Trébuchet construit d'après le warwolf

Le trébuchet fait partie des pièces d’artillerie médiévales dites à contrepoids. Il s’agit d’un engin de siège qui a été utilisé au Moyen Âge, soit pour détruire la maçonnerie des murs, soit pour lancer des projectiles par-dessus les fortifications. Il est parfois appelé « trébuchet à contrepoids » afin de le différencier d'une arme plus ancienne qu’on appelait « trébuchet à traction », une version primitive de l’engin où la force de propulsion était fournie par des hommes et non par un contrepoids.

Le trébuchet à contrepoids est apparu dans la première partie du XII siècle dans les pays du pourtour méditerranéen à la fois dans les terres chrétiennes et dans les régions contrôlées par les musulmans. Il pouvait lancer des projectiles de trois cents livres (140 kg) et les projeter à grande vitesse contre les fortifications ennemies. Dans certaines circonstances, des cadavres infectés par différentes maladies ont été catapultés dans les villes dans le but de propager des épidémies parmi les assiégés, il s’agit d’une variante médiévale de la guerre biologique. Le trébuchet à contrepoids est apparu en Chine vers le IV siècle av. J.-C. en Europe au VI siècle de notre ère et il ne deviendra obsolète qu'au XVI siècle, bien après l'introduction de la poudre à canon. Le trébuchet est beaucoup plus précis que les autres catapultes du Moyen Âge. Au cours des croisades, Richard Cœur de Lion a donné des noms évocateurs et pittoresques aux deux trébuchets utilisés au cours du siège de Saint-Jean-d'Acre en 1191 "la catapulte de Dieu" et "mauvais voisin". Les techniques de construction des trébuchets ont été perdues au début du XVI siècle. La première reconstitution moderne d'un trébuchet, selon des documents d'époque (1324), a été réalisée en France en 1984 par l'ingénieur Renaud Beffeyte (directeur de l’entreprise de charpenterie Armedieval).

Les armes à contrepoids

Le trébuchet fut introduit en France au XII siècle. Les croisades furent vraisemblablement le moteur qui poussa à développer ce type d’armes de siège. Le trébuchet est une variante du mangonneau en ce sens que son contrepoids, appelé aussi huche, est articulé. Ceci lui confère de nombreux avantages, notamment en ce qui concerne l’équilibrage de l’arme. Le trébuchet nécessite également moins de servants pour le manœuvrer.

Trébuchet au château de Castelnaud

L’âge d’or du trébuchet se situe au XIII siècle. Il fut notamment utilisé pendant la croisade des Albigeois, comme l’attestent les fouilles faites à Carcassonne et au château de Montségur par exemple. Il fut appelé le « loup de guerre » sous le règne du roi d’Angleterre Édouard I qui l’utilisa en plusieurs exemplaires pour conquérir le Pays de Galles puis l’Écosse.

On pense communément que le trébuchet pouvait tirer des boulets pesant jusqu'à environ 120 kilogrammes sur une distance d’un peu plus de 200 mètres. Il fallait qu'il ait une portée minimale de 150-200 mètres pour se tenir hors de portée des archers assiégés. Une machine de telles dimensions fut surtout employée comme arme de siège. Elle était pointée sur un point précis des fortifications ennemies qui étaient alors bombardées. Le trébuchet constituait également une arme de dissuasion efficace. En effet, il suffisait parfois que les assiégeants commencent à ériger une machine pour que certaines places fortes capitulassent.

On développa également plus tard une variante du trébuchet, plus légère et plus mobile, qui comportait deux contrepoids situés de part et d’autre de la verge et qui, de ce fait, portait le nom de couillard ou également de biffa.

Le trébuchet fut graduellement remplacé par l’artillerie à poudre jusqu'à la cessation de son emploi au cours du XVI siècle. Les deux systèmes d’armement cohabitent en effet pendant environ trois siècles puisque l’artillerie à poudre fut introduite vers le début de la guerre de Cent Ans opposant les Français aux Anglais, et lors du siège d’Orléans. Il faut dire qu'à l’époque, le trébuchet était d’un maniement plus simple et surtout moins dangereux que l’artillerie à poudre.

L’une des dernières utilisations du trébuchet en tant qu'arme de siège à avoir été consignée par écrit date de 1521. Étant à court de poudre à canon, Hernán Cortés fit monter un trébuchet lors du siège de la capitale aztèque Tenochtitlán. On rapporte qu'il ne servit qu'une fois, à cause d’une défaillance de conception qui causa sa propre destruction lors du premier tir. Les sources ne permettent pas de vérifier s’il s’agit réellement d’un trébuchet ou d’une catapulte.

Ces armes à contrepoids tombèrent dans l’oubli jusqu'à ce que Napoléon III, passionné du Moyen Âge en général et des armes de siège en particulier, tente la reconstitution d’une machine de siège en 1851.

La description du trébuchet par Viollet-le-Duc dans son encyclopédie médiévale telle que reproduite plus bas date également du XIX siècle.

