Architecture et nids d’oiseau

Un chapitre de votre livre porte sur les oiseaux architectes et tout particulièrement le classique nid de coucou dont la robustesse tient aux brindilles enchevêtrées, en désordre apparent. L’utilisation pour des réalisations architecturales est soulignée dans ce même chapitre à travers le bungalow d’un parc floral fait de poutres emmêlées qui réalise une voute comme un gros nid à l’envers.

Beijing national stadium, source Wikipedia (CC BY-SA 3.0)

Le stade national de Pékin, fort justement nommé « le nid d’oiseau », évoque également une architecture aléatoire (en fait soigneusement calculée par les architectes suisses responsables de cette réalisation). Ceci pose de nombreuses questions discutées par notre collègue physicien Henrich Jaeger; intéressé par ailleurs par les empilements de grains sous pression. Nous avons présenté dans un ouvrage récent, ouvrage sur les milieux granulaires2 comment l’apparent désordre d’un tel empilement dense de grains pouvait s’analyser à partir d’un réseau de lignes de forces formant des chaînes continues d’un bord à l’autre de l’empilement, supportant les charges qu’on lui impose. Une image de photoélasticité qui donne accès aux forces qui s’appliquent aux grains peut être mis en correspondance avec le réseau de poutres du stade de Pekin. Ce qui est remarquable dans cet enchevêtrement de lignes de force du milieu de grains est qu’il est modifiable par le simple déplacement de quelques grains tout en conservant sa résistance mécanique. Ceci pose ainsi une question aux architectes que résume H. Jaeger : Can randomness and structural disorder, in fact, lead to forms that perform better or that are richer in effect and meaning?

Une nouvelle forme d’élégance due à ce désordre ?

Compaction d’un milieu granulaire, Sur l’image les lignes représentent les forces normales et sont proportionnelles à l’intensité de ces forces. Tiré de Radjai, F., Jean, M., Moreau, J. J., & Roux, S. (1996). Force distributions in dense two-dimensional granular systems. Physical review letters, 77(2), 274.

 

1 S. Keller et H. Jaeger Aleatory architectectures Granular matter (2016)

2 Matière en grains, édition O. Jacob (blog www.matiereengrains.fr).

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