L’expertise bordelaise au chevet de Notre-Dame de Paris

« L’I2M collabore depuis près de 30 ans avec Emmanuel Maurin, ingénieur spécialiste du bois au sein du Laboratoire de recherche des monuments historiques sur de nombreux objets, bâtiments ou ouvrages bois du patrimoine », déclare Philippe Galimard, spécialiste du comportement mécanique des charpentes bois au sein de l’Institut de mécanique et d’ingénierie de Bordeaux (I2M*). « J’ai ainsi été rapidement associé au diagnostic du beffroi nord puis au support scientifique à la maîtrise d’œuvre pilotée par Stéphane Morel, professeur à l’université de Bordeaux, spécialiste des structures maçonnées, et chercheur à l’I2M, par le biais d’une convention cadre entre l’université et l’établissement public "Restaurer Notre-Dame de Paris" ».
Lorsque le chantier scientifique pour la restauration de la cathédrale a été lancé par le CNRS et le ministère de la Culture, l’I2M, seul laboratoire en France spécialisé à la fois dans la mécanique des structures bois et pierre, intègre avec 14 autres laboratoires nationaux, le groupe de travail « Structure » dédié à l’évaluation structurale des éléments constituant l’ossature de la cathédrale (structure maçonnée, charpente bois, beffrois …) et à l’analyse des actions qui peuvent s’exercer sur cette dernière, par le feu ou le vent. Piloté par Stéphane Morel, spécialiste de la pierre au sein de l’I2M, et Philippe Galimard pour la partie charpente-bois, le groupe compte aussi sur les compétences de Jean-Christophe Mindéguia, également enseignant-chercheur de l'université à l’I2M, en thermomécanique des matériaux et des structures du génie civil impactés par le feu.

Une charpente exceptionnelle

Cent mètres de long, 12 mètres de portée, 10 mètres de haut. Construites au cours de la première moitié du XIIIe siècle, les charpentes de la nef et du chœur de la cathédrale Notre-Dame de Paris étaient remarquables par leur conception, leur réalisation et leur état de conservation. L’enjeu était de reproduire « à l’identique » en concevant une construction neuve dans le respect total de l’œuvre originelle. « Pour la petite histoire, raconte Philippe Galimard, en 2014, Rémi Fromont alors étudiant à l’École du Louvre, aujourd’hui l’un des trois architectes en chef des Monuments historiques de la cathédrale et maître d’œuvre de la reconstruction, s’est étonné qu’il n’existe aucun relevé complet des charpentes médiévales de Notre-Dame et en entreprend la réalisation. Ce travail colossal, qui a duré deux ans, a permis de disposer d’une aide précieuse pour définir et lancer le chantier de reconstruction.»

Un chantier scientifique et pédagogique

Sollicités pour leur expertise scientifique, Philippe Galimard et ses collègues ont contribué au diagnostic et à la compréhension structurale des charpentes : influence des assemblages, de la construction bois vert, des redistributions d’efforts dans la charpente et sur les murs gouttereaux, calage de modèle et proposition de raideurs d’assemblage à la maîtrise d’œuvre. « À partir des positions des voûtes avant et après l’incendie, il fallait également trouver un modèle mécanique susceptible d’évaluer le risque de ruine et la pertinence des renforcements envisagés. Nous avons fourni des indications d’expertise et des éléments qui ont aidé la maitrise d’œuvre à reconstruire » explique le spécialiste.
Un travail passionnant et très valorisant qui a duré deux ans. Les éléments transmis par l'I2M se retrouvent dans les documents de consultation des entreprises (DCE) du chantier, documents eux-mêmes soumis à la relecture des experts scientifiques.

Deux thèses I2M ont concerné directement le chantier. L’une d’elles, portée par le CNRS, s’est appuyée sur l’instrumentation et le suivi de la réplique à l’échelle 1 d’une travée de la nef de la cathédrale. Cette remarquable réalisation, menée au Lycée des Métiers du Bâtiment de Felletin, a mobilisé 150 participants, les Compagnons du Devoir, trois Centres de Formation d'Apprentis (CFA) et quatre lycées. Soutenu par la Région Nouvelle-Aquitaine en 2020, ce projet a vu le jour sur proposition de l’I2M.
« Notre implication dans ce chantier aura démontré l’intérêt de la collaboration entre les acteurs du patrimoine et les scientifiques. À cet égard, Stéphane Morel pilote aujourd’hui un groupe de recherche nommé « MAESTRO » pour répondre à des problématiques liées aux ouvrages des monuments historiques. Prochains chantiers, les cathédrales de Bourges et de Clermont-Ferrand », conclut Philippe Galimard.

*I2M - CNRS, Arts et Métiers, Bordeaux INP, INRAE, université de Bordeaux