Histoire détaillée

Un navire fluvial chinois de la dynastie Song avec une catapulte à traction, illustration tirée d’un texte du Wujing Zongyao de 1044.

Une représentation de trébuchet lors du siège de La Rochelle en 1224 (miniature du XIIIouXIV siècle).

Le trébuchet dérive de la fronde antique. Une variante de la fronde comportait une pièce de bois pour allonger le bras et exercer la force de propulsion sur un bras de levier plus grand. Cette évolution du trébuchet à traction qui vient des Chinois, consistait à regrouper un certain nombre de personnes pour tirer sur des cordes attachées à un bras de levier plus court alors qu’une fronde était fixée sur le bras long. Ce type de trébuchet est plus petit et présente une portée plus courte, mais c’est une machine plus facilement transportable et qui possède une cadence de tir plus rapide que les grandes machines, du type de celles qui fonctionnent avec un contrepoids. Le plus petit trébuchet à traction pouvait être animé par le poids et la force de traction d'une personne utilisant une seule corde, mais la plupart étaient conçus et dimensionnés pour être manœuvrés par 15 à 45 hommes, en général deux servants par corde. Ces équipes étaient parfois constituées d’habitants de la cité apportant leur aide pour le siège ou la défense de leur ville. Les trébuchets à traction avaient une portée de 100 à 200 pieds et pouvaient envoyer des projectiles dont le poids pouvait atteindre 250 livres. On pense que les premiers trébuchets à traction ont été utilisés par les mohistes en Chine dès le V siècle av. J.-C. on peut en trouver des descriptions dans le Mo Zi (compilé au IV siècle av. J.-C.).

Le trébuchet à traction est ensuite apparu à Byzance. Le Strategikon de Maurice I, composé à la fin du VI siècle mentionne des « balistes utilisables, dans les deux directions» (Βαλλίστρας έκατηρωθεν στρεφόμενας) et il s’agit probablement de trébuchets à traction (Dennis, 1998, p. 99). L’ouvrage intitulé Miracles de saint Demetrius, composé par Jean I, archevêque de Thessalonique, décrit clairement les trébuchets à traction de l'artillerie avaro-slave : « Suspendues à l'arrière de ces pièces de bois il y avait des frondes et à l'avant de solides cordes, au moyen desquelles, en tirant vers le bas et en libérant la fronde, ils propulsent les pierres vers le haut et avec un grand bruit ».

Il existe un doute sur la période exacte à laquelle les trébuchets à traction ont été connus et utilisés en Scandinavie. Les Vikings les ont peut-être connus à un stade très précoce, comme le rapporte le moine Abbo de Saint-Germain dans son épopée De bello Parisiaco datée de 890, à propos du siège de Paris (885 – 887), où des machines de guerre auraient été utilisées. Une autre source mentionne que les Normands ou les Scandinaves auraient utilisé des machines de guerre lors du siège d'Angers, en 873.

La première trace écrite et incontestable de l’existence d'un trébuchet à contrepoids provient d'un érudit musulman, Mardi bin Ali al-Tarsusi, qui a écrit un manuel militaire pour Saladin vers 1187. Il y décrit un trébuchet hybride dont il dit qu'il avait la même puissance de propulsion qu’une machine à traction tirée par cinquante hommes, en raison de « la force constante [de la gravité], alors que les hommes n’ont pas tous la même force de traction » (apportant la preuve de ses connaissances en mécanique, Tarsusi a conçu son trébuchet, afin que, lorsqu’il avait tiré, on puisse avoir recours à une arbalète de secours, sans doute pour protéger les ingénieurs d’une attaque).

Il aurait écrit « les trébuchets sont des machines inventées par des diables mécréants ». Cela donne à penser qu’à l’époque de Saladin, les musulmans étaient familiarisés avec les machines à contrepoids, mais qu’il ne croit pas qu’ils les aient eux-mêmes inventées. Al-Tarsusi ne précise pas que les « diables mécréants » sont des Européens chrétiens, bien que Saladin ait combattu les croisés pendant la plus grande partie de son règne, et que son manuscrit soit antérieur à l’apparition des armes chinoises et mongoles (Needham p. 218). Il leur fallait une douzaine de jours pour construire ces machines suivant la taille de la structure.

Dans son livre, Medieval Siege, Jim Bradbury cite abondamment Mardi ibn Ali à propos de divers types de mangonneaux, y compris les machines arabes, perses et turques, en décrivant ce qui pourrait être des trébuchets, mais différents de ceux qui sont cités ci-dessus. Dans On the Social Origins of Medieval Institutions, on trouve des citations plus détaillées de Mardi ibn Ali sur les différents types de trébuchets, y compris les machines « chrétiennes » du type de celles utilisées par les Croisés.

