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La Cathédrale de sucre
Le 30 septembre 2004 par Michel Chéron



A voir aussi : "Les 4B à St Denis" Pour l’IDD sur l’architecture Gothique encadré par M. Chéron et M. Lozac’h, les élèves de 5ème devaient retrouver le moyen de faire tenir un arc en plein cintre comme ceux qu’on utilisait pour construire les Cathédrales Romanes des XIè et XIIè siècles. Ils avaient pour seul matériau de construction des morceaux de sucre et comme outils un cintre en polystyrène, une cale en bois et une feuille de papier de verre.

Pour commencer, Mr Chéron, le professeur d’Arts plastiques, demande aux élèves (qui ne connaissent encore rien de l’art Roman) d’essayer de réaliser une sorte de porte en n’utilisant que des morceaux de sucre et sans employer de colle. Demande particulière : le cintre en polystyrène doit pouvoir passer en largeur sous cette porte sans qu’elle ne s’écroule.

Premiers essais

Les élèves expérimentent différents procédés qui échouent tous. Rien à faire pour construire quelque chose en sucre tenant debout sans colle et qui soit capble de laisse passer cette maudite forme en demi cercle !



Un vrai problème d’architecture !

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Y a un truc !

Le professeur d’Arts Plastiques intervient au bout d’une demie heure d’expérimentations. Il trace au tableau le plan d’un étrange assemblage en demi cercle appelé ARC EN PLEIN CINTRE. Il explique que cette technique est utilisée depuis plus de 2000 ans et que les Romains s’en servaient pour construire des ponts. L’arc en plein cintre est une structure très solide qui n’a pas besoin de colle pour tenir. Comment croire que cette forme peut tenir sans s’effondrer ? On a essayé tout à l’heure de poser les morceaux de sucre sur le cintre mais on a bien vu que ça ne tenait pas ! C’est normal, dit Mr Chéron, car vous n’aviez pas retaillé les morceaux de sucre. Si vous les biseautez sur deux de leurs faces en respectant un angle précis, il vous suffira de les empiler sur le cintre pour que ça tienne même après que le cintre ait été enlevé.

Les tailleurs de sucre

Chacun s’emploie alors à tailler ses morceaux de sucre avec du papier de verre et une cale de bois présentant un certain angle. C’est très difficile de maintenir le sucre dans la bonne position pour que l’angle soit juste. En plus, quand on retourne le morceau pour tailler l’autre face, beaucoup d’élèves se trompent et taillent la mauvaise face ou orientent l’angle du mauvais côté. Après quelques déboires, chaque groupe finit par posséder les dix morceaux de sucre taillés nécessaires à la construction de l’arc en plein cintre.

La construction

On pose enfin le cintre sur la table puis on met en place le premier morceau de sucre taillé, puis le second, puis encore un autre jusqu’en haut du cintre, mais survient un problème : comment redescendre ? Facile, il suffit d’accumuler les derniers sucres de l’autre côté du cintre en repartant du bas. Le plus difficile c’est de placer le dernier sucre. Celui qui se trouve en haut de l’arc et qui, nous dit Mr Chéron, s’appelle la clé de voûte. Ouf ! ça y est . . . enfin presque, parce que maintenant il va falloir enlever le cintre. Aï ! aï ! aï ! Comment faire ? Ceux qui essayent les premiers échouent. L’équilibre est si fragile qu’on doit faire des mouvements très délicats pour glisser ce maudit cintre sans déséquilibrer l’ensemble. La tâche est tout simplement impossible !


Comment enlever le cintre sans que tout s’effondre ?

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Le coupable, c’est la poussée latérale !

Impossible ? Non, pas impossible, dit Mr Chéron, vous êtes tout simplement victimes d’un phénomène physique que les Romains et les bâtisseurs du moyen-âge connaissaient bien. Votre arc tombe parce que ces deux points d’appui glissent sur la surface lisse de la table à cause du poids de l’arc qui pousse vers l’extérieur. On appelle cela la POUSSÉE LATÉRALE. Ce glissement est favorisé par les mouvements involontaires que vous provoquez en essayant d’enlever le cintre mais, même sans ces mouvements, l’arc tomberait de toute façon car la poussée latérale le ferait inévitablement glisser à sa base. Alors comment faire . . ? C’est simple, il suffit d’alourdir les deux extrémités de l’arc.

Enfin ça tient !

Chaque groupe entasse des petits murets de sucres de chaque côté de l’arc puis essaye à nouveau d’enlever le cintre et là, le miracle se produit. Comme par magie, une fois le cintre enlevé avec d’infinies précautions, l’arc tient sans s’effondrer, tout seul, sans colle, c’est dément !


