Soutenance de thèse de Mathias Fantin

Étude des rapports entre stéréotomie et résistance des voûtes clavées

Cette thèse vise à mieux comprendre l’influence de la coupe des pierres sur la résistance des arcs et des voûtes clavés en général, et des couvrements plans en particulier. L’étude historique et typologique des plates-bandes et des voûtes plates, à travers les exemples construits et les traités d’architecture et de coupe des pierres du XVIe au XVIIIe siècle, forme le préalable à l’étude mécanique de ces constructions. Les plates-bandes à joints en X, les plates-bandes en fausse-coupe, et les voûtes plates d’Abeille sont étudiées en détail en raison de leur stéréotomie savante. Les règles géométriques utilisées pour l’appareillage des plates-bandes, d’une part par les architectes, et d’autre part par les appareilleurs et tailleurs de pierre, émergent de ce travail. Une extension de la méthode des réseaux de forces est proposée, pour tenir compte de l’appareil des voûtes, pour raffiner les réseaux, et pour intégrer rigoureusement les réseaux à la théorie du calcul à la rupture. Des stratégies de calcul pour la recherche des chargements extrêmes, dont la détermination fonde la faisabilité de la technique, sont proposées. Les études mécaniques conduites considèrent les arcs en plein-cintre et dômes hémisphériques, les plates-bandes et voûtes plates, et les voûtes hélicoïdales. Elles illustrent la précision de l’estimatif proposée pour le coefficient de sécurité géométrique, l’influence de la coupe des pierres pour les couvrements plans, et les possibilités et limites de l’application de la méthode des réseaux de forces à l’étude des constructions clavées.