Fiche professeur
Type d’activité
1 séance de travaux pratiques en atelier.
1 séance de travail en groupe.
Niveau
Lycée, première en arts plastiques et histoire des arts.
Compétences visées
Arts plastiques, programme de première
– Travailler la notion d’espace, de profondeur.
– S’exprimer par l’espace, le volume, le tridimensionnel.
– Acquérir de solides notions de construction géométrique (sans rendu perspectif).
– Acquérir des notions concernant les cinq polyèdres réguliers (sans rendu perspectif).
Histoire des arts, programme de première
– Dans le cadre de l’architecture au XXe siècle : étudier la personnalité et l’œuvre de Buckminster Fuller.
– Visiter la Géode (Parc de la Villette, Paris).
Un peu d’histoire
 Le fullerène |
1960 : Buckminster Fuller (1895-1983), ingénieur américain remarquable pour ses travaux (sur la molécule des virus), invente le dôme géodésique dont la structure est similaire à celle de la molécule C60. Depuis, en hommage à Fuller, cette molécule formée de 60 atomes de carbone s’appelle le fullerène.
1981 : invention du microscope dit à effet tunnel, STM (Scanning Tunneling Microscope). Il permet de visualiser la représentation topologique des atomes, en particulier du carbone.
Entre graphite et diamant, existe la molécule C60 dont la forme est un polyèdre creux – cage vide et fermée composée de 20 faces hexagonales et de 12 faces pentagonales.
Chaque atome de carbone est situé à l’un des soixante sommets de ce polyèdre. (Voir Images en stock)
1983 : construction de la Géode dans le parc de la Villette ; c’est une sphère parfaite, prouesse technique devenue possible grâce à l’observation de la structure d'une molécule C60.
Première séance
Objectif
Construire un polyèdre comme volume
Discussion préliminaire
– Quelle démarche choisir pour construire une sphère polyédrique et creuse (donc habitable) ?
– Quelle structure choisir ?
Rappel des notions de géométrie
Les cinq polyèdres réguliers sont présentés avec leurs caractéristiques précises concernant les nombres de sommets, arêtes et faces.
Pour tout polyèdre, même irrégulier, on a la relation d’Euler : n - q + s = 2.
n : le nombre de faces ; q : le nombres d’arêtes ; s : le nombre de sommets
Activité élève par binômes : réalisation du patron d’un polyèdre
Dessiner sur un carton léger le patron d’un polyèdre au choix. Plier, découper et coller.
Exemple de patron
Patron de l’icosaèdre – soit 20 faces – triangles équilatéraux
Deuxième séance
Objectif
Édifier un dôme géodésique à partir du sol.
Définition : le dôme géodésique s’obtient par subdivision successive des faces d’un polyèdre régulier (un ballon de foot est un icosaèdre trionique).
Matériel
– 35 tubes de carton de 71 cm.
– 30 tubes de carton de 66 cm.
(récupération des cartons tubes qui supportent le métrage de tissu)
– De la corde, plastique ou non.
Déroulement
– Réaliser un décagone sur le sol avec 10 tubes longs liés entre eux par la ficelle.
– Enfiler les tubes.
– Les maintenir contigus avec la ficelle.
Placer une paire de tubes longs et courts à chaque sommet du décagone.
Les enfiler en respectant le motif autour de l’extérieur du cercle – maintenir le tout ; il y a alternance de petits et de grands triangles.
– Continuer en respectant l’alternance proposée par le croquis (les cylindres noirs sont les plus longs, les cylindres clairs sont les plus courts).
– Le dôme se précise, il se termine par la rencontre au sommet de cinq cylindres courts.
Conclusion
– Cette architecture sans cloison, sans soubassement, légère, est unique. Elle est facile à mettre en œuvre (tente).
– Elle est solide, l’alternance des tubes longs et courts créent 6 hexagones mais surtout 10 triangles qui supportent la charge.
– La silhouette est esthétique – les dômes translucides dont on parle sont des demi-sphères. Seule la Géode est une sphère parfaite.
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© SCÉRÉN - CNDP
Créé en avril 2002
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