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S’il est aussi sculpteur, botaniste, musicien, poète, philosophe, stratège militaire ou encore architecte urbaniste de génie, Léonard de Vinci se considère avant tout comme un ingénieur scientifique qui laissera une œuvre qui peut être considérée comme la plus diversifié que le monde n’a jamais connu. Sur ce plan, il développe des idées très en avance sur son temps, comme l’avion, l’hélicoptère, le sous-marin et même jusqu’à l’automobile.
En tant que scientifique, Léonard de Vinci, organisateur de spectacles et de fêtes grandioses, a beaucoup fait progresser la connaissance dans les domaines du génie civil, de l’optique, de l’hydrodynamique ou encore de l’anatomie qui fera de lui un précurseur médical majeur. Il est rapidement devenu maître de l’anatomie topographique, en s’inspirant de nombreuses études des muscles, des tendons et d’autres caractéristiques anatomiques visibles. Il pose les bases de l’anatomie scientifique, disséquant notamment des cadavres de criminels dans la plus stricte discrétion, pour éviter l’Inquisition qui l’interdisait pour des motifs religieux.
Léonard réalise ainsi de nombreuses dissections à partir de 1487 pour composer un traité d’anatomie qui ne verra jamais le jour. Il dessinera de nombreux squelettes humains, des os, ainsi que les muscles et les tendons, le cœur et le système vasculaire, l’action de l’œil, les organes sexuels et d’autres organes internes. Il effectue les premiers dessins scientifiques d’un fœtus dans l’utérus. La précision et le soin apportés aux dessins seront inégalables avant des siècles. Léonard de Vinci est le premier à dessiner correctement les courbure de la colonne vertébrale, l’inclinaison du sacrum, la courbure des côtes, la position exacte du bassin. L’idée de représenter les corps par plusieurs vues est une innovation totale et particulièrement moderne.
Il a notamment identifié quatre cavités cardiaques dans le cœur alors que, un siècle plus tard, Vésale ou encore Descartes, n’en verront que deux. Il sera le premier à constater la rigidité des artères comme constitutive d’une crise cardiaque. L’égarement des carnets de Léonard de Vinci pendant des siècles fit que cette découverte essentielle retarda une avancée médicale qui aurait évité des millions de morts prématurés. Léonard écrit dans ses carnets : « […] Mais j’ai voulu aussi passionnément connaître et comprendre la nature humaine, savoir ce qu’il y avait à l’intérieur de nos corps. Pour cela, des nuits entières, j’ai disséqué des cadavres, bravant ainsi l’interdiction du pape. […] Ce que j’ai cherché finalement, à travers tous mes travaux et particulièrement à travers mes peintures, ce que j’ai cherché toute ma vie, c’est a comprendre le mystère de la nature humaine […] »
Son souci du détail touche à un perfectionnisme excessif qui tourne à l’obsession. Une particularité du syndrome Asperger dont il est fortement soupçonné d’être porteur qui explique ses nombreuses œuvres picturales inachevées. Une caractéristique qui lui portera préjudice tout au long de sa vie.
Obsédé par son travail, insomniaque, Léonard est adepte du sommeil “polyphasique“, c’est-à-dire qu’il ne divisait pas ses journées en deux parties, d’éveil et de sommeil, mais en plusieurs compartiments. Très productif, Léonard de Vinci dormait seulement 15 minutes toutes les 4 heures. Un rythme intense que d’autres ont tenté de reproduire en l’adaptant.
Comme artiste, Léonard observa de près les effets de l’âge et de l’émotion humaine sur la physiologie, en étudiant en particulier les effets de la rage. Il a également dessiné de nombreux modèles, dont certains avec d’importantes déformations faciales ou des signes visibles de maladie. Il a aussi étudié et dessiné l’anatomie de nombreux animaux. Il a disséqué des vaches, des oiseaux, des singes, des ours et des grenouilles, comparant la structure anatomique de ces animaux avec celle de l’homme. Il étudia également les chevaux.
Ostracisé au Vatican, notamment pour ses investigations d’anatomiste qui l’a conduit à disséquer des cadavres au grand dam du Pape, Léon X, il fut appelé par le François 1er qui le reconnut comme son « père ». Le Roi l’installe au Clos Lucé, à portée du château royal d’Amboise, le nomme « premier peintre ingénieur et architecte du roi » et lui confie diverses missions comme l’organisation des fêtes de la Cour, la création de costumes ainsi que l’étude de projets grandioses d’aménagement du territoire dont celui de Romorantin qui devait faire de cette ville la capitale politique du Royaume de France. Alors que les travaux de fondation avaient commencés, ils cessèrent à la mort du génial Florentin en 1519.