Les inventions de Léonard de Vinci, des carnets aux prototypes

Les inventions de Léonard de Vinci sont des projets dessinés et commentés dans ses carnets, entre 1478 et 1519 : machines volantes, parachute, char d'assaut, arbalète géante, chariot automoteur, scaphandre, ponts, écluses, sans oublier l'anatomie. Presque aucune n'a été construite de son vivant, et beaucoup perfectionnent des idées d'ingénieurs antérieurs, comme le Siennois Francesco di Giorgio Martini, dont il a annoté un traité. Leur originalité tient à la méthode : observer la nature, mesurer, dessiner pour comprendre. Plusieurs ont été testées à l'époque moderne, du parachute en 2000 au pont de la Corne d'Or en 2019.

Un ingénieur avant d'être un peintre de cour

Vers 1482, pour entrer au service de Ludovic Sforza à Milan, Léonard se présente d'abord comme ingénieur militaire : ponts mobiles, bombardes, véhicules couverts, machines de siège et navales. La peinture n'arrive qu'en fin de lettre. Sa carrière confirme ce profil : ingénieur de César Borgia en 1502, consultant pour la défense de Venise en 1500, expert hydraulique à Florence et à Milan, metteur en scène de fêtes à machines, puis architecte de François Ier (voir Léonard de Vinci en France). Ces projets ne sont connus que par ses carnets, écrits de la main gauche, en miroir.

Les inventions de Léonard en un tableau

Voler : machines volantes et parachute

Le vol occupe Léonard pendant plus de vingt ans. Dans le Manuscrit B (vers 1487-1490, Institut de France), il dessine des ornithoptères, machines où un homme couché actionne des ailes de chauve-souris par des pédales et des leviers, et la célèbre vis aérienne, hélice de toile amidonnée souvent présentée comme l'ancêtre de l'hélicoptère. Aucune ne pouvait voler : la puissance musculaire d'un homme est très inférieure à celle qu'exige le vol battu. Le Codex sur le vol des oiseaux (1505, Biblioteca Reale de Turin) marque un tournant : Léonard y étudie le vent, le centre de gravité et le vol plané. Pour le documentaire Leonardo's Dream Machines de Channel 4, diffusé en février 2003, la pilote de deltaplane britannique Judy Leden a essayé une réplique de planeur inspirée de ces études.

Le parachute, dessiné vers 1485 dans le Codex Atlanticus, est une pyramide de toile tendue sur une armature de bois. Léonard note qu'un homme muni d'une tente de lin aux ouvertures bouchées, de douze brasses de côté et de douze de haut, soit environ sept mètres, pourra se jeter de n'importe quelle hauteur sans se blesser. Fin juin 2000, le parachutiste britannique Adrian Nicholas a sauté au-dessus du Mpumalanga, en Afrique du Sud, avec une réplique en bois et en toile, larguée d'une montgolfière à environ 3 000 mètres. Il est descendu sous la pyramide jusqu'à environ 600 mètres d'altitude, soit quelque 2 400 mètres, puis l'a larguée pour finir sous un parachute moderne, l'armature rigide risquant de le blesser à l'atterrissage. Le principe fonctionnait.

La guerre : char, arbalète géante et canons

Le char d'assaut du British Museum, dessiné vers 1485, est une carapace conique sur quatre roues, mue par des hommes actionnant des manivelles et hérissée de canons sur tout son pourtour. Tel qu'il est dessiné, l'engrenage fait tourner les roues avant et arrière en sens contraire : le véhicule ne peut pas avancer. Erreur ou précaution volontaire contre la copie, la question reste ouverte. Les reconstitutions réalisées pour la télévision ont dû corriger le mécanisme.

L'arbalète géante du Codex Atlanticus, d'environ 24 mètres d'envergure, relève autant de l'intimidation que de la balistique ; une version a été construite et essayée pour Leonardo's Dream Machines en 2003. Les carnets regorgent aussi de canons à tubes multiples disposés en rangées ou en éventail, de bombardes, de projectiles explosifs et de systèmes de fortification, qu'il met en pratique en inspectant les forteresses de César Borgia en 1502.

L'eau : scaphandre, canaux et écluses

Vers 1500, sans doute pour Venise menacée par la flotte ottomane, Léonard conçoit un scaphandre : combinaison de cuir, masque, tubes de roseau reliés à un flotteur de liège pour respirer en surface. L'objectif était de saboter les coques ennemies. Dans le Codex Leicester, il refuse de divulguer sa méthode pour rester sous l'eau « à cause de la nature mauvaise des hommes », qui s'en serviraient pour tuer au fond des mers. Une réplique a été essayée en eau peu profonde par la plongeuse Jacquie Cozens pour un documentaire de la BBC, au début des années 2000 : selon les comptes rendus, elle a fonctionné.

L'hydraulique est le domaine où ses projets ont eu le plus de prise sur le réel. Il étudie les canaux de Milan, les Navigli, et on lui attribue traditionnellement la porte d'écluse busquée à deux vantaux. En 1503-1504, il participe aux études pour détourner l'Arno pendant la guerre contre Pise ; le creusement, exécuté selon un plan modifié, échoue. En France, il dessine les canaux du palais de Romorantin. Le Codex Leicester, consacré surtout à l'eau, aux fossiles et à la lumière cendrée de la Lune, a été acheté par Bill Gates le 11 novembre 1994 pour 30,8 millions de dollars.

Ponts, villes et automates

En 1502, Léonard propose au sultan Bayezid II un pont d'une seule arche sur la Corne d'Or, à Constantinople, dessiné dans le Manuscrit L. Avec quelque 280 mètres, il aurait été le plus long du monde. En 2001, l'artiste norvégien Vebjørn Sand en a fait construire une version réduite, une passerelle en bois lamellé au-dessus de l'autoroute E18 à Ås, en Norvège. En 2019, une équipe du MIT a montré, avec une maquette au 1/500 de 126 blocs imprimés en 3D, que l'arche tenait sans mortier et résistait à des mouvements simulés du sol.

