, peuvent être taillés de manière
à former un claveau spécifique à la voûte (2 faces inclinées formant lit de pose et d'attente).
Ils sont très souvent à peine ébauchés dans une pierre plate, le mortier de hourdage
compensant alors les irrégularités des surfaces.
En Syrie, la voûte en berceau est montée par assemblage des pierres inclinées suivant un
plan déterminé par un rayon du centre de l'arc jusqu'à sa clé. La dimension des pierres
utilisées est environ 35X30X25 cm et l'épaisseur de la voûte est entre 35-40 cm. D'autre part,
l'arc qui forme le semi cylindre de la voûte peut varier en forme et en dimensions selon
l'expérience du maçon. La voûte prends plusieurs formes: demi-cercle, persan ou en fer à
cheval selon la positionnement du centre de l'arc ou la multiplication des centre en dessinant
l'arc.
Quant au dosage, le mortier utilisé est composé de 70% de terre et de 30% de paille, il peut
être composé de la terre et la chaux.
Principe Constructif: perspectives, schémas
Type de pose
Type de pose, Utilisation d’un coffrage, d’étaiement
La pose de la voûte se fait le plus souvent avec le recours à un coffrage généralement réalisé
en bois. Celui-ci se compose d’au moins deux fermes (section de la voûte) sur lesquelles on
fixe des lattes de bois (couchis) dont la face extérieure correspond à l’intrados de la voûte. Le
coffrage peut aussi donner une forme approximative, qui est ensuite corrigée par un lit de
terre, de sable,… Parfois, le coffrage est réalisé par un remplissage du volume de la pièce par
des matériaux de construction, la forme étant définie par de la terre.
Ancré directement dans les murs (poutre transversale, éclipsable) ou supporté par des
corbeaux (pierres saillantes laissées en place après la pose), cet ensemble constituant "le
coffrage" est supporté par des étais. La pose des pierres et briques se fait depuis les
sommiers jusqu'à la clé en équilibrant les charges de part et d'autre de l'axe de la voûte.
Dans l'espace Méditerranéen, on trouve des techniques qui s'affranchissent de ce dispositif
de coffrage (faibles ressources en bois ? encombrement de l'outillage ? savoirs-faire
particuliers et locaux ?…). La pose sans coffrage est possible avec des matériaux de module
régulier (briques de terre cuite, taillées ou non), des mortiers bien étudiés (adhérence aux
briques, rapidité de prise, ...) et avec une méthode de pose particulière. Cette dernière
cherche à limiter le porte à faux d'un empilement de claveau en créant des joints d'appuis
intermédiaire, en inclinant l'axe de pose (sommier/claveau/clé) vers les murs de refonds.
En Syrie actuellement, la voûte en berceau est posée au moyen d'un coffrage en bois. Le
coffrage principal, semi cylindrique, est monté en longueur entre les deux murs porteurs. Il est
supporté par des planches en bois positionnées horizontalement et par des poutres en bois
positionnées verticalement, qui supportent directement le coffrage selon la forme de la voûte.
Les pierres constituant la voûte sont assemblées sur cet ensemble.
Principe Constructif :
Type de pose, vue générale et détail
Ce projet est financé par le programme MEDA de l'Union Européenne. Les opinions exprimées dans le présent document ne reflètent pas nécessairement la position de l'Union Européenne ou de ses Etats membres.
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PRINCIPE CONSTRUCTIF (Suite)
Outils
Illustrations
Outre les outils traditionnels du maçon, aucun outil particulier n’a été signalé dans l’ensemble
des pays étudiés.
En Syrie, les outils traditionnels du maçon sont utilisés pour réaliser les voûtes d'arêtes,
comme :
1. Marteaux en plusieurs formes.
2. Burin.
3. Marteau à grain d'orge à tranchants transversaux : pour tailler et adapter les pierres.
4. Scie ou têtu pour couper les pierres et une truelle pour étendre le mortier.
Métiers
Métier, Nombre de personnes nécessaires
La voûte en berceau est exclusivement réalisée par des hommes de l'art, maçon,
maçon/tailleur de pierre ou tailleur de pierre entouré d'aides (manutention importante, mortier
à préparer,…), et assisté parfois d'un charpentier pour la réalisation du coffrage.
