Plus particulièrement, la structure réticulée considérée est formée de composants unitaires, répartis de façon contiguë selon une grille formée de mailles répétitives dans l'étendue de la plaque ou couche, et dans laquelle ces composants sont agencés de telle sorte qu'ils soient mis en traction lorsqu'ils sont disposés à l'extérieur de la structure et en traction ou compression à l'intérieur de celle-ci, ces mailles étant assemblées mutuellement dans l'étendue de la couche de manière à constituer un ensemble structurellement cohérent et dont la rigidité est le résultat d'une autocontrainte de ces éléments.

Les systèmes de tenségrité sont connus dans la technique depuis de nombreuses années, mais ont été essentiellement utilisés dans le domaine des arts plastiques, voire pour constituer des modèles permettant de mieux comprendre le comportement biomécanique de cellules normales et pathologiques soumises à des forces qui sont susceptibles de provoquer des changements significatifs

dans la morphologie de la cellule et l'organisation de son cytosquelette.

Dans le domaine des structures légères de construction appliquées à l'architecture, on a déjà réalisé des ensembles formés par l'agglomération de cellules réticulées autonomes. Avec ces réalisations connues, précontraintes mais non autocontraintes, il est en effet nécessaire de disposer d'éléments de support et de massifs de fondation indispensables pour réaliser la mise en précontrainte des éléments de la structure, ce qui est généralement complexe à réaliser et entraîne des coûts élevés.

La présente invention est relative à une structure réticulée dont la conception répond à ce concept, en étant en particulier agencée de telle sorte qu'elle soit autonome et transmette de façon équilibrée, grâce à l'autocontrainte mutuelle de ses divers composants et aux liaisons établies entre ceux-ci, les charges permanentes et variables auxquelles la structure est soumise de l'extérieur, sans nécessiter aucun dispositif complémentaire de mise en tension.

L'invention permet par ailleurs la réalisation d'une structure en forme de couche ou panneau, fixe ou pliable, pouvant correspondre à de nombreuses variantes, avec des courbures variables, positives ou négatives, ou encore avec une épaisseur qui ne soit pas partout la mme dans l'étendue de la couche.

A cet effet, le système réticulé considéré, en forme générale de grille, notamment pour élément de structure d'une construction architecturale, comportant deux nappes surfaciques, délimitant les faces opposées du système, chaque nappe incluant un jeu de câbles entrecroisés ou équivalents, formant entre eux, à leurs points de croisement mutuels un réseau ordonné de noeuds sur lesquels sont articulées les extrémités de barres ou éléments analogues, rigides en compression, réalisant la liaison entre les deux nappes, ces barres, associées à d'autres câbles de traction ou similaires, formant dans l'espace compris entre les nappes une pluralité d'écarteurs,

distribués de façon ordonnée et répétitive dans cet espace en formant des mailles élémentaires, dans lesquelles à tout noeud d'une nappe correspond au moins un écarteur, se caractérise, d'une part en ce que chacun des écarteurs comporte deux faisceaux formés chacun d'au moins deux barres convergeant vers et réunies par une extrémité commune à un noeud d'une nappe, leurs extrémités opposées étant reliées à des noeuds voisins de l'autre nappe, chacun des noeuds de convergence des barres dans les deux faisceaux étant disposé dans une nappe différente, et d'autre part en ce que chaque câble de traction associé aux barres est, dans chaque faisceau, disposé entre deux noeuds de convergence appartenant aux deux faisceaux d'un écarteur, ce câble de traction étant mis en tension pour exercer sur les barres un effort de compression et tendre également les câbles entrecroisés aux noeuds des nappes dans lesquels ils s'étendent, en réalisant globalement un ensemble en autoéquilibre stable, dont la cohérence résulte de l'ordonnancement des écarteurs.

L'association dans les écarteurs du système des câbles et des barres comprimées, conduit à une structure rigide ayant le comportement d'un système de tenségrité, les barres qui maintiennent les noeuds qu'elles relient à des distances stables étant uniquement soumis à des efforts de compression, tandis que tous les câbles, dans les nappes et entre celles-ci, sont exclusivement soumis à des efforts de traction, ces dispositions caractérisant précisément la structure et le comportement d'un tel système.

