La construction des reliefs de montagnes

A la fin du XVIIIe siècle déjà, Franz Ludwig Pfyffer et Charles-François Exchaquet construisaient leurs reliefs à partir de leurs propres relevés et de cartes éventuellement disponibles. Les sommets de montagnes, les bifurcations de vallées et d' autres points caractéristiques étaient marqués à leur emplacement et altitude approximatifs sur une planche de bois par des pointes verticales d' une longueur correspondant à l' échelle ( clous, etc. ). Leurs extrémités fournissaient des repères 96Fragment du relief de V Oberland bernois de S. Simon et J. Reichlin, au i: ioooo, terminé en igi4 Musée alpin suisse de Berne. Phul.i Markus Lierhti, Liebefeld 97Relief du Cervin au i: 5000, construit par Xaver Imfeid en i8g6; vu du nord-est Mustr alpin suisse cl autres colletions. Photo Markus I.iechti, Liebefeld 98Relief du Cervin au 1:5000, construit par Xaver Imfeid en i8g6; vu du sud Musée alpin suisse et autres collections. Photo Markus Liechti. Liebefeld au maquettiste. En règle générale, on représentait les surfaces des lacs par des débris de miroirs et l'on restituait le dessin de la rive en les bordant de matière à modeler. La maquette du Mont Blanc d' Exchaquet est, en revanche, un des très rares exemples de reliefs obtenus par sculpture sur bois.

Un revirement total eut lieu au milieu du siècle dernier, lorsque de nouvelles méthodes cartographiques traduisirent, en Suisse et à l' étranger, les formes du terrain au moyen de courbes de niveau d' altitude et d' équidistance déterminées. Ce réseau de lignes permettait donc de préciser les formes du terrain d' une manière géométriquement plus exacte et pouvait être désormais utilisé à la construction de maquettes de montagnes. Les instituteurs, écoliers et bricoleurs connaissent le procédé: on reporte chaque courbe de niveau sur du carton, du bois à découper, du bois croisé, etc., puis on découpe ou on scie selon le dessin de la courbe; on pose ensuite chaque morceau à sa juste place et on le fixe avec de la colle ou des clous. On obtient ainsi un relief en terrasses ou en gradins. Il peut être complété et décoré en dessinant ou en peignant les cours d' eau, les routes, les maisons, les forêts, etc. Lorsque la maquette est assez plate, on colle directement les parties de la carte topographique sur les terrasses correspondantes. Ces maquettes en gradins sont d' excellents moyens de démonstration pour l' enseignement des rudiments de la géomorphologie et de la cartographie.

Une étape ultérieure consiste à remplir les gradins avec de l' argile, de la cire, du mastic ou toute autre matière modelable. On utilise aussi du Figure n: RelieJ en terrasses ou en gradins' 37 99Relief de la Suisse au 1:100000, construit par Charles Perron de i8g6 à igoo Photo Service topographique fédéral, Wabern-Berne 100 Fragment du relief de la Suisse de Charles Perron au 1:100000, montrant le sud-ouest du pays et la Savoie Photo Service topographique fédéral, Wabern-Berne 101Fragment du relief des Alpes bernoises au 1:25000, construit par Xaver Imfeid en igoH Musée alpin suisse et autres collections. Photo Markus Liechti, Licbclcld plâtre lorsque les couches sont constituées de planchettes de bois. Le façonnage de celui-ci est exposé plus loin. Le plâtre gâché serré est allongé d' eau et pressé dans les gradins de la maquette de façon à former une surface inclinée et continue. Mais il faut agir vite, car le plâtre durcit en quelques minutes.

On reporte alors sur cet espace les ruisseaux, les chemins, les routes et d' autres détails, et l'on colle des petits cubes pour les bâtiments. Les forêts sont représentées, si l' échelle est assez grande, en ha-churant finement, au moyen d' un burin bien aiguisé, une matière facile à modeler, préalablement étendue en couche mince. Ces maquettes offrent le meilleur effet pour des régions relativement petites, reproduites à des échelles assez grandes, 1: 1000 à 1: 1 o 000 environ, et comportant un relief simple mais bien marqué, telles que des crêtes morainiques, des terrasses, des ravins, etc.

