Autoconstruire son dôme géodésique - Les Editions Ulmer

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• simple

• économique

Autoconstruire SON DÔME GÉODÉSIQUE

SOMMAIRE

Préface de Vincent Sécher 7

Géométrie, nature et créativité constructive

PARTIE 1

INTROD UCT ION 8

Construire sa propre cabane 10

Histoire du dôme 14

Domaine d’application 22

PARTIE 2

CONSTRUCTION 32

Lexique 34

Notions de base 36

Théorie appliquée 44

Le bois 54

Confort thermique 60

Matériaux et budget 64

Outils 70

Fabrication 72

Triangles spéciaux 106

Plancher 110

Prototypes 114

Démontage 120

Législation 122

INTRODUCTION

Construire sa propre cabane

Comment en arrivet-on à construire son habitat ? Pourquoi opter pour une structure aussi particulière ? Qu’est-ce que l’habitat léger ? Ces questions m’ont accompagné tout au long de la rédaction de ce livre.

Dans la première partie de ma vie, mon habitat était une pensée lointaine. Entre les colocations, les locations en ville et les missions en mer, qui captaient toute mon attention, la notion de « chez-moi » était floue et éphémère. Pourtant, en 2019, lorsque j’ai quitté l’armée, un changement imperceptible s’est amorcé. Sans que je m’en rende compte pleinement à l’époque, un souci écologique a orienté mon départ : les vols en hélicoptère, autrefois source de passion, perdaient leur sens, ne résonnaient plus avec mes valeurs profondes.

Une période de réflexion s’est alors ouverte. J’ai cherché une nouvelle voie, expérimentant, entre autres, une école de code informatique à Paris. Dans mon minuscule appartement du 18e arrondissement, j’ai pris conscience que la vie dans un espace restreint était une réalité pour beaucoup, non pas par choix, mais par nécessité.

Une autre chose m’a frappé à ce moment-là : depuis mon départ de l’armée, la vie collective me manquait. Je me suis donc mis en quête de communautés, de lieux déjà existants et centrés sur l’autonomie et l’écologie. Au manoir de la Grée, entre Nantes et Rennes, j’ai découvert la magie des chantiers participatifs, et l’idée de construire ma propre cabane a germé en moi. Bien que séduit par ces lieux collectifs, j’ai aussi pris conscience de l’importance d’avoir son propre espace, un peu comme notre petit lit sur le bateau, un refuge personnel au milieu de l’agitation.

C’est là qu’ont commencé mes recherches sur les modes de construction d’habitats légers, sur l’isolation, les matériaux, le confort et la législation. Ce chemin a été parsemé d’essais, souvent infructueux, mais enrichissants. J’ai participé à plusieurs chantiers collectifs également, en général sur des yourtes, mais aussi sur des charpentes de paillourte, des constructions en terre, de la rénovation de bâti ancien. De plus en plus, je me sentais bien dans les habitats circulaires. Et puis, un jour, je suis tombé sur une vidéo sur les dômes. Sans vraiment mesurer l’ampleur que cela prendrait, je me suis lancé dans ce défi : construire mon propre habitat en dôme géodésique. Peu à peu, cette aventure s’est transformée en une passion dévorante et en un métier captivant.

RÉSILIENCE

Avant de me lancer dans la construction de mon propre géodôme, je n’avais jamais eu l’occasion d’explorer l’intérieur de l’un d’eux. Il est difficile de décrire l’immense sensation de bien-être que l’on ressent dès que l’on franchit le seuil de ces structures. Elles évoquent un refuge, un

espace où l’on pourrait s’installer confortablement pour contempler la nature pendant des heures. Il semble que la conception même du dôme favorise la méditation, l’écoute attentive et une observation profonde de notre environnement.

L’un des atouts majeurs de ces habitats réside dans la lumière et la vue qu’ils offrent. Leur forme sphérique garantit une exposition optimale, soigneusement adaptée à la course du soleil, au contexte régional et à la verdure environnante. Cette structure permet en effet une grande flexibilité dans le placement des ouvertures vitrées, non seulement pour maximiser les bénéfices du chauffage solaire passif, mais aussi pour préserver l’intimité en évitant les vis-à-vis. De plus, grâce à leur structure autoporteuse, ces dômes offrent un espace intérieur totalement dégagé, sans murs ni piliers centraux pour obstruer la lumière ou entraver l’aménagement de l’espace. De quoi vous donner une complète liberté pour y vivre comme vous l’imaginez.