Dans celui-ci, les écarteurs sont répartis de façon cohérente et répétitive dans toute son étendue selon les deux directions de répétition de ces écarteurs. Grâce à la liaison mécanique réalisée par les barres entre les noeuds des nappes, l'ensemble de ces écarteurs réalise une structure statiquement stable, où les efforts internes créés dans les barres et les câbles sont mutuellement compensés, c'est-à-dire placés dans un état d'autocontrainte.

La mise en tension des câbles de traction associés aux barres d'un écarteur quelconque dans le système induit à chaque noeud dans une nappe un effort qui se répartit dans les barres qui aboutissent à ce noeud, lesquelles le transmettent aux noeuds de convergence de ces mmes barres dans l'autre nappe, cet effort étant compensé mutuellement par ceux qui se répartissent dans les câbles entrecroisés de ces nappes intéressant ces noeuds, en stabilisant de plus la position relative de ceux-ci, grâce à l'effet d'autocontrainte ainsi créé.

Selon diverses caractéristiques secondaires du système réticulé considéré, les noeuds formés par les câbles entrecroisés dans les deux nappes constituent des réseaux réguliers, continus ou non, dans l'étendue de chacune de ces nappes.

Les réseaux de noeuds dans les deux nappes sont identiques ou différents.

Les barres rigides en compression appartenant aux deux faisceaux d'un écarteur quelconque sont disposées deux à deux dans des plans distincts, non parallèles, définissant deux directions non confondues pour la distribution répétitive de l'ensemble des écarteurs dans le système.

De préférence, mais de façon non exclusive, les plans contenant les barres rigides sont orthogonaux.

La distribution des écarteurs dans l'espace délimité entre les deux nappes est symétrique ou non. De mme, les deux nappes surfaciques peuvent tre parallèles ou non.

Notamment, les nappes peuvent tre planes ou courbes, la courbure de ces nappes pouvant tre identique ou différente de l'une à l'autre. Dans chaque nappe, la courbure peut tre régulière ou non.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les mailles élémentaires formées, d'une part par les écarteurs entre les nappes, et d'autre part les câbles entrecroisés dans ces nappes, présentent une géométrie de polyédre, dont les artes entre sommets sont constitués par les câbles, les barres des écarteurs étant réparties selon des diagonales des faces latérales du polyédre et/ou des

diagonales reliant des sommets opposés dans deux faces distinctes.

Dans un cas particulier, simple et avantageux d'un point de vue constructif, le polyédre de chaque maille est constitué par un prisme régulier dont les artes ont des longueurs égales et dans lequel les barres sont uniquement réparties dans les faces latérales du prisme, ces barres étant orientées selon une direction qui relie dans chaque face un sommet à un autre opposé, selon une configuration identique et répétitive pour chacune de ces faces.

Plus particulièrement encore dans le mode de réalisation ci-dessus, le prisme est constitué par un parallélépipède rectangle.

Dans une variante de réalisation, le prisme présente une base triangulaire.

Dans une autre variante, le prisme régulier est un cube dans lequel les barres sont réparties dans deux faces contiguës selon deux directions diagonales et agencées pour tre réunies en un premier sommet commun, le second sommet commun des barres disposées dans les deux autres faces du cube étant opposées au premier, les deux autres sommets du cube, dépourvus de liaison avec les barres dans ces faces étant reliés entre eux par une barre complémentaire disposée selon la diagonale interne du cube correspondant.

D'autres caractéristiques d'un système réticulé établi conformément à l'invention, apparaîtront encore à travers la description qui suit de plusieurs exemples de réalisation, donnés à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - La Figure 1 est une vue schématique en perspective d'une fraction limitée de la structure considérée, permettant d'illustrer l'agencement d'un écarteur formé de barres et câbles et les liaisons mutuelles établies entre ces éléments.

- Les Figures 2,3 et 4 sont des vues en perspective, relatives à trois exemples de formes particulières d'une maille dont la répétition ordonnée, conformément à l'invention, permet de réaliser la structure envisagée.

- Les Figures 5 et 6 sont respectivement des vues de dessus et en perspective axonométrique d'une structure en forme de grille selon l'invention, dans laquelle la maille élémentaire formé par les écarteurs correspond à l'exemple de la Figure 2.