Cette méthode permet, par un travail soigneux, d' obtenir des résultats excellents, mais elle comporte quelques points faibles. L' épaisseur du carton ou du bois à découper ne correspond souvent pas de façon suffisamment exacte à celle des couches, de sorte que les montagnes ainsi représentées sont trop hautes ou trop basses et leurs pentes trop ou trop peu inclinées. C' est pourquoi il faut déterminer l' échelle de la maquette avant le début du travail, calculer la hauteur correspondante des couches et acheter le matériel adéquat. Un exemple: pour une maquette au 1: 5000 et une équidistance des courbes de niveau de 20 mètres au naturel, une épaisseur de 4 mm pour chaque couche est nécessaire.

Une autre difficulté: le modelage de petites formes détaillées telles que rochers, côtes, crevasses, est malaisé parce que les nombreuses arêtes de bois, toujours présentes sous la fine couche de plâtre, entravent le modéliste dans son travail. Le plâtre et le bois, travaillant différemment après le séchage, peuvent se séparer lors de variations du taux d' humidité ou de secousses; c' est là que réside la troisième difficulté. D' ailleurs, avec les années, cela arrive de toute façon.

Nos constructeurs de reliefs alpins les plus prestigieux, tel qu' Imfeld, Simon, Meili, Reichlin et d' autres, sont venus à bout de telles difficultés de la façon suivante: à partir de la maquette en gradins de bois recouverts de plâtre, appelée « maquette brute », on réalise un moulage de plâtre par le biais d' un moule en matière gélatineuse. On reviendra sur la description de ce procédé. Ce moulage est donc un morceau de plâtre creux, susceptible d' être encore retouché. C' est la forme originale ou le prototype de la maquette à partir duquel on pourra exécuter d' autres moulages.

Comme mentionné dans l' article traitant du relief de la Suisse, de Perron, celui-ci créait ses mo-dèlesengradinsau moyen d' un pantographe muni d' une fraise. Il suivait avec la pointe sèche de son instrument les courbes de niveau de la carte. La pointe de gravage reproduit ce mouvement de façon identique, l' agrandit ou le réduit dans la proportion désirée, réglable sur l' appareil. Elle gratte ou découpe dans le bloc de plâtre le gradin correspondant, puis la matière superflue est éliminée par fraisage. On commence par le gradin le plus élevé et l'on termine par la terrasse la plus basse.

Imfeld a utilisé, lui aussi, un pantographe analogue dans ses travaux ultérieurs ( grand relief de la Jungfrau et d' autres ), et il semble que ce soit aussi le cas pour Simon. Perron a travaillé avec un instrument plus perfectionné dont la pointe traçante était remplacée par une petite perceuse à moteur ( fraise de dentiste ).

Ces appareils accélèrent la contruction des maquettes en gradins. Mais l' avantage principal est l' homogénéité du plâtre constituant le relief. Les arêtes des planchettes de bois qui gênent le modelage ont ainsi disparu, et le moule en matière gélatineuse, difficile à réaliser et dont on a parlé cidessus, ne s' avère plus nécessaire.

Par la suite, entre les deux guerres mondiales, Karl Wenschow, de Munich, a inventé un dispositif conçu selon le même principe, mais plus exact, plus solide et plus rapide. Des appareils analogues à celui de Wenschow sont utilisés maintenant dans de nombreux pays ( Etats-Unis, Japon, France, Italie, Allemagne, etc. ) pour la réalisation de reliefs à des fins didactiques et militaires. De plus, on s' efforce de les améliorer. Par exemple, on utilise comme modèle, au lieu de la carte hypsométrique, une plaque de métal sur laquelle sont préalablement gravées les courbes de niveau par procédé photochimique. Les rainures servent de rail à la pointe sèche et rendent le travail plus rapide et plus sûr. Autre exemple: on remplace le bloc de plâtre massif par une pile de fines plaques de ce matériau, légèrement collées les unes aux autres et dont l' épaisseur correspond à l' équidis désirée pour la maquette. Lorsque la fraise en a découpé une le long de la courbe de niveau, les morceaux superflus se détachent facilement. Cela implique moins de travail et moins de poussière!

Après cette incursion dans la « technique de construction des appareils topographiques », revenons à notre propre travail, c'est-à-dire à la réalisation de mes reliefs de la Windgällen et du Bietschhorn, les deux à l' échelle de 1:2000.