Le dôme géodésique, avec son apparence futuriste et son ingéniosité structurale, n’est pas seulement une prouesse architecturale, mais aussi une invitation à repenser notre rapport à l’habitat et à l’environnement. Lorsque j’ai commencé à imaginer mon cocon, mon souci premier a été de réduire au maximum l’utilisation de matériaux. Aujourd’hui, cette quête de sobriété m’a conduit vers un grand confort de vie, grâce à la forme sphérique et au bien-être qu’elle procure, sans compter l’impact significatif qu’elle a eu sur le coût global du projet : cette approche a entraîné une réduction notable des dépenses, rendant la construction de cet habitat remarquablement abordable. Le dernier prototype que j’ai développé pour l’association Hameaux Légers, grâce à un financement de l’État, a permis d’affiner davantage le budget. J’ai ainsi pu constater qu’il est possible de construire un espace de vie confortable

Histoire du dôme

Mon intention n’est pas de vous faire un cours d’histoire qui vous endormirait paisiblement, mais de vous donner les quelques informations qui m’ont paru pertinentes lorsque je me suis intéressé à cette forme qu’est le dôme géodésique.

Le terme domus signifie « maison » en latin… rien que ça ! « Géodésique », lui, découle de « géodésie », qui vient des mots grecs gê, « terre », et daiein, « partager, diviser ». Elle désigne le chemin le plus court entre deux points de l’espace (sous-entendu à la surface de la Terre, il ne s’agit pas là d’un livre sur les tunnels).

On trouve la forme de base du dôme géodésique dans la nature, et notamment dans l’univers du microscopique. La capside des virus, c’est-à-dire leur enveloppe structurelle, peut être de forme tubulaire, polyédrique ou mixte. Dans ce deuxième cas, le polyèdre que l’on retrouve pour protéger l’ADN ou l’ARN du virus est un icosaèdre, bien souvent associé à la géode (la « capside géode »). Le virus se crée naturellement dans cette capsule avec le plus grand rapport volume/surface. Cela lui permet de protéger une plus grande quantité de matériel génétique tout en minimisant la surface de contact avec son environnement.

Un fullerène est une molécule composée de carbone pouvant prendre une forme géométrique rappelant celle d’une sphère.

Les fullerènes, des ensembles uniques d’atomes de carbone, doivent leur nom à l’architecte et inventeur américain Richard Buckminster Fuller, célèbre pour avoir popularisé les dômes géodésiques, et dont nous parlerons plus loin. Cette dénomination s’inspire de la similitude saisissante entre la structure géométrique des fullerènes et celle des dômes conçus par Fuller. Découverts en 1985, ces composés ont attiré l’attention des scientifiques pour leur forme caractéristique. Le buckminsterfullerène, ou C60 , la variante la plus célèbre, est composé de 60 atomes de carbone agencés en une structure alternant pentagones et hexagones, évoquant l’apparence d’un ballon de football. L’une des caractéristiques les plus remarquables des fullerènes est leur robustesse exceptionnelle. Leur conception sphérique permet une répartition uniforme des contraintes à travers tous les points de la structure. Des expériences ont démontré que, lorsqu’elles sont propulsées à grande vitesse contre des surfaces, ces molécules de C60 se comportent de manière étonnamment résiliente en rebondissant comme des balles. Cette résistance est d’autant plus impressionnante qu’elle se maintient même à des vitesses qui briseraient normalement une structure autrement composée. Cette durabilité remarquable des fullerènes ouvre des perspectives fascinantes dans des domaines aussi variés que les nanotechnologies ou la science des matériaux.

Néanmoins, ces recherches sont relativement actuelles. Remontons le temps pour comprendre comment l’homme en est arrivé aux mêmes conclusions sans connaître la forme d’un virus ou les nanotechnologies.

Le Zeiss-Planetarium à Iéna, en Allemagne, est le plus ancien planétarium en fonctionnement au monde.

