• 1 Bormans 1872, p. 25 ; Balau 1903, p. 162 ; Demoulin et Kupper 2002, p. 23.

7Au milieu du XI^e siècle, le chanoine Anselme rapporte qu’« un temple [est érigé] en l’honneur de saint Denis » par le premier prince-évêque de Liège, Notger. L’édifice fondé en 987 est consacré une première fois en 990. Suite aux dommages engendrés par un incendie en 1003, l’église est reconstruite sur un autre plan, également tracé par Notger qui ne verra cependant pas la fin des travaux. C’est son successeur, l’évêque Baldéric II († 1018), qui procède à la dédicace « le jour de la saint Grégoire de l’an 1011 »1.

• 2 Deckers 1972, p. 171.
• 3 Registre du 26 mai 1352, IV, fol.297, Bormans, 1872, n°140, p.104-106 et registre du 12 octobre 13 (...)

8L’évolution architecturale qui s’ensuit nous est épisodiquement et indirectement rapportée par les chartres, toutes postérieures à 1194, qui traitent essentiellement des revenus du domaine de la collégiale ou de la fabrique de l’église2. On y apprend que des fondations particulières ont permis la construction de chapelles latérales hors œuvre, côté nord, à la fin du XIII^e siècle et dans le deuxième tiers du XIV^e siècle. Peu de temps après, l’évêque Englebert de la Marck, dans un acte du 26 mai 1352, approuve la réparation et la restauration de l’église qui « menace ruine »3.

• 4 Maréchal 1905, p. 157.
• 5 Fraikin 1954, p. 10 et 28.

9La date du 29 septembre 1429, bien que sujette à caution, signerait la fin de la reconstruction en style gothique de l’abside4. Cette reconstruction s’accompagne de l’ajout de nouvelles chapelles côté sud, entre la fin du XIV^e siècle et le début du XV^e siècle, puis de travaux de remaniement du transept pour s’adapter à la construction gothique, travaux financés par le legs des revenus du bénéfice ecclésiastique du chanoine Jean Evernas en 1452. Au XVI^e siècle, les croisillons sont quelque peu modifiés après l’installation de nouveaux autels et, à la fin du XVI^e et dans le courant du XVII^e siècle, seules quelques réparations occasionnelles sont entreprises suite au délabrement de l’église. Les travaux de rénovation et de transformation successifs peuvent être observés sans interruption entre 1701 et 1746 grâce aux registres capitulaires, avec notamment la construction d’une voûte au-dessus de la nef au début du XVIII^e siècle5.

• 6 Gobert 1884, p. 396.
• 7 Colman 1986, p. 36-38.

10Des campagnes de restauration partielle au rez-de-chaussée de l’avant-corps ont été entreprises en 1882-1883 par l’architecte-restaurateur Auguste Van Assche6, elles se poursuivent au début du XX^e siècle sous la direction de l’architecte Fernand Lohest en même temps que d’autres travaux d’entretien dans l’église. Les dernières interventions ont lieu dans les années 1980, après la lente préparation de dossiers depuis le classement comme « monument » en 1936. Parmi les travaux réalisés, on note la restauration des maçonneries du chœur gothique, diverses réparations aux charpentes et couvertures et la réfection du sommet de certains murs gouttereaux7.

• 8 Heber-Suffrin et Mignot 2012, p. 266.
• 9 Fraikin 1954, p. 103, p. 117-119 et p. 129 ; Forgeur 1971, p. 7-10 et p. 87 ; Genicot 1972, p. 100 (...)

11L’église, dans son état actuel (fig. 2), mesure 57 m de long sur 32 m de large. Elle n’est pas parfaitement orientée, son axe se relevant vers le nord-est. L’édifice primitif devait comprendre une nef flanquée de bas-côtés doublés ultérieurement, un transept mosan de type « bas » et un chœur à chevet plat remplacé par une abside gothique. L’appareil irrégulier en grès houiller brunâtre, caractéristique des églises romanes liégeoises, devait être autrefois recouvert d’un enduit dont des vestiges subsistent sur les parements internes et externes des murs gouttereaux dans les combles, au-dessus des voûtes. D’autres particularités stylistiques nous fournissent en première approximation quelques indications chronologiques. Ainsi la haute élévation de ces murs (environ 20 m de haut) est caractéristique des édifices mosans romans et les cinq baies en plein cintre inscrites dans de larges arcatures aveugles à l’intérieur de lésènes sont stylistiquement attribuables à la fin du X^e siècle (fig. 3)8. Une corniche restaurée dans les années 1980, formée de dalles ornées de billettes prismatiques et portée par des corbeaux au profil commun décorant, comme c’est le cas dans de nombreux édifices mosans, le parement extérieur du gouttereau sud, peut être datée du XII^e siècle (fig. 4 a, b, c et d). La corniche du côté nord aurait disparu9.

• 10 Genicot 1972, p. 172-173 et p. 207 ; Fraikin 1954, p. 91.

12Le Westbau est constitué d’une grosse tour carrée centrale, flanquée de deux tourelles quadrangulaires dans leur partie inférieure et octogonales dans leur partie supérieure (fig. 5a). Son plan est à rapprocher de celui de Gembloux – aujourd’hui disparu –, du type mosan trinitaire qui prévaut au XI^e siècle d’après L. Genicot, bien que N. Fraikin situe plutôt cet exemple entre la deuxième moitié du XI^e et la fin du XII^e siècle10. Par ailleurs, la baie géminée romane de la tourelle sud – analogue à celles des tourelles qui flanquent la tour carrée de Saint-Jean à Liège –, peut être attribuée au XII^e siècle (fig. 5c).

• 11 Forgeur 1971, p. 8.

13Quant à l’abside de Saint-Denis (fig. 6a), elle est comparable à celles de Saint-Paul et de Sainte-Croix de Liège, de Notre-Dame du Sablon à Bruxelles et de Saint-Jean à Maastricht (fig. 6 b, c et d), toutes de style gothique brabançon, variante du style gothique qui se développe à partir du XIV^e siècle jusqu’au XV^e siècle11.

• 12 Bormans 1872.
• 13 Gobert 1891 ; Gobert 1976.