- La Figure 7 est une perspective axonométrique éclatée de la grille selon les Figures 5 et 6.

- Les Figures 8 et 9 sont des vues analogues à celles des Figures 5 et 6, mais dans lesquelles la maille élémentaire correspond à l'exemple de la Figure 3.

- La Figure 10 est une perspective axonométrique éclatée de la grille selon les Figures 8 et 9.

- Les Figures 11 et 12 sont des vues analogues à celles des Figures 5 et 6, mais dans lesquelles la maille élémentaire correspond à l'exemple de la Figure 4.

- La Figure 13 est une perspective axonométrique éclatée de la grille selon les Figures 11 et 12.

Sur la vue schématique de la Figure 1, les références 1 et 2 désignent respectivement deux nappes souples ici parallèles, dont la nature n'importe pas directement aux caractéristiques de l'invention et qui délimitent les surfaces extérieures de la structure considérée, ces nappes contenant chacune deux ensembles ou jeux de câbles entrecroisés, respectivement 3 et 4 dans la nappe 1, et 5 et 6 dans la nappe 2.

Dans la nappe 1, les câbles 3 et 4 forment un réseau régulier de noeuds 7 répartis ou disposés selon leurs points de croisement, tandis que dans la nappe 2, les câbles 5 et 6 forment de mme un réseau analogue dans lequel les points de croisement définissent des noeuds 8.

Selon l'invention, les noeuds 7 et 8 formés aux points de croisement des câbles dans les deux nappes sont réunis par des barres rigides en compression, dont les extrémités sont articulées dans ces noeuds, selon une disposition particulière.

Ainsi, une barre quelconque 9 est prévue pour toujours réunir un noeud 7 dans la première nappe 1 et un noeud 8 dans la seconde nappe 2, chaque noeud d'une nappe, ici le noeud 7a

par exemple, étant réuni à deux barres 9b et 9c qui assurent par ailleurs la liaison entre ce noeud et deux noeuds respectivement 8b et 8c dans l'autre nappe.

Comme on le voit sur le schéma, l'ensemble constitué par les deux barres 9b et 9c est associé à un ensemble similaire, également formé de deux autres barres 9d et 9e qui convergent en un noeud commun 8a dans la seconde nappe et relient ce dernier à deux noeuds 7b et 7c, voisins mais distincts de la première nappe.

Les noeuds communs aux diverses barres précitées, opposés en regard dans l'une et l'autre des deux nappes, sont par ailleurs réunis par un câble 10 muni de moyens de traction (non représentés) aptes à tendre ce câble en exerçant un effort de rapprochement entre les noeuds 7a et 8a, effort qui se répartit dans la structure en comprimant les barres rigides 9 et en tendant les câbles entrecroisés 3,4,5 et 6 dans les deux nappes respectivement.

Dans l'exemple illustré, les barres d'écartement et de liaison 9b, 9c d'une part, 9d, 9e d'autre part, constituent deux faisceaux d'un ensemble dit écarteur, ces couples ou paires de barres étant disposés ici dans deux plans distincts et perpendiculaires, dans les directions desquelles ces faisceaux sont régulièrement et uniformément répétés sur toute l'étendue de la structure, en formant ainsi une pluralité d'écarteurs régulièrement enchevtrés et symétriques, permettant d'aboutir à un ensemble statiquement stable et en état d'autocontrainte, où les efforts qui s'exerçent sur la structure sont mutuellement compensés Les barres 9 et les câbles entrecroisés 3 et 4 d'une part, 5 et 6 d'autre part, enfin les câbles de traction 10, forment par ailleurs des mailles élémentaires répétitives dont les Figures 2 à 4 illustrent différents profils, chacune de ces mailles dans les exemples non limitatifs ainsi envisagés ayant une forme extérieure polyédrique et plus précisément ici une forme de prisme régulier.

Dans l'exemple de la Figure 2, la maille élémentaire, dite bi-directionnelle, présente la forme d'un cube dont

par conséquent toutes les artes ont la mme longueur. Ces artes sont formées par les câbles 3 et 4 dans la première nappe et par les câbles 5 et 6 dans la seconde, les sommets du cube constituant les noeuds des réseaux délimités par ces câbles dans ces nappes.

