This research deals with generation of double curvature forms with a single module: an equilateral triangle. Keywords: dome, geodesic, engineering, invention, discovery, find out, geometry, cupola, coupole, network, strut, connector, node, hub, building, space, structure, architecture, triangle, equilateral, identical, double curvature, doubly curved surface form, Lobel, form, business, venture capital

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FORMES ET STRUCTURES ENGENDREES PAR DES ELEMENTS IDENTIQUES


C'est l'ingénieur Alfred Noble (Afrique du sud) qui baptisa ces formes "Lobel Frames" à la conférence de Guildford en 1993 ou elles furent présentées.

A partir d'une uniformité, produire une diversité.

Depuis les années quarante, époque à laquelle nous avons été témoins des différentes tentatives de division de la sphère (Bauersfeld et Fuller), quantités de recherches ont porté sur l'équipartition de l'espace, ceci dans un but évident qui est celui de l'industrialisation. (Peter Pearce).
Bien sur, diviser une surface plane ou à simple courbure ne présente guère de difficultés. Le problème change lorsqu'il s'agit d'engendrer des surfaces dites à double courbure, ou encore gauches, possédant une rigidité de forme. Il faut noter cependant que le terme double courbure perd un peu de sa signification lorsqu'il s'applique à des surfaces facettées qui ne possèdent donc pas de tangentes.
C'est le problème auquel je me suis attaché il y a quelques années et pour lequel j'ai trouvé quelques solutions que je présente ici.

Il peut paraître curieux qu'il ait fallu tant d'années pour s'apercevoir de l'existence de ces formes. A ce sujet une explication peut être avancée : Lorsque une idée apparaît, avant de prendre sa forme définitive, il lui faut s'arracher aux schémas de pensée traditionnelle. Le grand Léonard de Vinci lui même n'a t'il pas dessiné des machines à voler à ailes battantes?


Les premières automobiles rappelaient par leurs formes celles des voitures à cheval qui les ont précédées.
Pareillement en essayant de décomposer en éléments identiques les volumes déjà connus de la géométrie classique, les recherches antérieures concernant l'équipartition de l'espace n'ont pas procédé autrement.
C'est aussi le chemin que j'ai suivi avant de m'apercevoir qu'il ne menait nulle part....jusqu'à ce qu'enfin j'eus l'idée d'inverser le problème.
1/ Puisque je savais ce que je voulais obtenir : Des segments égaux
2/ Puisque je voulais qu'il s'agisse de triangles car géométriquement indéformables : Donc équilatéraux
La question devient donc:

A partir d'un module unique, le triangle équilatéral, quels sont les volumes que l'on peut obtenir ?

Dès cet instant le problème étant correctement posé, les réponses ne tardèrent pas à venir.
5 années furent encore nécessaires (je ne fait pas que ça, hélas) pour imaginer le système de calcul, puis l'écriture du programme informatique capable de déterminer une première famille de formes, les C3.
Dans l'étude d'un phénomène, on découvre bien souvent que sa manifestation est régie par une infinité de critères qui peuvent être utilisés comme autant de leviers de commande permettant de le contrôler dans ses différents états. On choisit alors parmi ces critères lesquels présentent le plus d'intérêt pour parvenir au but défini. J'ai très vite constaté qu'il existait un grand nombre de familles de formes possibles et des milliers de formes à l'intérieur d'une famille.
Actuellement j'ai répertorié les individus à l'intérieur de 9 familles dont voici les noms par ordre chronologique de découverte :

Les deux premières .C3 et .C6 sont des formes dites ouvertes, dans le sens où elles reposent sur des points d'appui écartés et qu'entre ces points se trouvent des vides. Les 7 suivantes .CSM / .CUB / .3P / .TRA / .PNT / .POT / HGR sont des formes dites fermées dans le sens où elles forment des volumes clos refermés sur eux mêmes.

Caractéristiques communes à toutes ces formes :

l/ Toutes les barres sont de longueurs identiques.
2/ Ces barres sont reliées entre elles de façon à former des triangles qui sont donc équilatéraux.
3/ Les barres ne sont jamais dans le prolongement l'une de l'autre (Surfaces gauches).
4/ L'angle que forment les facettes entre elles peut être parfois dirigé vers l'intérieur, parfois vers l'extérieur. (Structures plissées, concave/convexe avec majorité convexe).
5/ Lorsqu'on rigidifie certains points d'une forme (les rives par exemple), l'ensemble de la forme est rigide géométriquement.

Comme l'on façonne des briques sans connaître à l'avance leur utilisation, il n'est plus nécessaire de savoir ce que sera la forme pour en industrialiser les composants.