Je n' avais à disposition ni l' appareil de Perron, ni instrument analogue, celui de Wenschow, par exemple, et je n' avais pas le temps d' en construire un.

La première étape de ce travail consistait à créer la forme originale ou le prototype de la maquette.

Il fallait d' abord édifier les gradins en bois correspondant aux courbes de niveau et vérifier l' épaisseur des planches de bois croisé. En empilant dix plaques les unes sur les autres, je pouvais contrôler si l' épaisseur totale correspondait exactement à dix fois l' équidistance voulue. Une erreur éventuelle, ce fut rarement le cas, pouvait être corrigée en changeant certaines plaques. De minimes différences étaient supprimées en intercalant, ici et là, des feuilles de papier encollées. Ce procédé permit d' assurer des hauteurs correctes à toutes les parties des reliefs.

Puis, m' écartant du procédé habituel de fabrication, je construisis, non pas la forme réelle de la montagne, mais son négatif ( matrice ). Par la suite, cela facilita le passage de la forme brute au prototype définitif: ce dernier fut coulé directement dans la forme brute négative.

Expliquons ce procédé à l' aide de quelques figures simplifiées ( illustration 112: fig. 1-8 ).

Figure I: on construit en bois la forme négative du modèle en gradins correspondant aux courbes de niveau. La montagne apparaît en creux et la vallée en montagne. L' équidistance du plan hypsométrique de base au i :2000 est de 20 mètres et la hauteur des couches de la maquette de t centimètre. Pour économiser le bois croisé et diminuer le poids de l' ensemble, on découpe, par exemple, dans la première plaque les couches 1, 6, t t,16,2 t, etc; dans la seconde, les couches 2, 7, t 2, I 7, 22, etc, et ainsi de suite. Ainsi se forme, a l' in de l' édifice, un espace creux. Il est surmonté d' une sorte d' escalier correspondant à celui de la face extérieure, soutenu par des morceaux de bois.

Figure 2: on aplanit les marches d' escalier de la face externe en les remplissant de plâtre gâché clair, ce qui donne une forme de base négative, à partir de laquelle il faut sortir une forme positive correspondante. Mais, comme le plâtre ne peut se détacher du plâtre, il faut d' abord recouvrir la surface de la forme négative d' une pellicule isolante formée de laque étendue au pinceau et lubrifiée avec du savon noir délayé. On y verse ensuite du plâtre gâché en le pressant fortement jusqu' à solidification d' une croûte de 3 à 5 centimètres d' épaisseur, ce qui est assez rapide. Puis on sort la forme positive de la maquette en cassant, morceau par morceau, les parties en bois composant la forme négative. Pour faciliter ce démoulage sans abîmer la forme positive fraîchement coulée, il faut avoir soin de scier les différentes planchettes de bois aux angles vifs avant le montage de l' édi en gradins. Celui-ci est donc démonté en brisant ses différentes parties. Cette méthode, qui n' exige qu' un seul moulage, n' est d' ailleurs valable que pour des surfaces simples et au relief encore peu modelé.

Figure3: le moulage de plâtre constituant la forme brute de la maquette est place à l' endroit, sur un support.

Figure ¢: à ce stade seulement commence le modelage fin et précis de la surface, qui peut comporter des arêtes vives en maints endroits. Nous reviendrons plus loin sur ce travail décisif et ardu.

Ce modelage détaillé livre le prototype d' un relief. La surface du plâtre, souvent très dentelée, est durcie par l' application d' une très fine couche de laque.

Puis vient la seconde étape, aboutissant à la maquette d' exposition.

Figure5: on construit autour du prototype un dôme de plâtre aux parois assez épaisses et l' en complètement, en ménageant un espace vide de 2 à 4 centimètres entre la surface du prototype et la face interne du dôme. Il faut prévoir aux endroits les plus bas, des canaux étroits traversant les parois du dôme pour que l' air puisse s' échap au moment du remplissage du moule ainsi forme. Une masse gélatineuse assez liquide, mais durcissant rapidement, ( colle de poisson, gélatine ) est alors versée dans cette cavité intermédiaire. Elle épouse fidèlement toutes les ciselures de la surface du prototype.