Dans chaque maille de cet exemple, les barres 9 s'étendent selon des diagonales des faces latérales du cube et sont toutes orientées dans la mme direction lorsque l'on parcourt successivement les quatre faces du cube.

Les noeuds 7 et 8 sont ainsi reliés deux par deux, toutes les barres 9 étant symétriques l'une de l'autre par rapport au centre du cube.

La Figure 5 illustre en vue de dessus la structure de grille réalisée à l'aide de la juxtaposition symétrique selon les plans de leurs faces verticales de mailles conformes à celle de la Figure 2, cette structure étant représentée en position horizontale.

Dans cette structure, tous les câbles horizontaux 3, 4,5,6 dans les deux nappes 1 et 2, ainsi que tous les câbles de traction 10 entre ces nappes présentent une fois la structure placée en autocontrainte, une longueur qui est partout la mme, en l'absence de charges extérieures.

Sur la vue en perspective axonométrique de la Figure 6, apparaissent les écarteurs réalisés comme exposé ci-dessus, ceux-ci formant selon deux directions perpendiculaires et à travers l'ensemble des mailles consécutives juxtaposées, des membrures de raidissement de la structure qui lui assurent la stabilité géométrique et mécanique recherchée, grâce à la compensation mutuelle des efforts dans chaque maille.

La cohésion de l'ensemble résulte de cette compensation, alors que, prise individuellement, chaque maille n'a par elle-mme aucune stabilité.

En périphérie de la structure et par exception au principe de répétition régulière et continue des mailles formées par l'enchevtrement des écarteurs, chacune des extrémités des barres 9 n'est plus reliée que par des câbles d'entretoisement obliques 11 qui partent des

extrémités des barres voisines dans l'une et l'autre nappe 1 et 2.

A noter que les noeuds situés en bordure de la structure en forme de grille ne sont pas nécessairement dans le plan des autres noeuds prévus dans les nappes, ces noeuds périphériques pouvant tre saillants ou rentrants vis-à-vis du plan de ces nappes, impliquant dans ce cas des longueurs différentes des barres et des câbles dans ces bords par rapport à ceux qui constituent la partie courante.

La Figure 7 complète l'illustration de la grille ainsi réalisée, vue en perspective éclatée avec la nappe supérieure 1 illustrée en haut de la figure avec ses câbles entrecroisés 3 et 4, les câbles de traction 10 entre les noeuds des nappes dans chaque écarteur, ainsi que les câbles de liaison périphériques 11, les barres 9 de liaison des noeuds 7 et 8 dans les deux nappes, également prévus entre ces dernières, et enfin la nappe inférieure 2 avec ses câbles 5 et 6.

L'ensemble des barres des écarteurs forme, d'un point de vue topologique, une structure assimilable à un tissage de type taffetas, avec chaîne et trame entrecroisées, dans lequel la mise en autocontrainte et la rigidification de cette structure sont obtenues par réduction des longueurs des câbles 10 de mise en traction et/ou par augmentation de la longueur des barres 9.

La Figure 3 illustre une première variante de réalisation où, dans ce cas, le prisme régulier qui constitue la maille répétitive du réseau formé par les écarteurs, est un prisme dont la base est un triangle éventuellement équilatéral, la maille étant dite, dans ce cas, tri-directionnelle.

Dans ce cas, les barres 9 sont réparties dans les faces latérales du prisme, comme dans la variante précédemment décrite, en s'étendant selon les diagonales de ces faces, chaque noeud de la maille coopérant avec une barre de celle-ci et bien entendu une autre barre de la maille adjacente juxtaposée. Dans ce cas également, les

câbles entrecroisés aux noeuds des deux nappes s'étendent dans celles-ci selon des directions formant entre elles un angle de 60°, la Figure 3 illustrant trois câbles de ce genre repérés 12,13 et 14 pour la nappe supérieure, 15,16 et 17 pour la nappe inférieure.

Dans cette variante, les plans des faisceaux des écarteurs forment entre eux un angle également de 60°.

