Hanok : comment fonctionnent les assemblages et l’ondol

Ce que montre le modèle

Un hanok a une charpente de bois dont les pièces principales s’emboîtent par des assemblages, tandis que l’ondol conduit des gaz chauds sous des dalles de pierre pour chauffer la pièce. Le maru, plancher de bois surélevé, n’est pas chauffé et laisse passer l’air dessous. Les avant-toits ombragent les murs en été et laissent entrer le soleil plus bas de l’hiver.

Entrez en janvier dans une vieille maison coréenne : deux sols se côtoient. Dans la pièce, le sol est assez chaud pour qu’on s’y assoie toute la journée. Un pas plus loin, sur le maru, les planches sont aussi froides que l’air du dehors. Les deux vivent sous un même lourd toit de tuiles, porté par une charpente de bois taillée et ajustée plutôt que clouée. Cette page démonte la maison pièce par pièce.

Le modèle est un petit hanok avec une pièce chauffée et une travée de maru, chacune de 2,4 m de côté, sous un toit à deux pans charpenté de trois pannes (une 3-ryang-ga, la charpente de toit coréenne la plus simple). Une estrade de pierre surélève la maison de 45 cm, six poteaux ronds reposent sur des pierres d’assise, et les avant-toits dépassent les poteaux de 1,3 m. À côté de la maison, un socle de pierre porte trois assemblages de tête de poteau à deux fois la taille réelle. Le curseur Démonter l’assemblage permet de les séparer, la date et l’heure solaire déplacent le Soleil au-dessus de Séoul, la profondeur de l’avant-toit se règle, et l’on peut allumer le feu sous la pièce. Le guide, à droite, parcourt huit vues dans l’ordre.

Les dimensions sont choisies dans les fourchettes relevées pour les maisons dans l’encyclopédie du Musée national du folklore et dans des articles du Service du patrimoine de Corée. Ce ne sont pas les mesures d’un édifice particulier. Quand ces sources disent qu’un détail varie selon les régions et les époques, l’article le dit aussi.

Comment la charpente tient sans colle ni boulons

La charpente d’un hanok est un ensemble de poteaux verticaux, de poutres et de pannes horizontales, et de chevrons inclinés. Les pièces se rejoignent par des assemblages que les charpentiers appellent gyeolgu. On en distingue deux sortes. Un ieum joint deux pièces bout à bout pour allonger la ligne de bois. Un matchum joint des pièces qui se rencontrent à angle droit ou en biais, comme une poutre qui arrive sur un poteau. Dans les deux cas, une pièce porte une languette saillante appelée jangbu et l’autre un trou correspondant. L’encyclopédie de l’Académie des études coréennes range parmi les matchum de base les assemblages encastrés, à mi-bois, à tenon et mortaise, à queue d’aronde (jumeokjang), à onglet et l’assemblage sagae de tête de poteau.

On dit couramment qu’un hanok n’utilise aucun clou. Un article du Service du patrimoine de Corée, signé d’un maître charpentier, le corrige. Les chevrons sont fixés à la panne d’égout par des clous de chevron, la planche d’égout au bout des chevrons est clouée, les planches de pignon sont clouées aux pannes, et des bandes de fer renforcent certains assemblages. Ce qui tient la charpente principale, pourtant, c’est la forme des assemblages et le poids qui les presse. Le toit est lourd, et plus la charge est grande sur un assemblage bien taillé, plus les pièces s’appuient fermement l’une sur l’autre.

L’assemblage sagae en haut d’un poteau

Le premier assemblage du socle est le sagae-machum. Le haut du poteau est taillé d’une fente en croix, qui laisse quatre dents dressées comme les coins d’une boîte. Deux pièces horizontales arrivent dans des directions perpendiculaires. À l’endroit où elles se croisent dans la fente, chacune est entaillée sur la moitié de sa hauteur : l’une se pose donc sur l’autre et, ensemble, elles remplissent la fente sur toute sa hauteur. Dans le modèle, la pièce du dessous entre la première et celle du dessus se couche sur elle. Tirée de côté, chaque pièce est retenue par les dents. Soulevée, celle du dessus se dégage d’abord, puis celle du dessous, dans l’ordre inverse du montage.

La même encyclopédie note que les détails changent selon la position du poteau. À un poteau intermédiaire, les pièces transversales sont assemblées à mi-bois et aussi en queue d’aronde entre elles, alors qu’à un poteau d’angle la fente est taillée de sorte que les linteaux s’y croisent à mi-bois. Le modèle montre la version simple.

Une queue d’aronde qui ne sort que vers le haut

Placez Assemblage sur la deuxième position. Ici, le bout du jangyeo, une pièce plate qui court sous la panne d’égout, a la forme d’un poing : large à la pointe et étroit au col. Le haut du poteau porte une mortaise de même forme. L’assemblage se monte en laissant tomber la poutre d’en haut. Une fois en place, une traction latérale coince la pointe large contre l’embouchure étroite de la mortaise.