Figure 6: après le durcissement rapide de cette masse gélatineuse, le prototype est sorti et mis de côté.

Figure j: l' espace vide de la masse gélatineuse est rempli de plâtre gâché clair qui durcit en quelques minutes en dégageant de la chaleur.

Figure 8: comme cette chaleur menace de fondre la forme gélatineuse et de détruire sa surface, le bloc de plâtre ( moulage ) doit être sorti au plus vite. La forme gélatineuse, se comportant un peu comme du caoutchouc, s' étire au passage d' éven aspérités ( rochers en surplomb ) et reprend ensuite sa forme initiale sans s' abîmer. Ce coulage peut être répété plusieurs fois à de brefs intervalles. Nous avons pu, par ce procédé, fabriquer trois exemplaires de chaque bloc de la maquette de la Windgällen et quatre de celui du Bietschhorn.

Ce moulage définitif est place sur un support; il constitue ainsi un exemplaire de la maquette d' expo.

Après leur transport à l' endroit d' exposition dé- signé, les différents blocs d' un relief sont ajustés, les fentes remplies de plâtre et, si nécessaire, l' en est encore retouché. L' intérieur est consolidé par des étais, du treillis et du plâtre; la base est fixée dans un cadre renforcé, les faces extérieures verticales sont nettoyées et, en dernier lieu, le tout est peint.

Il convient maintenant de revenir à un point à observer au début de toute réalisation de ce genre: l' assemblage correct des nombreuses pièces de bois formant l' édifice en forme d' escalier. qu' une maquette est composée de plusieurs blocs, ce qui est inévitable pour des reliefs de grandes dimensions, il faut particulièrement prendre garde à un ajustement géométrique exact de toutes ces parties. Le maintien indispensable de cette concordance est assuré, tout au long du travail, de la façon suivante:

1 ) Le plan hypsométrique est complété par un réseau quadrillé de 5 ou 10 centimètres de côté. Ce plan est reporté ( photocopie, par exemple ) sur chacune des planches de bois croisé et sur le plateau de base du relief. De cette manière, toutes les pièces de l' ensemble peuvent être placées dans leur position exacte, puisque le bord de chacune d' elles apparaît comme courbe de niveau sur la planchette où elle vient se fixer. Le réseau quadrillé facilite la localisation de tous les morceaux.

2 ) Les grands reliefs, comme nous l' avons vu, ne peuvent être ni transportés, ni travaillés d' une seule pièce. En règle générale, le morcellement se fait en rectangles de mêmes dimensions, mais il est possible de procéder différemment en fonction des formes particulières du terrain. On évitera de faire passer la coupure entre deux blocs à travers des parois rocheuses compliquées ou de diviser verticalement une dent de rocher acérée. La maquette de la Windgällen, par exemple, a été partagée en douze blocs pour le sciage des plaques de bois croisé et l' assemblage des gradins; on a réduit ce nombre à six pour les opérations de moulage. La séparation longitudinale, qui tombait dans les grandes parois nord de la chaîne des Windgällen-Ruchen, a été déplacée dans les pentes de névés, d' éboulis et d' herbe qui leur font suite. Les coupures passant au travers de la crête principale ont été disposées de façon que les parties compliquées des arêtes et des parois soient épargnées.

Lors du modelage ou du ciselage d' un terrain rocheux représenté à grande échelle, comme ce fut le cas pour les reliefs des Windgällen et du Bietschhorn, le plâtre présente certains avantages par rapport à la plastiline ou à un matériau similaire. Les pâtes à modeler peuvent donner de bons résultats pour les formes d' un terrain assez simple et peu accidenté, mais elles ne conviennent pas pour le rocher. En revanche, le plâtre présente une cassure rugueuse analogue à celle de la roche. La similitude avec le rocher est ainsi conservée. De plus, des esquilles, des dents cassées ou manquantes peuvent être remplacées et remodelées ultérieurement avec du plâtre. Il convient, dans ce cas, de rendre un peu rugueux l' endroit où l'on effectue la retouche et de l' humecter au préalable. Le mieux est de fabriquer soi-même les outils de modelage ou les burins en métal dont on a besoin. Exemples: illustration 110.

