Dômes géodésiques et structures spatiales

UNE Dôme géodésique est une structure sphérique à structure spatiale composée d'un réseau complexe de triangles. Les triangles liés créent un cadre auto-entretenant qui est structurellement solide mais élégamment délicat. Le dôme géodésique pourrait être appelé la manifestation de l'expression "moins c'est plus", car un minimum de matériaux de construction disposés géométriquement garantit une conception à la fois solide et légère, en particulier lorsque le cadre est recouvert de matériaux de revêtement modernes comme l'ETFE. La conception permet un espace intérieur massif, sans colonnes ni autres supports.

UNE cadre spatial est le cadre structurel tridimensionnel (3D) qui permet à un dôme géodésique d'exister, par opposition au cadre bidimensionnel (2D) d'un bâtiment typique de longueur et de largeur. L '«espace» dans ce sens n'est pas «l'espace extra-atmosphérique», bien que les structures résultantes semblent parfois provenir de l'ère de l'exploration spatiale.

Le terme géodésique vient du latin, ce qui signifie "terre divisant." UNE ligne géodésique est la distance la plus courte entre deux points quelconques sur une sphère.

Inventeurs du dôme géodésique:

Les dômes sont une invention relativement récente en architecture. Le Panthéon de Rome, reconstruit vers 125 après JC, est l'un des plus grands dômes les plus anciens. Afin de supporter le poids des matériaux de construction lourds dans les premiers dômes, les murs en dessous étaient très épais et le sommet du dôme devenait plus mince. Dans le cas du Panthéon de Rome, un trou ouvert ou oculus est au sommet du dôme.

L'idée de combiner des triangles avec l'arc architectural a été lancée en 1919 par l'ingénieur allemand Dr. Walther Bauersfeld. En 1923, Bauersfeld avait conçu le premier planétarium de projection au monde pour la société Zeiss à Jena, en Allemagne. C'est R. Buckminster Fuller (1895 à 1983) qui a conçu et popularisé le concept de dômes géodésiques utilisés comme habitations. Le premier brevet de Fuller pour un dôme géodésique a été délivré en 1954. En 1967, sa conception a été montrée au monde avec "Biosphere" construit pour l'Expo 67 à Montréal, Canada. Fuller a affirmé qu'il serait possible de clôturer le centre de Manhattan à New York avec un dôme à température contrôlée de deux milles de large comme celui présenté à l'exposition de Montréal. Le dôme, a-t-il dit, serait amorti d'ici dix ans… rien que grâce aux économies réalisées sur les frais de déneigement.

À l'occasion du 50e anniversaire de la réception d'un brevet pour le dôme géodésique, R. Buckminster Fuller a été commémoré sur un timbre-poste américain en 2004. Un index de ses brevets se trouve au Buckminster Fuller Institute.

Le triangle continue d'être utilisé comme un moyen de renforcer la hauteur architecturale, comme en témoignent de nombreux gratte-ciel, notamment le One World Trade Center à New York. Remarquez les côtés triangulaires massifs et allongés de ce bâtiment et d'autres grands immeubles.

À propos des structures à structure spatiale:

Le Dr Mario Salvadori nous rappelle que "les rectangles ne sont pas intrinsèquement rigides". Ainsi, nul autre qu'Alexander Graham Bell a eu l'idée de trianguler de grandes charpentes de toit pour couvrir de grands espaces intérieurs sans obstacles. "Ainsi", écrit Salvadori, "le moderne cadre de l'espace est né de l'esprit d'un ingénieur électricien et a donné naissance à toute une famille de toits ayant l'énorme avantage de la construction modulaire, de l'assemblage facile, de l'économie et de l'impact visuel. "

En 1960, Le Harvard Crimson décrit le dôme géodésique comme «une structure composée d'un grand nombre de figures à cinq côtés». Si vous construisez votre propre modèle de dôme géodésique, vous aurez une idée de la façon dont les triangles sont assemblés pour former des hexagones et des pentagones. La géométrie peut être assemblée pour former toutes sortes d'espaces intérieurs, comme la pyramide de l'architecte I.M. Pei au Louvre et les formes de quadrillage utilisées pour l'architecture de traction de Frei Otto et Shigeru Ban.

Définitions supplémentaires

"Dôme géodésique: Une structure constituée d'une multiplicité d'éléments similaires, légers et rectilignes (généralement en tension) qui forment une grille en forme de dôme."
Dictionnaire d'architecture et de construction, Cyril M. Harris, éd., McGraw-Hill, 1975, p. 227

"Space-Frame: un cadre tridimensionnel pour enfermer des espaces, dans lequel tous les membres sont interconnectés et agissent comme une seule entité, résistant aux charges appliquées dans toutes les directions."
Dictionary of Architecture, 3e éd. Pingouin, 1980, p. 304

Exemples de dômes géodésiques

Les dômes géodésiques sont efficaces, peu coûteux et durables. Les maisons à dôme en métal ondulé ont été assemblées dans des régions sous-développées du monde pour seulement des centaines de dollars. Les dômes en plastique et en fibre de verre sont utilisés pour les équipements radar sensibles dans les régions arctiques et pour les stations météorologiques du monde entier. Les dômes géodésiques sont également utilisés pour les abris d'urgence et les logements militaires mobiles.

La structure la plus connue construite à la manière d'un dôme géodésique pourrait être le vaisseau spatial Terre, le pavillon AT&T à EPCOT à Disney World, en Floride. L'icône EPCOT est une adaptation du dôme géodésique de Buckminster Fuller. D'autres structures utilisant ce type d'architecture incluent le Tacoma Dome dans l'État de Washington, le Milwaukee's Mitchell Park Conservatory dans le Wisconsin, le St. Louis Climatron, le projet de désert de la biosphère en Arizona, le Greater Des Moines Botanical Garden Conservatory dans l'Iowa, et de nombreux projets créés avec ETFE dont l'Eden Project en Grande-Bretagne.

Sources

• Fuller et Nervi Candela présenteront la série de conférences Norton 1961-1962, Le Harvard Crimson, 15 novembre 1960 [consulté le 28 mai 2016]
• History of Carl Zeiss Planetariums, Zeiss [consulté le 28 avril 2017]
• Pourquoi les bâtiments se tiennent debout par Mario Salvadori, Norton 1980, McGraw-Hill 1982, p. 162;