Le chariot automoteur du Codex Atlanticus (f. 812r), mû par des ressorts et doté d'une direction programmable, servait probablement aux spectacles de cour. Une reconstitution fonctionnelle a été présentée en 2004 à l'Institut et musée d'histoire des sciences de Florence, l'actuel Museo Galileo. Après la peste de Milan (1484-1485), Léonard imagine aussi une ville idéale à deux niveaux, rues hautes pour les piétons, voies basses pour les charrettes et les égouts. Le Codex de Madrid I, redécouvert en 1967, rassemble enfin ses études d'engrenages, de roulements et de ressorts, véritable grammaire des machines.

Où sont les carnets de Léonard de Vinci ?

À sa mort, Léonard lègue ses manuscrits à Francesco Melzi. Dispersés après la mort de ce dernier en 1570, démontés et recomposés par le sculpteur Pompeo Leoni, emportés en partie à Paris par les troupes de Bonaparte en 1796, ils subsistent aujourd'hui à hauteur de plusieurs milliers de pages, environ 7 000 selon les estimations courantes.

Anatomie et optique : quand la science nourrit la peinture

Léonard dissèque à Florence, à l'hôpital Santa Maria Nuova, où il autopsie pendant l'hiver 1507-1508 un vieillard qui se disait centenaire, puis à Pavie et à Rome ; en 1517, il affirme avoir ouvert plus de trente corps. Ses dessins, conservés pour l'essentiel dans la collection royale de Windsor, montrent le crâne (1489), le cœur et le fonctionnement des valvules de l'aorte, le fœtus dans l'utérus et les muscles du visage. Restés inédits, ils n'ont pas influencé la médecine de son temps.

Ces recherches nourrissent directement ses tableaux. Le Manuscrit D (vers 1508) est consacré à l'œil et à la vision ; il y décrit, comme dans le Codex Atlanticus, le principe de la chambre noire. Ses études de lumière et d'ombre le conduisent à refuser les contours nets, puisque l'œil ne perçoit pas de lignes dans la nature : c'est le fondement du sfumato. Ses observations sur l'air qui bleuit et estompe les lointains, la perspective aérienne, structurent le paysage de la Joconde. Ses dissections des muscles des lèvres, vers 1508, éclairent le modelé de la bouche et le célèbre sourire. Ces principes, réunis par Melzi dans le Traité de la peinture (Codex Urbinas, Bibliothèque vaticane), ne seront publiés qu'en 1651, à Paris.

Questions fréquentes

Quelle est l'invention la plus célèbre de Léonard de Vinci ?

Ses machines volantes, et en particulier la vis aérienne du Manuscrit B, souvent présentée comme l'ancêtre de l'hélicoptère, sont les plus connues. Son parachute pyramidal est la seule de ces idées de vol dont l'efficacité a été démontrée, lors du saut d'Adrian Nicholas en Afrique du Sud en juin 2000. Le char d'assaut et l'arbalète géante complètent le palmarès.

Léonard de Vinci a-t-il inventé l'hélicoptère ?

Non, au sens strict. Sa vis aérienne, dessinée vers 1487-1490, applique le principe de la vis d'Archimède à l'air, mais elle ne pouvait pas s'élever : aucune source d'énergie de l'époque n'était assez puissante et rien ne compensait la rotation de l'appareil. C'est une intuition remarquable, pas un prototype fonctionnel.

Les machines de Léonard de Vinci fonctionnaient-elles ?

Certaines oui, d'autres non. Le parachute, le chariot automoteur et le principe du pont de la Corne d'Or ont été validés par des reconstitutions modernes. Les machines à ailes battantes ne pouvaient pas voler, et le char, tel qu'il est dessiné, ne peut pas avancer. Beaucoup de dessins sont des idées en cours, pas des plans d'exécution.

Pourquoi Léonard de Vinci écrivait-il à l'envers ?

Léonard était gaucher et écrivait de droite à gauche, en lettres inversées, ce qui évitait de traîner la main dans l'encre fraîche. Ce n'était pas un code secret : il suffit d'un miroir pour lire ses notes. Quand il écrivait pour d'autres, comme dans ses lettres officielles, il employait l'écriture normale ou faisait appel à un secrétaire.

Où voir les machines de Léonard de Vinci ?

En France, le Clos Lucé, à Amboise, présente plus de quarante maquettes et des machines grandeur nature dans son parc. En Italie, le Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia Leonardo da Vinci de Milan, le Museo Leonardiano de Vinci et le Museo Galileo de Florence exposent des reconstitutions d'après ses carnets.

Sources

• Biblioteca Ambrosiana, Milan, Codex Atlanticus ; Institut de France, Paris, Manuscrits A à M.
• British Museum, notice du dessin 1860,0616.99 (véhicule de combat, vers 1485).
• Museo Galileo, Florence, notice du chariot automoteur.
• Domenico Laurenza, Mario Taddei, Edoardo Zanon, Les machines de Léonard de Vinci. Secrets et inventions dans les codex, Gründ, 2006.
• Martin Kemp, Leonardo da Vinci. The Marvellous Works of Nature and Man, Oxford University Press, éd. révisée 2006.
• Royal Collection Trust, dessins anatomiques de Léonard de Vinci, château de Windsor.
• Massachusetts Institute of Technology, étude de Karly Bast et John Ochsendorf sur le pont de la Corne d'Or, 2019.
• Presse internationale de juin et juillet 2000 sur le saut d'Adrian Nicholas (Mail & Guardian, Flight International).