Es entstanden zwei repräsentative Sakralbauten: die wegen ihrer Formensprache berühmte Wallfahrtskirche "Notre-Dame-du-Haut de Ronchamp" wurde 1955, das Kloster "Sainte-Marie de la Tourette" bei Éveux-sur-l’Arbresle 1960 fertiggestellt. Die Wallfahrtskirche in Ronchamp wurde vom Dominikanerpater und Kunstkritiker Marie-Alain Couturier angeregt. Für die Firma Philips entwarf er gemeinsam mit Iannis Xenakis einen Pavillon für die Weltausstellung 1958 in Brüssel, der mit seinen parabolisch und hyperbolisch geschwungenen Oberflächen die expressive Formensprache der Kirche von Ronchamp weiterführte und für dessen Innenraum sie in Zusammenarbeit mit dem Komponisten Edgar Varèse das "Poème électronique", eine Art multimediales Gesamtkunstwerk aus Bild (Dia-Vorführung), Musik und Architektur schufen.