Les charbons de bois de Notre-Dame: des thermomètres de l'incendie

Lorsque la cathédrale Notre-Dame de Paris a brûlé, le 15 avril 2019, la charpente en chêne a été presque entièrement détruite. Aucune mesure directe n'ayant été effectuée pendant ce tragique incendie, l'estimation des températures qui régnaient dans le bâtiment restaient une question essentielle pour l'enquête judiciaire ainsi que pour la maîtrise (La maîtrise est un grade ou un diplôme universitaire correspondant au grade ou titre de...) d'oeuvre du chantier de reconstruction. Il s'agissait notamment de savoir si le plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et...) des toits avait pu être vaporisé, polluant (Le polluant a pour définition la plus souvent retenue : un altéragène...) le bâtiment et le quartier, mais aussi de mieux évaluer l'altération thermo-mécanique des pierres en calcaire (Les calcaires sont des roches sédimentaires, troisièmes plus abondantes après les...). En effet, même après l'extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque...) de l'incendie, la structure sauvée semblait extrêmement fragilisée et un effondrement complet, en particulier de la voûte (Une voûte (ou voute) est un élément architectural de couvrement intérieur d'un...), restait à craindre.


Les températures atteintes ont été déterminées par une méthode originale de paléothermométrie Raman appliquée à des charbons de bois recueillis in situ quelques jours seulement après l'incendie. Lors de la carbonisation du bois, entre 400°C et 1300°C, les molécules organiques deviennent aromatiques et la taille des couches polyaromatiques formées augmente significativement avec la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...). La spectrométrie Raman est extrêmement sensible à ces variations et une courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du...) d'étalonnage a pu être construite à partir de la carbonisation de morceaux de chêne (Le chêne est le nom vernaculaire de nombreuses espèces d'arbres et d'arbustes appartenant...) non brûlés provenant de la cathédrale (Une cathédrale est, à l'origine, une église chrétienne où se trouve le...).

Ces charbons de bois sont ainsi de véritables thermocouples fossiles. Les températures ont pu être estimées à différents endroits stratégiques du monument. Les plus élevées (jusqu'à 1212 +/- 79°C) ont été observées dans la croisée, et elles sont supérieures à 900°C dans la nef et le transept. Ces mesures scientifiques infirment donc l'hypothèse de la vaporisation du plomb de la toiture. En revanche, elles confortent une transformation en chaux au moins superficielle des blocs de calcaire de la cathédrale, responsable d'une probable dégradation de la résistance mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) de la structure.

En savoir plus:
Temperatures reached by the roof structure of Notre-Dame de Paris in the fire of April 15^th 2019 determined by Raman paleothermometry - Comptes Rendus. Géoscience, Tome 352 (2020) no. 1, pp. 7-18.
Damien Deldicque and Jean-Noël Rouzaud.
https://doi.org/10.5802/crgeos.9