15Les sources écrites relatives à la construction et aux nombreuses transformations sont rares, partielles ou lacunaires avant le XVIII^e siècle. Parmi celles-ci, les cartulaires de la collégiale ont fait l’objet d’une étude archivistique d’abord par Stanislas Bormans12 puis par Théodore Gobert, dont les données historiques, bien que d’un grand intérêt et souvent exactes, sont malheureusement non référencées et donc difficilement vérifiables13. Les sources narratives et diplomatiques fournissent néanmoins quelques repères. Enfin, les plans-vues panoramiques de Liège : gravures de 1627 de Julius Milheuser (publiée en 1649 par Johannes Blaeu), de 1649 de Wenzel Hollar, de 1693 d’Adam Perelle, des environs de 1650 de Matthaeus Merian) et la vue perspective de l’église par Remacle Leloup (1735) nous renseignent sur des parties de l’édifice aujourd’hui disparues.

• 14 Fraikin 1954.
• 15 Hoffsummer 1989.
• 16 Étienne 2014.

16La première étude qui a abordé l’archéologie de l’église et de ses combles remonte aux années 1950, avec l’analyse exhaustive du frère Nicolas Fraikin14. En tant que membre de la Commission royale des monuments et des sites, il a pu suivre les travaux d’entretien, ce qui lui a permis d’identifier des éléments qui ne sont désormais plus visibles. Le potentiel dendrochronologique de la charpente de Saint-Denis n’a été quant à lui exploité qu’à partir des années 1980, dans le cadre de la thèse de doctorat de Patrick Hoffsummer15. Les données dendrochronologiques ont été intégrées à sa synthèse visant à constituer des référentiels régionaux. En revanche, la notice sur l’édifice est restée jusqu’alors inédite et une récente publication – plutôt destinée au grand public –n’aborde pas les dernières études récentes sur les charpentes16.

• 17 Nous ne reviendrons pas sur les notions générales de dendrochronologie exposées ailleurs, par exem (...)
• 18 Lambert, Bernard et al. 2010 ; Lambert 2006.

18Pour mener à bien cette enquête un total de 67 échantillons, tous en chêne, ont été prélevés à l’aide d’une carotteuse de 25 mm de diamètre externe (10 mm de diamètre interne) ou par sciage pour les sections de quelques bois17, dans les combles et dans l’avant-corps de Saint-Denis de Liège. Les courbes de croissance (c'est-à-dire les graphiques représentant la variation des largeurs de cernes au cours du temps) de chaque échantillon ont d'abord été comparées entre elles par phase de charpente et synchronisées (c'est-à-dire positionnées relativement les unes par rapport aux autres de manière à ce que les variations de la croissance soient le plus synchrone possible). Ces groupes ont ensuite servi à calculer des moyennes, comparées aux chronologies de référence. Ces comparaisons entre courbes sont effectuées à l'aide de tests statistiques qui permettent d'estimer la qualité du synchronisme18, et vérifiées visuellement par le dendrochronologue.

• 19 Hollstein 1965 ; Id.1978 ; Id. 1980 ; Becker 1981.
• 20 Il s’agit de la chronologie « Meuse » (Hoffsummer 1989), utilisée notamment pour la datation de bo (...)

19Sur les 67 échantillons, 27 ont été prélevés dans les années 1980 dans quatre phases distinctes des charpentes de l’église. Seize ont alors pu être datés à partir de la constitution de quatre moyennes comparées aux seules chronologies de référence existant alors : les référentiels du chêne en Allemagne19. À ce stade de la recherche, les moyennes de ce site avaient servi à établir des références utilisées par plusieurs laboratoires européens20. L’intérêt que présente Saint-Denis pour définir des références dendrochronologiques internationales et la valeur archéologique de ses poutres, parmi les plus anciennes d’Europe en place sur un monument, nous ont incités, dans les années 2010, à préciser la chronologie du site. Plus spécifiquement, un des objectifs était d’augmenter la puissance de la moyenne liégeoise de la fin du VII^e au début du XI^e siècle. Ainsi la chronologie obtenue à partir des bois de l'église de Saint-Denis représenterait la croissance moyenne de chênes issus du bassin mosan et ayant poussé de la fin du VII^e siècle au début du XI^e siècle. Cette chronologie dépasserait l'intérêt local pour devenir un référentiel utile à la dendrochronologie européenne. Quarante nouveaux échantillons ont alors été prélevés sur huit phases de construction, dans les combles de la nef, du bas-côté sud, de l’abside et du Westbau de l’édifice. Les échantillons non-datés dans les années 1980 ont été réexaminés, avec l’aide de nouveaux logiciels plus perfectionnés et certains ont pu être datés. Cette nouvelle étude a ainsi permis de gonfler la moyenne du site puisque, dans l’état actuel de la recherche, 40 échantillons sont datés au lieu de seize en 1989. De plus, quatre échantillons ont aussi été datés par ¹⁴C.

• 21 Hollstein 1965 ; Id. 1978 ; Id. 1980.
• 22 Jansma 1995.
• 23 Gassmann 1984.
• 24 Hoffsummer 1989.

20Par souci de clarté, les meilleures valeurs des tests statistiques sont présentées ici succinctement et de manière non-exhaustive, étant limitées au résultat du test t de Student obtenu par comparaison de chacune des moyennes de phase avec les référentiels régionaux tels que ceux de l’ouest de l’Allemagne21, des Pays-Bas22 et de Neuchâtel23 et avec des référentiels locaux. La chronologie « Meuse »24 a évidemment été exclue puisque ce référentiel intègre des bois de Saint-Denis tels que ceux étudiés en 1989 dans le cadre de la thèse de doctorat de Patrick Hoffsummer.

• 25 Lambert 2006, vol. 2, p.64 ; Durost et Lambert 2007.
• 26 Gassmann 1984.

21L’estimation de la période d’abattage des bois datés grâce aux référentiels est différente selon la qualité de conservation des cernes en périphérie de la section ou à l’extrémité de la carotte. La présence, seule, de cernes de duramen ne peut fournir qu’un terminus post quem à l’abattage de l’arbre. Les cernes d’aubier autorisent à évaluer plus précisément la période d’abattage, grâce à une estimation moyenne de 34 (à 96,5 %) cernes d’aubier pour des chênes de moins de 120 ans25. Pour ceux qui dépassent les 120 ans, on se réfère à l’évaluation de Gassmann, qui propose une extrapolation du nombre de cernes d’aubier manquants à partir du nombre de cernes présents sur les deux derniers centimètres de la séquence dendrochronologique, au vu de la croissance terminale faible des arbres âgés qualifiée d’« effet de sénilité »26. La présence du dernier cerne, avec trace de cambium, permet la datation à l’année près, cas rencontré à Saint-Denis uniquement sur la paroi de fermeture du comble du chœur gothique.

