Construisez un pont de Léonard !

Peintre, sculpteur, architecte, mécanicien, ingénieur, inventeur, mathématicien, botaniste, anatomiste, géologue, philosophe de la nature... – un génie ! En plus de la Joconde et de l’homme de Vitruve, Léonard de Vinci (1452-1519) a également légué ses carnets de notes. On y trouve, entre autres, toute une série de dessins techniques, parmi lesquels le(s) pont(s) de Léonard. L’objectif de de Vinci était une construction simple, facile à transporter – on peut dire qu’il l’a atteint.

Un pont de Léonard se compose de morceaux de bois encastrés les uns dans les autres : le nombre et les dimensions des éléments du pont sont variables, mais déterminent la longueur et la hauteur du pont. Il existe diverses variantes du pont de Léonard, même si le principe est toujours pareil. En fonction du mode de construction, il faudra p. ex. un minimum de 6, 8 ou 9 éléments de construction (le pont décrit ci-dessous en nécessite 9).

Pour des ponts miniatures, on utilisera des petits morceaux en bois, par exemple des bâtons de glace ; pour des plus grands ponts, on utilisera des planches en bois ou même de fins troncs d’arbres. Il est important que le matériau utilisé soit résistant, mais pas trop flexible. Par ailleurs, au moins les entretoisements longitudinaux doivent être au minimum 10 fois plus longs que larges et si possibles égaux ; les entretoisements transversaux peuvent (mais ne doivent pas) être plus courts. Tout comme les longitudinaux, les entretoisements transversaux devraient être de longueur égale. Des matériaux idéaux sont par ailleurs bruts et nivelés. Des matériaux ronds tels les troncs cités ci-dessus conviennent également, mais sont soumis à une force de frottement moindre et doivent donc encore être renforcés par des entailles dans les éléments.

Calcul des éléments de construction nécessaires en fonction du nombre de segments de pont(s) :

3n = x-éléments de construction (minimum 9)
 

Réalisation

Les ponts miniatures sont faciles à construire tout seul ou à deux ; pour les plus grands ponts, des groupes de 4 à 6 personnes conviendront. Dans le schéma qui suit, nous illustrons la construction d’un pont de minimum 9 éléments (6 en longueur et 3 en largeur) ; chaque segment de pont supplémentaire nécessitera 3 éléments supplémentaires (2 en longueur et 1 en largeur). Il est important que tous les entretoisements longitudinaux et transversaux soient parallèles entre eux le plus possible.

1. Placer deux entretoisements transversaux de manière parallèle sur une surface plate. Les surmonter ensuite à angle droit de deux entretoisements longitudinaux.

2. Placer au milieu des entretoisements longitudinaux un troisième entretoisement transversal (de manière parallèle aux autres entretoisements transversaux).

3. Les choses se corsent à présent : du côté droit, construire deux entretoisements longitudinaux de manière à ce qu’ils soient fixés au-dessus de l’entretoisement transversal central et au-dessous de l’entretoisement latéral.

4. Répéter la procédure à gauche. Il s’agit du plus petit pont réalisable sur base de cette technique.

5. Pour agrandir le pont, il suffit d’ajouter des éléments à droite et/ou à gauche. Pour ce faire, placer un entretoisement transversal sous le dernier entretoisement longitudinal et intégrer deux nouveaux entretoisements longitudinaux, de manière à ce qu’ils soient fixés sous le nouvel entretoisement transversal et sur l’entretoisement transversal suivant. Pour agrandir la construction, il suffit de répéter cette étape.
 

Principe

Le pont de Léonard doit sa stabilité uniquement au frottement entre les différents éléments de construction encastrés. Si une pression est exercée sur le pont, la force de frottement augmente également : le pont se stabilise donc encore en cas de charge – la charge maximale est toutefois limitée par la force du matériau de construction.