L’article du Service du patrimoine de Corée explique pourquoi cette pièce légère se pose avant les lourdes. Le jangyeo liant déjà les têtes de poteau, la poutre principale et la panne, bien plus grosses, se lèvent et se posent plus facilement. Le charpentier taille aussi le haut de la queue d’aronde environ un pun (à peu près 3 mm) plus large que le bas, pour qu’elle se serre à mesure qu’on l’enfonce.

Le troisième assemblage est un simple tenon et mortaise, ici traversant une fente du poteau de part en part. Seul, il se retire facilement, donc une cheville de bois dur appelée sanji est enfoncée en travers. Le modèle montre la cheville sortir en premier, puis le tenon glisser dehors.

Comment le poids du toit arrive au sol

Activez Chemin des charges. Les lignes orange suivent le poids du toit le long du portique est. Les tuiles et le lit d’argile dessous pèsent sur les planches et les chevrons. Les chevrons franchissent l’espace entre les pannes et leur remettent leur charge : dans cette maison à trois pannes, à la panne d’égout au-dessus de chaque ligne de poteaux et à la panne faîtière en haut. L’article du Musée national du folklore sur les pannes décrit exactement ce rôle, rassembler la charge de nombreux chevrons et la transmettre à la poutre.

La panne d’égout est juste au-dessus du poteau, donc sa part descend presque droit par le bout de la poutre et le poteau. La panne faîtière repose sur un poinçon en planche au milieu de la poutre, donc sa part arrive au milieu de la poutre, qui la porte en flexion jusqu’aux deux poteaux. De chaque poteau, la charge passe dans sa pierre d’assise, que l’encyclopédie décrit comme la pierre qui transmet le poids du bâtiment au sol, puis à travers l’estrade jusque dans la terre. Les flèches bleues marquent la réaction du sol.

Pourquoi les avant-toits dépassent d’environ 1,3 mètre

Le toit pourrait s’arrêter au mur. Il ne le fait pas, parce que le débord garde la pluie loin des murs d’argile et du bois, et parce qu’il ombrage les murs et les portes. L’article du Musée national du folklore sur les avant-toits, écrit par Kim Wang-jik, donne des chiffres issus d’un relevé d’édifices existants. Tracez une ligne du pied d’un poteau au bout de son avant-toit : l’angle entre cette ligne et le poteau est compris entre 28° et 33°, environ 30° en moyenne. Le débord moyen est d’environ 2 m, environ 1,3 m pour les maisons et environ 2,5 m pour les salles de palais. Les avant-toits ont tendance à s’approfondir vers le sud et aux époques tardives, et à raccourcir là où il fait froid et sec. Un article du Service du patrimoine de Corée, de Hwang Ui-su, situe les avant-toits de la région centrale à environ 4 ja (autour de 1,2 m), un peu plus dans le sud et environ 3 ja dans la province de Hamgyeong.

Le modèle emploie 1,3 m. Avec un pied de poteau à 0,65 m et le bout du chevron à 2,93 m au-dessus du sol, l’angle vaut 29,7°, dans la fourchette relevée. Déplacez le curseur Profondeur de l’avant-toit et l’affichage recalcule l’angle : 0,6 m donne 12,9° et 2,0 m donne 46,0°, très au-delà de ce qui a été construit. La limite est structurelle autant que climatique. Un chevron doit se prolonger à l’intérieur du bâtiment au moins aussi loin qu’il avance à l’extérieur, et un chevron seul ne peut pas être trop long.

Ombre d’été et soleil d’hiver à la latitude de Séoul

La hauteur du Soleil à midi est égale à 90° moins la latitude plus la déclinaison du Soleil. Séoul est à 37,57° N. Au solstice de juin, la déclinaison est de +23,44°, donc le Soleil de midi est à 75,9° de hauteur. Au solstice de décembre, elle est de −23,44° et le Soleil de midi n’est qu’à 29,0°. Cela correspond aux 76° et 29° que donne l’article sur les avant-toits pour la région centrale.

La page trace un rayon passant au bout de l’avant-toit jusqu’au sol du maru. En juin à midi, le rayon tombe sur l’estrade à 0,68 m devant les poteaux, et tout le maru est à l’ombre. En décembre à midi, le même rayon traverse les 2,4 m de sol et touche le mur du fond à 3 cm au-dessus du sol. Autour des équinoxes de mars et de septembre, avec le Soleil de midi vers 52°, la bande ensoleillée pénètre d’environ 0,3 m. L’affichage donne les valeurs pour n’importe quelle date et heure solaire entre 7 h 00 et 17 h 00. Au début de l’été, le matin, le Soleil se lève au nord-est : il est donc derrière la maison et rien n’atteint le maru.

Les relevés montrent que la profondeur de l’avant-toit s’accorde avec ces angles. Ils ne montrent pas que les bâtisseurs l’aient calculée à partir d’eux, et les sources décrivent cette profondeur comme le résultat conjoint de la structure, de la pluie et du soleil. La pente du toit joue aussi : les chevrons d’égout sont posés à seulement 4 à 5 chi pour 10 (21,8° à 26,6°), en partie pour qu’un avant-toit profond n’assombrisse pas la maison.