• 27 Goedicke 2003 ; Id. 2011 ; Gueli, Stella et al. 2010 ; Zacharias, Mauz et Michael 2002 ; Urbanova, (...)
• 28 Bøtter-Jensen, Solongo et al. 2000 ; Jain, Thomsen et al. 2004

24La datation par (OSL) peut être appliquée aux grains de quartz introduits avec la charge à la chaux27. L’événement daté est alors la dernière exposition à la lumière des grains de sable contenus dans le mortier, au cours de sa préparation. Le mortier est ensuite posé dans la maçonnerie pour lier les matériaux de construction qui vont le cacher de la lumière. L’une des difficultés réside dans le fait que l’exposition peut ne pas avoir été uniforme, c’est-à-dire que tous les grains n’ont pas été suffisamment exposés. Avec le développement de la méthode de luminescence et l’amélioration des équipements permettant de distinguer les grains bien exposés de ceux peu ou pas exposés28 (notamment la possibilité d’examiner un par un les grains de quartz), il devient désormais possible de procéder à ce type de recherche.

• 29 Maggi 2014.
• 30 Maggi, Pagès et al. 2012.
• 31 Un cas exceptionnel de réparation en fer daté par une source d’archives et un millésime (« 1713 ») (...)
• 32 Maggi 2014.

27Les charpentes de l’église Saint-Denis ont pour caractéristique de renfermer de nombreuses armatures métalliques. La typologie de ces éléments a servi de marqueur chronologique afin d’identifier les phases de construction des différentes charpentes29. Dans ce but, certaines conditions ont dû être respectées pour garantir la contemporanéité entre le fer et le bois sur lequel il est appliqué30. À défaut de pouvoir s’appuyer sur des sources écrites31 qui établiraient la relation chronologique liant un renfort en fer à la charpente dans laquelle il se trouve, il faut privilégier une approche strictement archéologique. Plusieurs critères sont alors à prendre en compte afin d’évaluer la relation temporelle qui lie les différents matériaux. Tout d’abord, on recherche in situ des charpentes, ou à l’intérieur de l’une d’elles des phases nettement différenciées qui présentent des caractères morphologiques homogènes (typologie, système de marquage, homogénéité des assemblages, y compris des fers de renfort sur certains d’entre eux). Ensuite, si la charpente a fait l’objet d’une réparation, les renforts employés sont la plupart du temps installés à des endroits précis atteints de pathologies antérieures et ont, de plus, une morphologie différente de celle des renforts éventuellement déjà présents. La chronologie relative permet alors de distinguer des fers contemporains d’une charpente datée en dendrochronologie, d’autres fers postérieurs. La répétition de cette méthodologie sur plusieurs édifices permet de créer un inventaire typo-chronologique des renforts en fer. Celui-ci sert de référence à de nouvelles études de cas et on peut ainsi se faire une meilleure idée de l’importance que les charpentiers accordaient au fer dans leurs assemblages32.

• 33 Bláha et al., 2008, p.119-139.
• 34 Épaud 2007, p. 146-147.

31De cette première phase subsistent douze entraits massifs de section moyenne de 0,36 x 0,22 m. Des traces d’outils visibles sur ces poutres montrent qu’une doloire a été utilisée pour débiter le bois et équarrir les grumes33. N. Fraikin, décrivant l’état de l’église avant les travaux de restauration du milieu du XX^e siècle, précise que les extrémités découpées d’un entrait sur deux sont toujours posées sur une sablière unique munie d’un rebord entaillé, sans doute selon un système à languette continue comparable à celle de Saint-Pierre de Montmartre (1164-1174d)34. Les mortiers des parties hautes du mur sur lequel sont posés ces entraits ont fait l’objet d’une analyse OSL. Celle-ci a permis de montrer que les mortiers n’ont vraisemblablement pas, au cours de leur histoire, été affectés par un incendie (annexe 2).

• 35 Fraikin 1954, p. 60-61.

32À Saint-Denis, N. Fraikin précise que les entraits découpés sont sciés à ras du parement externe du gouttereau. Cette observation permet non seulement d’estimer à 23 le nombre total d’entraits à l’origine35, mais aussi d’évaluer à 0,88 m l’espacement moyen entre les bords de ces entraits, et donc, d’estimer à 1,12 m l’entraxe. Celui-ci est le même que l’entraxe des restes des chevrons (11 x 15 cm de section) observés sur le bas-côté sud, inclinés de 30°, et datés par le radiocarbone du XI^e siècle (annexe 3). Les extrémités sciées au moment d’une surélévation des toitures des collatéraux sont encore fichées dans le parement externe du gouttereau (fig. 8 et 9), et accessibles depuis le comble des bas-côtés sud modifié au XVIII^e siècle. Cette analogie tend à suggérer que les bas-côtés, dans leur état roman, ont été construits en même temps que la nef.

• 36 Hoffsummer 1995, p. 65.

33Tous les entraits de la nef présentent, sur leur face occidentale, six entailles à mi-bois rectangulaires (15 x 16 x 5 cm en moyenne) chevillées (fig. 10), espacées de 1,50 m environ, les trois sur la moitié nord de l’entrait étant inclinées sud-est/nord-ouest (entre 68° et 82°) et celles du sud nord-est/sud-ouest. Des poteaux et potelets étaient donc vraisemblablement assemblés à l’oblique sur ces entraits36. L’entrait occidental, quant à lui, présente des entailles sur ses deux faces orientale et occidentale. Il est donc probable que ce dernier a eu une double fonction, peut-être inclus dans un pan de bois fermant originellement le comble à l’ouest, comme le suggère également, au niveau de la face supérieure de ce même entrait, le léger retrait de la partie supérieure du mur occidental actuel dont les blocs sont légèrement plus gros que ceux de la partie du mur qu’il surmonte. La partie supérieure du mur occidental de la nef a donc dû être ajoutée ultérieurement.

• 37 Hoffsummer 2002a, p. 164.

