Pourquoi un triangle est-il une forme si solide?

Vous avez peut-être entendu des personnes dire que le triangle est une forme solide. Mais pourquoi est-ce le cas?

Pourquoi les triangles sont-ils des formes solides

Lorsque les ingénieurs construisent des structures, ils veulent s’assurer que les structures pourront supporter du poids. En d’autres mots, ils ne veulent pas que la structure s’écroule lorsqu’une force est appliquée dessus. Par exemple, les ponts doivent être capables de supporter les matériaux utilisés pour leur construction, ainsi que tous les véhicules qui les traverseront. L’une des formes qui peuvent très bien supporter un poids est le triangle. Mais pourquoi les triangles sont-ils si efficaces pour cela?

Voyons comment un triangle répartit une force.

Lorsqu’une force (la charge) est appliquée sur l’un des coins d’un triangle, elle est répartie le long de chaque côté. Les deux côtés du triangle sont écrasés. Un autre mot pour décrire cet écrasement est la compression. Le troisième côté du triangle est tiré, ou étiré de chaque côté. Un autre mot pour cet étirement est la tension.

Comment les triangles sont-ils utilisés dans les ponts

On voit souvent que les triangles sont utilisés dans la construction des ponts. Les ponts combinent de multiples triangles. Ces derniers appliquent la compression et la tension à différents endroits.

 

Les triangles peuvent être employés pour faire des treillis. Les treillis sont utilisés dans bon nombre de structures, comme les toits, les ponts et les immeubles. Les treillis comportent des poutres horizontales et des poutres obliques (ou diagonales) qui forment des triangles. Les ponts faits de treillis sont appelés « ponts en treillis ».

 

Il existe plusieurs types différents de treillis utilisés dans la conception des ponts. Le type de treillis dépend de la façon dont les poutres horizontales et obliques sont placées. On trouve quatre principaux styles de treillis utilisés dans la construction des ponts.

Treillis Warren

Le treillis Warren emploie des poutres obliques qui forment des triangles équilatéraux. Ces triangles ont trois côtés de la même longueur.

Treillis Howe

Le treillis Howe emploie des poutres obliques qui s’inclinent vers le centre du pont jusqu’à ce qu’elles se rejoignent pour former des triangles isocèles verticaux. Ce type de triangle a deux côtés de la même longueur, et un troisième côté d’une longueur différente.

Treillis Pratt

Le treillis Pratt emploie des poutres obliques qui s’inclinent vers le bas en direction du centre du pont jusqu’à ce qu’elles se rejoignent pour former des triangles isocèles inversés.

Treillis en K

Le treillis en K est un type de treillis plus complexe fait de triangles qui forment des lettres K.

 

Le savais-tu?

Le plus long pont du Canada est le pont de la Confédération, qui mesure 12,9 km de long. Il relie le Nouveau-Brunswick à l’Île-du-Prince-Édouard.

Comment les triangles sont-ils utilisés dans les toits

Un type de treillis que l’on utilise souvent pour supporter les toits porte le nom de « ferme latine ». Une ferme latine a une poutre horizontale appelée l’entrait et une poutre verticale appelée le poinçon. Il y a deux poteaux qui relient le sommet du poinçon à l’entrait pour créer des formes triangulaires. Ces poteaux sont appelés les arbalétriers. À l’intérieur de ces triangles, des contrefiches obliques sont ajoutées pour relier les arbalétriers au poinçon. Ces contrefiches rendent le toit encore plus solide.

Légende de l'image

(1) le poinçon

(2) l’entrait

(3) les arbalétriers

(4) les contrefiches

 

Ces fermes latines sont ensuite reliées ensemble par d’autres poutres afin de former une structure solide et stable qui pourra supporter un toit.

Légende de l'image

(1) Faîtière

(2) Pannes

(3) Chevrons de long pan

Ceci est un exemple d'un double-toit avec des arbalétriers et des chevrons de long pan.

 

Les triangles sont des formes extrêmement importantes lorsqu’il est question d’ingénierie. Qu’il s’agisse des ponts ou des maisons, ou même des avions, l’usage de triangles dans les structures sera toujours important!