Dans les maquettes alpines à l' échelle de 1 :2000, les pentes d' éboulis posent un problème particulier. A cette échelle, il n' est guère possible de modeler chacune des milliers de pierres des éboulis, et il serait faux de les représenter par une surface lisse. Lors de la construction du relief de la Windgällen, j' ai résolu le problème en endui-sant les surfaces de ces déserts de cailloux d' une laque diluée, afin de les rendre légèrement collantes. Ensuite, perché sur mon échafaudage, j' ai répandu une quantité de grains rocheux finement moulus sur les crêtes du relief. Ils tombèrent de manière naturelle, en cascadant vers les vallées par les couloirs d' érosion puis furent légèrement freinés sur les inclinaisons rocheuses situées au-dessous des parois; la plupart d' entre eux s' arrê, les plus petits en haut, les plus gros au bas des pentes. Il suffit d' apporter encore quelques retouches sur la base de photographies aériennes. Je fixai définitivement les petits grains de roche en vaporisant les endroits désirés avec de la laque au moyen d' un treillis et d' une brosse à dents. Cette opération eut lieu sur le prototype avant le moulage des maquettes d' exposition, et la reproduction de ces surfaces granuleuses fut parfaite.

L' aspect d' un relief de montagne ou de toute autre maquette topographique dépend beaucoup de la peinture. Imfeld et d' autres ont fréquemment utilisé, pour leurs premiers reliefs de montagnes, de minces couches de peinture à l' huile. Celle-ci est solide, résistante à la lumière, lavable, mais elle estompe quelque peu les petits détails de la surface et confère à l' ensemble un lustre indésirable. Par la suite, on a souvent employé une couleur couvrant le plâtre et soluble dans l' eau ( gouache, fem-ora, couleurs d' affiches, etc. ). Elle forme une pellicule très ténue et laisse intactes les plus fines dentelures; elle ne brille pas et donne au rocher un aspect tout à fait naturel. Mais, ces couleurs étant lavables, un nettoyage trop vigoureux avec un torchon humide endommagera le relief. De nos jours, les vernis à base de résine synthétique et les teintes en dispersion ou acryliques sèchent rapidement et résistent à l' eau.

Nous avons vu que le bariolage d' une maquette en amoindrit l' effet plastique. Dans la nature, les alpages, les prés, les champs, les rochers, les pentes d' éboulis apparaissent de loin sous une teinte beaucoup plus claire, plus bleuâtre et plus unie que de près. Il faut donc en tenir compte lorsqu' on colore un relief géographique. Plus l' échelle est petite, plus cet effet d' éloignement est grand et plus les teintes utilisées doivent être atténuées. On mélangera, par exemple, une partie de couleur vive avec six à dix parties de blanc. Pour le rocher et les éboulis, on prendra, à part le blanc, le bleu outremer et un peu d' ocre; on peut cependant varier la teinte de certains bancs de rochers en fonction des formations géologiques par de minimes adjonctions d' indigo, de jaune, de sépia ou de noir. On peindra les cônes d' éboulis calcaires en très clair, presque blanc. Le choix des couleurs pour les pâturages et les prairies s' avère très difficile. Certains restaurateurs colorient ces surfaces d' un vert foncé trop violent et de mauvais goût.

1 I' Dans ce cas aussi, il est recommandé d' utiliser un mélange de bleu outremer et d' ocre jaune comme ton de base, auquel on ajoute du bleu de cobalt en fonction de la profondeur des vallées. Les zones occupées par les forêts, particulièrement les forêts de conifères, toujours plus sombres que les prés ou les champs, seront mieux rendues par une touche additionnelle de bleu-vert ( bleu de Prusse ) et de noir. Les routes seront tracées avec un dosage très clair d' un peu d' ocre et de beaucoup de blanc. Même le rouge des toits doit être fortement diminué. Les lacs et les cours d' eau apparaissent en bleu-verdâtre foncé, toujours plus sombre que la couleur des terrains environnants. Les ruisseaux alpins au cours rapide ne doivent jamais être traduits par des traits bleus ou bleu foncé. Il suffit de gratter quelque peu et de façon irrégulière la couleur dans les rigoles d' écoulement, et le blanc éclatant du plâtre simule parfaitement les torrents.