La première reconstitution moderne d'un trébuchet, selon des documents d'époque (1324) a eu lieu en France en 1984 grâce aux travaux de l’ingénieur français Renaud Beffeyte, passionné par les machines de guerre médiévale et les techniques de siège. L’entreprise de charpenterie Armedieval qu’il dirige est entièrement consacrée à la reconstitution d’engins de guerre anciens, très spectaculaires ainsi que le montre le trébuchet. Ses travaux comme ses études ont donné lieu à la publication de nombreux ouvrages sur le sujet. Il a fallu à Renaud Beffeyte près de deux ans de recherche et six mois de construction pour aboutir à la reconstitution complète en juin 1987 du trébuchet. Les centaines de tirs effectués par la machine permettent d’en appréhender la puissance. Avec une très grande régularité, celle-ci a catapulté à une distance de plus de 200 mètres des boulets de pierre pesant 70 kg. En 1998, Renaud Beffeyte a fabriqué en Écosse le War Wolf une machine également précise et performante. Les boulets lancés pèsent 145 kg et atteignent les 220 mètres. Un documentaire intitulé Le Trébuchet, qui a été diffusé sur la chaîne de télé américaine Nova et la chaîne France 5 en France, revient sur cette expérience ainsi que l’article publié en janvier 2000 en anglais dans le magazine Smithsonian.

P.E. Chevedden précise que ses dernières recherches démontrent que les trébuchets ont atteint la Méditerranée orientale à la fin de l’an 500 et qu’ils étaient connus en Arabie et ont été utilisés avec beaucoup d’efficacité par les armées musulmanes. La sophistication technologique pour laquelle la civilisation islamique a été plus tard réputée, était déjà manifeste. Il dit en particulier que la littérature technique islamique a été négligée. Le plus important des traités techniques qui nous soit parvenu sur ces machines est le Kitab Aniq fi al-Manajaniq (كتاب أنيق في المنجنيق, Un livre élégant sur les trébuchets), écrit en 1462 par Yusuf ibn Urunbugha al-Zaradkash. Il s’agit de l’un des manuscrits arabes les plus abondamment illustrés jamais écrits qui fournit des informations détaillées sur la construction et l’utilisation de ces machines.

Chevedden déclare en outre : « Les ingénieurs ont augmenté l’épaisseur des murs pour résister à cette nouvelle artillerie et remanié les fortifications pour utiliser les trébuchets contre les attaquants. Les architectes travaillant sous les ordres d'al-Adil (1196-1218), frère et successeur de Saladin, ont introduit un système défensif qui utilisait des trébuchets fonctionnant par gravité et montés sur la plate-forme des tours pour empêcher l'artillerie de l'ennemi d’approcher suffisamment près pour que leur tir soit efficace. Ces tours, conçues avant tout comme des emplacements d'artillerie, ont pris des proportions énormes pour être compatibles avec les plus grands trébuchets, et les châteaux ont été transformés, de simples enceintes de murs avec quelques petites tours pour devenir un ensemble de grandes tours reliées par de courts tronçons de murs écrans. Les tours des citadelles de Damas, du Caire et de Bosra sont d’énormes structures, dont la superficie atteint 30 mètres carrés. ».

Au siège de Saint-Jean-d’Acre en 1191, Richard Cœur de Lion a fait construire deux trébuchets qu'il a appelé « God's Own Catapult » et « Bad Neighbour ». Au cours d'un siège du château de Stirling en 1304, Édouard I a ordonné à ses ingénieurs de construire pour l'armée anglaise un trébuchet géant, nommé Warwolf (le loup de guerre). La portée et la taille des armes étaient très variables. En 1421, le futur Charles VII commanda un trébuchet (couillard) qui pouvait lancer une pierre de 800 kg, tandis qu’en 1188 à Ashyun, on a utilisé des rochers pesant jusqu'à 1 500 kg. Le poids moyen des projectiles variait probablement autour de 50 à 100 kg, avec une portée de 300 mètres. La cadence de tir pouvait être notable : au siège de Lisbonne en 1147 pendant la reconquista, deux machines étaient capables de lancer une pierre toutes les 15 secondes. Des cadavres humains pouvaient aussi être utilisés dans certaines circonstances : en 1422 le prince Korybut, par exemple, au cours du siège du château de Karlštejn avait catapulté des hommes et du fumier à l’intérieur des fortifications ennemies, apparemment dans le but de propager des maladies chez les assiégés.

Dynastie Song assiégés par les mongols

Les trébuchets à contrepoids n’apparaissent avec certitude dans les documents historiques chinois qu'en 1268, lorsque les Mongols assiégèrent Fancheng et Xiangyang, bien que Joseph Needham ait avancé l'idée que Qiang Shen, un général Mandchous de la dynastie Jin pourrait avoir inventé de façon indépendante un premier engin à contrepoids en 1232. Au cours du siège de Fancheng et Xiangyang, l'armée mongole, incapable de prendre ces villes, malgré un siège de plusieurs années imposé aux défenseurs de la Dynastie Song, avait engagé deux ingénieurs perses pour construire des trébuchets à contrepoids articulés et réduire aussitôt les villes en cendres, ce qui a contraint la garnison à la reddition. Ces machines ont été appelées par les historiens chinois Huihui Pao (回回炮) (huihui signifiant musulmans) ou Xiangyang Pao (襄阳炮), car ils ont d'abord été utilisés au cours de cette bataille.