Où va la fumée sous une pièce à ondol

Activez Allumer le feu et Voir l’intérieur. Le sol de la pièce est un radiateur. L’article du Service du patrimoine de Corée sur la culture de l’ondol, de Nam Hae-gyeong de l’Université nationale de Jeonbuk, énumère les parties dans l’ordre : le foyer (agungi), les dalles du sol (gudeuljang), le buneomgi, les conduits (gorae), le gaejari, le tunnel de fumée et la cheminée.

Le feu brûle à la bouche, du côté ouest. Sa chaleur se rassemble dans une chambre appelée hamsil, puis passe par-dessus un seuil bas, le buneomgi. Le seuil répartit la chaleur dans tous les conduits et empêche la cendre d’être emportée avec elle. Au-delà du seuil, la flamme et la fumée courent par quatre canaux parallèles entre des murets bas d’argile et de pierre. Leur sol monte vers l’extrémité de sorte que, comme le dit l’encyclopédie, la flamme continue du côté chaud de la pièce vers le côté frais. Au bout, les gaz tombent dans le gaejari, une tranchée creusée plus profond que les conduits, où la suie et la cendre se déposent et peuvent être dégagées. Un tunnel conduit alors la fumée à la cheminée derrière la maison.

Des pierres plates posées sur les murets des conduits forment le sol. Elles sont irrégulières, et les joints entre elles sont bourrés de petites pierres et d’argile pour que la fumée ne fuie pas dans la pièce. La pierre au-dessus de la chambre, la hamsil-jang, est plus grande et plus épaisse parce que c’est là que la chaleur est la plus forte. La chaleur atteint une personne assise sur le sol par conduction. Les pierres chaudes rayonnent aussi dans la pièce, et l’air au-dessus d’elles se met à circuler.

Pourquoi un bout de la pièce est plus chaud

Les couleurs des pierres viennent d’un modèle simple, pas de mesures. Il suppose des gaz à 400°C dans la chambre, qui se refroidissent avec la distance le long du conduit, et laisse chaque pierre tendre vers un cinquième de l’écart entre la température des gaz et celle de l’air extérieur, à 5°C. Quand le feu brûle depuis un moment, les pierres les plus proches du feu atteignent environ 62°C et celles près du gaejari environ 23°C. Les valeurs réelles dépendent du combustible, de la pierre, de l’épaisseur de l’argile et de la durée du feu, et varient d’une maison à l’autre. La forme du résultat, elle, ne change pas : le bout de la pièce proche du feu, l’araetmok, est le côté chaud, et le bout opposé, le witmok, est plus frais.

Pourquoi il n’y a pas de feu sous le maru

Le maru repose sur de courts piliers, avec de l’air dessous. Son plancher est de type umul-maru, de courtes planches ajustées entre de lourdes traverses, que le Musée national du folklore décrit comme une façon de poser un plancher que l’on ne trouve que dans la construction coréenne. Il n’y a pas de plafond, donc les chevrons restent visibles, et le devant est ouvert sur la cour. Le daecheong, la salle principale, était l’endroit où la famille vivait en été et où se tenaient les rites ancestraux. En hiver, la vie se déplaçait dans la pièce à ondol. Dans le modèle, le maru reste aux 5°C de l’air extérieur pendant que la pièce voisine se réchauffe.

Là où le modèle est plus simple qu’un vrai hanok

Les vrais avant-toits se relèvent aux angles et se creusent vers le milieu en plan, et un toit à croupes et pignons ajoute des chevrons d’angle en éventail autour d’un arêtier. Le toit à deux pans du modèle est rectiligne. Ses chevrons sont régulièrement espacés, sans clous de chevron, et le lit d’argile est dessiné d’un seul bloc. Le feu brûle droit dans la chambre, comme dans un foyer hamsil, sans cuisine ni fourneau devant. Les conduits sont rectilignes ; l’encyclopédie relève aussi des tracés en éventail, en vis-à-vis, coudés et en retour. Les assemblages sont montrés à un seul poteau sur le socle plutôt qu’à chaque jonction de la charpente.

Une charge de toit calculée : tuiles, argile et un poteau

Activez Chemin des charges et des lignes orange montrent où va le poids du toit. Cette section met des chiffres dessus. Une revue de la littérature sur les bâtiments coréens en bois, compilée pour l’Institut national de gestion des catastrophes, énumère les couches d’un toit selon leur poids par mètre carré. Pour un hanok ordinaire, elle donne 150 kgf/m² pour les tuiles, 160 pour la couche de chaux et d’argile, 160 pour le lit d’argile, 50 pour le bois de remplissage dessous (jeoksim) et 15 pour les planches sur les chevrons, soit 535 kgf/m² au total. Chaque couche d’argile est prise à 10 cm d’épaisseur pour 1600 kgf/m³. Le lit, le remplissage et les planches listés totalisent 33 cm avant les tuiles. Le modèle emploie une couche simplifiée de 30 cm. Ici, la valeur du relevé est une hypothèse d’illustration, pas une charge mesurée pour ce modèle ni une recommandation de dimensionnement.

