À partir du début du 12ème siècle, ces murs n’étaient plus du tout suffisants. Les villages extra-muraux devinrent plus grands et plus peuplés, ils tirèrent leur nom des églises ou des monastères qui se dressaient à leurs extrémités: Borgo San Lorenzo, longeant la via Cassia en direction de la grande basilique ambrosienne; Borgo di Balla vers la campagne de Cafaggio; Borgo di San Remigio, à l’est de l’église avec ce nom; Borgo di San Piero (le long de l’actuel Borgo degli Albizi) au monastère de Saint-Pierre Majeur; Borgo di Campo Corbolini à l’ouest. Aussi à travers l’Arno ont augmenté de nombreux villages.
Tout cela a causé de gros problèmes militaires et logistiques. Lorsque la «Commune» de Florence a conquis ce quartier, il était prévu de créer une nouvelle enceinte défensive pour inclure les nouvelles banlieues et empêcher les expéditions punitives féodales. La guerre entre les cités et le pouvoir féodal atteignit son but, du fait de la descendance en Italie de l’empereur Frédéric Barberousse. En 1170, la construction des nouveaux remparts fut décrétée. En 1172, les travaux s’achevèrent en 1175. Le parcours de cette cinquième enceinte est facilement reconnaissable sur toutes les cartes de la ville, tous les villages extérieurs sont maintenant encerclés, les murs ont pris une forme approximative triangulaire. Depuis le Castello d’Altafonte, l’enceinte prend la direction ouest, loin des rives de l’Arno, afin de laisser plus d’espace au port fluvial, qui communique avec la ville par une petite porte. Au nord-est, les murs suivaient la Via de ‘Benci jusqu’à la Porta S.Pietro (aujourd’hui le Borgo degli Albizi). Ici, ils tournaient au nord-ouest le long de la Via S. Egidio jusqu’au Canto de’ Nelli, où ils tournaient au sud par la Via del Giglio et la Via della Croce al Trebbio jusqu’à nos jours Ponte alla Carraia. Le côté sud longeait la rivière mais commençait également la fortification de l’autre rive (gauche) de l’Arno (dont nous parlerons séparément).
Cette nouvelle enceinte était pour l’époque assez parfaite, avec un grand espace vert libre, en particulier près des portes principales, prête à être rapidement urbanisée. Les anciens murs ont été vendus pour servir de base à d’autres constructions ou à la carrière de nouveaux bâtiments. Dans le vieux centre, à l’intérieur des remparts romains disparus, le manque d’espaces libres a déclenché le développement vertical des maisons-tours. Mais tout cela ne suffisait pas: au cours du XIIIe siècle, la ville grandit de plus en plus, malgré toutes les attentes. Un grand mouvement d’immigrants, la déviation de la Via Francigena vers l’est qui plaçait à nouveau Florence sur la route principale en direction de Rome, étaient les causes principales du grand développement urbain de la ville.
Au début du XIIIe siècle, Florence compte environ 50 000 habitants, soit 75 000 à la moitié et environ 100 000 à la fin du siècle. Encore une fois, des villages, des hameaux (comme Borgo Porta Faenza, Borgo Pinti, Borgo la Croce, Borgo Ognissanti et bien d’autres), des monastères et des colonies de l’ordre mendiant (par exemple les Franciscains de Santa Croce et les Dominicains de Santa Maria Novella) les portes et le long des routes principales: les choses étaient revenues à l’état précédent! La défense et les problèmes d’hygiène exigeaient l’introduction, pour la première fois dans une cité-État médiévale, d’une politique d’urbanisme. De nombreux bâtiments illégaux ont été construits contre les murs de la ville. Une nouvelle enceinte était nécessaire.
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