L’histoire de la fortification est liée aux évolutions des moyens d’attaque et aux progrès de l’artillerie. Suite à la généralisation du boulet métallique à la fin du XVe siècle, les ingénieurs italiens conçoivent un nouveau type de défense : le système bastionné. Il est basé sur un tracé géométrique des remparts supprimant totalement les angles morts et sur l’emploi du bastion en remplacement de la tour médiévale.
Au XVIe siècle, la tour médiévale est remplacée par le bastion, qui permet la suppression de tout angle mort.
Le bastion est un ouvrage pentagonal pointant deux faces vers l’assaillant, rattaché aux courtines par deux flancs et à l’intérieur par sa gorge. Dimensions et formes sont calculées en fonction de la portée de tir des armes à feu.
Les places fortes présentent ainsi un plan en étoile dont chaque branche constitue un pan de muraille dressé face à l’attaquant. Ce système, continué par Vauban, est fait d’imposants talus de terre appuyés par des murailles, qu’on appelle le rempart, le tout capable de résister à l’impact des boulets et de supporter de nombreux canons pour sa défense. Son efficacité ne réside plus dans la hauteur des murs mais dans l’épaisseur de terre accumulée derrière.
Les trois systèmes supposés de Vauban : élaborés par touche successive, ils se distinguent par la multiplication progressive des ouvrages extérieurs afin de renforcer les obstacles pour l'assaillant.
Vauban sera amené à faire évoluer la conception de ses places fortes. Progressivement il va augmenter l’emprise des fortifications sur le terrain. Des ouvrages extérieurs sont ajoutés, ravelins et demi-lunes, puis ouvrages à cornes et à couronne et forts détachés. Si sa pensée a été théorisée en trois systèmes après sa mort, seuls l’adaptation au terrain, le bon sens et l’expérience comptent pour lui.
Cela explique d’une part qu’il se soit toujours refusé à écrire un traité de fortification et d’autre part la grande variété des formes géométriques qu’il utilise.
Durant toute sa carrière, Vauban crée une véritable « ceinture de fer » sur les pourtours du royaume et édifie ou aménage pas moins de 165 ouvrages pour garantir sa protection. Sur de nombreux sites, il s’adapte aux fortifications médiévales existantes. Pour éviter les attaques par la mer, il met au point des plans-types de fort à la mer : compact, à deux étages de feu, avec tour observatoire ou phare.
Dans les plaines du nord de la France, Vauban utilise l’eau comme moyen de défense. Il prévoit de nombreux ouvrages hydrauliques et de gigantesques réserves lui permettant d’inonder le terrain aux abords de la place forte en cas de siège.
Le « pré carré » de Vauban
Entre la Meuse et la mer du Nord, en l’absence de frontières naturelles et compte tenu de l’importance stratégique de cette frontière du nord-est de la France, Vauban met au point son « pré carré », une double ligne de places fortes reliées entre elles, par des canaux.