37Des vestiges de solins du transept d’origine, visibles sur le mur de la croisée du transept (fig. 12a) ou sur le parement externe du gouttereau sud (fig. 12b), inclinés d’environ 30/35°, témoignent de l’inclinaison des toitures primitives des croisillons du transept. Ces indices combinés à l’orientation des potelets des entraits de la nef (déduite des mi-bois inclinés) permettent de proposer une hypothèse de restitution de la pente du toit de la nef avec une inclinaison des versants à 35°. L’absence de contreventement, la pente de toiture à 35°, les traces d’assemblages à mi-bois chevillés conduisent à restituer un type de charpente à chevrons formant ferme non contreventée, avec un entrait à chaque ferme, sans poinçon, avec six poteaux et potelets inclinés (fig. 13)37.

• 38 Deneux 1927 ; Genicot 1974, p. 31-32 ; Hoffsummer 1995, p. 121 ; Hoffsummer 2002b, p. 100 ; Épaud (...)

38Cette charpente, particulièrement gourmande en bois d’œuvre, est qualifiée par Frédéric Épaud de « rayonnante ». On en conserve d’autres exemples, à Amay (1145-1150d, province de Liège, Belgique) et Nivelles (fig. 14, province du Brabant, Belgique). Certaines ont aussi un faux-entrait et un poinçon comme à Saint-Germain-des-Prés à Paris (1018-1038d) ou au-dessus de la nef de l’église de Deuil-la-Barre dans le Val d’Oise (1095d) 38.

• 39 Neuf échantillons composent la moyenne de cette phase, datée sur la référence régionale de l’ouest (...)

39Cette première attribution typochronologique est confirmée par la datation en 1012-1019d de l’abattage des arbres utilisés pour les entraits39 (annexe 1, fig. 37). Les bâtisseurs, pour cette phase, ont choisi de vieux arbres (de minimum ~260 ± 27 ans) ayant poussé très lentement (largeur de cerne moyen : ~0,78 ± 0,04 mm). Parce qu’ils comportent peu de vaisseaux de bois initial, ces bois sont peu denses. Cette faiblesse est compensée par des bois de brin, de très forte section rectangulaire (36 x 22 cm) et disposés sur leur fort, offrant une bonne résistance à la flexion malgré une portée de plus de 10 m. Les bois utilisés pour les chevrons du bas-côté, en revanche, proviennent d’arbres très jeunes (minimum ~39 ± 4 ans) à croissance rapide (largeur du cerne moyen : 1,64 ± 0,21 mm) produisant des bois très durs (avec une dominance du bois final, plus dense par rapport au bois initial, plus poreux) et ainsi très résistants à la flexion à laquelle ils sont contraints. Pour cette première phase, il semblerait donc que deux types de bois aient été choisis de manière opportune en fonction de leur dureté ou de leur souplesse, de leurs dimensions, et en fonction de leur rôle dans la charpente.

• 40 Fraikin 1954, p. 103.

40Au cours de la phase suivante, les murs gouttereaux sont légèrement surélevés pour installer une corniche à billettes qui décore le parement extérieur du gouttereau sud (fig. 2a). Au moins 27 entraits de faible section (14 x 19 cm) – dont il ne reste aujourd’hui que les abouts sciés (fig. 15a) – reposent sur une nouvelle sablière, cette dernière étant elle-même posée sur les entraits de la première charpente. Ces 27 entraits sont espacés de 0,85 m comme à Saint-Barthélemy de Liège (1187-1188d)40. Pour cette phase, à côté des assemblages à mi-bois chevillés entre les poteaux et faux-entraits et les potelets et entraits (fig. 15a), on trouve également des mi-bois à ergot chevillés entre potelets et arbalétriers (fig. 15b) et des tenons-mortaises pour les assemblages entre les arbalétriers et les entraits (fig. 15a).

• 41 Hoffsummer 1995, p. 121.
• 42 Genicot 1977, p. 141-142 ; Hoffsummer et al. 2001; Hoffsummer 1989, p. 166 et p. 202 ; Genicot 197 (...)
• 43 Huit échantillons composent la moyenne de cette phase, datée sur la référence des Pays-Bas (Jansma(...)

41De la phase précédente, les éléments verticaux (poteaux et potelets) ont dû être retirés pour installer les nouveaux entraits. En effet, la reconstitution des entraits de cette nouvelle phase en prolongeant ce que N. Fraikin qualifie improprement de « blochets » montre que certains passaient au-dessus des entraits de la phase du XI^e siècle (fig. 16, plan). Les faux-entraits (et non pas des entraits retroussés comme le supposait N. Fraikin), les potelets et les poteaux – ces derniers, raccourcis, descendaient à l’origine sur les entraits (fig. 16, coupe transversale) – permettent de proposer une restitution de charpente de type à chevrons formant ferme, non contreventée, avec un entrait et un faux-entrait à chaque ferme, sans poinçon, et une pente de toit qui avoisine désormais les 45°, d’où les faux-entraits pour renforcer les chevrons (fig. 16) 41. Ce schéma des fermes est semblable à celui de Saint-Barthélemy, daté de 1187-1188d, et proche de la deuxième charpente de Sainte-Gertrude, à Nivelles, construite dans le dernier quart du XII^e siècle42. Cette attribution typologique est confirmée par la datation dendrochronologique d’un faux entrait, de cinq poteaux et de deux chevrons de cette phase de Saint-Denis, qui situe l’abattage des arbres entre 1184 et 1193d43 (annexe 1, fig. 37). Le bois a dû être installé vert dans la charpente au vu des fentes de dessiccation coupant des marques d’assemblages.

• 44 Tampone 1996, p. 79.
• 45 Hoffsummer 2002a, p. 232 ; Hoffsummer 2011, p. 136 ; Munby 1981.