Conçu par l’ingénieur allemand Walther Bauersfeld, le bâtiment a été inauguré le 18 juillet 1926.

HISTOIRE DE L’ICOSAÈDRE

Walther Bauersfeld était un ingénieur allemand. En 1919, il a été employé par l’entreprise Carl Zeiss, l’un des plus anciens fabricants d’optiques au monde, afin de réaliser un planétarium à projection. Il s’agit d’un bâtiment dans lequel on projette un ciel étoilé pour l’étudier ou, tout simplement, s’émerveiller. Il fallait donc penser à la fois à l’appareil pour projeter de la lumière, mais aussi à la surface sur laquelle viendrait se représenter ce ciel étoilé. Walther Bauersfeld s’est dirigé vers un dôme géodésique. Pour la construction, il a utilisé du bois, pas moins de 3 500 tiges d’acier, et il a recouvert le tout d’une fine couche de béton. Il a conçu cette coquille de façon qu’elle ait la même épaisseur qu’une coquille d’œuf, relativement à son diamètre bien entendu. C’est ainsi que le premier dôme géodésique dérivé de l’icosaèdre a été construit, pour projeter 4 900 étoiles. Dérivé de l’icosaèdre ? Il faut remonter dans le temps et se rapprocher de Platon et de ses solides pour comprendre, car un dôme géodésique, dans sa forme de base, est en réalité un icosaèdre, l’un des cinq solides de Platon. Chacun d’eux est associé à un élément ; pour l’icosaèdre, il s’agit de l’eau. On les appelle les solides de Platon, mais ce n’est pas lui qui a découvert tous ces solides (l’icosaèdre l’aurait été par un mathématicien du nom de Théétète d’Athènes, mort vers 369 av. J.-C.). C’est en les nommant dans le Timée que Platon les inscrit dans sa philosophie, et en fait « ses » solides. Leurs propriétés mathématiques seront

Les solides de Platon : le tétraèdre (pyramide), l’hexaèdre (cube), l’octaèdre, le dodécaèdre et l’icosaèdre.

CONSTRUCTION

Notions de base

Nous allons entrer tranquillement dans la théorie des calculs géodésiques en s’intéressant à la forme géométrique de base pour notre dôme : l’icosaèdre. Celui-ci n’a pas été choisi au hasard, mais pour les triangles qui le composent, qui permettent de le concevoir plus facilement. Les dômes géodésiques construits actuellement sont bien souvent dérivés de cette forme.

TRIANGLES

La construction des triangles est simple et beaucoup de règles mathématiques connues les définissent. La robustesse de cette figure est sans pareille. C’est d’ailleurs la forme des poutres en treillis des fermes de charpente. Dans presque toutes les structures où la solidité est recherchée, c’est le triangle qui est adopté. L’arche est aussi une forme très résistante. Le dôme géodésique issu de l’icosaèdre réunit ces deux formes et leurs propriétés. C’est pour cela que je l’ai choisi. Je serai néanmoins le premier à venir faire mon curieux si vous construisez une géode différemment !

SOLIDES DE PLATON

Le but de ce livre est de vous donner les clés pour appréhender la construction de votre dôme, sachant que la forme initiale, l’icosaèdre, est plutôt complexe.

L’icosaèdre est l’un des cinq solides de Platon. Ce philosophe s’appuie sur le fait que le monde repose sur cinq éléments essentiels : le feu, l’air, l’eau, la terre et l’univers (ou l’éther). Il associe à chacun d’eux un polyèdre régulier inscriptible dans une sphère. Toutes les faces de chaque polyèdre sont des polygones réguliers isométriques. Cela signifie que tous les côtés sont de même longueur et que tous les angles sont de même mesure. Il en existe cinq, et cinq seulement, possédant de telles propriétés : le tétraèdre, l’octaèdre, l’icosaèdre, le cube et le dodécaèdre.

ÉNERGIE SACRÉE

Selon Platon, la perfection de ces polyèdres symbolise par excellence les cinq éléments. Il n’est pas anodin de réaliser son habitat en partant d’une forme géométrique si harmonieuse. La géométrie sacrée donne une énergie positive à l’habitat. Elle lui apporte de la cohérence et de la douceur. Il suffit de tester une nuit dans un dôme pour s’en rendre compte, et se dire que l’humain n’est pas encore en mesure de tout expliquer.

