Francia | Edifici monumentali

Il restauro del tamburo e della cupola del Pantheon di Parigi

Un grande cantiere di restauro che comprende un ponteggio alto oltre 90 metri, a chiudere in un enorme involucro l’intera cupola, che scarica il proprio peso solamente su quattro pilastri, posti all’esterno del grande edificio e in grado di sopportare in modo autonomo anche la forte spinta del vento senza danneggiare le strutture storiche.

A Parigi sono attualmente in corso i lavori di restauro della cupola e del tamburo del Pantheon; per tali lavori è stato realizzato quello che può certamente essere considerato uno dei più grandi cantieri installati per il restauro di un monumento.
Il cantiere, infatti, comprende un ponteggio alto oltre 90 metri, che ha chiuso in un enorme involucro l’intera cupola, scaricando il proprio peso solamente su quattro pilastri, posti all’esterno del grande edificio e in grado di sopportare in modo autonomo anche la forte spinta del vento senza danneggiare le strutture storiche.

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Il cantiere è stato installato per la realizzazione di lavori di restauro delle superfici lapidee esterne del grande tamburo quadrato, del colonnato sovrastante e della lanterna, per il restauro delle grandi finestre, per la sostituzione delle lastre di piombo della cupola e per la realizzazione di nuove impermeabilizzazioni di piombo delle terrazze e per consolidare le strutture con nuove cerchiature della cupola.
Già negli anni passati il grande edificio era stato sottoposto a interventi di restauro delle murature perimetrali e di impermeabilizzazione dei catini interni, ma erano ormai divenuti improcrastinabili anche lavori di restauro delle superfici esterne più alte fortemente degradate: il grande tamburo e la cupola.

Il Pantheon di Parigi.

Il Pantheon di Parigi.

La necessità primaria di interventi di restauro delle superfici esterne, oltre alle opere di pulizia, manutenzione e impermeabilizzazione comunque necessarie per ogni edificio, deriva per il Pantheon dal fatto che il monumento è realizzato interamente con una tecnica detta «pietra armata» utilizzando la cosiddetta «pietra di Parigi», una pietra sedimentaria, con inclusioni organiche, di modesta durezza, facile da tagliare e lavorare, ma, proprio per queste caratteristiche, soggetta a fenomeni di corrosione, di degrado, di aggressione chimica e di frattura.

Il tamburo e la cupola.

Il tamburo e la cupola.

In realtà il grande edificio era, ed è ancora, interessato anche ad altre problematiche strutturali connesse alle caratteristiche delle sue strutture, innovative per l’epoca, e alla fragilità delle murature indotta dalla presenza al loro interno di un alto numero di staffe e armature di ferro. Tali caratteristiche costruttive, che hanno prodotto nel grande monumento numerose fratture nelle pietre, hanno reso l’edificio oggetto, fino dagli anni della sua progettazione ed esecuzione, di aspre critiche e di un dibattito ormai bi-secolare, che lo ha reso famoso nella storia delle costruzioni. Per la caduta di pietre dai plafonds interni il monumento è rimasto chiuso ai turisti per vari anni tra la fine del secolo scorso e i primi anni di quello attuale. Nel 2006 è stato riaperto dopo alcuni interventi di bonifica, comunque non risolutivi di tale problematica.

Schema dell’organizzazione costruttiva: il tamburo poggia su quattro grandi arconi che trasferiscono la loro spinta ai muri perimetrali.

Schema dell’organizzazione costruttiva: il tamburo poggia su quattro grandi arconi che trasferiscono la loro spinta ai muri perimetrali.

I restauri in corso. I restauri attualmente in corso sono essenzialmente finalizzati al restauro delle superfici esterne (pietre, armature metalliche e piombo) del tamburo e della cupola e prendono in considerazione solo in modo marginale i principali problemi statici. Le pietre erano in molti casi aggredite dagli agenti atmosferici, in altri casi fratturate per colpa delle staffe: in particolare erano presenti preoccupanti fratture negli elementi lapidei scolpiti come i capitelli e in quelli particolarmente esposti, come quelli della lanterna. Anche le lastre di piombo che rivestivano la cupola presentavano segni di distacco e sono state oggetto di interventi di sostituzione. Per il miglioramento statico è stato deciso di aggiungere tre cerchiature alla cupola.

Modello numerico di un quarto di cupola.

Modello numerico di un quarto di cupola.

I problemi del ponteggio. Le maggiori difficoltà, anche economiche, sono state incontrate per la realizzazione del ponteggio: il ponteggio, infatti, doveva arrivare fino alla sommità della lanterna, doveva essere impermeabile per consentire di lavorare anche nella cattiva stagione, doveva sostenere una gru più alta della sommità della cupola, doveva essere autoportante – nel senso che il proprio peso non poteva essere scaricato sulla cupola, così come l’incremento della spinta del vento sulla maggiore superficie esposta non poteva essere trasmesso alle antiche strutture.
È stato pertanto necessario costruire una robusta e grandiosa struttura reticolare con quattro piloni posti a una distanza di circa 35 metri tra loro e con una piattaforma posta a circa 40 metri di quota. La struttura doveva avere adeguata resistenza e rigidezza anche alle azioni orizzontali prodotte dal vento. Le fondazioni sono state realizzate con una palificata.

