巴黎圣母院在建设的时候，使用了哪些材料，有木头、石头、铁和铅？采用了哪些建筑技术？他们应该被复用吗？ 以往哪些试验不能开展，而现在可以进行的？
4月15日大火之后，大教堂也从灾难中逐渐平复。一件件石材、一条条横梁也开始从废墟中被清理出来。专业人员们正对这一堆记录了大教堂的沧桑历史的建筑材料进行检验。抛开悲剧不说，这场大火却给研究人员提供了一次近距离观察这些位于穹顶上材料的机会。构建穹顶结构的是八百年前的栎木，研究人员从没有机会接触到它们。
据Bernard Thibaut介绍，可能有大约2000片木材需要分析研究，但其中有些是完好无损的，或者部分被烧焦。Bernard Thibaut是来自法国南部蒙彼利埃力学和土木工程实验室的资深研究人员。但是目前由于安全问题，只有很少的研究人员接近废墟。但毫无疑问的是，这些木材可以为我们提供丰富的信息，包括穹顶的结构，以及栎木的来源、年龄和生长环境。我们可以通过树木的年轮推测这些栎木树木时候被砍掉的。
目前为止，研究人员对穹顶的框架结构一无所知。在法国，类似于圣母院穹顶结构的建筑不超过10个，这说明在法兰西地区哥特式建筑具有完全不一样的框架结构。现在的屋顶能坚持一两百年都不简单了，更何况是八百年。
木材的物理和化学性质也将被详细研究，包括密度和阻抗的变化。令人奇怪的是，这些木材在八百年来都没有被虫蛀，据猜测可能是栎木散发出的单宁酸的气味使蛀虫难以承受。目前这项研究才刚开始，资助基金还迟迟没有到位。
除了木材之外，还有石材。用于建造圣母院的石材是卢台特期[1]的石灰岩，在这次火灾之中遭受了两次毁坏，一次是大火的灼烧，然后灭火时用的水再次对石材产生了破坏，使石灰岩的力学性质发生了很大的变化。众所周知，石灰岩被火烧之后就会松散形成石灰。
但是即使同一个采石场开采的石灰岩也是不同的，下部地层的石灰岩的较为坚硬，往往被用当做建筑材料。然而，大教堂里所有石材的物理和力学性质都不同，这些石头采自于巴黎五区和十二区地下采石场，凡尔赛宫、沃子爵城堡和兰斯大教堂的石材也多来自于此。但这些采石场已不复存在，大部分采石场在20世纪已经被关闭，现在重开一些采石场并不那么简单。
最有效的方法是，如果石材的特性没有遭到太大的破坏，可以重复利用。首先是把这些石头分拣出来进行干燥，恢复原来的力学性质。另一种方法是使用二氧化硅、纳米粒子或生物矿化等方法对遭受破坏的石材进行加固。对于生物矿化方法即是在石材上培养细菌，使其在表面产生方解石修复石材，这只能修复表面。然而，研究人员正在研究新的菌株可以深层次修复石材。这是完全自然的方法，已在蒙彼利埃十二世纪的教堂做了相关测试，如果该方法行之有效，将被用来加固圣母院的特定部位，如长期被雨水冲刷的位置。
此外，有一个专门的工作组研究大教堂的金属材料，这些建筑材料嵌入十二和十三世界的砖石结构中，用于加固建筑的稳定，如圣但尼圣殿。大教堂的金属材料经常是铁、钢混用，而钢是铁和碳的合金，因此可以使用碳十四定年方法测定钢的生产年代，此方法的应用已有先例。
确定这些金属材料是产自十二、十三、十五、十六世纪还是更晚的时期，就可以恢复建筑结构在每个阶段的形式。当前很少有这方面的记录。
在圣母院的顶部和内部均有大量铅，在这次大火中，大部分都熔化了。对熔化之后的铅分析难度非常大，以往没有类似的工作。研究人员希望基于铅的大部分稳定同位素建立一个化学参考数据库，用于研究不同来源的铅是如何混合的，该数据库也将有助于解决铅污染问题，确定今年夏天大伙之后的铅污染来自于圣母院，而不是其他地方。
来源：CNRS News
注:
[1] 卢台特期: 地质年代中始新世的一个期，参见wikipedia中关于Lutetian的介绍。
原创文章，如若转载，请注明出处。