44La troisième phase correspond à une reprise en sous-œuvre, les chevrons-fermes du XII^e siècle étant conservés et, par conséquent, la pente (de 45°) de la charpente également. Sans doute de trop faible section, les entraits de la phase précédente devaient être trop fragiles. Ils ont dû être sciés, entraînant par la même occasion la perte des parties inférieures des poteaux coupés à ras des faux-entraits. Sept nouvelles fermes d’une charpente à fermes et pannes ont été introduites au sein des charpentes antérieures. Elles sont espacées de 2,70 à 3,20 m, et comprennent un entrait soulagé au milieu par un poinçon relié aux arbalétriers par des contrefiches (fig. 17) – selon un type bien connu dans l’Antiquité méditerranéenne qualifié de ferme « latine », très présent dans l’Italie médiévale, par exemple à Florence sur la nef de l’église San Marco (XIV^e siècle)44. Ce modèle est moins fréquent dans le nord de l’Europe, du moins le pensait-on avant que de récentes datations dendrochronologiques l’attestent, par exemple, dans les cathédrales d’Amiens, de Poitiers et de Chichester45. La troisième charpente de Saint-Denis est le premier exemple recensé en région mosane.

• 46 Fraikin 1954, p. 100 ; Hoffsummer 2002b, p. 103.
• 47 Huit échantillons composent la moyenne de cette phase, datée sur la référence régionale des Pays-B (...)

47La troisième charpente au-dessus du vaisseau principal de la collégiale Saint-Denis était traditionnellement datée du XVII^e siècle46. Cependant, la similitude des armatures métalliques de Saint-Denis et de la cathédrale Saint-Paul à Liège (1328-1130d) nous a poussés à effectuer une analyse dendrochronologique sur six poutres (entraits et liernes de contreventement) situant leur abattage entre 1299 et 1301d47 (annexe 1, fig. 37).

• 48 Fraikin 1954, p. 104.
• 49 Recès capitulaire du 14 janvier 1705 qui rapporte que les « vieilles planches et ferrailles de l’a (...)

51Ce n’est qu’en 1701, lors de l’installation des voûtes en lattis (fig. 21, 22a), que le plafond, devenu inutile, a dû être retiré, ainsi qu’une partie des entraits de la phase du XI^e siècle (un sur deux) auxquels il était suspendu. Nous proposons donc de ne pas suivre l’interprétation de N. Fraikin qui situait plus tôt – dès le XII^e siècle – cet enlèvement48. La nouvelle voûte est suspendue aux entraits du XI^e siècle par des tirants en fer (fig. 22b) et, à sa base, prend appui dans des cavités creusées, puis rebouchées avec des briques, dans les gouttereaux. Une partie des entraits retirés, vendus comme matériaux recyclés, a contribué à payer les travaux de rénovation du couvrement, comme le suggèrent les registres capitulaires. En effet, ceux-ci rapportent qu’en 1705 l’ajout d’une peinture sur bois dans un médaillon ovale au centre de la voûte (fig. 21) est payé en partie avec les « vieux bois de l’ancien plafond de la nef » 49.

• 50 Hoffsummer 2002c, p. 53-54 ; Eißing 2009, p. 22-31.

52D’autres entraits démontés, sciés sur leur longueur, ont été réutilisés comme longrine au centre et comme lambourdes le long des murs gouttereaux (fig. 25). Ces bois recyclés sont assemblés bout à bout par des entures. Comme avec les entraits primitifs en place, les voûtes viennent s’accrocher sur ces poutres placées dans l’axe longitudinal de la nef, à l’aide de tirants en fer à extrémité distale droite. La largeur moyenne de la majorité de ces poutres correspond à la moitié de celle des entraits du XI^e siècle (avec respectivement des sections moyennes de 0,18 x 0,22 m et 0,36 x 0,22 m). Cette hypothèse concorde avec la présence sur certains de ces bois de traces d’assemblage de deux séries de trois mi-bois inclinés dans les sens opposés et distants de 1,50 m (comme pour ceux des entraits de la première phase). De surcroit, la dendrochronologie d’une de ces poutres la relie aux entraits du XI^e siècle encore en place (annexe 1, fig. 37). Une autre, également en position de remploi sous la passerelle d’accès au comble, a, quant à elle, pu être datée du XIV^e siècle ; elle présente un trou oblique par rapport à une de ces arêtes, une perforation qui est caractéristique des systèmes d’assemblage de bois réunis en radeaux pour leur transport par flottage (fig. 24c). Le flottage des bois de construction sur la Meuse est attesté à la fois par l’iconographie, les textes et des traces dans les charpentes depuis le milieu du XIII^e siècle au moins. Cet usage est répandu sur plusieurs grands cours d’eau européens, notamment en France et en Allemagne50.

• 51 Fraikin 1954, p. 91 ; Genicot 1972, p. 172-173 et p. 207.

55Solidement assis sur un soubassement biseauté, le Westbau est constitué d’une grosse tour rectangulaire saillante flanquée de deux tourelles quadrangulaires dans les parties basses et polygonales dans les parties hautes (fig. 5a, fig. 27). Il s’agit d’un avant-corps mosan de type trinitaire attribuable au XI^e et XII^e siècle51.

• 52 Coenen 1935, p. 8-9.
• 53 Lemaire 1912, p. 42.
• 54 Fraikin 1954, p. 87
• 55 Bormans 1872, p. 7-8.
• 56 Sapin 2002, p. 8-9 ; Lobbedey 2002, p. 74 ; Krüger 2002, p. 418 ; Dierkens 2002, p. 501-502.

56Comme dans toute grande église mosane de tradition carolingienne, l’absence de porte extérieure au rez-de-chaussée de l’avant-corps suggère un espace liturgique plutôt qu’un lieu d’accueil. à Saint-Denis et ailleurs – Saint-Barthélémy et Sainte-Croix à Liège ; à Trêves, à Mayence52, ou encore Sainte-Gertrude à Nivelles53 – cette fonction se marque aussi par la surélévation de cinq à six marches du rez-de-chaussée54, le couvrement voûté de ce niveau, la présence d’autels et l’ouverture d’une grande tribune vers la nef depuis le premier étage de la tour centrale. Les premiers autels érigés « sous la tour » de Saint-Denis sont mentionnés à partir du XIII^e siècle55. Un deuxième sanctuaire répondait donc au chœur oriental et avait, pense-t-on, un rôle important à jouer dans la liturgie pascale56.

• 57 Fraikin 1954, p. 95.
• 58 Hoffsummer, Tourneur et al. 2005, p. 102 ; Piavaux 2013, p. 196-197.

