L'architecture gothique apparaît en Île-de-France au cours du XIIe siècle. À l'origine, on nomme ce style Francigenum Opus, ce qui signifie « art français ». Rapidement, il va s'imposer à toute l'Europe, et ce, jusqu'au début de la renaissance.

L'art gothique se caractérise par un système de voûtes appelé voûte nervée ou voûte d’ogives. Comme on peut le voir sur le dessin, elle s'articule sur deux nervures diagonales, les ogives, qui forment l'ossature et supportent les minces cloisons de remplissage des panneaux, les voûtains.

L’avantage de cette armature est de permettre aux éléments de la voûte de rester indépendants et de jouer librement. Elle est ainsi capable de résister aux mouvements de structures du bâtiment.

Dans le système gothique, les forces suivent la ligne des nervures et pèsent directement à la verticale des piliers (flèches rouges), le reliquat des forces tangentielles est transmis, via les arcs-boutants, aux massifs contreforts extérieurs.

Ces arcs-boutants, dont le gothique s’est fait une signature, visent essentiellement à repousser à l'extérieur les lourds contreforts qui, jusqu’ici, condamnaient l’édifice à l’obscurité. Les murs latéraux étant également soulagés des poussées par des arcs-formerets, le vitrail peut se substituer à la pierre. Le livre de pierre se métamorphose en livre de verre.

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Par cet usage conjoint de l'arc brisé, de la nervure et de l'arc-boutant, les proportions et l’éclairage peuvent être librement modulés. D’un point de vue structurel, chaque partie, chaque élément se suffit à lui-même et peut exister de façon autonome.

Toutefois, il demeure que le tracé directeur propose, et que la résistance des matériaux dispose. Les bâtisseurs étaient en possession d'un principe, d'un programme, lequel fut mis au point par touches successives. Impossible à cette époque de modéliser ou de prévoir la statique d'un monument ; il fallait expérimenter pour savoir. Pourtant, et malgré l’évolution des techniques, les voûtes n'évoluent que sur des détails d'appareils. Leurs principes s’avèrent fixés dès l'origine et seule la forme des arcs se nuance en fonction des époques.
En fait, la seule transformation structurelle majeure que l'on devra retenir, en ce qui concerne le gothique français, est la substitution du plan carré au profit du plan barlong, terme qui signifie plus long d'un côté que de l'autre. On passe donc d'un carré à un rectangle.

Une petite explication s'impose : à l'origine, les architectes gothiques s'essayent sur des bâtiments romans. Ils posent des voûtes nervées là ou les voûtes d'arêtes et les coupoles dessinaient des structures carrées. Pour ce faire, ils ont développés un système appelé voûte sexpartite. Formée par le croisement de trois ogives, cette voûte se divise en six parties, six voûtains. La figure 2 illustre ce principe. Les ogives diagonales reposent sur quatre grosses piles dites fortes (A), alors que le doubleau secondaire, l'ogive transversale utilisée pour prendre en charge le reliquat des poussées, s'appuie sur deux piles de moindre importance (B).
On remarque qu'à chaque travée du vaisseau central correspondent deux travées dans les bas-côtés. Cette disposition présente l'inconvénient de répartir inégalement les poussées entre piliers forts (A) et piliers faibles (B). Sur le terrain, cette particularité peut se traduire par une grosseur alternée des supports.

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Fig. 2 - Voûte sexpartite

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Fig. 3 - Voûte sur plan barlong

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Fig. 2b - Voûtes de Senlis

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Fig. 3b - Voûtes de Chartres

En peu de temps, les architectes prennent conscience de l'absolue flexibilité de leur système et de sa capacité à couvrir des plans complexes. Dès lors, ils s'émancipent du plan carré, et troquent la voûte sexpartite contre une structure quadripartite, appelée voûte sur plan barlong (fig. 3 & 3b).
Aboutissement de la pensée gothique, ce procédé mariant logique et esthétique diminue l'ouverture des arcs diagonaux et donc la hauteur intrinsèque des grandes voûtes. Bien évidement l'alternance piliers forts, piliers faibles, disparaît et le nombre de travées entre les nefs s’équilibre.

Dans ce que les historiens de l'art appellent « gothique de transition », il faudra donc éviter de faire l'amalgame entre les mises au point d'un concept novateur et l'amélioration d'un principe ancien, car si les procédés changent parfois dans la forme, ils restent invariables dans leurs principes. En ce sens, l'aspect révolutionnaire du gothique est incontestable.

Mais quelle est l'origine de l'idée gothique ? D'un point de vue purement architectural poser cette question revient à déterminer l'origine des éléments censés définir le style, à savoir : l'arc brisé, la voûte nervée et l'arc-boutant.

L'arc brisé se retrouve dans certains édifices clunisiens, particulièrement en Bourgogne, sans parler de l'architecture normande. Pourtant ce dessin appartient au fond commun de l’humanité, tout comme la découverte du mur ou du feu. C’est ainsi qu’en dehors du Moyen-Orient, l’Inde ou certains pays asiatiques peuvent se targuer de l’avoir utilisé.
Toutefois, aucun peuple dans l’histoire n’en soupçonnera les promesses. Il appartiendra seul au génie gothique de fusionner cet arc à la nervure donnant naissance à la voûte nervée tout en l'exprimant dans une nouvelle conception architecturale, structurelle et visuelle.

L'origine de l'arc-boutant reste, quant à elle, indiscutée. Ce système n'est rien d'autre qu'une évolution du demi-berceau utilisé dans certains édifices romans pour contrebalancer la poussée des voûtes.

Pour conclure, la mise en œuvre conjointe de ces procédés s’avère être l'expression d'une pensée rationnelle et logique, d'un esprit d'analyse dont peut, à juste titre, s’enorgueillir le pays de Descartes, car le berceau du Gothique est sans conteste L’Île-de-France.

Bien sûr, tout ceci ne se fait pas en un jour et, d’année en année, les techniques évoluent. À ce titre, il est remarquable de constater la vitesse avec laquelle les erreurs sont corrigées et les solutions diffusées dans tous les chantiers. Ce partage d'informations permet au gothique d’atteindre sa pleine maturité en quelques décennies.