Quadriques Architecturales (V)...

Hélices tracées sur les Cylindres et Cônes

Mais au fait... Qu'est ce qu'une Hélice?

Une courbe qui fait en tout point un angle constant avec une droite de référence; l'angle est mesuré entre la droite donnée et la tangente à la courbe.

Dans le cas présent, les hélices sont tracées sur des quadriques de révolution, la droite de référence est l'axe de révolution. Il revient évidemment au même de dire qu'elles font un angle constant avec le plan horizontal (quand l'axe de révolution est vertical); c'est ce qui rend ces courbes extrêmement naturelles: elles représentent une montée régulière "le long" de la surface, et de ce fait ont abondamment été utilisées à toutes les époques pour les escaliers à vis, routes, voies de chemin de fer. (ligne du Saint-Gothard, par exemple)

On entend souvent employer à leur propos le mot spirale; il est incorrect! Les spirales sont (à quelques exceptions de nomenclature près!)des courbes planes. Mais, on le verra, la confusion n'est pas nouvelle...
[ Plus de précisions mathématiques sur le site http://www.mathcurve.com ; vous y trouverez hélices et spirales ]

Hélices Cylindriques :

Graver dans la pierre

Les colonnes torses offrent, dès l'Antiquité, de merveilleux exemples d'hélices sculptées dans la pierre; on observera que les deux sens de vissage (hélice à droite, hélice à gauche) sont représentés:

Jerash (Jordanie)                           Aphrodisias (Turquie)                                     Apamée (Syrie)

Le plus extraordinaire est sans doute de trouver un monument qui possède les deux exemplaires côte à côte... c'est possible, en voici 3 exemples, en commençant par le plus ancien: le tétrapyle d'Aphrodisias, construit sous le règne d'Hadrien (IIème siécle), qui marquait l'accès au téménos du temple de la déesse dédicataire de la cité. Il n'a été relevé qu'assez récemment (1990)



Aphrodisias (Turquie)
Plus récent, notre deuxième exemple se distingue aussi par le matériau:


Kerman (Iran) , Shah-Ne

Il n'y a rien là de fortuit, au contraire: le souci de symétrie du monument a été poussé à sa plus haute perfection. Il est conseillé de cliquer pour agrandir, si vous voulez parfaitement voir!

Et pourquoi pas... le mélange harmonieux des deux techniques, la pierre et la céramique? La cathédrale de Monreale, près de Palerme, construite au XIIème siécle, est un étonnant métissage d'Orient et d'Occident, dans son église d'une part, mais aussi, pour ce qui nous occupe, dans son magnifique cloître.

Monreale (Sicile): le cloître

Deux colonnes détériorées (ou en cours de restauration?) offrent une aubaine pour comprendre la technique de réalisation!


Construire en hélice

La brique offre des possibilités décoratives remarquables, que les civilisations d'Asie ont su exploiter mieux que quiconque. En témoigne le minaret de cette petite mosquée:

Istanbul (Turquie): en arrière de l'enceinte du parc de la mosquée Sehzade

Une petite place méritée, tout de même, pour notre Moyen-Âge: l'église Saint-Séverin, à Paris , possède dans son déambulatoire, un très remarquable pilier: on dit même -mais nous n'avons pu vérifier cette affirmation- qu'il est unique en Europe! L'environnement en est magnifiquement rehaussé par les vitraux de Jean Bazaine.

Église Saint-Séverin,  Paris (XVème siècle)

Raconter l'Histoire

Rien n'est plus pratique pour "enrouler" une longue histoire sur un fût cylindrique, c'est ce que les Romains ont fait... en plusieurs exemplaires. La mère de toutes les colonnes narratives est celle que Trajan fit ériger en 113 sur le Forum Romain pour célébrer sa victoire sur les Daces.

Rome (Italie), la colonne Trajane

[ en savoir plus sur cette colonne, voir tous ses reliefs: source 1, source 2 ]
Parmi les émules de Trajan, à Rome toujours, la colonne de Marc-Aurèle rapporte sa victoire sur les Germains et les Sarmates; elle fut principalement exécutée sous son fils Commode, entre  176 et 192.

Rome (Italie), la colonne de Marc-Aurèle, Piazza Colonna

Campagne d'Italie: "Déjà, Napoléon perçait sous Bonaparte", et cela donne des idées au jeune général pour célébrer ses hauts faits: la colonne Vendôme, à Paris, reprend le principe pour commémorer (1810) la campagne d'Allemagne de 1805, triomphalement achevée à Austerlitz. (Tous les détails ici!)

Paris, place Vendôme

Hélices Coniques :

Réelles...