Prenons le toit du modèle. Le long du faîte, il s’étend sur 4,8 m entre les poteaux de pignon plus 0,6 m de débord à chaque bout, soit 6,0 m en tout. Dans l’autre sens, chaque pan a une course horizontale de 1,2 m jusqu’à la ligne de poteaux plus l’avant-toit de 1,3 m, soit 2,5 m. Les chevrons montent de 5 pour 10, donc la longueur inclinée vaut 2,5 m ÷ cos 26,6° = 2,80 m. Deux pans donnent 6,0 × 2 × 2,80 = 33,5 m² de toit. À 535 kgf/m², cela fait environ 17 900 kgf, soit 176 kN, à peu près 18 tonnes, reposant sur six poteaux. Les chevrons, pannes et poutres pèsent en plus, ce que cette estimation laisse de côté.

Répartissons maintenant. Une moitié du toit va à la ligne de poteaux avant et l’autre à la ligne arrière. Le long de chaque ligne, les trois poteaux reçoivent une bande de toit aussi large que la distance aux milieux de chaque côté. Chaque poteau d’extrémité prend 0,6 m de débord plus une demi-travée, soit 1,8 m sur 6,0 m, ce qui fait 30 pour cent. Le poteau du milieu prend 2,4 m, 40 pour cent. Le poteau du milieu porte donc 0,4 × 8970 kgf = 3590 kgf (35 kN), et chaque poteau d’extrémité 2690 kgf (26 kN). Un poteau de 24 cm a une section de 452 cm², donc le poteau du milieu est comprimé à 3590 ÷ 452 = 7,9 kgf/cm², soit 0,78 MPa. Le même rapport dit que les poteaux et les poutres des bâtiments traditionnels sont assez gros pour la charge du toit. Les ennuis des vieux bâtiments commencent aux assemblages, où une entaille retire du bois et où la contrainte s’accumule dans ce qui reste.

Le tableau du rapport montre aussi à quel point un toit de palais diffère. Pour le Geunjeongjeon du Gyeongbokgung, il donne une moyenne de 956,5 kgf/m² dans une fourchette de 750 à 1163, contre 735 pour le Daehanmun du Deoksugung et 575 pour la salle principale du Heungguksa. Couvrir le modèle d’un toit comme celui du Geunjeongjeon mettrait 33,5 × 956,5 = 32 000 kgf sur les mêmes six poteaux, 1,8 fois plus. Le rapport met aussi en garde sur les avant-toits. Quand le toit est lourd, la charge au bout des chevrons agit comme un levier et peut soulever et fendre les pièces qui se joignent de l’autre côté de la panne.

Tout cela repose sur la valeur de 535 kgf/m². Une vraie maison peut avoir moins d’argile, un toit refait ou de la neige dessus.

Quelle profondeur pour un avant-toit : résolution selon le soleil

Le curseur Profondeur de l’avant-toit change deux choses à la fois. Un avant-toit plus long avance plus loin et, comme les chevrons descendent en pente, son bout est aussi plus bas. Dans le modèle, le bout du chevron est à 3,58 − 0,5 × d mètres au-dessus du sol, où d est le débord en mètres. Pour d = 1,3 m, cela fait 2,93 m. Le sol du maru est à 0,85 m, donc le bout se tient à 2,73 − 0,5 × d au-dessus du sol, soit 2,08 m pour la valeur par défaut.

Un rayon de soleil qui passe juste au bout de l’avant-toit parcourt horizontalement (hauteur du bout au-dessus du sol) ÷ tan(hauteur du Soleil) avant de toucher le sol. Au solstice de juin, la hauteur de midi est de 75,9° et tan = 3,99, donc le rayon avance de 2,08 ÷ 3,99 = 0,52 m vers l’intérieur et tombe à 1,3 − 0,52 = 0,78 m en dehors de la ligne de poteaux avant, au niveau du sol. Le sol est à l’ombre. Au solstice de décembre, la hauteur est de 29,0° et tan = 0,554, donc le rayon avance de 2,08 ÷ 0,554 = 3,75 m, soit 2,45 m à l’intérieur de la ligne de poteaux. Le sol fait 2,4 m de profondeur : la lumière atteint le mur du fond.

Demandons maintenant quelles profondeurs remplissent les deux rôles. L’ombre d’été à midi exige d ≥ (2,73 − 0,5d) ÷ 3,99, ce qui donne d ≥ 0,61 m. La lumière d’hiver sur le mur du fond exige (2,73 − 0,5d) ÷ 0,554 ≥ d + 2,4, ce qui donne d ≤ 1,33 m. Dans le modèle, la fenêtre à midi aux solstices va de 0,61 à 1,33 m, et la valeur par défaut de 1,3 m se tient à son bord supérieur. L’affichage concorde :

Chaque valeur est mesurée depuis la ligne de poteaux avant, au niveau du sol. « Bord à l’extérieur » signifie que le bord de l’ombre se trouve à cette distance en dehors de la ligne : tout le sol est donc à l’ombre. Un avant-toit de 2,0 m, bien au-delà des 1,3 m relevés pour les maisons, ne laisserait que 1,12 m de soleil d’hiver à midi. C’est un résultat des hauteurs du modèle et de son toit à deux pans rectiligne. Il ne montre pas que les bâtisseurs aient résolu cette équation, et les sources décrivent la profondeur de l’avant-toit comme le résultat conjoint de la structure, de la pluie et du soleil. Il montre en revanche pourquoi une profondeur proche de 1,3 m fonctionne à la latitude de Séoul avec ces proportions.