Tra la cupola intermedia e quella esterna.

Tra la cupola intermedia e quella esterna.

Sopra la piattaforma è stato costruito un cilindro reticolare, intorno al colonnato del tamburo, e un tronco di cono, ugualmente a struttura reticolare, posto intorno alla cupola e alla lanterna.
Il collegamento tra il ponteggio e la cupola è stato limitato ad alcune molle poste alla base della cupola e calcolate in modo da trasferire alle strutture murarie solo una quota parte della spinta del vento, corrispondente alla spinta del vento agente normalmente sulla cupola senza il ponteggio.

L’intradosso della cupola esterna e il contatto con la lanterna.

L’intradosso della cupola esterna e il contatto con la lanterna.

Il criterio è stato pertanto quello di non aumentare le normali sollecitazioni agenti sul monumento. Per sicurezza, le molle sono state monitorate, come altre parti significative del monumento, al fine di controllare le sollecitazioni trasmesse dal ponteggio alle antiche strutture e controllare anche il comportamento del monumento stesso durante i lavori.
Il risultato è stato estremamente positivo perché anche con venti di velocità di circa 70 km/ora il ponteggio è riuscito ad assorbire la quasi totalità delle spinte orizzontali.

L’interno del Pantheon.

L’interno del Pantheon.

Il problema del piombo. Uno dei problemi, imprevisti, che ha rallentato i lavori e che ha indotto incrementi di costi, è stata la presenza di una notevole quantità di polveri di piombo rilevata sulle superfici delle pietre. La presenza del piombo, imputabile all’inquinamento atmosferico, non permetteva di operare normalmente le lavorazioni in sicurezza per la salute degli operai.

I plafonds, realizzati in lastre di pietra di circa 25 cm.

I plafonds, realizzati in lastre di pietra di circa 25 cm.

La rilevanza del fenomeno ha imposto particolari attenzioni:
– gli operai hanno dovuto lavorare protetti da tute e maschere che dovevano essere sostituite ogni giorno;
– l’accesso e l’uscita dal cantiere sono stati organizzati in modo che gli operari passassero attraverso vasche di lavaggio delle scarpe e di ogni elemento che poteva diffondere la polvere di piombo;
– le lavorazioni di pulizia e di taglio della pietra sono state realizzate con tecniche che hanno garantito l’asportazione meccanica, il lavaggio con recupero dell’acqua o l’assorbimento delle polveri con impacchi.

La cupola interna.

La cupola interna.

Il problema della sostituzione dei capitelli. A causa dei fenomeni di aggressione atmosferica, le volute di molti capitelli presentavano pericolose fratture, peraltro assai difficili da consolidare. La decisione è stata quella di sostituire i capitelli antichi con nuovi realizzati in modo identico dai bravi scalpellini francesi.
La maggior difficoltà è consistita negli aspetti meccanici della sostituzione dei grossi elementi lapidei: le architravi sono state sostenute con ponteggi, i capitelli, tagliati, sono stati rimossi e al loro posto sono stati rimessi capitelli nuovi con le volute abbozzate. La lavorazione di fino è stata realizzata in opera.

Il colonnato del tamburo.

Il colonnato del tamburo.

La ricostruzione della lanterna. Il livello di aggressione dagli agenti atmosferici, di ossidazione degli elementi metallici inseriti all’interno delle murature e di frattura delle pietre della lanterna era tale che, anche per la lanterna, come per i capitelli, è stato deciso un completo smontaggio e un rimontaggio con sostituzione della maggior parte delle pietre. L’opera, realizzata con molta cura e perizia, ha portato a una lanterna nuova, ma identica nella forma di ogni pietra a quella originaria.

Pianta del Pantheon nella sua forma originaria con le finestre poi tamponate: da notare l’esigua dimensione dei pilastri e il gran numero di colonne.

Pianta del Pantheon nella sua forma originaria con le finestre poi tamponate: da notare l’esigua dimensione dei pilastri e il gran numero di colonne.

La sostituzione delle lastre di piombo della cupola. Le lastre di piombo che rivestivano la cupola non erano più quelle originarie, a causa di vari interventi di sostituzione, e i sistemi di ancoraggio non offrivano garanzie di resistenza, come dimostrato da vari sollevamenti avvenuti in occasione di eventi metereologici particolarmente intensi. Le lastre sono state pertanto interamente sostituite e ancorate con metodi più efficaci, interponendo un feltro di protezione e isolamento tra il piombo e le pietre. Dopo un lungo dibattito, è stato deciso di non rifare la doratura delle lesene, presente originariamente, ma scomparsa con il tempo e le sostituzioni.

Rondelet: pianta del tamburo con indicate le cerchiature in ferro.

Rondelet: pianta del tamburo con indicate le cerchiature in ferro.

