Le pendentif : l'astuce qui posa une coupole sur quatre piliers

Un pendentif est un champ de voûte courbe, de forme triangulaire, situé dans l'angle entre deux arcs. Quatre pendentifs ensemble transforment l'ouverture carrée entre quatre arcs en un anneau circulaire, sur lequel peut reposer une coupole. Le pendentif résolut l'un des problèmes les plus difficiles de l'architecture : comment poser une coupole ronde sur un espace carré, portée par quatre piliers plutôt que par un mur circulaire. Le grand exemple est Sainte-Sophie à Istanbul, de 537, et depuis lors le pendentif a porté les coupoles des églises byzantines, des églises de la Renaissance et des cathédrales baroques.

Faits

Le problème : une coupole ronde sur un carré

Une coupole est un arc que l'on a fait tourner autour de son axe central, et elle veut reposer sur un pied circulaire. Le plus simple est donc de bâtir un mur circulaire et de poser la coupole dessus. C'est ce que firent les Romains au Panthéon de Rome, achevé vers 125 : la coupole mesure environ 43 mètres de diamètre et repose sur un mur cylindrique assez épais pour recevoir sa poussée. L'espace est rond, et il n'y a pas d'angles à résoudre.

Mais un mur circulaire ferme l'espace. Qui voulait une coupole au milieu d'une église plus grande, avec des bras ou des nefs s'ouvrant dans plusieurs directions, devait la poser sur quatre arcs reposant sur quatre piliers. L'ouverture sous la coupole est alors carrée, et dans les angles apparaissent quatre triangles vides entre les arcs. La question est de savoir ce qui doit les remplir.

Une réponse fut la trompe : une petite voûte ou niche posée en biais au-dessus de l'angle, de sorte que le carré devient un octogone et l'octogone presque un cercle. La trompe fut employée en Perse et à Byzance, puis dans l'architecture islamique et romane. Dans l'église du monastère de Hosios Loukas en Grèce, du début du XIe siècle, la coupole repose ainsi sur huit arcs. Le pendentif fut l'autre réponse, plus élégante.

Comment fonctionne un pendentif

Imaginez une demi-sphère posée sur un carré, assez grande pour que les angles du carré soient sur le bord de la sphère. Retranchez tout ce qui dépasse en dehors des quatre côtés du carré. Il reste quatre arcs le long des côtés et, entre eux, quatre triangles courbes qui se rétrécissent vers le bas en direction des angles. Coupez ensuite le sommet à la hauteur des clés des arcs. Il reste un anneau circulaire porté par les quatre triangles, et ce sont les pendentifs. Sur l'anneau, une nouvelle coupole peut être construite.

Les pendentifs conduisent le poids de la coupole vers les quatre piliers, mais la coupole pousse aussi vers l'extérieur sur tout son pourtour, tout comme un arc. Il faut donc quelque chose pour recevoir cette poussée : de lourds murs, des demi-coupoles, des contreforts ou des chaînages de fer. Le schéma de la coupole de Florence ci-dessous montre comment Brunelleschi maintint sa coupole par des chaînes de pierre, de bois et de fer.

Dans un espace d'église byzantin, le pendentif a aussi sa place dans le programme d'images. Le Christ tout-puissant, le Pantocrator, siège dans la coupole, la Mère de Dieu dans l'abside et les quatre évangélistes sur les pendentifs, comme les quatre pierres d'angle entre le ciel et la terre.

Sainte-Sophie : la coupole qui semble suspendue à la lumière

L'empereur Justinien fit construire Sainte-Sophie à Constantinople en cinq ans, de 532 à 537. Il ne fit pas appel à des maîtres d'œuvre ordinaires mais à deux savants, le mathématicien Anthémios de Tralles et Isidore de Milet. La coupole repose sur quatre grands arcs et quatre pendentifs, et à l'est et à l'ouest l'espace est prolongé par deux demi-coupoles qui reçoivent la poussée et font de l'église une longue basilique à coupole.

Au pied de la coupole se trouve une couronne de fenêtres entre quarante nervures. La lumière qui afflue donne à la coupole l'air de flotter, et des contemporains écrivirent qu'elle semblait suspendue au ciel par une chaîne. La première coupole s'effondra en 558 après des séismes et fut remplacée par une coupole plus haute et plus raide. Jusqu'au sommet, on compte aujourd'hui environ 55 mètres, ce que vous pouvez comparer avec le Panthéon et d'autres édifices dans le diagramme des hauteurs ci-dessous. Pendant près de mille ans, Sainte-Sophie fut la plus grande église du monde.

Après Sainte-Sophie, la coupole sur pendentifs devint le cœur de l'église byzantine. Les coupoles devinrent plus petites mais plus nombreuses, et furent souvent surélevées sur un tambour à fenêtres. La basilique Saint-Marc de Venise, commencée en 1063, est une croix grecque à cinq coupoles sur pendentifs, sur le modèle de l'église des Saints-Apôtres de Constantinople.

La Renaissance et le baroque : la coupole sur tambour

Les architectes de la Renaissance reprirent le pendentif. Brunelleschi l'employa à petite échelle dans la sacristie de San Lorenzo à Florence, avec des médaillons ronds dans les champs d'angle. Sa grande coupole de la cathédrale de Florence repose en revanche sur un tambour octogonal au-dessus de la croisée, et il n'y fallait pas de pendentifs.

À Saint-Pierre de Rome, l'ordonnance devint classique : quatre énormes piliers, quatre arcs, quatre pendentifs ornés de médaillons des évangélistes, un haut tambour à fenêtres et, tout en haut, la coupole de Michel-Ange avec son lanternon. La coupole atteint 136 mètres. La même construction, avec le pendentif comme lien entre le carré et le cercle, se retrouve dans une longue série d'églises baroques.

Saint Paul de Londres, construite de 1675 à 1710 d'après les plans de Christopher Wren, a au-dessus de la croisée une coupole qui en est en réalité trois : une coupole intérieure, un cône de brique qui porte le lanternon et une coupole extérieure de bois et de plomb. En Suède, la coupole arriva avec le baroque. L'église Sainte-Catherine de Stockholm, dessinée par Jean de la Vallée et commencée dans les années 1650, a une grande coupole au-dessus de la croisée.

Comment reconnaître un pendentif

Placez-vous sous la coupole et suivez les arcs. Si l'espace sous la coupole est carré et que vous voyez dans les angles quatre triangles courbes qui se rétrécissent vers le bas, ce sont des pendentifs. Si les angles sont au contraire franchis par de petites voûtes ou niches, de sorte que vous voyez un octogone, ce sont des trompes. Si la coupole repose sur un mur circulaire comme au Panthéon, il n'y a aucune transition.

Regardez aussi ce qui se trouve sur les pendentifs. Évangélistes, prophètes ou anges dans des médaillons sont un signe sûr que l'architecte voulait montrer la transition, non la cacher. Le pendentif et la coupole sont expliqués dans les notions de base sur les arcs et voûtes, et les églises byzantines dans le guide sur l'architecture byzantine. Le fonctionnement des autres voûtes est décrit dans le guide sur les voûtes et arcs, et les termes figurent dans le glossaire.

À observer

Exercice

Quel problème un pendentif résout-il ?