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Architecture

Une structure tisse sa toile

Les architectes en rêvaient, les scientifiques l'ont fait : la première construction basée sur des structures résistantes, légères et souples, faites de barres individuelles reliées par des câbles, a vu le jour grâce aux travaux d'une équipe de chercheurs de Montpellier.

tisse toile

© M. Bagneris

EC column (1969-81). Dans cette sculpture en tenségrité réalisée par Kenneth Snelson, les barres semblent flotter dans l'air au sein d'une chrysalide de câbles.


Passerelles pour piétons pliables et dépliables, stations orbitales, modèles pour la biologie… Autant de projets divers qui pourraient découler des recherches menées ces dernières années par René Motro et son équipe « Conception et structure » du Laboratoire de mécanique et génie civil (LMGC)1. En 2007, la qualité de leurs études sur la « tenségrité » leur a même valu la mention spéciale du prix des chercheurs 2006 de la Fédération nationale des travaux publics. Vous avez dit « tenségrité » ?

Adapté de « tensegrity », synthèse de « tensile integrity » (« intégrité tensionnelle »), ce terme est utilisé pour la première fois en 1955 par l'architecte américain Buckminster Fuller. Concrètement, une structure dite « en tenségrité » est composée de barres individuelles reliées à leurs extrémités par un ou plusieurs câbles que l'on tend pour rigidifier l'ensemble. Elle rappelle un grillage ou une toile d'araignée.

En architecture, un tel système présente de nombreux avantages : résistance, légèreté, souplesse, pour une consommation minimale de matières. Le tout est facilement démontable, réutilisable, repliable et dépliable à l'infini, facilement extensible. Enfin, en théorie… Car les architectes ont longtemps hésité à passer aux travaux pratiques. Ces structures sont en effet sensibles aux charges asymétriques et aux faibles changements des sollicitations extérieures (vent, vibrations…).

Il a donc fallu attendre l'an 2000 et le projet Tensarch, concrétisation de près de vingt années de recherche de l'équipe de René Motro, pour prouver que la tenségrité pouvait être utilisée en toute sécurité dans la construction. Modèles numériques et expérimentations ont permis de créer à Montpellier une structure en tenségrité de 84 mètres carrés sur environ 1 mètre de hauteur, l'une des plus grandes réalisées jusque-là. Principale nouveauté : elle répond de manière active aux sollicitations externes par des mécanismes qui tendent ou détendent les câbles en fonction de données fournies par des capteurs. L'ensemble fait appel à des techniques sophistiquées d'intelligence artificielle en raison du comportement de la structure, non prévisible avec les méthodes classiques.

Les recherches de René Motro ne se sont pas arrêtées là : son équipe et lui travaillent actuellement sur le caractère pliable de systèmes en tenségrité de plus en plus complexes. Cette capacité ouvre un large champ d'utilisations possibles dans des domaines aussi divers que les œuvres humanitaires (abris, ponts et entrepôts provisoires), l'aérospatiale (stations orbitales, satellites) ou même la robotique (bras manipulateurs).

Autre champ, plus surprenant, récemment investi par nos chercheurs : la biologie. Depuis peu, ils modélisent le comportement des « microtubules », qui composent le squelette filamenteux des cellules animales ou humaines. Entre le noyau et la membrane extérieure, ces petits tubes semblent en effet se comporter mécaniquement comme les systèmes de tenségrité. Un concept qui n'a décidément pas fini de faire parler de lui.

 

Emmanuel Thévenon 

Notes :

1. Laboratoire CNRS / Université Montpellier-II.

Contact

René Motro
Laboratoire de mécanique et génie civil (LMGC), Montpellier
motro@lmgc.univ-montp2.fr


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