En Syrie, il faut plusieurs hommes de l'art pour réaliser la voûte en berceau. D'abord, un
maçon et un maçon/tailleur de pierre avec deux maçons ordinaires pour la manutention et la
préparation du mortier de hourdage et remplissage. Parfois, il faudrait faire appelle à un
charpentier pour réaliser le coffrage.
Performances
Physique (portée…)
La voûte en berceau est exclusivement réalisée par des hommes de l'art, maçon,
maçon/tailleur de pierre ou tailleur de pierre entouré d'aides (manutention importante, mortier
à préparer,…), et assisté parfois d'un charpentier pour la réalisation du coffrage.
En Syrie, la portée des voûtes en berceau varie considérablement selon le type de
construction et la forme de l'arc, elle est comprise entre 2 et 4 mètres environ dans les
maisons et peut atteindre jusqu'à 6 mètres dans les souqs anciens. L'épaisseur des murs
varie en conséquence selon la forme de l'arc des voûtes alors que l'épaisseur de la voûte est
à 40 cm environ.
Thermique – Acoustique
La construction en pierre, notamment calcaire, présente des performances thermiques et
acoustiques renseignées comme étant assez bonnes à excellentes par l’ensemble des pays
concernés. Au vu de la masse importante de la voûte, de son épaisseur, des matériaux
utilisés dans sa construction, cet ouvrage offre de remarquables qualités d’isolations
thermique et acoustique.
En Syrie, l'épaisseur de cette couverture en pierre présente des bonnes performances
thermiques et acoustiques, notamment grâce au remplissage par la terre et le mortier, qui
donne plus d'épaisseur et assure ainsi une excellente isolation, tant au niveau thermique
qu’acoustique.
Outils
Principe Constructif: Performances
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A S P E C T , P A T H O LOGIE
Aspect
Illustrations
Finition, couverture associée
L'intrados de la voûte est généralement recouvert d'un enduit. Cependant, dans le cas des
voûtes en pierres de taille ou en briques à l'appareillage soigné, le parement peut être laissé
en l'état. Dans le cas d’une voûte de franchissement, l'extrados de la voûte ne reçoit
généralement pas de traitement particulier ; fréquemment les reins de la voûte sont remplis
de matériaux divers (tous venants, résidus de chantier), l'ensemble recevant un dispositif
fermant le sol. Dans le cas d’une voûte de couvrement, l'extrados de la voûte présente un
dessin régulier, il reçoit un enduit élaboré d'étanchéité.
En Syrie, après l'achèvement de la voûte en berceau on remblaie les espaces entre les
pierres qui forment la voûte par un mortier qui rend la surface extérieure lisse et uniforme,
ensuite on procède à la réalisation de la forme de la pente avec deux couches successives :
- La première appelée localement "le cloue" est composée à 50% de sol et de cendre et à
50% de pierre calcaire et laissée pendant 3 jours avant utilisation.
- La deuxième est l'enduit lissé composé de 2/3 de chaux plus 1/3 de chanvre, de poudre de
pierre et du savon, le tout est laissé pendant 5 jours avant utilisation.
Pathologie de vieillissement
Liée au matériau et aux conditions climatiques :
Comme pour les maçonneries de pierres ou de briques, les pathologies liées aux matériaux
ont pour origine l'eau (remontées capillaires, infiltrations, condensation...) qui dissous les
mortiers et les fragilise. Le contrôle des infiltrations d'eau est plus important dans le cas des
voûtes ; au-delà de la dissolution des mortiers il faut noter l'érosion directe qui peut se
produire sur les mortiers de hourdage
En Syrie, les voûtes en berceau sont affectées par le climat, qui entraîne la dégradation de la
couche extérieure couvrant le dos la voûte. L'enduit est ensuite décollé, exposant ainsi les
pierres qui composent la voûte. Il faut procéder à la réparation de l'enduit avant que le climat
n’affecte les pierres, ce qui pourrait entraîner la destruction partielle de la voûte en berceau.
