[Architecture] Tenségrité

Vous avez sans doute déjà vu quelques vidéos / photos de ce phénomène notamment avec des lego … mais comme je suis trop fan, je ne pouvais pas laisser de coté ce sujet !

Comme d’habitude le principe repris sur Wikipedia et ensuite quelques vidéos et autres liens pour plus d’informations !

La tenségrité est, en architecture, la faculté d’une structure à se stabiliser par le jeu des forces de tension et de compression qui s’y répartissent et s’y équilibrent.
Les structures établies par la tenségrité sont donc stabilisées, non par la résistance de chacun de leurs constituants, mais par la répartition et l’équilibre des contraintes mécaniques dans la totalité de la structure.
Ainsi, un système mécanique comportant un ensemble discontinu de composants comprimés au sein d’un continuum de composants tendus peut se trouver dans un état d’équilibre stable.
Ce qui signifie, par exemple, qu’en reliant des barres par des câbles, sans relier directement les barres entre elles, on arrive à constituer un système rigide.

Les dômes géodésiques sont des structures réticulées, ce ne sont pas des systèmes répondant au concept de tenségrité.
On peut citer à cet égard les dômes géodésiques de la Biosphère de Montréal (Fuller, 1967) ou de La Géode à Paris (Fainsilber, 1985).
La confusion vient du fait que Buckminster Fuller souhaitait réaliser un dôme en utilisant le concept de tenségrité, mais les technologies de l’époque et les moyens de calcul ne lui ont pas permis de le faire.

Les recherches sur la tenségrité se tournent aussi vers les sciences naturelles, comme la biologie.
Ainsi, les cytosquelettes des cellules animales seraient de telles structures : les microtubules sont au centre d’un réseau de contraintes compressives exercées par des filaments (je rajouterais un bloc dessus à la fin pour ceux qui seraient intéressés).

# Une origine contestée


Reproduction de la structure de Karl Ioganson

Il semble bien que l’idée d’une structure tridimensionnelle dont l’équilibre se fait au moyen de forces de compression et de tension soit antérieure à 1949.
Ainsi, une œuvre de l’artiste soviétique Karl Ioganson, nommée Construction systématique et datée de 1921, repose sur le même principe, avec néanmoins l’absence d’autocontrainte, un des principes de la tenségrité.

Cependant, les brevets américains ont été obtenus par Richard Buckminster Fuller, qui aurait donné son nom à la tenségrité (tensegrity=tensile integrity, ce qui signifie que le réseau tendu est continu).
Richard Buckminster Fuller aurait recréé le concept de dômes géodésiques lors de l’été 1949 au Black Mountain College avec l’appui de certains élèves et professeurs, dont Kenneth Snelson, un artiste qui sera un des premiers à utiliser la tenségrité dans l’architecture.
Celui-ci affirmera que Richard Buckminster Fuller lui a volé sa découverte.

En même temps, David Georges Emmerich popularise ce système en France sous le nom de « systèmes autotendants ». Le terme, bien que mieux approprié, ne sera pas conservé.

« Cette curieuse structure, assemblée de trois barres et de sept tirants, était manipulable à l’aide d’un huitième tirant détendu, l’ensemble étant déformable.
Cette configuration labile est très proche de la protoforme autotendante à trois barres et neuf tirants de notre invention. »
— David Georges Emmerich3.

Dans les années 1980, le chercheur montpelliérain René Motro et son équipe au Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (LMGC), laboratoire mixte de l’Université de Montpellier et du CNRS, ont mené des recherches sur la tenségrité et ont prouvé que l’on pouvait construire grâce à ce principe.
Depuis, le LMGC est un centre de recherche important sur la tenségrité et de nombreuses thèses y sont publiées.


Un exemple en Lego

# la Tenségrité en biologie

En biologie le concept de tenségrité est utilisé comme modélisation en biomécanique cellulaire pour expliquer la solidité des structures.
Le principe a été emprunté à la tenségrité en architecture en particulier par Donald Ingber, de l’université de Harvard.
Les structures de tenségrité sont des systèmes réticulés constitués, dans l’espace, d’éléments quasi rigides isolés et comprimés par un réseau continu d’éléments élastiques en tension. Le système est donc auto-contraint : c’est l’ensemble des forces élastiques qui s’exercent sur le squelette des cellules qui maintient solidement la forme de chaque cellule puis de l’ensemble.

Le cytosquelette (squelette des cellules) comporte différents constituants: les microtubules (qui résistent mieux en compression), les microfilaments ou filaments d’actine (qui résistent mieux en tension) et les filaments intermédiaires (qui jouent un rôle dans la stabilité de la structure d’une cellule).
Le cytosquelette peut être considéré comme une structure en tenségrité.
Même s’il existe d’autres hypothèses, les preuves actuelles attestent que la tenségrité dans les cellules est une hypothèse crédible.

De même, la matrice extracellulaire et les complexes d’adhésion focale pourraient également être des structures en tenségrité.

En outre, le système musculo-squelettique pourrait également être perçu comme un système de tenségrité, les os étant comprimés par la tension apportée par les muscles (via les tendons) et les ligaments eux-mêmes tendus.

# Comment reproduire ça chez vous ?

ll ne faut pas grand chose pour reproduire le phénomène alors pourquoi ne pas faire l’expérience chez vous ?
Voici quelques tutos /vidéos :












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