Combien de chaleur un sol de pierre peut stocker

Le feu brûle quelques heures et la pièce reste chaude bien plus longtemps, parce que le sol de pierre stocke la chaleur. Voici un compte approximatif avec des valeurs supposées. Admettons des pierres de sol de 8 cm d’épaisseur (supposé), d’une masse volumique de 2600 kg/m³ et d’une chaleur massique de 0,8 kJ/(kg·K), valeurs typiques d’une pierre de type granite. La pièce de 2,4 m sur 2,4 m fait 5,76 m², donc la pierre pèse 5,76 × 0,08 × 2600 = 1200 kg.

La température visée par le modèle pour une pierre est 5°C + 0,2 × (température du gaz − 5°C), le gaz se refroidissant selon 5°C + 395°C × e^(−s ÷ 1,6 m) le long du trajet s depuis la chambre. Cela donne des cibles de 74°C à s = 0,22 m près du feu, 47°C à 1 m, 28°C à 2 m et 24°C à 2,26 m près du gaejari. En moyenne sur la pièce (s de 0,22 à 2,62 m), la cible est d’environ 41°C. Ce sont des températures vers lesquelles les pierres tendent. Les 62°C et 23°C cités plus haut sont ce que les pierres ont atteint après le chauffage par défaut du modèle, donc les pierres proches du feu sont encore en dessous de leur cible de 74°C.

Supposons que le sol garde en moyenne 41°C et refroidisse jusqu’à 25°C. Il restitue alors 1200 kg × 0,8 kJ/(kg·K) × 16 K = 15 MJ, soit 4,2 kWh. Étalé sur huit heures, cela fait environ 520 W, proche d’un petit radiateur électrique. Le calcul montre pourquoi l’épaisseur du sol compte : réduisez la pierre de moitié et le même feu stocke moitié moins. Un vrai sol a aussi de l’argile et du papier au-dessus des pierres, qui ajoutent de la masse et retiennent plus de chaleur, et la pièce perd de la chaleur par ses murs et ses portes à un rythme que cette page ne donne pas. Ce chiffre illustre la façon dont la pierre stocke la chaleur et n’est pas une prévision pour une maison donnée. L’article du Service du patrimoine de Corée sur la culture de l’ondol nomme la conduction, le rayonnement et la convection comme les voies par lesquelles la chaleur atteint les gens, et la chaleur stockée entretient les trois après l’extinction des flammes.

Ce qui arrive à un assemblage chevillé lors d’un séisme

Un assemblage taillé dans le bois et tenu par une cheville n’est ni rigide ni articulé. Un article sur Dongdaemun (Heunginjimun, classé Trésor coréen no 1) paru dans The Scientific World Journal dit que les liaisons entre ses poteaux et ses poutres ne sont ni rigides ni articulées, parce que les pièces sont ajustées par des assemblages fixés par des chevilles de bois, ce qui rend la raideur de l’ensemble difficile à estimer. Le comportement de la charpente dépend donc des assemblages et du poids qui repose sur eux.

Le relevé qui donne les charges de toit énumère aussi des mesures de vibration de 16 bâtiments historiques en bois, prises avec des capteurs de microtrépidations qui captent le minuscule mouvement du sol et du bâtiment. Les fréquences propres vont de 1,15 Hz à 3,66 Hz : un bâtiment met donc environ 0,3 à 0,9 s pour osciller une fois. L’amortissement du tableau va d’environ 1,5 à 4,2 pour cent de l’amortissement critique. C’est un taux d’amortissement, pas le pourcentage d’énergie perdue à chaque oscillation. Le frottement et le glissement aux assemblages peuvent dissiper de l’énergie, mais les mesures n’isolent pas cette contribution du reste de chaque bâtiment. Une étude d’un assemblage japonais chevillé, apparenté à ces assemblages coréens sans leur être identique, décrit un mécanisme semblable. Un essai cyclique japonais sur un poteau et une poutre de liaison traversante avec une cheville a trouvé une hystérésis de type glissement propre aux assemblages de bois : l’assemblage cède un peu en frottant, puis se raidit de nouveau quand les pièces s’appuient l’une sur l’autre.