57Les murs de l’avant-corps montrent des maçonneries extérieures fort repiquées, en moellons de grès houiller dans les parties basses. Les parties hautes présentent des remaniements car le grès houiller a mal supporté les attaques des agents atmosphériques de sorte que, à l’instar de plusieurs monuments liégeois construits avec le même matériau, l’épiderme des pierres a éclaté. Deux reprises au moins sont visibles : une en pierre calcaire de Meuse finement taillée dans les parties hautes et une autre en brique à mi-hauteur de la construction. La deuxième serait le résultat de restaurations hâtives du XIX^e siècle57, mais la première pourrait être plus ancienne. Soit elle appartient à des travaux de restaurations réalisés au moment de la transformation de l’église au XVIII^e siècle, soit il s’agit d’une étape de chantier qui remonte au Moyen Âge. En effet, des études récentes à propos de l’usage de la pierre dans les monuments liégeois montrent un changement d’approvisionnement des chantiers vers 1250, le grès houiller cédant souvent – mais pas systématiquement – la place au calcaire de Meuse dans la construction des parements58.

• 59 Forgeur 1971, p. 9.

58Au-dessus de la tour centrale en pierre se dresse une tour en bois déjà représentée sur une vue de Liège de 157459. Elle abrite un beffroi de cloches et sa charpente est couverte d’un bardage revêtu d’ardoises.

• 60 Gobert 1898, p. 368 ; Kurth 1905, p. 191
• 61 Maere 1932, p. 106 et p. 109 ; Rongy 1934, p. 289-292.
• 62 Genicot 1972, p. 169.

59Compte tenu de sa proximité immédiate avec l’ancien tracé de l’enceinte de Notger et de son léger désaxement vers le sud par rapport à la nef, l’origine du Westbau a fait l’objet de polémiques. Certains historiens l’ont daté de l’époque de Notger (vers l’an 1000) et l’associaient à la construction de la nef de la collégiale en lui conférant un rôle militaire, voire en l’intégrant à l’enceinte60. N. Fraikin s’appuie sur la présence de fenêtres au rez-de-chaussée de la tour pour rejeter l’idée de son intégration à l’enceinte disparue. Il estime que l’avant-corps en était néanmoins proche, à une distance réglementaire de la ligne fortifiée. D’autres archéologues du début du siècle plaçaient la construction du Westbau au XI^e siècle tout en concédant sa postériorité par rapport à la nef61 qui expliquerait le désaxement entre la nef et l’avant-corps. D’autres désaxements de Westbauten antérieurs ou postérieurs à des nefs ont pu être observés, par exemple à la collégiale d’Amay62.

• 63 Jacobsen, Schaeffer et Sennhauser 1991, p.311 ; Lobbedey 2002, p. 74-75.
• 64 Registre 40, fol. 155, Fraikin 1954, p. 89 et p. 95.
• 65 Fraikin 1954, p. 95.

61Le Westbau, en partie dressé sur l’ancien mur de fermeture occidental de la nef, ferme aujourd’hui le comble du vaisseau central. La tour centrale compte maintenant trois étages : le premier sur la voûte du rez-de-chaussée, le deuxième sur un plancher dont le niveau a été relevé, et le troisième à hauteur de la tour en charpente et du beffroi de cloches. Comme on le suppose pour Nivelles à la fin du X^e siècle63, le premier étage de la tour centrale s’ouvrait à l’origine vers la nef grâce à une large tribune surmontée d’un arc en plein cintre, avant l’installation des orgues en 1589. Cet étage était éclairé par une rosace, encore visible sur le plan-vue de 1649, gravé par Julius Milheuser et cité par le recès capitulaire du 4 novembre 173464. La rosace a été partiellement bouchée et remplacée par une fenêtre carrée bordée de blocs calcaires monolithes, probablement au XIX^e siècle65.

• 66 Fraikin 1954, p. 88-89 et p. 94.

62Au-dessus de la tribune, à hauteur du deuxième étage, le mur oriental de l’avant-corps présente deux arcades monumentales de décharge superposées (fig. 27, n° 5). Ce dispositif s’expliquerait par la nécessité de soulager la maçonnerie au-dessus de la tribune de la tour centrale. De haut en bas, on observe donc trois arcs superposés. Le premier présente une bichromie avec une alternance de claveaux blancs et rouges due à la géologie des matériaux utilisés (fig. 28 a et c). Le deuxième (fig. 23, n° 2), au niveau du comble de la nef et du deuxième étage de l’avant-corps, prend appui sur le sommet du mur occidental de la nef primitive (fig. 23, n° 1). Le troisième est l’arcade de la tribune, qui se dessine aujourd’hui au-dessus d’une cloison en brique dont la construction remonte à l’installation, en 1865, d’armoires derrière l’orgue de 158966.

• 67 Hoffsummer, Tourneur et al. 2005, p. 104-105 ; Dopere et Piavaux 2010, p. 531-539 ; Piavaux 2013, (...)

64La taille à la broche linéaire verticale, présentant des sillons parallèles longs et profonds, a été appliquée pour les claveaux de l’arc de décharge de la salle médiane de la tourelle sud (fig. 27, n° 3 ; fig. 30a ; fig. 30b). Ce type de taille permet une première estimation chronologique de la construction des parties supérieures du Westbau entre la fin du XII^e siècle et le premier tiers du XIII^e siècle. Les exemples les plus anciens repérés jusqu’ici dans le diocèse de Liège se situent dans l’abbatiale de Floreffe près de Namur, vers 1160-1170, et à la collégiale Saint-Barthélemy à Liège à la fin du XII^e siècle67.

• 68 « En 1589, on obtura la grande baie qui reliait la nef au premier étage de la tour et on y appliqu (...)
• 69 L’unique échantillon de cette phase a été daté sur la référence des Pays-Bas (Jansma 1995) avec t (...)
• 70 Fraikin 1954, p. 92.

65À l’étage supérieur, on observe une baie géminée à colonnette romane (fig. 31a et b). À l’intérieur, les poutres d’un ancien plancher correspondant à l’étage de cette fenêtre ne sont plus fonctionnelles car la construction d’un orgue68 dans le Westbau au XVI^e siècle a entraîné l’exhaussement du niveau de circulation de cet étage supérieur, devant l’accès au comble de la nef et de la baie géminée romane. Ces poutres de l’ancien plancher de la tourelle sud sont toujours présentes et visibles du sol de la salle inférieure (fig. 31c et 30 a). La date d’abattage de l’arbre ayant servi au bois provenant de la troisième poutre orientée nord-sud est située entre 1104 et 1134d69, ce qui concorde avec l’estimation de N. Fraikin qui situait la construction du Westbau dans la première moitié du XII^e siècle70. Cette datation attesterait alors un usage un peu plus ancien de la taille de la pierre à la broche linéaire verticale.