Liée à la technique :
Les voûtes produisent des poussées latérales, qui sont faibles dans le cas des voûtes en
berceau. Cependant, la non prise en compte de ces efforts pour le dimensionnement des
murs supports conduit à de fréquentes fissurations des voûtes, voire à leur écroulement.
En Syrie, aucune pathologie de vieillissement liée précisément à la technique de construction
de la voûte n’a été reportée ; il faut cependant bien observer l'épaisseur des murs porteurs
car les poussées latérales peuvent causer leur effondrement.
Pathologie de vieillissement : Liée au matériau
et aux conditions climatiques.
OUVRAGES ASSOCIÉS
Percements
Des petites ouvertures peuvent être prévues pour ventiler les pièces (en Palestine et en
Israël) ou pour assurer l'éclairage, notamment dans les souks (Tunisie). Les ouvertures de
formes rectangulaires mesurent entre 0,5 et 1 mètre.
Un cadre périphérique (chevêtre) permet de répartir les efforts.
En Syrie, la voûte en berceau peut contenir dans certains cas, excepte dans les maisons, des
percements notamment dans les cas des souks couverts. Ils ont des ouvertures en forme
rectangulaire distribuées en longueur qui contribuent à l'aération et à l'éclairage.
Liaison Ossature - Structure Verticale (mur)
Aucun type de liaison n’a été signalé : la voûte est montée dans la continuité des murs, en
même temps et par les mêmes personnes. Les deux ouvrages sont indissociables.
En Syrie, entre le dernier rang des murs porteurs et le début de la voûte, on met des pierres
appelées "principales" : saillies de 2 cm environ, elles portent les autres pierres superposées
qui composent la voûte.
Ouvrages Associes : Li aison Ossature Structure Verticale (mur)
Ce projet est financé par le programme MEDA de l'Union Européenne. Les opinions exprimées dans le présent document ne reflètent pas nécessairement la position de l'Union Européenne ou de ses Etats membres.
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PRINCIPE CONSTRUCTIF (Suite)
DESCRIPTION DE MISE EN OEUVRE
En Syrie :
Les voûtes en berceau sont posées au moyen d'un coffrage en bois construit au préalable sur la longueur ou une partie de la voûte, il vient
s'appuyer sur deux murs porteurs.
Le coffrage en bois est élevé en deux étapes : tout d'abord, des planchers en bois sont montés horizontalement et fixés sur les murs porteurs
supportant ainsi des piliers en bois qui portent le coffrage semi cylindrique qui prend la forme de la voûte en question.
Le procédé est complété par la superposition des pierres qu'elles soient taillées ou brutes avec des dimensions de 35x30x25 environ, ces pierres
sont superposées au fur et à mesure qu’on dessine le profil de la voûte en utilisant le mortier comme liant.
On commence la construction de la voûte par les deux côtés des murs porteurs, en posant une rangée en saillie puis en montant la paroi avec
son profil pour arriver jusqu'à sa clé (de voûte). En cas d'utilisation des moellons, les vides sont comblés par de la terre, des petites pierres et du
mortier pour avoir une surface lisse.
Le tout est couvert par une autre couche de terre d'épaisseur entre 50 et 70 cm, formant ainsi le plancher de l'étage du dessus.
En cas d'utilisation des moellons, l'intrados de la voûte est revêtu par un enduit de chaux sur trois couches : deux rugueuses « Clou » et
« Btaneh » et une lisse « Dhara ».
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USAGE, EVOLUTION ET TRANSFORMATION
Usage
Types de bâtiments
Cette ossatur e sert pour tous types de construction : habitat, monuments et bâtiments publics, équipements ( mosquées, souks, hammam,
commerces, industries artisanales, caravansérails )
En Syrie, la voûte en berceau est utilisée dans tous les types de bâtiments de la vieille ville pour les espaces longs. Elle est utilisée également
comme couverture pour les passages, les allées, les Iwans dans les maisons ou autres, et beaucoup dans les souks anciens.