Pourquoi le poids aide-t-il ? Le relevé le dit directement. Quand la charge du toit augmente, la raideur des assemblages et des liaisons dessous augmente aussi, mais au-dessus d’une certaine charge le bâtiment se déforme et se fissure. L’inertie sismique croît avec la masse pour une accélération donnée, et le toit représente une grande part de la masse de ces bâtiments en bois. La pression du vent dépend en revanche de la vitesse du vent, de la surface exposée et de la forme aérodynamique ; elle n’est pas proportionnelle à la masse du bâtiment. Un ordre de grandeur donne l’échelle. Si le toit de 176 kN du modèle se déplaçait comme un bloc rigide avec le sol et que le sol accélérait à 0,1 g, la force horizontale serait de 0,1 × 176 = 17,6 kN. Cette force s’exerce bien au-dessus de la base, à environ 3,5 m, là où se trouvent les pannes, donc les poteaux et les assemblages à leur tête et à leur pied doivent résister au balancement.

Trois vrais bâtiments en comparaison

Le relevé de 2010 et le Service du patrimoine de Corée fournissent assez de données pour mettre trois bâtiments à côté du modèle.

Muryangsujeon, Buseoksa (Trésor national no 18). Le Portail du patrimoine indique que le pavillon actuel a été reconstruit en 1376 et démonté pour réparation en 1916. Il compte cinq travées en largeur et trois en profondeur, dans le style de consoles jusimpo, avec un toit à pignons et croupes. Le relevé donne son poids à 1380 kN, ses fréquences propres à 2,00 Hz et 2,39 Hz dans les deux directions horizontales, et son amortissement à 1,5 et 1,8 pour cent. Le même rapport illustre des renforts de fer et des boulons d’ancrage à ses poutres et à ses consoles.

Sungnyemun (Namdaemun), Séoul. Le relevé donne un poids de 1049 kN, des fréquences de 2,12 Hz et 1,56 Hz en 2004 et un amortissement de 1,7 et 1,8 pour cent. Le rapport dit que des bandes de fer ont été trouvées sur son bois quand la porte a été démontée pour réparation dans les années 1960, et que la porte a brûlé en 2008.

Geunjeongjeon, Gyeongbokgung. Ici, c’est le toit qui compte. Sa moyenne de 956,5 kgf/m² vaut environ 1,8 fois les 535 du hanok ordinaire, et le relevé range ce pavillon parmi les bâtiments réparés par ajout de pièces de bois sur des éléments abîmés.

À côté du modèle, les vrais pavillons sont bien plus lourds. Le Muryangsujeon, à 1380 kN, pèse environ huit fois plus que le seul toit du modèle. Plusieurs des plus grands pavillons se situent entre 1 et 3 Hz, mais l’ensemble du relevé monte jusqu’à 3,66 Hz. Ces observations décrivent les bâtiments relevés, pas une règle de fréquence pour toute charpente de bois.

Idées reçues courantes

« Un hanok ne tient que par ses assemblages. » Le poids compte autant. Un assemblage qui paraît lâche sur un établi est pressé fermement par le toit au-dessus. L’article du Service du patrimoine de Corée ajoute que des clous de chevron et des bandes de fer sont employés par endroits.

« Un avant-toit plus profond est toujours mieux. » Le tableau ci-dessus montre le contraire. À 2,0 m, le soleil d’hiver ne pénètre que de 1,12 m dans le sol, et le relevé avertit que la charge au bout de l’avant-toit agit comme un levier sur le toit.

« L’ondol chauffe la pièce avec de l’air chaud. » La pièce est chauffée surtout par les pierres, par conduction dans tout ce qui touche le sol et par rayonnement de la surface chaude, avec une convection au-dessus. La fumée n’entre pas dans la pièce.

« Un toit plus lourd fait une maison plus solide. » Un toit plus lourd aide les assemblages à s’appuyer l’un sur l’autre jusqu’à un certain point. Au-delà, la charpente se déforme, et lors d’un séisme la masse est aussi la source de la force.

« Les températures à l’écran sont des mesures. » Elles viennent d’une formule simple, comme cette page le dit à plusieurs endroits. Les vrais sols diffèrent selon le combustible, la pierre et l’argile.

Regarder la maison se monter

À l’ouverture de la page, la maison se monte devant vous. Le Centre national du hanok énumère l’ordre d’un chantier de hanok : choisir et préparer le terrain, poser les pierres d’assise, dresser le bois, puis assembler la charpente. Les poteaux se dressent en premier, les poutres et les pannes se posent dessus, puis viennent les chevrons et les planches de toit. La levée de la panne faîtière est marquée par une cérémonie appelée sangnyang, parce qu’elle achève la structure principale. Viennent ensuite l’argile et les tuiles, l’ossature des murs et les murs d’argile, et enfin les finitions : ondol, plancher du maru, garde-corps et portes.

Le modèle rejoue cet ordre en six secondes environ : estrade et pierres d’assise, poteaux, poutres, pannes, chevrons, argile et tuiles, murs et portes, maru, puis l’ondol. Une légende nomme chaque étape à mesure qu’elle se pose. Sur un téléphone lent, ou quand le système demande de réduire les animations, la maison démarre terminée. Reconstruire, dans l’onglet Commandes, rejoue la séquence une fois de plus, et un clic sur le modèle saute jusqu’à la fin.

