Un pont vers le XVIe siècle

Photographie de Karly Bast GRETCHEN ERTL

En 1502, le sultan Bayezid II a envoyé l'équivalent Renaissance d'un appel d'offres gouvernemental (demande de propositions), à la recherche d'un projet pour un pont reliant Istanbul à sa ville voisine Galata. Léonard de Vinci, déjà un artiste et inventeur bien connu, a proposé un nouveau design pour ce qui aurait alors été le pont le plus long du monde.

Il n'a pas obtenu le poste. Mais 500 ans après sa mort, les chercheurs du MIT ont déterminé que son concept aurait fonctionné.

La récente étudiante diplômée Karly Bast, MEng '19, Michelle Xie de premier cycle et John Ochsendorf, professeur d'architecture et de génie civil et environnemental, ont analysé les documents disponibles, les matériaux et les méthodes de construction de l'époque, ainsi que les conditions géologiques à l'endroit proposé. chantier avant de construire une maquette pour tester les performances de l'ouvrage. Les résultats ont été présentés en octobre lors de la conférence de l'International Association for Shell and Spatial Structures et présentés sur Nouvelle le 13 novembre.

À l'époque de Léonard, la plupart des supports de ponts en maçonnerie étaient des arcs en plein cintre conventionnels ; 10 piliers ou plus auraient été nécessaires pour supporter un pont d'environ 280 mètres de long. C'est incroyablement ambitieux, dit Bast. Il était environ 10 fois plus long que les ponts typiques de cette époque. Le concept de Léonard était radicalement différent : une seule arche aplatie suffisamment haute pour permettre à un voilier de passer en dessous avec son mât en place. Il comportait également une manière inhabituelle de stabiliser la portée contre les mouvements latéraux: des culées qui s'évasaient vers l'extérieur de chaque côté, comme la position large qu'un conducteur de métro debout pourrait adopter pour s'équilibrer dans une voiture qui se balance.

Leonardo n'a fourni aucun détail sur les matériaux ou les méthodes de construction, mais Bast et l'équipe ont conclu que le pont ne pouvait être fait qu'en pierre, car le bois ou la brique n'aurait pas pu supporter les charges d'une si longue portée - et que, comme les conceptions de maçonnerie classiques telles que ceux construits par les Romains, il se serait tenu tout seul sous la force de la gravité, sans aucune attache ni mortier.

Pour le prouver, ils ont construit un modèle à une échelle de 1 à 500, produisant 126 blocs individuels sur une imprimante 3D. Et quand ils ont ajouté le dernier bloc, la clé de voûte tout en haut de l'arche, le pont s'est levé. C'est la puissance de la géométrie qui le fait fonctionner, dit Bast. C'est un concept fort. C'était bien pensé.

Pour tester la résistance de la structure au mouvement horizontal, Bast et Xie ont construit le pont sur deux plates-formes mobiles et se sont éloignées l'une de l'autre, simulant le mouvement qui pourrait se produire lorsque la fondation s'installe dans un sol faible. Il a bien fonctionné, ne se déformant que légèrement jusqu'à ce qu'il soit étiré au point de s'effondrer.

La conception peut ne pas avoir d'implications pratiques, dit Bast, car de nombreuses options pour des conceptions plus légères et plus solides sont maintenant disponibles. Mais cela démontre, dit-elle, que vous n'avez pas nécessairement besoin d'une technologie sophistiquée pour trouver les meilleures idées.

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