L’impermeabilizzazione delle terrazze. Una delle cause del degrado delle pietre era l’infiltrazione di acqua piovana nelle murature attraverso le connessioni delle pietre delle terrazze, assorbita con facilità dalla pietra dotata di notevole porosità. Le indagini effettuate avevano mostrato, a conferma dei rilievi superficiali e visivi, come la quantità di acqua presente nelle pietre fosse, in alcuni casi, pari alla loro porosità: le pietre erano totalmente imbibite d’acqua. È evidente che una tale situazione favorisse l’ossidazione delle staffe, il loro rigonfiamento (nonostante si trattasse di ferro battuto) e il distacco di porzioni di pietre. Per risolvere il problema, tutti i catini presenti ai piani elevati sono stati impermeabilizzati con rivestimenti con lastre di piombo e simile operazione è in corso su tutte le terrazze del tamburo.

Rondelet: particolare delle armature delle piattabande del portico.

Rondelet: particolare delle armature delle piattabande del portico.

Le cerchiature. Come già scritto, il Pantheon è realizzato con la tecnica della «pietra armata» e all’interno delle murature sono presenti staffe e barre metalliche. Nel tamburo e nella cupola, in particolare, sono presenti numerose e robuste cerchiature, come mostrano i mirabili disegni di Rondelet che certificano, con firma autografa, della corrispondenza tra i disegni e l’eseguito (prassi corrispondente a quella dei «verbali di constatazione dei ferri», prescritti per le strutture in c.a., ma, purtroppo, spesso caduti in disuso).

La gru sopra uno dei piloni del ponteggio: altezza complessiva circa 100 m.

La gru sopra uno dei piloni del ponteggio: altezza complessiva circa 100 m.

Le vecchie cerchiature lavorano a tassi tensionali abbastanza alti e non hanno impedito assestamenti e fratture nelle pietre. Per una maggiore sicurezza futura, è stato, pertanto, deciso di aggiungere tre anelli di cerchiaggio:
– uno all’esterno della terrazza superiore del tamburo, per assorbire le spinte prodotte dalle volte della galleria circolare (realizzato con un solo cavo d’acciaio ad alta resistenza);
– uno (con due cavi) alla base delle finestre, per assorbire le spinte della cupola interna (emisferica) e della cupola mediana (con sezione a catenaria);
– uno (con due cavi) all’imposta della cupola esterna (emisferica).
Le cerchiature sono state realizzate con cavi inguainati da precompresso e tesate con tiri dell’ordine di 120KN ciascuno. I cavi sono stati protetti con lastre di teflon sagomate per alloggiare le guaine.

Operazioni di pulizia con protezioni per le polveri di piombo.

Operazioni di pulizia con protezioni per le polveri di piombo.

Il monitoraggio. Il monumento è stato sottoposto a un sistema di monitoraggio che controlla le rotazioni dei muri perimetrali, le variazioni di ampiezza delle lesioni, le variazioni di temperatura dell’aria e delle murature e la velocità del vento. Obiettivo fondamentale del sistema di monitoraggio, oltre a quello di comprendere i rapporti tra deformazioni e temperature e di controllare le conseguenze del cantiere sul monumento, è stato quello di verificare se le deformazioni plastiche che nel tempo hanno creato tanti problemi si sono ormai esaurite o se sono ancora attive. Il tempo passato è però ancora troppo breve per una simile interpretazione e il sistema di monitoraggio dovrà proseguire almeno per altri anni.

Operazioni di messa in opera di protezioni per le polveri di piombo.

Operazioni di messa in opera di protezioni per le polveri di piombo.

Tempi. Entro l’anno si prevede la chiusura del cantiere. Nonostante i ritardi dovuti alla scoperta delle polveri di piombo, l’intero cantiere ha avuto una durata di soli tre anni.

IL CANTIERE
Committente: Ministero della Cultura e della Comunicazioni di Francia
Responsabile del procedimento: arch. Yolande Gaïor, Centre des Monuments nationaux;

Da sinistra ing. Solène Dussaud, responsabile del cantiere, arch. Catherine Lefeu, amministrazione e arch. Yolande Gaior Responsabile del procedimento per il Centre des Monuments nationaux.

Da sinistra ing. Solène Dussaud, responsabile del cantiere, arch. Catherine Lefeu, amministrazione e arch. Yolande Gaior Responsabile del procedimento per il Centre des Monuments nationaux.

Progettista delle opere di restauro e direttore dei lavori: arch. Daniel Lefevre, Architect en chef des Monuments Historiques
Progettista delle opere di consolidamento: prof. arch. Carlo Blasi

Prof.Carlo Blasi, progettista delle opere di consolidamento

Prof.Carlo Blasi, progettista delle opere di consolidamento.

Arch. Daniel Lefevre, progettista e direttore dei lavori.

Arch. Daniel Lefevre, progettista e direttore dei lavori.

Impresa realizzatrice delle opere di restauro: Lefevre
Responsabile del cantiere: ing. Solène Dussaud Capocantiere: Jean Rochard
Studio per il progetto delle strutture del cantiere: Ubc Ingénierie
Realizzazione delle strutture metalliche della piattaforma del ponteggio: Paris Charpente
Ponteggi tubolari: Entrepose chafaudages
Cerchiature strutturali: Renofors

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