Les plus grands trébuchets exigeaient pour leur construction une quantité de bois énorme. Au siège de Damiette, en 1249 au cours de la Septième croisade, Louis IX de France a pu construire une palissade pour entourer complètement le camp des croisés avec le bois de 24 trébuchets égyptiens pris à l’ennemi.

Avec l'introduction de la poudre à canon, le trébuchet a perdu sa place de premier engin de siège au profit du canon. Les trébuchets ont été utilisés à la fois au siège de Burgos (1475-1476) et au siège de Rhodes (1480). Les dernières utilisations militaires du trébuchet dont on garde une trace écrite sont attribuées à Cortés, au cours du siège de la capitale aztèque Tenochtitlán en 1521, tentative qui s’est soldée par un échec, l’engin ayant été détruit au premier tir, et lors du siège(1572-1573) de la ville de Sancerre, pendant les Guerres de Religion, où la population à majorité huguenote a tenu bon pendant presque huit mois contre les forces catholiques du roi.

En 1779, les forces britanniques défendant Gibraltar, constatant que leurs canons étaient incapables de tirer assez loin pour atteindre certaines cibles, ont construit un trébuchet. On ne sait pas quelle a été son efficacité : les assaillants espagnols ont finalement été vaincus, mais leur échec est largement dû à une contre-offensive.

Trébuchets et machines à torsion

Croquis d'un onagre, un engin à torsion, dérivé d’une technologie antique par Diels.

Le trébuchet est souvent confondu avec les premiers engins à torsion qui étaient beaucoup moins puissants. La principale différence provient du fait que les engins à torsion (par exemple l’onagre et la baliste) utilisent une corde ou une ficelle torsadée pour fournir l'énergie de propulsion, alors que le trébuchet utilise un contrepoids, en général beaucoup plus proche de l'axe que la charge pour des raisons mécaniques, mais pas obligatoirement. Le trébuchet possède aussi une fronde soutenant le projectile, et un mécanisme pour le relâcher au moment le plus opportun pour un maximum d’efficacité. Les deux types de machines, les trébuchets et les engins à torsion, sont désignés par le terme générique de "catapulte", qui englobe tous les engins destinés à lancer des projectiles sans l'aide de substances explosives.

Trébuchet à bras flottant

Le trébuchet à bras flottant est une variante plus récente du trébuchet. La principale différence réside dans le fait que, plutôt que d'être fixé à la structure, l'axe est monté sur des roues qui se déplacent sur une trajectoire parallèle au sol. Cela se traduit par un mouvement du contrepoids selon un trajet plus court, lorsqu’il bascule vers le bas, ce qui augmente la quantité d’énergie communiquée au projectile et rend la propulsion plus efficace. Le plus souvent, on oblige le contrepoids à tomber verticalement en le guidant dans une fente verticale, s’assurant ainsi qu'il n'y aura pas de mouvement de va-et-vient pendant une partie du processus de lancement.

Caractéristiques techniques

Si les dimensions et la masse de la machine peuvent grandement varier d’un modèle à un autre, il n'en demeure pas moins qu'un trébuchet de taille moyenne devait posséder les caractéristiques techniques suivantes :

Longueur de la verge : 8 à 12 mètres ;

Masse du contrepoids : entre 10 et 18 tonnes ;

Masse des boulets : de 80 à 100 kilogrammes ;

Portée maximale : un peu plus de 200 mètres ;

Nombre de servants : environ 60 personnes (charpentiers, tailleurs de pierre, manœuvres, etc.) ;

Cadence de tir : 1 à 2 par heure.

Fonctionnement du trébuchet

Principe de fonctionnement

Le nom de l’engin vient de l’occitan (langue romaine d'Europe) trebucca qui signifie : « qui apporte des ennuis ». Il est fait d’un assemblage liant une perche à un contrepoids articulé appelé aussi huche. À l’autre extrémité était attachée une poche dans laquelle était placé le projectile, généralement un boulet de pierre taillée.

Le fonctionnement du trébuchet utilise le principe mécanique du levier pour propulser une pierre ou d'autres projectiles beaucoup plus loin et avec davantage de précision qu’une catapulte qui balaie le terrain. Le bras se balance jusqu'à la position verticale où, généralement à l’aide d’un crochet, l'une des extrémités de la fronde se détache, propulsant le projectile vers la cible avec une grande force.

Beaucoup de progrès ont été réalisés pour perfectionner le trébuchet. Les scientifiques s’opposent encore sur la question de savoir si dans l’antiquité on utilisait des roues pour absorber l'excès d’énergie cinétique et la transmettre au projectile. Il est connu que les poulies, tournaient souvent dans les deux sens pour donner de l’élan au projectile et pour le faire glisser, ce qui augmentait la précision du tir.

