Aujourd'hui, la plupart des toits reposent sur des plans rigides et inclinés pour protéger les bâtiments. Pourtant, de nombreux architectes explorent l'usage des structures tendues pour concevoir des toitures. Celles-ci définissent et abritent un espace en utilisant la tension pour façonner un matériau ou un élément structurel. Bien que les formes architecturales de ces projets soient très complexes, toutes les structures tendues descendent de l'un des plus anciens types de construction : la tente.
Les tentes
Depuis des millénaires, la tente constitue l'abri privilégié des peuples nomades sur tous les continents. Ces constructions légères trouvent leur origine dans des structures anciennes recouvertes de peaux animales. Comme toutes les structures tendues, elles nécessitent des éléments travaillant en compression — mâts ou poteaux — afin de créer la hauteur à partir de laquelle les matériaux tendus peuvent être suspendus. Les architectes emploient aujourd'hui ces structures pour réaliser des auvents légers et diaphanes, protégeant de vastes espaces du soleil et de la pluie. Le toit du stade olympique de Munich, conçu par Frei Otto, demeure un exemple remarquable de structure de type tente dans l'architecture contemporaine.
Les toits caténaires
Les toits caténaires sont suspendus entre deux murs contrebutés travaillant en compression. La toiture épouse exactement la courbe d'une chaîne pendante fixée entre deux points élevés : la fameuse courbe caténaire. Si ces structures exigent une grande quantité de matériau pour les murs de contrebutement, le toit lui-même reste extrêmement mince, tel une coque. L'aéroport international de Dulles, signé Eero Saarinen, illustre parfaitement ce principe constructif.
Les dômes
Les dômes traditionnels étaient édifiés avec des éléments en compression, mais les dômes contemporains destinés aux stades et amphithéâtres font appel à des structures tendues pour couvrir l'espace intérieur. Le procédé repose sur la création d'une pression positive à l'intérieur du bâtiment : la toiture tendue se gonfle pour compenser la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur, à la manière d'un ballon. Bien qu'ils requièrent un système maintenant artificiellement la surpression intérieure, ces dômes consomment très peu de matériau et s'avèrent extrêmement économiques. Presque tous les stades couverts actuels adoptent ainsi un dôme à structure tendue.
Les toits pneumatiques
Parallèlement au développement du dôme à structure tendue, d'autres concepteurs ont créé des voûtes, des arcs et des murs gonflés par pression positive. Ces éléments constructifs, véritables ballons à l'échelle de l'architecture, sont qualifiés de structures « pneumatiques ». La pression interne exerce une tension sur l'enveloppe structurelle, conférant aux éléments rigidité et stabilité. De nombreux courts de tennis et piscines y ont recours pour abriter leurs installations durant l'hiver. La structure pneumatique la plus célèbre reste sans doute le Pavillon Fuji de l'Exposition universelle d'Osaka de 1970 : ce bâtiment abritait une exposition et résistait aux intempéries ainsi qu'aux vents violents fréquents dans la région d'Osaka.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/architecture/1007031940.html