La cathédrale de Beauvais est un chef-d’œuvre de l’art gothique. Les travaux, qui ont débuté à partir de 1225, se sont poursuivis jusqu’à la fin du 16e siècle sans toutefois parvenir à achever l’édifice qui se limite à un chœur, un transept et une seule travée de la nef. Cette cathédrale inachevée possède néanmoins le chœur gothique le plus haut du monde (48,5 mètres).
Cet ambitieux projet, initié par l’évêque de la ville, Milon de Nanteuil, est marqué par deux catastrophes : la chute des voûtes du chœur en 1284 puis, en 1573, l’effondrement de la tour en pierre surmontée de sa flèche, probablement en bois, qui culminait à 153 mètres de haut.
Depuis 2022, l’État poursuit les travaux initiés en ce début du 21e siècle, orchestrés par l’architecte en chef Régis Martin. Cette phase vise à achever la restauration des toitures et des voûtes et déposer les étais intérieurs. Ces travaux sont aussi l’occasion de renforcer le système de sécurité incendie des combles.
« Renommée par l’élévation, la légèreté et la hardiesse admirables de la voûte de son chœur qui passe pour un chef-d’œuvre d’architecture gothique. »
Victor Tremblay (1815)
En 2025, la célébration du 800e anniversaire de la cathédrale Saint-Pierre de Beauvais est l’occasion de présenter une partie des résultats du programme E-Cathédr@le piloté par l’Université de Picardie Jules Verne (UPJV) depuis 2010. Ce programme pluridisciplinaire a pour objectif la numérisation, l’archivage numérique et la recherche sur le patrimoine architectural.
Plus de 9 milliards de points, relevés grâce à un scanner, constituent le jumeau numérique 3D de la cathédrale de Beauvais. Les vues présentées, extraites de cette numérisation, sont inédites. Elles offrent une nouvelle lecture de l’édifice, permettent de redécouvrir la cathédrale, d’explorer des endroits inaccessibles ou d’admirer des détails inconnus. L’outil numérique, utilisé en premier lieu à des fins scientifiques, produit également des images esthétiques et originales.
Cette exposition est le fruit d’une collaboration entre le laboratoire MIS (Modélisation, Information & Systèmes) de l’UPJV, la mission Ville d’Art et d’Histoire de Beauvais et le service archéologique municipal de la ville. Elle est composée de 14 panneaux, à l’origine exposés dans l’espace public beauvaisien de juillet à janvier 2026.
Aujourd’hui, les chantiers de restauration, la compréhension structurelle des édifices et leur étude archéologique s’appuient beaucoup sur la numérisation 3D. Étape de documentation indispensable, cet outil permet d’analyser et de comprendre finement les évolutions du bâti. C’est également un outil formidable de pédagogie et de diffusion des connaissances.
Depuis 2010, une numérisation de la cathédrale de Beauvais se fait dans le cadre de E-Cathédr@le, un programme de numérisation, d’archivage numérique et de recherche du patrimoine architectural piloté par l’UPJV.
La numérisation permet l’archivage des données, mis à profit pour la sauvegarde ou encore le suivi dans le temps par comparaison. Les apports de ce travail sont multiples et exploités par de nombreuses disciplines, comme l’archéologie, l’histoire de l’architecture, la mécanique et l’informatique.
Fixé sur un trépied, le scanner est placé à une position initiale choisie en fonction de l’ensemble de la campagne de mesure. Chaque placement doit permettre une continuité des chevauchements entre les surfaces enregistrées.
Le scanner stabilisé, l’acquisition peut être déclenchée. Le scanner balaye tout autour de lui durant environ 3 minutes au total avec le matériel actuel. Cette opération dénommée scan ou station, donne lieu à un nuage de points (coordonnées 3D des points mesurés et couleurs associées).
À la fin de chaque acquisition, l’opérateur peut visualiser sur la tablette le nuage de points sous forme 3D ou d’image panoramique afin de vérifier le bon déroulement de l’opération. Le positionnement du dernier scan est également validé (ou corrigé).