Grace aux butées, ça tient enfin sans le cintre !

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Bien plus solide qu’il n’y parait

Mr Chéron nous dit qu’on peut maintenant accumuler un mur de sucres jusqu’au plafond si on veut en s’appuyant sur l’arc sans que celui-ci ne s’effondre. Quoi ! ce petit truc tout fragile qui semble devoir s’écrouler si on respire un peu trop fort pourrait supporter le poids d’un mur ? C’est très difficile à croire !

Une structure auto-serrante

Plus vous accumulerez de poids sur votre arc et plus il deviendra résistant car c’est une structure auto-serrante. Cela veut dire que plus on la charge, plus elle se renforce. Alors les premiers à avoir réussi leur arc se mettent à empiler des sucres au dessus et ça tient. On en rajoute encore et encore et l’arc tient toujours. Mais, le mur qui commence à atteindre quarante centimètres de haut finit par s’écrouler. Trop haut et trop fin, il était devenu fragile et déséquilibré mais, s’il s’écroule, ce n’est pas à cause de l’arc car, même après la chute de la partie haute du mur, l’arc est toujours debout. Non, vraiment, il fallait le voir pour y croire !


Plus on charge, plus c’est solide !

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Pas si fous ces Romains !

Mr Chéron nous explique enfin que ce sont les Romains qui ont développé cette technique pour construire des thermes et des aqueducs. A cette époque, le béton armé et les structures en fer n’existant pas, l’arc en plein cintre était la seule technique permettant de faire tenir les fines structures de pierre dont étaient faits les énormes aqueducs qu’ils construisaient pour approvisionner leurs villes en eau courante.


Maintenant on peut monter les murs sans oublier
les colonnes, les chapiteaux et les contreforts

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Une technique qui a fait ses preuves


Ce système était si efficace que certains de ces aqueducs Romains sont toujours debout depuis 2000 ans comme le PONT DU GARD sur lequel des voitures passaient encore il y a une dizaine d’années avant que le site ne soit protégé et qui a résisté à un nombre incalculable de crues de la rivière depuis sa construction.



 (JPEG)

Bien plus solide qu’il n’y paraît !



Des Romains au Roman

Les bâtisseurs des Cathédrales ROMANES puis GOTHIQUES au moyen-âge utilisèrent le même procédé en le perfectionnant par l’arc brisé et l’arc boutant. Après le bombardement de 1944, la Cathédrale de Rouen fut le seul bâtiment du quartier à rester debout malgré les deux bombes qui l’éventrèrent.


Voir aussi :

"Les 4B à St Denis"
"La Hutte à palabres"
"La Cathédrale de carton"





Résumé en images















L’Architecture Romane était basée sur des principes simples

  




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Commentaires sur cet article :

  • 11 décembre 2005, par Virginie Olivier
Je me souviens de ce projet...la classe de 5ème A (ma classe) était allée à la cathédrale de Rouen, et ensuite il fallait refaire une cathédrale avec des morceaux de sucre qu’il fallait tailler et entasser ! C’était amusant, mais  une fille qui était dans mon groupe, n’arrêtait pas de me jeter de l’eau avec du sucre ce qui fait que ça me collait au visage ! N’empêche que c’était rigolo et instructif ! Bravo pour ce projet !

  • 11 décembre 2005, par ALozach
Merci pour le commentaire positif. L’objectif n’était pas de vous amuser mais d’apprendre et de comprendre d’une manière plus originale, ce que permettent notamment les IDD. les professeurs sont ravis quand cela intéresse les élèves.

  • 13 avril 2006, par Eloy Melvin
Moi aussi j’étais dans la classe des 5emeA et ce projet était instructif et marrant. Et aussi les cours de cette année d’histoire et d’Arts plastiques sont supers. Continuez ainsi.(vive les 3emeD et leurs profs)


  • 5 septembre 2006

  • Comme enseignant cherchant des idées sur un IDD math/histoire sur le gothique, je voulais vous féliciter pour la trés grande qualité de votre projet. Félicitations aussi à vos élèves.


    • 21 janvier 2007, par Johanne
    Bonjour ! J’ai vu vos voûtes et j’ai trouvé qu’elles étaient très chouettes. A l’école, au début de l’année avec ma classe, nous avons aussi dû faire des voûtes en sucre. On a réussi à les faire tenir mais nous avons trouvé d’autres moyens de les mettre en place.

    • 22 janvier 2007, par Anthony Lozac’h
    N’hésite pas à nous dire comment, nous sommes très curieux !

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