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L’énigme des nombres cachés au cœur de la Sagrada Familia

The Conversation France · mis à jour 4 juil.

Vue des colonnes intérieures du temple, qui se ramifient progressivement en plusieurs branches, à l'image des arbres dans la nature. David Herraez Calzada/Shutterstock Les mathématiques jouent un rôle dans la beauté de la Sagrada Família.

Mathématiques et architecture

La Sagrada Família, basilique emblématique de Barcelone conçue par Antoni Gaudí, intègre des principes mathématiques dans sa structure pour allier beauté, stabilité et symbolisme. Gaudí a utilisé des formes géométriques et des proportions précises pour créer un édifice à la fois fonctionnel et esthétique. Ces choix ne relèvent pas du hasard : ils reflètent une recherche d’harmonie entre les contraintes techniques et les significations religieuses. Par exemple, les arcs en chaînette, une courbe mathématique, permettent de répartir efficacement le poids des voûtes sans nécessiter de supports supplémentaires. Cette approche illustre comment l’architecture peut s’appuyer sur des concepts scientifiques pour atteindre une perfection visuelle et structurelle.

Le nombre 12, clé de voûte

Le nombre 12 joue un rôle central dans la conception de la Sagrada Família, tant sur le plan symbolique que mathématique. Dans la tradition chrétienne, le 12 évoque les douze apôtres, les douze tribus d’Israël ou encore les douze étoiles de l’Apocalypse. Gaudí a exploité cette richesse symbolique en structurant les dimensions de l’édifice autour de ce nombre. Par exemple, la longueur de la basilique est de 90 mètres (7,5 × 12), tandis que sa largeur atteint 60 mètres (7,5 × 8). Le 12 est particulièrement adapté à la création de proportions harmonieuses, car il possède de nombreux diviseurs (1, 2, 3, 4, 6, 12), permettant des rapports simples comme 1:2 ou 3:4. Ces rapports se retrouvent dans les hauteurs des voûtes, des bas-côtés ou du chœur, tous calculés à partir d’un module de 7,5 mètres.

Module de 7,5 mètres

Les dimensions de la Sagrada Família sont toutes basées sur un module de 7,5 mètres, une unité de mesure qui sert de référence pour l’ensemble de l’édifice. Ce module permet de calculer les longueurs, largeurs et hauteurs des différentes parties de la basilique de manière cohérente. Par exemple, la nef principale mesure 45 mètres de large (7,5 × 6), tandis que la voûte de l’abside atteint 75 mètres de haut (7,5 × 10). Les hauteurs des voûtes des bas-côtés (30 mètres) et du chœur (15 mètres) suivent le même principe. Ce système de proportions garantit une harmonie visuelle et une stabilité structurelle, tout en facilitant la construction. Les tours, comme celle de Jésus (172,5 mètres, soit 7,5 × 23), respectent également cette règle, renforçant l’unité du projet.

Symbolisme des tours

Les tours de la Sagrada Família ne sont pas seulement des éléments architecturaux : elles portent aussi une forte charge symbolique. La tour centrale, dédiée à Jésus, culmine à 172,5 mètres et est surmontée d’une croix de 17 mètres de haut et 13,5 mètres de large. Autour d’elle, les quatre tours des Évangélistes atteignent 135 mètres (7,5 × 18). La tour de Marie, seconde en hauteur avec 138 mètres, est coiffée d’une étoile à douze branches, symbolisant les douze apôtres. Cette étoile est un dodécaèdre régulier, un polyèdre à douze faces pentagonales, dont les reflets de lumière ajoutent à la magie du monument. Les autres tours sont couronnées de polyèdres variés : dodécaèdres, octaèdres ou cubes tronqués, chacun associé à une façade spécifique (Gloire, Nativité, Passion).

Colonnes en forme d'arbres

À l’intérieur de la Sagrada Família, les colonnes ne sont pas des piliers classiques : elles prennent la forme d’arbres stylisés, avec des branches qui soutiennent les voûtes et la toiture. Ces colonnes sont appelées colonnes à torsion en double hélice, car elles résultent de l’intersection de deux colonnes salomoniques (des colonnes torsadées en spirale). Leur base polygonale, souvent en forme d’étoile, se prolonge par un nœud d’où émergent plusieurs ramifications. Cette structure permet de répartir les charges de manière optimale, tout en créant un effet visuel de forêt. Les verrières, quant à elles, sont des hyperboloïdes à une nappe, des surfaces courbes composées de lignes droites, qui captent et diffusent la lumière naturelle de façon efficace.

Polyèdres et lumière

Les polyèdres, des solides géométriques comme les dodécaèdres ou les icosaèdres, sont omniprésents dans la décoration de la Sagrada Família. Par exemple, les tours des Évangélistes sont surmontées d’icosaèdres réguliers (20 faces) contenant des projecteurs qui éclairent la croix de la tour de Jésus. Les pinacles au sommet des tours abritent également des sculptures symboliques. Ces formes géométriques ne sont pas seulement décoratives : elles jouent un rôle dans la diffusion de la lumière. Les étoiles et les polyèdres étoilés, comme ceux de la façade de la Nativité, reflètent et amplifient la lumière naturelle ou artificielle, créant des jeux d’ombres et de reflets qui renforcent la beauté du monument.

Nombres symboliques

La Sagrada Família intègre des nombres chargés de symboles religieux, comme le 7 et le 33. Par exemple, le baldaquin au-dessus du maître-autel est un heptagone régulier (7 côtés), représentant les sept dons du Saint-Esprit. Sur la façade de la Passion, un carré magique est gravé : toutes les lignes, colonnes et diagonales de ce carré de nombres totalisent 33, un chiffre associé à l’âge du Christ lors de sa crucifixion. Ce carré magique s’inspire de celui représenté dans la gravure Melencolia I d’Albrecht Dürer. Ces éléments montrent comment Gaudí a mêlé mathématiques, art et spiritualité pour donner une dimension supplémentaire à son œuvre.

Ce que ça pourrait changer

Le mathématicien Claudi Alsina i Català a joué un rôle clé dans la découverte des principes mathématiques cachés derrière la Sagrada Família. Formé à l’université de Barcelone, il a consacré une partie de sa carrière à décrypter les systèmes de proportions utilisés par Gaudí. Ses recherches ont révélé que l’édifice repose sur un module de 7,5 mètres et des rapports basés sur les diviseurs du nombre 12. Alsina a également collaboré avec Jordi Faulí, l’actuel architecte en chef du chantier, dont il a dirigé la thèse de doctorat. Ses travaux ont permis de mieux comprendre l’harmonie structurelle et symbolique de la basilique, confirmant que Gaudí avait conçu un édifice où chaque détail avait une signification mathématique et spirituelle.

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