Les Figures 8,9 et 10 sont des vues analogues aux Figures 5,6 et 7 décrites plus haut en relation avec la maille triangulaire, avec les adaptations nécessaires du fait des profils différents des mailles dans l'un et l'autre cas. En revanche, les câbles de traction 10 prévus entre les noeuds 7 et 8 dans les deux nappes restent identiques, de mme que les câbles de liaison périphériques 11.

La mise en oeuvre des écarteurs et le comportement de la structure restent en revanche strictement les mmes, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de les décrire plus en détail ici.

La Figure 4 est relative à une autre variante où, comme dans celle de la Figure 2, la maille répétitive de la structure se présente sous la forme d'un prisme régulier et notamment d'un cube. Dans ce cas toutefois, la grille est quadri-directionnelle.

Dans cette variante également, les écarteurs présentent une configuration différente, les barres de liaison dans chaque maille étant agencées de sorte qu'une barre quelconque 18, située dans une face latérale quelconque, qui converge vers un noeud 7 dans la nappe supérieure, est articulée à ce mme noeud avec une autre barre 19 située dans la face suivante, les barres 18 et 19 présentant des orientations symétriques mais opposées.

La maille comporte dans les deux autres faces latérales du cube, deux autres barres 20 et 21 qui convergent cette fois vers le noeud 8 de la nappe inférieure, ce noeud 8 étant opposé en diagonale au précédent.

La maille se complète par une barre complémentaire 22, qui s'étend selon une diagonale interne du tube et rejoint les deux autres noeuds 7 et 8, opposés à ceux respectivement reliés par les barres 18 et 19 d'une part, 20 et 21 d'autre part.

Les Figures 11 à 13 illustrent, à l'instar des Figures 5 à 7 pour la première variante et des Figures 8 à 10 pour la seconde, la structure en forme de grille réalisée avec la maille quadri-directionnelle envisagée, les deux faisceaux de chaque écarteur se situant dans ce cas dans des plans formant entre eux un angle de 45°. Toutes les autres dispositions structurelles et fonctionnelles sont reprises avec les adaptations nécessaires.

On réalise ainsi un système constructif en forme de grille répondant au concept de tenségrité, présentant les avantages déjà mentionnés.

Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas aux seuls exemples plus spécialement décrits et représentés ci-dessus, qui n'ont été donnés qu'à titre indicatif, de multiples variantes pouvant tre envisagées, sans sortir du cadre de celle-ci.

Ainsi, dans ces exemples, les mailles présentent des proportions régulières dans les trois directions de l'espace. Or, les principes mis en oeuvre selon l'invention se conservent lorsque la taille des mailles varie selon l'étendue de la surface de la couche, les longueurs des barres n'étant pas uniformes d'une maille à la suivante, de mme que les dimensions qui séparent les noeuds dans chacune des nappes, aussi bien que d'une nappe à l'autre.

Notamment, il est possible de réaliser de telles structures en laissant libres dans sa partie courante des zones dépourvues de barres, de câbles et de noeuds, à la seule condition que ces zones libres ou trous de la structure aient une forme calée sur un nombre entier de mailles contiguës. Dans ce cas, la bordure du trou est délimitée par des câbles d'entretoisement disposés de manière similaire à ceux utilisés à la périphérie de la structure elle-mme.

A noter également que, dans un tel cas, la largeur de la grille entre la bordure d'un trou et le bord extérieur le plus proche de la structure doit tre égale ou supérieure à deux mailles au moins.

Selon d'autres variantes, les nappes surfaciques qui délimitent la structure en forme de grille peuvent tre planes ou courbes, cette courbure pouvant également varier de manière à tre régulière ou non et éventuellement tre successivement concave ou convexe.

De mme, l'épaisseur de la structure entre les deux nappes peut varier, régulièrement ou non, en jouant sur la longueur des câbles d'au moins une nappe et/ou sur la longueur des barres. Notamment, on peut prévoir de réaliser une structure en forme générale de lentille.

Egalement, l'invention se prte à la réalisation d'une structure complexe en forme de dièdre, par assemblage de deux grilles élémentaires selon un de leurs bords commun, formé par des barres de liaison appartenant à des écarteurs qui sont de mme communs aux deux faces de ce dièdre.

Les nappes peuvent tre continues ou non, et en particulier tre constituées par des membranes textiles dans lesquelles les noeuds de liaison des écarteurs sont néanmoins individualisés.