Les gens construisent des dômes depuis des siècles. Les peuples anciens, comme les Romains, ont appliqué leurs compétences en maçonnerie — et leur connaissance de l’arc — pour créer des dômes massifs. Mais ces dômes avaient besoin de murs de soutien tout aussi grands pour empêcher l’ensemble de la structure de s’écraser au sol. En bref, les énormes anciens dômes étaient lourds et voués à l’échec à un moment ou à un autre.
Les dômes géodésiques sont différents. Non seulement ils intègrent la force d’une forme d’arc solide, mais ils sont également constitués de nombreux triangles. Associez des dômes à des triangles, et vous obtenez une structure extrêmement durable. Les triangles sont la forme la plus solide car ils ont des angles fixes.
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Une grande partie de cette durabilité résulte des caractéristiques des triangles, qui sont les super-héros des formes. Les triangles sont la forme la plus solide car ils ont des angles fixes et ne se déforment pas très facilement.
Michael Busnick, propriétaire d’American Ingenuity, qui vend des maisons en dôme, affirme que les triangles sont la clé de la solidité des dômes. « (Les dômes) sont des structures tridimensionnelles utilisant des triangles stables se rapprochant des sphères pour créer de multiples chemins de transport de charge du point de charge au point de support. Le triangle est le seul arrangement d’éléments structurels qui est stable en lui-même sans nécessiter de connexions supplémentaires aux points d’intersection pour empêcher la déformation de la géométrie. »
En d’autres termes, appliquez une pression sur un bord d’un triangle, et cette force est uniformément répartie sur les deux autres côtés, qui transmettent ensuite la pression aux triangles adjacents. Cette distribution en cascade de la pression est la façon dont les dômes géodésiques répartissent efficacement la contrainte le long de toute la structure, un peu comme la coquille d’un œuf.
Le motif de ces triangles est essentiel à la structure des dômes géodésiques. Pour comprendre pourquoi, considérez d’abord un carré à quatre côtés de base. Si vous disposez de nombreux carrés perpendiculairement (à angle droit) les uns par rapport aux autres, ils peuvent s’étaler proprement dans un plan plat.
Il n’en va pas de même pour les pentagones ou les hexagones. Essayez de poser ces formes à plat de la même manière que le carré et cela ne fonctionnera pas. Mais inclinez ces formes vers l’intérieur en forme de boule ou de sphère et les côtés s’accordent joliment comme des tessellations, qui sont simplement des motifs qui peuvent être répétés pour créer une autre forme sans chevauchement ni espace entre les formes. Et il se trouve que les pentagones et les hexagones peuvent être proprement divisés en triangles, la base des dômes géodésiques, donc ils sont aussi excessivement solides.
Différentes tessellations donnent lieu à des conceptions variables pour les bâtiments en forme de dôme. À la page suivante, vous en saurez plus sur la façon dont les conceptions rendent plus facile – ou beaucoup plus difficile – l’assemblage des dômes.