• 71 Quatre échantillons composent la moyenne de cette phase, datée sur la référence des Pays-Bas (Jans (...)

66S’appuyant sur une corniche interne taillée, la tour-beffroi est constituée de sept pans de bois entrecroisés, quatre parallèles en largeur, trois parallèles dans le sens de la longueur, pour former des compartiments plus ou moins égaux (fig. 27, n° 8). Chaque pan comprend cinq poteaux et trois sablières. Avec les écharpes assemblées en croix de Saint-André, ils forment un cadre rectangulaire consolidé par des décharges. Les poteaux des différents niveaux du beffroi qui ont fait l’objet d’une analyse dendrochronologique appartiennent à une même phase d’abattage située entre 1243 et 1262d71 (annexe 1, fig. 37).

• 72 Hoffsummer 1989, p. 202-203.
• 73 Trois échantillons composent la moyenne de cette phase, datée sur la référence des Pays-Bas (Jansm (...)

68Une petite toiture à trois pans, prolongée par deux versants opposés du côté de la base du beffroi, couvre la tourelle d’escalier nord de l’avant-corps. Les deux chevrons et deux arbalétriers de cette charpente sont disposés parallèlement. Ils sont solidaires grâce à un entrait retroussé croisant un poinçon (fig. 27, n° 9)72. Les bois de cette charpente sont contemporains des poinçons d’étançon du beffroi de la tour centrale, leur date d’abattage étant située entre 1239 et 1248d73. Ils proviennent d’arbres d’au moins 73 ± 15 ans, avec une croissance lente (~0,90 ± 0,15 mm/an).

• 74 Quatre échantillons composent la moyenne de cette phase, datée sur la référence des Pays-Bas (Jans (...)
• 75 Maréchal 1905, p. 157 ; Fraikin 1954, p. 23.
• 76 Hoffsummer 1989, p. 204-209 ; Hoffsummer 1995, p. 128-130.

70L’abside qui nous est parvenue présente un style caractéristique des églises brabançonnes de la seconde moitié du XIV^e siècle et du début du XV^e siècle, semblable à celle de l’église Notre-Dame-du-Sablon à Bruxelles ou encore de celle de la cathédrale Saint-Paul de Liège (fig. 6). La charpente est de type à chevrons formant ferme contreventé, avec alternance de fermes principales et secondaires. Le contreventement est élaboré grâce à une poutre faîtière et deux sous-faîtières reliées comme les pannes par des croix de Saint-André. Les faux-entraits de la dernière ferme complète sont doublés pour accueillir les pièces des enrayures (fig. 32, 33). Vers la croupe du toit, le premier faux-entrait de la ferme principale est doublé d’une pièce supplémentaire, assemblée de part et d’autre du poinçon sur une partie de sa longueur. Cette pièce contient toutes les mortaises où s’assemblent les pièces horizontales des demi-fermes d’arêtiers, sans affaiblir la ferme principale. Les assemblages, à mi-bois chevillés et tenons-mortaises chevillés, sont précis, de même que la découpe des potelets à l’intersection des croix de Saint-André des versants. Les nombreuses pièces de chêne sont équarries avec soin : les traces d’écorce sont rares, les arêtes vives même là où il y a de l’aubier. L’inclinaison du toit s’élève à 60°. La conception de cette charpente est assez typique des constructions gothiques du début du XV^e siècle, ce qui est confirmé par la dendrochronologie qui situe précisément l’abattage des bois – ce grâce à la présence de cambium – pendant la saison hivernale 1423-1424d74. Cette datation valide donc le texte qui mentionnait le 29 septembre 1429 pour l’achèvement des travaux de la voûte dont la construction a dû suivre l’installation de la charpente75. Cette charpente est la plus ancienne dans la vallée de la Meuse à être équipée d’une panne faîtière, accompagnée de deux étages de sous-faitières reliées par des croix de Saint-André76.

• 77 Maggi 2014.

72Comme pour les fermes du XIV^e siècle de la nef, des plates-bandes métalliques dites « traversantes » renforcent les assemblages entre les poinçons et les entraits en étant fichés du côté nord ou sud des fermes (fig. 34a). Des « tirants archaïques » joignent les sommets des gouttereaux à la charpente pour contenir l’écartement des murs (fig. 34b). Ici, les formes des plates-bandes, comme celle des tirants, consistent en des armatures goujonnées à extrémité distale en entonnoir aux angles pointus. Cette typologie d’armature métallique est particulièrement typique du XV^e siècle77.

• 78 Hoffsummer 2002a, p. 164. D’autres cas ont été identifiés en France depuis 2002 : la charpente de l (...)

75Le cas du toit de la nef est particulièrement complexe car il fallait démêler quatre étapes de travaux au niveau du comble, chacune ayant laissé des témoins matériels importants mais imbriqués les uns dans les autres. Le premier état de la toiture correspond à la fin du chantier lancé par Notger autour de l’an Mil et qui s’achève sous son successeur Baldéric II. De cette charpente originelle subsiste une partie des entraits, datés de 1012-1019d. Ils sont le témoignage d’un des exemples les plus anciens de charpente à chevrons formant ferme connus pour l’Europe78. La dendrochronologie de ces bois de brin issus de l’équarrissage d’arbres parfois très âgés – peut-être 300 ans pour certains – a produit une chronologie de site qui couvre les 256 dernières années du premier millénaire. C’est un apport essentiel à la base de données européenne et à la courbe de référentiel du chêne pour la période 644-1991 en région mosane.

• 79 Fraikin 1954, p. 89.