Le mangonneau possède une précision plus faible que le trébuchet (qui a été introduit plus tard, peu de temps avant la découverte et la diffusion à grande échelle de la poudre à canon). Le mangonneau lance des projectiles sur une trajectoire plus basse et à une vitesse plus élevée que le trébuchet dans le but de détruire les murs, plutôt que de lancer des projectiles par-dessus les fortifications.

Description détaillée

Note : Cette description reproduit celle de l’Encyclopédie médiévale de Viollet-le-Duc qui récapitule les connaissances théoriques sur le trébuchet à la fin du XIX siècle.

Page du carnet de Villard de Honnecourt sur laquelle on peut lire la phrase citée par Viollet-le-Duc

Villard de Honnecourt nous donne le plan d’un de ces grands trébuchets à contrepoids, si fort employés pendant les guerres du XII et XIII siècle. Quoique l’élévation de cet engin manque dans le manuscrit de notre architecte picard du XIII siècle, cependant la figure qu'il présente et l’explication aident à comprendre ces sortes de machines. Villard écrit au bas de son plan la légende suivante (traduite de l’ancien français) :

« Si vous voulez façonner le fort engin qu’on appelle trébuchet, faites ici attention. En voici les sablières comme elles reposent à terre. Voici devant les •ii• treuils et la corde double avec laquelle on ravale la verge. Voir le pouvez en cette autre page. Il y a grand faix à ravaler, car le contrepoids est très pesant ; car il y a une huche pleine de terre, qui a •ii• grandes toises de long et •ix• pieds de large, et •xii• pieds de fond. Et au décocher de la flêche (*), pensez ! Et vous en donnez garde, car elle doit être maintenue à cette traverse du devant. »

— (*) La flèche désigne une cheville.

Le plan donné par Villard montre deux sablières parallèles espacées l’une de l’autre de huit pieds, et ayant chacune trente-quatre pieds de long. À quatorze pieds de l’extrémité antérieure des sablières est une traverse qui, à l’échelle, paraît avoir vingt-cinq pieds de long ; puis quatre grands goussets, une croix de Saint-André horizontale entre les deux sablières longitudinales ; près de l’extrémité postérieure, les deux treuils accompagnés de deux grands ressorts horizontaux en bois. C'est là un engin énorme, et Villard a raison de recommander de prendre garde à soi au moment où la verge est décochée.

Le trébuchet de Villard

Figure 1 - Dessin français du XIX siècle représentant un trébuchet médiéval de trois quarts

Villard ne donne que le plan des sablières sur le sol, mais nombre de vignettes de manuscrits permettent de compléter la figure. Un des points importants de la description de Villard, c'est le cube du contrepoids.

Ces huches ne sont pas des parallélépipèdes, mais des portions de cylindres dans la plupart des anciennes représentations : or, en donnant à cette huche la forme indiquée dans la figure 1, et les dimensions exprimées dans le texte de Villard, nous trouvons un cubage d’environ 20 mètres cubes et en évaluant le poids du mètre cube de terre à 1 200 kg, nous obtenons 26 000 kg.

« Il y a grand faix à ravaler. »

Pour faire mobiliser une pareille masse, il fallait un bras de levier d’une grande longueur : la verge était ce levier, elle mesurait quatre toises à six toises de long (de huit à douze mètres), se composait de deux pièces de bois fortement réunies par des frettes de fer et des cordes, et recevant entre elles deux un axe en fer façonné ainsi que l’indique le détail A.

Les tourillons de cet axe entraient dans les deux pièces verticales B, renforcées, ferrées à leur extrémité, et maintenues dans leur plan par des contre-fiches. En cas de rupture du tourillon, un repos C recevait le renfort C’, afin d’éviter la chute de la verge et tous les dégâts que cette chute pouvait causer.

Manœuvrer le trébuchet

Voyons comment on manœuvrait cet engin, dont le profil géométral est donné par la figure 2. Lorsque la verge était laissée libre, sollicitée par le contrepoids C, elle prenait la position verticale AB. C'était pour lui faire abandonner cette position verticale qu'il fallait un plus grand effort de tirage à cause de l’aiguité de l’angle formé par la corde de tirage et la verge ; alors, on avait recours aux deux grands ressorts de bois tracés sur le plan de Villard, et reproduits sur notre vue perspective (figure 1).

Figure 2

Les cordes attachées aux extrémités de ces deux ressorts venaient, en passant dans la gorge de deux poulies de renvoi, s’attacher à des chevilles plantées dans le second treuil D (figure 2) ; en manœuvrant ce treuil à rebours, on bandait les deux cordes autant que pouvaient le permettre les deux ressorts. Préalablement, la boucle E, avec ses poulies jumelles F, dans lesquelles passait la corde de tirage, avait été fixée à l’anneau G au moyen de la cheville H (cf. détail X).

La poulie I roulait sur un cordage peu tendu KL, afin de rendre le tirage des deux treuils aussi direct que possible. Au moment donc où il s’agissait d’abaisser la verge, tout en étant ainsi préparé, un servant étant monté attacher la corde double à l’anneau de la poulie de tirage, on décliquait le treuil tourné à rebours, les ressorts tendaient à reprendre leur position, ils faisaient faire un ou deux tours au treuil D dans le sens voulu pour l’abattage et aidaient ainsi aux hommes qui commençaient à agir sur les deux treuils, ce qui demandait d’autant moins de force que la verge s’éloignait de la verticale.