Les données acquises sont enregistrées, transférées sur ordinateur puis traitées par un logiciel spécifique qui permet de supprimer les mesures incorrectes, les doublons, voire les objets qui ont bougé pendant l’acquisition (les personnes par exemple). À chaque point 3D, le logiciel affecte la couleur qui lui correspond obtenue à partir des photographies acquises par le scanner.
Les relevés locaux doivent être assemblés de manière cohérente et précise. C’est une condition nécessaire pour que le relevé d’un mur parfaitement plat, vu par le scanner à partir de plusieurs positions, ne donne pas lieu à des déformations inexistantes.
Les relevés 3D peuvent maintenant servir pour une visite virtuelle, extraire des plans précis nécessaires à la restauration, placer des échafaudages, vérifier l’accessibilité des lieux, comparer des monuments, etc.
La numérisation 3D permet de produire des images avec de nouvelles perspectives et du recul. Elle autorise à effacer le tissu urbain, ou à couper certaines parties pour mieux en révéler d’autres. Des vues totalement inédites peuvent ainsi être conçues.
À la veille du 17e siècle, le chantier de la cathédrale est resté suspendu dans cet état …
La nef de la cathédrale gothique a simplement été amorcée et la façade principale qui aurait dû nous faire face sur cette vue n’a jamais été construite.
À sa place existe aujourd’hui un mur en ardoise qui a été effacé sur cette image, tout comme la Basse-Œuvre (les vestiges conservés de la cathédrale précédente du 10e siècle).
Si nous pouvions contempler la totalité des voûtes de la cathédrale nous verrions cette image.
Cette vue permet d’observer les formes variées des voûtes sur croisée d’ogives illustrant l’évolution de l’architecture gothique du 13e au 16e siècle. Lisibles sur cette vue par des croix, les voûtes peuvent être divisées en quatre parties (croix à quatre bras), en six parties (croix à six bras) ou plus complexes encore.
Les cathédrales, transparentes, affichent leur différence de hauteur :
à gauche la Basse-Œuvre, les derniers vestiges de la cathédrale carolingienne (10e siècle) ; à droite la Haute-Œuvre, la cathédrale Saint-Pierre, de style gothiques (13e – 16e siècles). Notez également la différence de leur niveau de sol. Le sol de la cathédrale gothique surplombe d’un peu plus de 4 mètres celui de la Basse-Œuvre.
Le flanc nord de la cathédrale et son portail se révèlent comme si nous pouvions prendre du recul.
À vue d’homme, les habitations de la rue de l’abbé Gellée rendent difficile la perception de l’édifice dans toute sa globalité. C’est possible grâce à la numérisation 3D.
Cette vue pointe la forêt de piliers et d’arcs-boutants qui maintiennent les voûtes de la cathédrale gothique.
Telle une fine toile d’araignée les tirants métalliques lient ensemble les arcs-boutants.
Ce squelette de pierre et de métal a été conçu dès l’origine (13e siècle) afin d’assurer la stabilité de l’édifice. Les études récentes menées par les chercheurs ont permis de confirmer cette datation du métal grâce au carbone 14.
Les images issues du scan 3D rendent visibles des parties inaccessibles, montrent des endroits inexplorés dans les hauteurs et révèlent des détails cachés, voire inconnus.
Invisible sous la toiture, la charpente en chêne de la cathédrale Saint-Pierre se révèle sous sa couverture de plomb.
Elle surplombe les voûtes intérieures qui culminent à 48 mètres, les plus hautes de l’architecture gothique. L’essentiel de la charpente du chœur a été daté des années 1257-1258 et se trouve donc antérieur à l’effondrement partiel des voûtes survenu en 1284. Sur la droite de la première vue – à l’Est dans la réalité – les clés de saint Pierre, une croix et le coq girouette dominent la ville depuis le faîtage.
Les cathédrales d’Amiens (à gauche) et Beauvais (à droite) sont coupées au niveau du chœur sur la première image.
La construction de la cathédrale de Beauvais débute 5 ans après celle d’Amiens…
Les deux édifices apparaissent très similaires dans leur largeur, en revanche la cathédrale de Beauvais excède en hauteur celle d’Amiens (en rouge) d’environ 6 mètres.