La maquette topographique, particulièrement celle représentant un massif montagneux, est également utile au géologue, quand elle est coloriée en fonction des formations géologiques. En général, les teintes superficielles des affleurements sont reprises sur les faces verticales du relief où les couches apparaissent en profil géologique classique. Mais il convient aussi, dans ce cas, d' éclaircir les teintes avec du blanc.

On se demande parfois si les hauteurs d' un relief sont exagérées et si oui, dans quelle proportion. Beaucoup de personnes s' étonnent lorsqu' on rejette la théorie assez répandue de la nécessité de surhausser les reliefs. En effet, il n' est pas nécessaire de forcer les hauteurs des formes alpines, particulièrement si l'on travaille à grande échelle. Toute surélévation est une tromperie et crée des inclinaisons ne correspondant pas à la réalité. Car, vue de face, une pente raide apparaît toujours plus abrupte que vue de côté. C' est généralement de face que l'on regarde ces maquettes; c' est pourquoi les pentes et les parois de rochers semblent relativement escarpées, et il n' est pas nécessaire d' amplifier cette impression.

Conformément à la demande qui lui avait été faite, Léo Aegerter dut malheureusement exagérer les hauteurs de son relief du Glaernisch. Aussi, celui-ci n' est plus qu' une caricature de cette impressionnante masse de rochers. La majorité des créateurs de reliefs cités dans cet article ont systématiquement refusé tout surhaussement. Albert Heim s' est également prononcé violemment contre ce principe.

Faut-il cependant rehausser les reliefs, à petite échelle, de pays tout entiers ou de vastes portions de la surface terrestre? Au i: i oooooo, par exemple, la différence d' altitude entre Chamonix et le Mont Blanc n' atteint plus que 4 millimètres. Les falaises d' une montagne tabulaire, hautes d' une centaine de mètres, trait caractéristique d' une région, seraient à peine visibles sur une maquette à cette même échelle ( un dixième de millimètre seulement ). On peut donc surélever, de manière raisonnable, des reliefs de régions étendues, réalisés à petite échelle, comme on le fait d' ailleurs dans le dessin de profils analogues.

Dans un chapitre précédent, nous avons tenté d' expliquer pourquoi, de nos jours, en Suisse, on ne produit que rarement des reliefs topographiques de qualité. Mais, dans certains grands Etats, on a découvert que ceux-là pouvaient être utilisés dans des buts militaires et remplacer les cartes topographiques. Il arrive que des guerriers sauvages n' interprètent les cartes que difficilement, et les maquettes les familiarisent davantage avec le terrain du front ou du champ de bataille. Elles doivent être solides, prendre peu de place et se transporter facilement. En plus des fraiseuses à relief, dont nous avons déjà parlé, il existe, à l' étranger, de grandes et puissantes presses spéciales composées de deux plaques représentant le côté positif et le côté négatif de la maquette. Une feuille défor-mable, mais assez rigide, sur laquelle une carte topographique est souvent déjà imprimée, est placée entre les deux plaques et soumise à une forte pression. Il en résulte une carte en relief. On peut en fabriquer un nombre indéfini. Ces feuilles sont donc creuses et légères. Les faces externes et internes correspondent entre elles, et on les empile faci- lement pour le transport et l' usage dans les écoles ou à l' armée.

Ce procédé de fabrication mécanisée de cartes topographiques plastiques pressées en relief donne des résultats vraiment intéressants; mais il ne s' est révélé utilisable, pour l' instant, que pour des territoires au relief assez simple et assez plat, ainsi que pour de grandes échelles. Il n' est pas encore adapté au relief tourmenté, aux étroites gorges rocheuses, aux parois escarpées, aux crêtes compliquées. Dans les maquettes ainsi produites, les courbes de niveau serpentent souvent à travers les pentes raides, les chenaux d' écoulement sont repoussés vers le haut et les arêtes dentelées sont réduites à des bosses adoucies. Plutôt que du travail de mauvaise qualité, pour les régions alpines, mieux vaut pas de maquette du tout.

Des appareils de modélisation de meilleure qualité et de grandes performances, reproduisant fidèlement les formes de la Terre, restent à inventer. Cela est techniquement possible; cependant la motivation manque, et ces produits ne sont pas encore demandés en grand nombre. Cela explique la lenteur des progrès dans ce domaine.

Trad. C. Aubert