La portée du pont de Leonard dépend évidemment aussi en partie du nombre d’éléments. Il y a toutefois une limite : plus il y a d’éléments, plus le pont sera raide et finalement moins pratique. Mais la longueur et/ou hauteur des matériaux utilisés sont importantes : des bois courts, hauts donneront une forme de pont plus courbée (et donc moins flexible) que des bois longs et plats.
 

Au quotidien

Le principe du pont de Léonard est toujours pertinent en architecture et en technique, mais se retrouve également dans des objets aussi quotidiens que des boîtes pliables en carton.

Conseils

Les planches longitudinales placées de chant augmentent la capacité de charge d’un pont. Toutefois, tout comme pour des éléments ronds, le risque de glissement est beaucoup plus élevé. Dans ce cas, il conviendra tout de même de stabiliser légèrement le pont : dans le cas de bois ronds, il faudra faire une entaille à l’extrémité de chaque élément longitudinal et une entaille au centre du côté opposé à l’élément longitudinal. Ces entailles seront un peu plus larges que le bois transversal et d’une profondeur équivalente à un tiers de son diamètre. Les planches placées de chant peuvent être renforcées à l’aide de tiges en métal.

Les tiges et les entailles servent à stabiliser les éléments, mais n’ont aucune influence sur la capacité de charge de la construction.

Par ailleurs : il est intéressant de ne pas divulguer précisément le mode de construction de suite et de laisser les participants faire leurs expériences (pour des constructions miniatures).

Expérimenter

Il existe différentes méthodes de construction d’un pont de Léonard. La vue de profil ici montre par exemple un pont de 4n-2 éléments de construction (minimum 6, dont 2 entretoisements transversaux et 4 longitudinaux). Et cela vaut la peine d’expérimenter : le pont de Léonard peut donner lieu à de nombreux paris très amusants. Qui arrivera à construire le pont le plus long en 3 minutes ? Ou qui sera le plus rapide pour construire un pont avec un nombre d’éléments donné ; lequel sera le plus stable ? Peut-on relier deux ponts ? Ou même faire se croiser des ponts ? A nombre d’éléments égaux, deux petits ponts mis ensemble sont-ils plus longs ou plus courts qu’un grand pont ?

Peut-on renverser un pont ? Les parcours d’obstacles sont intéressants aussi (tant que le pont n’est pas trop lourd). Il s’agit pour les membres de deux équipes ou plus de porter leur pont à travers un parcours déterminé à l’avance. Plus il y a de différences de hauteur pour les joueurs des différents côtés du pont, plus cela devient difficile.
 

Devinette

Nous connaissons à présent le pont de Léonard, mais comment faut-il s’y prendre, lorsque l’on a que quatre planches de longueur égale pour traverser un ravin un peu plus large que la longueur des planches ? 

Mise en garde

- D’un point de vue technique, la construction d’un pont n’est pas très difficile, mais exige, pour de petits ponts, beaucoup de dextérité et pour des grands ponts, un travail d’équipe bien coordonné. En particulier, lorsque l’on travaille avec des enfants, il faut toujours être sur ses gardes : le fait d’encastrer les éléments comporte des risques, et même de légers décalages des bois lors de la construction peuvent occasionner l’effondrement du pont entier. Pour éviter cela, on pourra éventuellement assurer l’ouvrage temporairement durant la construction à l’aide de cordes.

- La stabilité du pont dépend essentiellement de deux facteurs : la solidité du matériel de départ et l’exactitude de la construction. Toutes les pièces transversales et longitudinales devraient p.ex. être le plus possible parallèles entre elles ; des entretoisements où les extrémités dépassent sont plus sûrs que ceux où seul le coin de l’extrémité arrière est exposé.

- Si l’on travaille avec des enfants, la stabilité de chaque pont sera au préalable testée par un adulte. Par ailleurs, il conviendra d’organiser les traversées : ne jamais autoriser trop de personnes à la fois sur le pont.

Auteur: Joseph Rodesch (FNR), Liza Glesener