76La dendrochrononologie d’autres éléments de charpentes témoigne de nouveaux travaux importants dans le courant du XII^e siècle. Le plus imposant est certainement la construction de l’avant-corps occidental dont on peut s’étonner de ne pas trouver de traces antérieures. Sa construction a peut-être été gênée par l’enceinte urbaine toute proche, hypothèse déjà évoquée par les chercheurs des XIX^e et XX^e siècles. La datation dans le courant du XII^e siècle résiste pourtant, et se précise, grâce une date dendrochronologique obtenue sur les restes d’un plancher intermédiaire dans la tour sud du Westbau (entre 1104 et 1134d). Ainsi le chantier de l’avant-corps s’appuie sur le mur occidental de la nef d’un siècle plus ancienne. Il épargne alors le toit originel du vaisseau qui le précède, fermé côté ouest par une paroi légère. De ce premier chantier du XII^e siècle daterait la tribune de la tour centrale ouverte vers la nef, mais ce chantier, dans les parties hautes, n’aurait pas totalement abouti. En effet, nous suivrons volontiers le frère N. Fraikin79 quand il observe que les murailles de la tour centrale et des tourelles arrêtées au même niveau semblent marquer une interruption dans la construction. On ne conserve donc aucun témoin de la toiture de l’avant-corps, peut-être un toit provisoire, dans son premier état. Les toitures actuelles des tourelles et la tour centrale en charpente viendront plus tard.

• 80 Van Hove, Chantinne et Willems 2012, p. 181-184.
• 81 Aumard 2008, p. 169-170.

77Les travaux au-dessus de la nef sont un deuxième chantier au XII^e siècle. La toiture est refaite en 1184-1193d, en gardant le plafond du début du XI^e siècle et les entraits précédents mais en haussant légèrement les gouttereaux et en les équipant de nouvelles corniches. S’agit-il d’une conséquence d’une mauvaise liaison entre la toiture primitive de la nef et le massif de l’avant-corps de 130 ans postérieur ? Ou bien le but était-il de redresser la pente du toit en fonction d’un nouveau matériau de couverture posé différemment ? On sait que les pentes douces (30/35°) comme celle de la toiture de 1012-1019d conviennent à la pose de tuiles plates à rebords, du type de celles trouvées récemment dans des fours au pied du chantier de la collégiale de Nivelles et datées du X^e siècle80. Un relèvement du toit autour de 45°, comme c’est le cas à Saint-Denis en 1184-1193d, pourraient convenir autant à des ardoises clouées qu’à des tuiles plates équipées de chevilles ou d’ergots. Petit à petit, des découvertes récentes, tant en archéologie du bâti qu’en fouille, renouvellent nos connaissances à propos de ces matériaux dont les usages étaient mal datés, en particulier celui des tegulae et imbrices toujours fabriquées au Moyen Âge81. Pour Saint-Denis, on manque malheureusement de vestiges d’anciens matériaux de couvertures, en dehors de solins en pierres calcaires du début du XI^e siècle.

• 82 Gobert 1884, p. 33

82Mais revenons à notre église. Une troisième intervention au niveau des toitures de la nef est datée en dendrochronologie de 1299-1301d. Il s’agit d’une importante reprise en sous-œuvre de la charpente de la fin du XII^e siècle mais elle ne concerne que la charpente sans modifier ni le volume ni les pentes de la toiture. Cette phase n’avait pas été identifiée lors des recherches antérieures et le vieil érudit local T. Gobert, en fouillant les textes, ne l’aurait même pas imaginée, suggérant que les chantiers liégeois s’étaient tous arrêtés dans le premier tiers du XIV^e siècle au moment de la guerre entre les Awans et les Waroux82.

• 83 Taupin et Hoffsummer 2002, p. 109.

83Cent ans plus tard, le chantier se déplace à l’est de l’édifice qui jusque là avait probablement conservé son aspect roman de peu postérieur à l’an Mil, avec un chœur à chevet plat et un transept saillant. Dans les années 1420, le chœur est reconstruit dans un style gothique de type français ou brabançon. Si l’intention était de reconstruire toute l’église, l’intervention gothique n’ira pas plus loin, épargnant le transept tout en le dominant d’une fermeture provisoire de chantier, une cloison temporaire, couverte d’ardoises, aménagée dans la ferme occidentale de la nouvelle toiture (1423-1424d) (fig. 35a). L’absence de moyens pour poursuivre est assez explicite quand on voit la différence de hauteur entre le chœur et le reste de l’édifice (fig. 35b) ainsi que les pierres d’attente. Une vision classique et fréquente de chantier abandonné comme, toutes proportions gardées, celui de la Haute-Œuvre de la cathédrale de Beauvais83.

• 84 Fraikin 1954, p. 27

84Il semble que peu de travaux aient été menés entre le sac de Liège par Charles le Téméraire en 1468 et le bombardement de la ville, en 1692, par les troupes de Louis XIV. L’état de délabrement dans lequel se situe alors l’église entraîne un certain nombre de réaménagements, selon le goût français dans le style baroque84, comme en témoignent le plâtrage des murs encore visible à l’intérieur de la nef, ainsi que la voûte légère en bois et plâtre et les aménagements de la charpente que son installation a nécessité, comme l’enlèvement du plafond et les modifications des entraits de la phase d’origine.

• 85 Maggi 2014.

85En plus de préciser l’histoire des charpentes et de leur contexte, cette étude a permis d’ouvrir d’autres champs de recherches à propos de l’histoire des matériaux de construction, à commencer par le fer très présent dans des renforts d’assemblage. On a pu montrer que certains d’entre eux étaient originaux et ainsi placés dans le contexte, ils ont été indirectement datés par la dendrochronologie. À Saint-Denis, on en trouve dans les charpentes du début du XIV^e sur la nef et du XV^e siècle sur le chœur. Les premiers sont les plus vieux témoins de réduction indirecte du minerai de fer en Belgique et en France85.

• 86 Urbanova, Hourcade et al., 2015

87Si l’étude préliminaire sur les mortiers de Saint-Denis de Liège n’a pas permis de les dater, elle a néanmoins montré que ceux-ci n’ont pas été affectés par un incendie (si incendie il y a eu, celui-ci n’aurait pas été assez intense pour remettre à zéro les grains de quartz qui présentent un signal de luminescence de type « géologique »). Par ailleurs, la possibilité de mesurer des signaux de luminescence de faible intensité (ceux des grains de quartz blanchis au cours de la préparation des mortiers) montre que les conditions requises à l’application de la méthode sont remplies. D’autre part, les résultats préliminaires menés sur d’autres sites en France et en Belgique86 sont prometteurs et, avec cette étude de faisabilité, ont ainsi permis d’entrevoir un potentiel dans le domaine des méthodes de datation archéométriques en particulier et de l’archéologie du bâti en général.