Alors on détachait les boucles des cordes des ressorts et on continuait l’abattage sur les deux treuils en ab et a’b’. Huit hommes (deux par levier pour un engin de la dimension de celui représenté figure 1), dès l’instant que la verge était sortie de la ligne verticale, pouvaient amener celle-ci suivant la position A’B’. Le chargeur prenait la poche en cuir et cordes M, la rangeait dans la rigole horizontale en M’, plaçait dedans un projectile, puis, d’un coup de maillet, le décliqueur faisait sauter la cheville H.

La verge, n'étant pas retenue, reprenait la position verticale par un mouvement rapide, et envoyait le projectile au loin. C'est ici où l’on ne se rend pas, faute de l’expérience acquise par la pratique, un compte exact des forces combinées, de la révolution suivie par le projectile, et du moment où il doit quitter sa poche.

Quelques commentateurs paraissent avoir considéré la poche du projectile comme une véritable fronde se composant de deux attaches, dont une fixe et l’autre mobile, de manière que, par le mouvement de rotation imprimé au projectile, l’une des deux attaches de la fronde quittait son point d’attache provisoire, et le projectile ainsi abandonné à lui-même décrivait dans l’espace une parabole plus ou moins allongée.

Brides de fronde

Figure 3

D'abord, bien des causes pouvaient modifier le décrochement de l’une des cordes de la fronde : la masse du projectile, son tirage plus ou moins prononcé sur l’une des deux cordes, un léger obstacle, un frottement. Il pouvait se faire ou que le décrochement eût lieu trop tôt, alors le projectile était lancé verticalement et retombait sur la tête des tendeurs, ou qu'il ne se décrochât pas du tout, et qu'alors, rabattu avec violence sur la verge, il ne la brisât.

En consultant les bas-reliefs et les vignettes des manuscrits, nous ne voyons pas figurer ces deux brides de fronde et l’attache provisoire de l’une d’elles, au contraire les brides de la fronde paraissent ne faire qu'un seul faisceau de cordes ou de lanières avec une poche à l’extrémité, comme l’indiquent nos figures. De plus, nous voyons souvent, dans les vignettes des manuscrits, une seconde attache placée en contrebas de l’attache de la fronde, et qui paraît devoir brider celle-ci, ainsi que le fait même la vignette 3 reproduite dans les deux éditions de Villard de Honnecourt, la française et l’anglaise.

Ici, le tendeur tient à la main cette bride secondaire et paraît l’attacher à la queue de la fronde. C'est cette bride, ce sous-tendeur, que dans nos deux figures 1 et 2 nous avons tracé en P, le supposant double et pouvant être attaché à différents points de la queue de la fronde ; on va voir pourquoi.

Mouvement de la verge

Figure 4

Soit en figure 4 le mouvement de la verge, lorsqu'après avoir été abaissée, elle reprend brusquement la position verticale par l’effet du contrepoids et le projectile devra décrire la courbe ABC. Or il arrive un moment où la fronde sera normale à l’arc de cercle décrit par la verge, c'est-à-dire où cette fronde sera exactement dans le prolongement de la verge qui est le rayon de cet arc de cercle. Alors, le projectile, mû par une force centrifuge considérable, tendra à s’échapper de sa poche.

Il est clair que la fronde sera plus rapidement amenée dans la ligne de prolongement de la verge suivant que cette fronde sera plus courte et que la masse du projectile ne sera pas lancée du côté des ennemis, mais au contraire sur ceux qui sont placés derrière l’engin.

Il y avait donc un premier calcul à faire pour donner à la fronde une longueur voulue afin qu'ayant à lancer une masse, elle arrivât dans le prolongement de la ligne de la verge lorsque celle-ci était près d’atteindre son apogée. Mais il fallait alors déterminer par une secousse brusque le départ du projectile, qui autrement aurait quitté le rayon en s’éloignant de l’engin presque verticalement.

C'était pour déterminer cette secousse qu'était fait le sous-tendeur P. Si ce sous-tendeur P était attaché en P’, par exemple, de manière à former avec la verge et la queue de la fronde le triangle P’OR, la queue OP’ ne pouvait plus sortir de l’angle P’OR, ni se mouvoir sur le point de rotation O.

Mais le projectile C continuant sa course forçait la poche de la fronde à obéir à ce mouvement d’impulsion jusqu'au moment où cette poche, se renversant tout à fait, le projectile abandonné à lui-même était appelé par la force centrifuge et la force d’impulsion donnée par l’arrêt brusque du sous-tendeur à décrire une parabole C’E.