Et si l'on veut voir une hélice sur un cône...
Il faudra -et, pour l'instant hélas, il aurait fallu se rendre à Samarra en Irak, pour admirer l'extraordinaire minaret  hélicoïdal (52 mètres de haut) de la mosquée  d'al-Mutawakkil (848-852)

Source: Trésors du musée de Bagdad, 1977, ISBN 3-8053-0328-9

Cliquez sur l'image pour vous rendre sur le site de Carmen Asensio, vous apprendrez plein de choses intéressantes sur la Mésopotamie; entre autres: l'impression si forte  que ce minaret  produisit  sur  les premiers visiteurs occidentaux, au point qu'ils imaginèrent que cette forme était l'apannage des ziggourats babyloniennes, alors que celles-ci sont à base carrée, comme les pyramides précolombiennes ou celle de Djoser en Egypte.
[ Le monument est, comme bien d'autres en Irak, en danger... les troupes Américaines l'ayant, apparamment, utilisé comme point d'observation! Un attentat, aux dégâts heureusement minimes, y a eu lieu au début du mois d'Avril 2005 (rapport1, rapport2) ]

Pour patienter, 
le Mathouriste a trouvé mieux qu'un lot de consolation: si la taille est bien moins impressionnante, l'élégance demeure dans le clocher  de Sant'Ivo dela Sapienza à Rome, œuvre de Francesco Borromini  (1642)

Rome, Sant'Ivo de la Sapienza (Italie)

...ou Imaginaires!

Le minaret de Samarra est probablement pour une large part à l'origine du fantasme d'une "tour de Babel" hélicoïdale, tant il a frappé les voyageurs qui en ramenèrent descriptions et croquis. Avant d'aller plus loin, signalons que la réalité archéologique ne fait aucun doute: le temple de Marduk était une ziggourat de forme carrée, dont l'allure pyramidale résulte de l'empilement successif de huit niveaux; un des bâtiments analogues les mieux conservés, la ziggourat de Tchoga-Zambil (Iran), pourra être vue sur notre page relative aux symétries du carré, afin de s'en faire une idée réelle in situ.

C'est ainsi d'ailleurs que la décrit Hérodote:
"Au milieu du sanctuaire est bâtie une tour massive, longue et large d'un stade; sur cette tour se dresse une autre tour, sur celle-ci de nouveau une autre, jusqu'à huit tours. La rampe qui y monte est construite extérieurement, en spirale autour de toutes les tours..."
Et voilà: le "vilain mot" est lâché! "spirale", souvent employé dans le grand public au lieu du mot correct "hélice": c'est en fait, dans le cas du cône, confondre la courbe et sa projection horizontale (vue d'avion, si l'on préfère...), comme l'attestera une figure un peu plus loin. Ce que nous dit Hérodote, et ce n'est pas faux, c'est que sur un plan du site, la rampe apparaîtrait comme une spirale carrée. Mais au mot "spirale", l'imagination associe immédiatement un objet qui ressemble à la volute ionnienne...Donc, lire Hérodote un peu trop vite peut précipiter l'erreur!

L'exposition Babylone du Musée du Louvre comporte une intéressante section sur le mythe, loin de se limiter au célèbre et fascinant tableau d'un Brueghel l'Ancien, de retour de Rome... et manifestement inspiré, lui, par le Colisée! Les vignettes que nous lui empruntons vous envoient sur la page correspondante de l'exposition virtuelle; signalons également l'article de Sébastien Allard, Conservateur au Département des Peintures du Louvre, dans le catalogue.

Piet Brueghel, le Colisée, artiste flamand (XVIéme)

L'exemple suivant fait apparaitre les deux types d'hélices, droite et gauche, dans la partie basse!

Athanasius Kircher, 1679

Après les visions de peintres, les croquis d'architectes: le premier surprend par sa modernité, qu'on pourrait croire issue des années 1930... et pourtant! Étienne-Louis Boullée (1728-1799) l'a conçue ...dans la décennie 1780-90! L'Américain Frank Lloyd Wright, en 1957, dessina pour Bagdad un projet de monument à Haroun-Al-Rachid, son célébre calife. Mais en 1959, Wright mourut et en 1963, le parti Baas prit le pouvoir; on sait la suite.
NB:  le lien de l'image de Boullée dirige vers l'iconographie de l'exposition que la BnF lui a consacré.

Hélice et Spirale, ou Dürer avec quelques longueurs d'avance

Signalons qu'il existe, sur l'hélice conique, une "épure" du graveur et géomètre Allemand Albrecht Dürer (1471-1528)... pas mal d'années avant Gaspard Monge (1746-1818), père de la Géométrie Descriptive! Elle fait voir les deux projections, horizontale (en spirale) et frontale.


Hélices coniques décoratives

Voici maintenant les deux types d'hélice, droite et gauche, sur le même monument conique. La saillie, modeste, n'a plus qu'une fonction décorative, mais elle illustre à nouveau le savoir-faire et le goût des utilisateurs de la brique en Asie Centrale. Il faut pour cela pousser aux confins des terres d'Islam, en Chine, dans la région autonome Ouïghoure du Xinjiang (autrefois dénommé Turkestan Chinois). Étape sur le tracé Nord de la Route de la Soie, l'oasis de Turfan se signale (de loin!) par le minaret d'Emin, construit en 1777: le tronc de cône mesure 14m de diamètre à la base, 2,8m au sommet, pour une hauteur de 44m. Ces données... juste pour confirmer la forme du monument, mais bien sûr, l'essentiel, c'est l'élégance de sa décoration!

Turfan (Chine): mosquée d'Emin, vue générale

Les hélices, en détail!

N.B.: en raison d'un principe de régularité similaire, mais sur un cylindre à génératrices horizontales (en fait, une voûte), il nous semble disposer d'un réseau d'hélices circulaires droites et gauches bien plus ancien... puisqu'on peut le trouver dans un petit recoin de la basilique Sainte-Sophie de Constantinople  (consacrée en 537)

Istanbul (Turquie), Sainte-Sophie

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