Comme si vous vous éleviez dans le ciel.
Cette vue présente le volume actuel de la cathédrale. À la croisée du transept s’élevait une tour en pierre surmontée d’une flèche en bois. Elle culminait à une hauteur de 150 mètres environ multipliant ainsi par 2,5 l’élévation actuelle de la cathédrale. Achevée vers 1566-1567, elle s’effondre au bout de 6 ans en 1573.
Nous avons tous rêvé de voir à travers les murs …
Face au chevet de la cathédrale (dans le jardin actuel du Quadrilatère), nous distinguons de bas en haut : la crypte archéologique sous la partie droite de la cathédrale, suivie des arcades du cloître et les voûtes de la salle capitulaire, puis l’étagement des voûtes, les arcs-boutants et la charpente. On observe également les huit accroches des étais.
Par sa précision, le modèle 3D est un support inestimable pour la réalisation de relevés et d’études. Il rend possible la prise de mesures précises ou encore l’étude des décors à 30 ou 40 mètres de haut sans échafaudage…et sans vertige !
Des étais ont été installés en 1993 au niveau du transept :
On les distingue sur cette vue par leur couleur bois et leur structure en croisillons. Nécessaires pour soutenir la cathédrale après un mouvement de l’édifice dans les années 1980, ils seront retirés lors de l’actuelle campagne de restauration. Les différentes sessions de numérisation 3D ont permis de confirmer la stabilité de la structure et ont appuyé la décision de retirer définitivement les étais.
4100m² c’est la superficie de la cathédrale de Beauvais.
Dans l’ordre de la construction, l’édifice se compose de droite à gauche – d’Est en Ouest – : du chœur (1) entouré d’un déambulatoire (2) donnant accès aux chapelles rayonnantes (3). Suite à l’effondrement de 1284, les travées du chœur sont doublées grâce à la mise en place de piles intermédiaires (4). Le transept (5) est établi perpendiculairement et se compose de trois vaisseaux. La nef (6) a simplement été amorcée.
Sous la cathédrale (moitié gauche), une partie des fondations conservées dans une crypte archéologique est visible grâce à la numérisation 3D.
L’utilisation d’arcs-boutants et de voûtes d’ogives dans l’architecture gothique permet d’élever de hauts murs et d’ouvrir d’immenses verrières, inondant amplement l’édifice d’une lumière colorée par les vitraux.
Les arcs-boutants ont pour fonction de contrebuter la poussée des voûtes afin qu’elle ne s’exerce pas uniquement sur les murs. Ainsi l’édifice peut s’élever en hauteur et de larges baies peuvent être ouvertes, laissant pénétrer en hauteur amplement la lumière. Aujourd’hui, la numérisation permet de réaliser des plans complexes avec une extrême précision. Les prises de cotes manuelles, périlleuses voire parfois impossibles, sont ainsi évitées.
La cathédrale Saint-Pierre est composée de nombreuses voûtes sur croisée d’ogives, innovation technique qui apparaît vers la fin du 11e siècle. Cette nouvelle méthode de construction permet une architecture beaucoup plus légère. L’effacement sur ordinateur de la couverture et de la charpente les met ici pleinement en lumière. Les murs sont quasiment inexistants, ce sont les piliers qui reçoivent les voûtes.
Dans le cadre de la valorisation de la numérisation de la cathédrale de Beauvais, une série de photographies 360° ont été prises aux emplacements physiques des panneaux de l’exposition. L’objectif est de la pérenniser et de la rendre accessible à tous par le biais d’une visite virtuelle.
Numérisation et extraits : El Mustapha Mouaddib (Laboratoire MIS, UPJV)
Création & réalisation graphique : L’œil carré Beauvais
Textes : Dominique Groux, El Mustapha Mouaddib (Laboratoire MIS, UPJV), Anna Guillou, Sébastien Lefèvre, Fabrice Reutenauer (Service archéologique municipal de Beauvais)
Remerciements : DRAC Hauts-de-France, Région Hauts-de-France, Fonds FÉDÉRAL, Marie Ansar (cheffe de projet Ville d’art et d’histoire), Laetitia Malécot (coordinatrice transversale)