Si, comme l’indique le tracé S, le sous-tendeur P était fixé en P’’, c'est-à-dire plus près de l’attache de la queue de la fronde, et formait un triangle P’’O’R' « dont l’angle O’ était moins obtus que celui de l’exemple précédent, la secousse se faisait sentir plus tôt, la portion de la fronde laissée libre décrivait un arc de cercle C’’C’’ », par suite du mouvement principal de la verge ; le projectile C’’’’, abandonné à lui-même sous le double mouvement de la force centrifuge principale et de la force centrifuge secondaire occasionnée par l’arrêt P’’, était lancé suivant une ligne parabolique C’’’’E’’, se rapprochant plus de la ligne horizontale que dans l’exemple précédent.

En un mot, plus le sous-tendeur P était roidi et fixé près de l’attache de la fronde, plus le projectile était lancé horizontalement ; plus au contraire ce sous-tendeur était lâche et attaché près de la poche de la fronde, plus le projectile était lancé verticalement. Ces sous-tendeurs étaient donc un moyen nécessaire pour régler le tir et assurer le départ du projectile.

S'il fallait régler le tir, il fallait éviter les effets destructeurs du contrepoids qui, arrivé à son point extrême de chute, devait occasionner une secousse terrible à la verge, ou briser tous les assemblages des contre-fiches. À cet effet, non seulement le mouvement du contrepoids était double, c'est-à-dire que ce contrepoids était attaché à deux bielles, avec deux tourillons, mais encore souvent aux bielles mêmes étaient fixés des masses en bascule, ainsi que le font voir nos figures précédentes.

Voici quel était l’effet de ces masses T. Lorsque la verge se relevait brusquement sous l’influence de la huche chargée de pierres ou de terre, les masses T en descendant rapidement exerçaient une influence sur les bielles au moment où la huche arrivait au point extrême de sa chute, et où elle était retenue par la résistance opposée de la verge. Les masses n'ayant pas à subir directement cette résistance, continuant leur mouvement de chute, faisaient incliner les bielles suivant une ligne gh et détruisaient ainsi en partie le mouvement de secousse imprimé par la tension brusque de ces bielles. Les masses T décomposaient, jusqu'à un certain point, le tirage vertical produit par la huche, et neutralisaient la secousse qui eût fait rompre tous les tourillons sans altérer en rien le mouvement rapide de la verge, en substituant un frottement sur les tourillons à un choc produit par une brusque tension.

Ces engins à contrepoids furent en usage jusqu'au moment où l’artillerie à feu vint remplacer toutes les machines de jet du Moyen Âge.

Le trébuchet du siège de Cherbourg

Le savant bibliophile M. Pichon possède un compte (attachement) de ce qui a été payé pour le transport d’un de ces engins en 1378, lequel avait servi au siège de Cherbourg.

Voici ce curieux document, que son possesseur a bien voulu nous communiquer :

« Le monstre Thomin le bourgeois de Pontorson gouvernour de l’engin de la dite ville, du maistre charpentier, de V autres charpentiers, de X maçons et cancours, de XL tendeurs et XXXI charrets à compter le cariot qui porte la verge d’iceluy engin ; pour trois charreltiers qui sont ordennés servir celui engin au siége de Cherbourt, venu à Carentan, et nous Endouin Channeron, dotteur en la seigneurie, bailly de Costentin et Jehan des Iles, bailly illec pour le roy notre sire es terres qui furent au roy de Navarre, comis et députez en ceste partie, de par nos seigneurs les généraulx commis du roy notre sire pour le fait dudit siége; le XV jour de novembre l’an MCCCLXXVIII. Et premièrement : Le dit Thomin, le maistre gonduom dudit engin, X jours. vault pour X jours. ........ Some ci-dessus. Michel Rouffe, maistre charpentier dudit engin, X jours. vault pour X jours. ........ Etc. »

Suit le compte des charpentiers, maçons, tendeurs, charrettes et chevaux. Cet attachement fait connaître l’importance de ces machines qui exigeaient un personnel aussi nombreux pour les monter et les faire agir.

Le chiffre de quarante tendeurs indique assez la puissance de ces engins : car à supposer qu'ils fussent divisés en deux brigades (leur service étant très fatigant, puisqu'ils étaient chargés de la manœuvre des treuils), il fallait donc vingt tendeurs pour abaisser la verge du trébuchet. Les maçons étaient probablement employés à dresser les aires de niveau sur lesquelles on asseyait l’engin.

Le trébuchet des Albigeois

Pierre de Vaux-Cernay, dans son Histoire des Albigeois, parle de nombreux mangonneaux dressés par l’armée des croisés devant le château des Termes, et qui jetaient contre cette place des pierres énormes, si bien que ces projectiles firent plusieurs brèches.

Au siège du château de Minerve (en Minervois), dit ce même auteur, on éleva du côté des Gascons une machine de celles qu'on nomme mangonneaux, dans laquelle ils travaillaient nuit et jour avec beaucoup d’ardeur. Pareillement, au midi et au nord, on dressa deux machines, savoir une de chaque côté. Enfin, du côté du comte, c'est-à-dire à l’orient, était une excellente et immense pierrière, qui chaque jour coûtait vingt-et-une livres pour le salaire des ouvriers qui y étaient employés.