Les murs viennent après le toit parce qu’ils ne portent rien. La charpente de poteaux, de poutres et de pannes prend tout le poids du toit, et l’argile ne fait que remplir les espaces entre les poteaux.

Une maison au fil de l’année

La barre en haut de la scène (en bas sur un téléphone) bascule entre printemps, été, mousson, automne et hiver. Chaque bouton règle aussi la date, donc le Soleil se déplace avec elle : 21 mars, 21 juin, 15 juillet, 23 septembre et 21 décembre. Déplacer le curseur Date change aussi la saison. Le modèle compte mars à mai comme le printemps, juin à août comme l’été, septembre à novembre comme l’automne et décembre à février comme l’hiver. Dans l’été, il marque du 25 juin au 26 juillet comme la mousson, la normale 1991-2020 de l’Administration météorologique coréenne pour la région centrale, période où il tombe en moyenne environ 378 mm de pluie.

Ce qui change sur la scène :

• le ciel, la lumière et la couleur de la cour (neige en hiver, sol mouillé pendant la mousson) ;
• un plaqueminier à côté de la maison, en fleurs, en pleines feuilles, rouge en automne et nu en hiver avec quelques fruits restés aux branches ;
• de la neige sur le toit et des flocons en hiver, de la pluie et l’égouttement du toit pendant la mousson, des feuilles qui tombent en automne ;
• les portes : ouvertes en été et pendant la mousson, fermées les autres saisons ;
• un mannequin sans visage de 1,7 m de haut, debout là où l’on passait la saison : sur le maru en été, dans la cour au printemps et en automne, à côté du foyer en hiver.

Le temps et les couleurs sont des images. Le Soleil, les valeurs d’avant-toit et la ligne d’égouttement sont calculés.

Où la pluie tombe pendant la mousson

La pluie coule dans les canaux de tuiles et tombe de l’avant-toit sur une ligne le long de tout le toit. Pendant la mousson, l’affichage donne l’endroit où cette ligne rencontre le sol, mesuré depuis le bord de l’estrade de pierre. L’estrade dépasse les lignes de poteaux de 0,9 m et les tuiles du modèle dépassent le bout des chevrons de 6 cm : tout avant-toit de plus d’environ 0,85 m laisse donc son eau tomber au-delà de la pierre. À la valeur par défaut de 1,3 m, elle tombe à 0,46 m au-delà du bord, ce qui correspond au but donné par l’article du Service du patrimoine de Corée sur les avant-toits : l’égouttement tombe en dehors de l’estrade, loin du pied des poteaux.

Votre latitude et l’avant-toit

La section Votre latitude et l’avant-toit de l’onglet Commandes déplace la maison à une autre latitude. Choisissez une ville, faites glisser la latitude, ou utilisez Utiliser ma position (le navigateur demande d’abord ; seule la latitude est utilisée, sur cette page, et rien n’est enregistré). Le Soleil de la scène suit aussitôt.

Pour chaque latitude, le panneau calcule deux limites pour cette maison modèle à midi solaire aux solstices. L’avant-toit le plus court qui garde le soleil de juin hors du maru est d = 2,73 ÷ (tangente de la hauteur du Soleil de midi en juin + 0,5). L’avant-toit le plus long qui laisse encore le soleil de décembre atteindre le mur du fond est d = (2,73 − 2,4 × t) ÷ (t + 0,5), où t est la tangente de la hauteur de midi en décembre. L’avant-toit conseillé est la plus longue des deux limites arrondie vers le bas au pas du curseur, parce que cet avant-toit écarte aussi le plus de pluie.

Ce sont des valeurs du modèle : les hauteurs de cette maison, une pente de chevrons rectiligne de 26,6°, un sol de 2,4 m de profondeur et le Soleil à midi solaire. Près de l’équateur, le Soleil de midi en juin se trouve au nord du zénith, donc un avant-toit au sud n’est pas nécessaire pour l’ombre d’été, et le Soleil d’hiver est trop haut pour atteindre le mur du fond d’une pièce de 2,4 m, quel que soit l’avant-toit. Loin au nord, la fenêtre entre les limites s’élargit et les 2,0 m du curseur deviennent la limite. Au sud de l’équateur, une maison fait face au Soleil vers le nord, donc le panneau emploie les mêmes valeurs en miroir.

Nourrir le feu à la main

La bouche du foyer est à l’extrémité ouest de l’estrade, face à la cour. Cliquez dessus (ou touchez-la) pour mettre une charge de bois ; le bouton Foyer de la barre de la scène tourne la vue vers elle. Chaque charge ajoute 40 pour cent d’un feu plein et se consume en environ 45 secondes de temps du modèle, donc le sol refroidit de nouveau tant qu’on n’ajoute pas de bois. Allumer le feu garde le feu plein, comme si quelqu’un restait au foyer. Avec Voir l’intérieur activé, les pierres les plus proches du feu se réchauffent d’abord et le bout opposé suit. Ces valeurs de chaleur sont les mêmes valeurs supposées que dans la section sur la dalle ci-dessus.

