vignette|Un château d'eau de forme hyperboloïde aux Essarts-le-Roi. On y voit la génératrice marquée architecturalement sur le pied creux et le réservoir qui se confondent et dont on voit les limites par les jours de l'accès; Le réservoir est un voile mince de béton sous tensions, le pied un voile sous compression. Les structures à nappe hyperboloïde sont généralement des treillis ou des ossatures épousant la forme d'un hyperboloïde à une nappe.
Leur coque extérieure est armée par des armatures droites combinées pour former une ou deux familles d'hélices entrecroisées. Leur géométrie est celle d'une surface réglée (génératrice) : on n’emploie pour l’essentiel de l’armature de ces structures, qu’elles soient ajourées ou pleines, que des poutres droites, auxquelles s’ajoutent des cerces de contreventement dans les structures légères. Les grandes tours en hyperboloïde présentent une traînée faible.
Historique En pratique cette géométrie est présente par exemple dans les sièges, les paniers et les nasses de pêche. On connait les propriétés mathématiques de l’hyperboloïde depuis l'étude des coniques dans l'AntiquitéDébutée dans le , Jean-Luc Romet, Appolonius, (consulté le 12/5/2019)..
Cette géométrie ne s'est manifestée dans l'architecture qu'à partir de la première moitié du , avec le fonctionnalisme et le constructivisme. La structure hyperboloïde de Polibino (Russie) est la première structure de ce type au monde, construite à claire-voie en acier. Elle fut construite pour l’Exposition Pan-russe de l'Industrie et de l'Artisanat de 1896 de Nijni Novgorod. Elle est l'œuvre de l'ingénieur et scientifique russe Vladimir Choukhov. Cette structure, capable de supporter un réservoir de et qui comportait une tour porteuse d'une hauteur de , suscita l'admiration des visiteursD'après .
Depuis, les structures hyperboloïdes ont été utilisées par plusieurs architectes réputés : Le Corbusier, Oscar Niemeyer, Philolaos. Aujourd'hui, la plupart des aéroréfrigérants sont conçus sur ce principe ; outre la relative simplicité du coffrage, ils offrent de bonnes propriétés hydrodynamiques (tirage des fumées de refroidissement).
Une autre forme s'apparente à celle de l'hyperboloïde, la forme à double courbure inverse non développable (saddle-shape) du Paraboloïde. Malgré un système d'appui différent, on peut rapprocher le principe des constructions caténaires en parabole de Gaudí, que cet architecte a employées à la Sagrada Família, des hyperboloïdes de révolution de ChoukhovCf. ..
La Russie a conservé jusqu'à aujourd'hui sept des tours conçues par Choukhov, dont la tour de la radio de Moscou, haute de . Le pylône Choukhov haut de , sur les rives de l'Oka non loin de Nijni Novgorod, est le dernier pylône électrique affectant cette géométrie.
Exemples de structures à nappe hyperboloïde
Cathédrale de Brasilia Sagrada Família Schlossbergturm, Fribourg-en-Brisgau, Allemagne Tour de Ještěd (République tchèque) Phare Ylliam (Suisse) Phare d'Adziogol Tour de Polibino Mâts télémétriques de l’, de l’ et de l’ (années 1920) Tour de télévision et de tourisme de Canton Tour du port de Kōbe
Notes et références
Voir aussi Hyperboloïde Ossature (construction) Tenségrité (architecture) (structure en compressions et tensions) Tour de réfrigération
Bibliographie . Rainer Graefe: “Vladimir G. Šuchov 1853-1939 - Die Kunst der sparsamen Konstruktion.”, , Stuttgart, DVA, 1990. ;thèse d'architecture, 264 p., Université de Pennsylvanie, .
Liens externes
Oscar Niemeyer, Maison de la culture “le Volcan”, Le Havre (France) La Tour Choukhov
Structures hyperboloïdes de la Sagrada Família La structure hyperboloïde Gaudí et Choukhov Oscar Niemeyer, La cathédrale de Brasilia Le Corbusier, Parliament Building, Chandigarh Les origines du modernisme dans l'architecture russe L'hyperboloïde à une nappe Exemples de gratte-ciel de forme hyperboloide
Catégorie:Génie civil Catégorie:Surface réglée Catégorie:Quadrique