Sciences en cuisine #3

Le défi

Pour réaliser ce défi, il vous faudra trouver le matériel suivant :

  • quelques perles (assez grosses)
  • du fil de type « ficelle à gigot »
  • deux épingles à couture (ou deux cure-dents)
  • un morceau de carton rigide

Commencez par enfiler une vingtaine de perles sur la ficelle :

Puis faites un nœud à raz de chaque extrémité de ce « collier » et passez une épingle dans chaque nœud.

Enfin, fixez les épingles dans le carton et inclinez le carton : le collier prend une forme en « U » bien connue des mathématiciens : la chaînette.

En maintenant, que va-t-il arriver au collier si l’on incline lentement le carton de l’autre côté (quand le point noir se retrouvera au niveau de la table) ?

Réfléchissez, discutez-en en famille… puis vous pourrez aller voir la réponse en dépliant l’accordéon ci-dessous.

… et la réponse au défi

Si l’on a procédé suffisamment lentement, le collier ne forme pas une chaînette pendante, mais reste dans sa forme initiale, en formant une sorte de voûte !

Explication : Cette expérience étonnante a été utilisée par l’anglais Robert Hooke dès le 17ème siècle en vue de la construction d’arches pour le bâtiment. En effet, cette arche en chaînette inversée est dite « auto-portante » : sa stabilité est assurée par son propre poids. On retrouve cette chaînette inversée dans de nombreux édifices dans le monde, allant d’antiques palais en Irak jusqu’aux plus récents hangars à dirigeables ou la Gateway Arch à St-Louis (USA).
Plus proches de nous, c’est à Barcelone que l’architecte Anton Gaudi a utilisé les propriétés des chaînettes afin de concevoir l’architecture de ses projets comme la cathédrale Sagrada Familia ou l’église de la colonia Güell (ci-dessous).

Dispositif de chaînettes (cordelettes et poids en sacs pendus aux plafond) utilisé par Anton Gaudi pour son projet d’église de la Colonia Güell.
Lorsqu’on retourne l’image précédente (le haut est en bas), on reconnaît les formes en voûte des œuvres de Gaudi.

 

A votre tour de tenter l’expérience !

Source : « Du merveilleux caché dans le quotidien » – Etienne Guyon et al. – Flammarion 2018 – ISBN 978-2-0813-5061-8

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