À l’ouverture de la page, la maison est terminée avec un petit feu déjà allumé, donc de la fumée monte de la cheminée basse derrière la maison. Ce feu d’ouverture ne compte pour aucun défi.

Ouvrir la maison pour l’été

Cliquez sur les portes du modèle ou appuyez sur Ouvrir les portes. Les deux portes en papier de devant la pièce s’ouvrent vers l’extérieur sur leurs gonds. Les quatre portes pliantes entre la pièce et le maru, appelées bunhapmun, se relèvent vers les chevrons du maru. Le Musée national du folklore décrit ce type de porte comme deureoyeolgae : quand toutes les portes sont suspendues en été, la pièce et le daecheong ne forment plus qu’un seul espace ouvert et frais. L’Encyclopédie de la culture coréenne dit que les portes d’un daecheong sont pliées et attachées à des crochets appelés deulsoe en été. Le modèle soulève chaque porte d’une pièce ; les vraies se plient d’ordinaire d’abord par deux.

Catalogue, défis et trouvailles cachées

Le catalogue, à la fin de l’onglet Commandes, compte 46 fiches avec une source pour chacune : 13 assemblages et entures, 14 sortes de tuiles de toit, 11 bâtiments coréens, des palais aux maisons de village, et 8 maisons traditionnelles d’ailleurs, des fermes gassho de Shirakawa-go aux maisons à cour de Pékin, aux tulou de terre du Fujian, au ger mongol, aux trulli d’Alberobello, aux maisons-tours de Shibam, aux maisons à pans de bois de Quedlinbourg et aux maisons de terre de Yazd. Un assemblage ou une tuile ouvre son emplacement sur le modèle. Un bâtiment règle la latitude, donc les limites d’avant-toit changent pour ce lieu.

Il y a 13 défis, comme emboîter un assemblage sagae à la main, ombrager le maru en juin avec un avant-toit de 1,0 m ou moins, et chauffer le sol à 40°C. Ils ne comptent qu’après votre propre action, jamais pendant la scène d’ouverture, le guide ou la lecture automatique, et ils sont conservés dans ce navigateur. Dix trouvailles cachées s’ouvrent quand le modèle atteint certains états.

Essayez-le à l’écran

1. Réglez Date sur le 21 juin et Heure solaire sur 12:00, puis faites glisser Profondeur de l’avant-toit de 0,6 à 2,0. Comparez le bord de l’ombre avec le tableau ci-dessus. À 0,6 m, la lumière atteint tout juste la ligne de poteaux avant.
2. Réglez Date sur le 21 décembre et cherchez la plus grande Profondeur de l’avant-toit pour laquelle la lumière atteint encore le mur du fond. Elle doit être proche de 1,33 m, donc 1,35 doit être insuffisant.
3. Réglez Date sur le 21 mars et montez Profondeur de l’avant-toit à 1,6. L’affichage doit montrer le sol entièrement à l’ombre à midi.
4. Réglez Assemblage sur 0 et tirez Démonter l’assemblage vers le haut. La pièce du dessus sort avant celle du dessous. Réglez ensuite Assemblage sur 1 et comparez la façon dont la queue d’aronde se dégage.
5. Activez Chemin des charges et suivez les lignes orange du faîte aux pierres d’assise. Trouvez le poinçon qui amène la charge du faîte au milieu de la poutre.
6. Activez Voir l’intérieur et Allumer le feu, et regardez quelles pierres changent de couleur en premier. Comparez les bouts proche et lointain avec les cibles de la section sur la chaleur.
7. Appuyez sur Mousson et faites glisser le bouton rouge au bout de l’avant-toit vers la maison. Cherchez la profondeur à laquelle la ligne d’égouttement passe de la cour à l’estrade.
8. Appuyez sur Foyer et cliquez trois fois sur la bouche du foyer. Regardez le côté chaud dépasser 40°C avec Voir l’intérieur activé.
9. Choisissez Oslo dans la section sur la latitude, puis Singapour, et comparez les avant-toits conseillés avec le tableau ci-dessus.
10. Choisissez l’assemblage sagae, tirez sa poutre du dessus hors du poteau et repoussez-la vers le bas jusqu’à ce qu’elle se bloque.

Une brève histoire de l’ondol et du maru

Selon le Musée national du folklore, les plus anciens conduits en L trouvés en Corée du Sud se situent sur un site d’habitat semi-enterré à Seodun-dong, Suwon, au début de l’âge du fer. Un sol chauffé couvrant toute une pièce était, selon l’opinion dominante, au point à la fin de la période Goryeo, mais il est resté longtemps d’un usage parcimonieux dans les grandes maisons. Il s’est répandu dans toutes les régions et toutes les classes au XVIIe siècle, époque d’hivers rudes et de sécheresses. On pense que l’association d’un plancher de bois surélevé et d’un sol à ondol sous un même toit a commencé vers la fin du Goryeo. La culture de l’ondol a été classée Patrimoine culturel immatériel national le 30 avril 2018.