Au siège de Castelnaudary, entrepris contre Simon de Montfort, le comte de Toulouse fit « préparer un engin de grandeur monstrueuse pour ruiner les murailles du château, lequel lançait des pierres énormes, et renversait tout ce qu'il atteignait… Un jour, le comte (Simon de Monfort) s’avançait pour détruire la susdite machine ; et comme les ennemis l’avaient entourée de fossés et de barrières tellement que nos gens ne pouvaient y arriver… » En effet, on avait toujours le soin d’entourer ces engins de barrières, de claies, tant pour empêcher les ennemis de les détruire que pour préserver les hommes qui les servaient.

Au siège de Toulouse, Pierre de Vaux-Cernay raconte que, dans le combat où Simon de Monfort fut tué, « le comte et le peu de monde qui était avec lui se retirant à cause d’une grêle de pierres et de l’insupportable nuée de flèches qui les accablaient, s’arrêtèrent devant les machines, derrière des claies, pour se mettre à l’abri des unes et des autres ; car les ennemis lançaient sur les nôtres une énorme quantité de cailloux au moyen de deux trébuchets, un mangonneau et plusieurs engins… »

C'est alors que Simon de Monfort fut atteint d’une pierre lancée par une pierrière que servaient des femmes, sur la place de Saint-Sernin, c'est-à-dire à cent toises au moins de l’endroit où se livrait le combat. Quelquefois les anciens auteurs semblent distinguer, comme dans ce passage, les trébuchets des mangonneaux. Les mangonneaux sont certainement des machines à contrepoids, comme les trébuchets, mais les mangonneaux avaient une masse fixe placée à la queue de la verge au lieu d’une masse mobile, ce qui leur donnait une qualité particulière.

Villard de Honnecourt appelle l’engin à contrepoids suspendu par des bielles, à contrepoids en forme de huche, trébuchet ; d’où l’on doit conclure que si le mangonneau est aussi un engin à contrepoids, ce ne peut être que l’engin à balancier, tel que celui figuré dans le bas-relief de Saint-Nazaire de Carcassonne et dans beaucoup de vignettes de manuscrits.

重力投石机发射的原理示意动画。

14世纪配重投石机的复制品。

重力抛石机，又称配重抛石机、回回砲、襄阳砲，伊斯兰学者拉施德丁在《史集》中称作法兰克砲，本投石机主要结构为一杠杆，其一端为砲弹，一端为配重物。先用人力或兽力拉下砲弹端同时使配重端上升至高处来蓄能。发射时，放开杠杆使配重端下坠同时使砲弹上升并投射出去。

历史

中国的抛石机长期以来的发展上，始终没有结合配重技术，一直采用比较原始的人力拽索抛石机。直到襄樊之战的1273年蒙古以回回砲攻破南宋苦守6年的城池后，这种配重式技术才通过回回砲为中国人所知。它的威力超过了以往的人力拽索抛石机，终元一代，在战场上发挥了巨大的威力。 蒙古人远征波斯时，发现当地有火砲，砲身以木头制造，所用弹石重达150斤，射程近400公尺，落地时砸地深7尺，威力甚大。至元八年（1271年），元世祖遣使到波斯，向伊儿汗国宗王阿八哈徵调砲匠阿老瓦丁(Al al-Din)和亦思马因（Ismail）。至元九年（1272年）十一月，阿老瓦丁制成回回砲，在大都午门前试射成功。咸淳九年（1273年），忽必烈派遣回回砲匠至樊城与襄阳，造砲攻城。在《史集》记载的参与攻城的回回砲手中，除了亦思马因，还有阿老瓦丁以及两个大马士革人。元军得以渡江南下，在江南的每个战场上，《元史·阿老瓦丁传》则云回回砲是：“每战用之，皆有功”。 宋元襄樊之战中，元军即使用的回回砲射中襄阳谯楼，“声如雷霆，震城中。城中汹汹，诸将多逾城降者。”，宋将吕文焕自知不敌，因此投降。至元十一年（1274年）元朝建置回回砲手总管府，以阿老瓦丁为管军总管、宣武将军，至元二十二年（1285年）改名为回回砲手军匠上万户府。南宋也曾经仿造回回砲，《宋史·兵志十一》云：“咸淳九年（1273年），沿边州郡因降式，制回回砲。有触类巧思，别置砲远出其上”。宋人郑思肖在《心史》中记载：“其回回砲法，本出回回国，甚猛于常砲”，又“其‘回回砲’甚猛于常砲，用之打入城，寺观楼阁，尽为之碎”。宋人徐霆曾经对回回砲评价说：“回回百工技艺极精，攻城之具尤精”，“攻城之具”，就是回回砲。

现代

2005年电影《天国王朝》可以见到重力抛石机的使用于战场。 在基辅的重力抛石机 2014年的乌克兰亲欧盟示威，有民众使用重力抛石机投掷砖头与汽油弹进行攻击。