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Pour que l’arc reste stable, les pierres sont taillées en forme de coin. Chaque pierre constitue un voussoir.   Une fois assemblées, elles ne peuvent pas tomber parce que leur partie supérieure est plus large que leur partie inférieure et qu’elles se serrent, par leur poids, les unes contre les autres.    Néanmoins les forces mises en jeu sont importantes : la pierre centrale tend à s’enfoncer comme un coin entre ses deux voisines en exerçant des poussées latérales f1 et f2.    Les pierres soumises à ces forces tendent à leur tour à pousser leurs voisines.    De proche en proche, les poussées s’additionnent pour résulter en deux formidables poussées F1 et F2 à la base de la voûte.    Les piliers s’écartent, la voûte s’effondre.
Pour ramener les forces d’écartement à des charges de pesanteur, on construit des murs puissants (ci-contre) que leur poids P1 et P2 rendent imbasculables.

Lorsqu’il s’est agit de neutraliser les poussées exercées par une voûte en plein-cintre couvrant la nef d’autres solutions ont été mises en œuvre :

1.       On place des étais contre la tête des piliers pour s’opposer à leur renversement ; on appelle ces butées placées à l’extérieur des contreforts ou culées. D’abord utilitaire, le contrefort devient un élément fort de l’esthétique des façades (technique de l’épaulement).

2.       On ajoute des arcs doubleaux pour supporter la voûte de la nef et on les double à l’extérieur par des contreforts.

3.       On couvre les bas-côtés de voûtes d’arêtes pour concentrer les forces vers les piliers de la nef et vers les murs extérieurs où les attendent les contreforts.

4.       On couvre les tribunes qui courent au-dessus des bas-côtés de voûtes en demi-berceau venant s’appuyer à la base de la voûte de la nef pour les contrebuter (technique du contrebutement).

Dans d’autres édifices, on a remplacé la voûte en plein-cintre :

-          par une succession de voûte d’arêtes couvrant chaque travée de la nef,

-          par une succession de berceaux transversaux couvrant chaque travée de la nef, mais qui brise l’harmonie de la nef,

-          par une succession de coupoles permettant d‘élargir la nef jusqu’à vingt mètres, mais obligeant à un épaulement tellement important qu’il interdit l’existence de bas-côtés,

-          par une voûte en berceau brisé qui exerce des forces plus faibles que la voûte en plein-cintre.

De l'audace ...

Le roman tardif introduira la croisée d’ogives : des arcs en plein-cintre se croisant au sommet de la voûte. Les principaux avantages sont de reporter le poids de la voûte vers ses quatre supports et de pouvoir franchir des largeurs allant jusqu’à vingt mètres.

Alors que les bâtisseurs romans ont résolu le problème d’écartement au sein du bâtiment (à l’aide de contreforts, par exemple), les bâtisseurs gothiques le feront à l’extérieur du bâtiment à l’aide des arcs-boutants.