Période d’apparition de la technique / Période d’emploi de la technique – Usage contemporain ou disparu
Cette technique de construction est employée depuis l’antiquité. Elle est partout en voie de disparition, sinon totalement disparue.
Elle est toutefois pratiquée dans quelques travaux de restauration, pour certains édifices.
En Syrie, les exemples les plus anciens en brique remontent à la période byzantine. Quant à la pierre, les exemples les plus anciens existent
dans les vieilles villes et remontent au 10ème siècle. Cette technique est restée employée jusqu'à la fin du 19ème siècle.
De nos jours, l'utilisation des voûtes en berceau est limitée et maintenue dans les opérations de réhabilitation et restauration.
Raisons de la disparition ou de la modification de la technique
Les raisons évoquées par tous les pays concernés sont principalement le coût relativement cher, la lenteur du travail et la spécialisation de la
main d’œuvre, la régression du savoir faire relatif à cette technique.
En Syrie, l'apparition de nouvelles techniques de construction comme l'utilisation du béton armé comme couverture, le coût relativement cher et la
manque de la main d'œuvre spécialisée expliquent la disparition de cette technique dans les constructions actuelles.
Evolution / Transformation
Les matériaux
La voûte en berceau n’est plus pratiquée que dans quelques travaux de restauration. Elle a été remplacée par des planchers à corps creux, en
utilisant des poutrelles en béton armé, hourdis, treillis soudé, Ciment. Tous ces nouveaux matériaux remplacent, sur les circuits commerciaux, les
matériaux traditionnels utilisés dans la mise en œuvre de la maçonnerie hourdée. Dans certains cas, nous pouvons considérer qu’elle n’est pas
totalement disparue en tant que forme de couverture et qu’elle a simplement connu une mutation par le changement du module de base.
En Syrie, il n'y a aucun changement principal dans les matériaux utilisés en bâtissant les voûtes en berceau. Par contre, on a constaté récemment
l'utilisation du ciment au lieu de la chaux ou de la terre dans la composition du mortier utilisé comme liant.
Les aspects techniques
Le plancher en corps creux est la méthode de couvrement qui remplace la voûte en berceau. Cette dernière est maçonnée en continuité des murs
porteurs contrairement aux nouveaux planchers où les poutrelles en béton armé ne sont pas encastrées dans les murs : ils ne sont que de
simples murs de remplissage, maçonnés à l’aide de briques creuses et ne jouent aucun rôle structurel. L’encastrement des poutrelles est donc
préconisé avec les poutres, il est assuré par le recouvrement des aciers, leur attachement avec des épingles et le coulage non interrompu du
béton armé pour l’ensemble de l’ossature du plancher.
En Syrie, les proportions des matériaux sont restées les même mais réservées uniquement aux opérations de réhabilitations.
De plus, les mêmes outils anciens sont toujours utilisés pour la construction ou la réhabilitation des voûtes en berceau pour avoir les mêmes
aspects techniques anciens.
Il y a quand même une évolution car les pierres utilisées dans la construction sont taillées et préparées en usine et non plus sur le site.
Evaluation des matériaux et des techniques de remplacement
- Au niveau économique et au vu de la rapidité de production, l’utilisation des poutrelles en béton armé est amplement satisfaisante
- Les poutrelles en béton armé présentent des phénomènes de dilatation assez importants sous l'effet des écarts de température
- Les matériaux de remplacement sont plus vulnérables face aux infiltrations d'eau, et moins résistants dans le temps
- Sur le plan esthétique, l'aspect de finition des voûtes contemporaines en béton armé est totalement différent de ce que présentent les voûtes en
berceau traditionnelles en pierres.
- Mécaniquement, l'ossature du plancher en béton armé, travaille à la traction ce qui n'est pas compatible avec les structures portantes en
maçonnerie qui travaillent à la compression, d'où l'apparition de fissures au contact des deux structures.
En Syrie :
- L’utilisation du mortier en ciment comme remplaçant de la chaux est plus rapide au niveau de production et donc, plus rentable au niveau
économique en économisant du temps.
- Les matériaux de remplacement sont plus résistants face aux infiltrations d'eau.
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