Tétraèdre ou pyramide

Symbole : Feu

4 triangles équilatéraux

Hexaèdre ou cube

Symbole : Terre 6 carrés

Octaèdre

Symbole : Air 8 triangles équilatéraux

Dodécaèdre

Symbole : Univers 12 pentagones réguliers

Icosaèdre

Symbole : Eau

20 triangles équilatéraux

Globe de la science et de l’innovation (CERN) en Suisse.

Au centre de l’île de Hokkaido, au cœur de l’hiver, pendant deux mois, le lac de Shikaribetsu se transforme en village de glace : Shikaribetsu Kotan.

Dôme du Reichstag, Berlin, Allemagne.

Théorie appliquée

Maintenant que les fréquences n’ont plus de secret pour vous, vous allez pouvoir choisir ce qui convient le mieux à votre construction. Plusieurs points sont à mettre en relation :

• la superficie souhaitée ;

• le nombre de triangles à réaliser ;

• la taille du plus grand côté des triangles ;

• la taille de la hauteur du plus grand triangle.

SUPERFICIE

Selon la superficie souhaitée, vous aurez une indication sur la fréquence du dôme : pour que la construction se rapproche d’une sphère, si la superficie augmente, il faut augmenter la fréquence.

Par exemple, si vous souhaitez réaliser un logement de 35 m2 (donc d’un diamètre d’environ 7 m), vous devrez construire au minimum un v3 pour obtenir une forme ronde. Le v3 est adapté pour les habitats jusqu’à 40 m2, donc pour les habitats légers. Au-delà, il faudra passer au v4.

La superficie intérieure est calculée pour une surface d’isolant de 20 cm. La formule utilisée n’est pas celle de l’aire d’un cercle, qui serait une approximation. Il faut calculer l’aire des 15 triangles formant le plancher et y soustraire la surface utilisée pour l’isolation.

NOMBRE DE TRIANGLES

Le nombre de triangles est un autre point important. Il augmente considérablement en fonction de la fréquence. Ce n’est donc qu’une question de motivation, mais il faut bien avoir conscience que le temps de travail sera proportionnel au nombre de triangles à construire.

VALEUR DU PLUS GRAND CÔTÉ

En quoi la valeur du plus grand côté peutelle être utile ? Il s’agit de résistance des matériaux. Suivant la section de bois que vous allez utiliser, vous ne pourrez pas dépasser un certain nombre de mètres linéaires pour un côté de triangle. Et c’est sans oublier que ces mêmes triangles doivent être facilement transportables et réalisables à la main dans un atelier classique, ce qui ne sera pas le cas si les côtés mesurent plus de 2 m. Si le cas se présente, il s’agira de passer à une fréquence supérieure plutôt que de prendre une section de bois plus importante, au risque de ne plus pouvoir porter un triangle seul. Le tableau page 47 vous donne le plus grand côté de triangle pour un v3 en fonction du diamètre souhaité.

Les 105 triangles montés nécessaires pour un dôme de fréquence v3 5/9.

Fabrication

Vous voici à pied d’œuvre : vous avez écumé les sites parlant de dômes, vous vous êtes procuré tout le matériel nécessaire pour construire votre habitat, vous avez planifié votre chantier. Lancez-vous !

SE LANCER

Il vous faut encore une chose : vous dire que vous allez vous tromper ! Eh oui, on ne peut pas tout anticiper, l’erreur est importante et elle vous permettra d’aller plus loin. Alors lancez-vous dans la fabrication, et osez ! Quel risque prenez-vous ? Au pire, vous vous trompez dans une découpe et vous devrez recommander un morceau de bois ? Rien de grave, en somme, alors en avant !

UN PROBLÈME, DES SOLUTIONS

En bricolage comme dans d’autres domaines, vous allez rencontrer des problèmes et il faudra les résoudre. Ça ne sera pas toujours simple, la réflexion pourra prendre du temps et le problème pourra vous paraître insoluble, mais ne lâchez rien : essayer, recommencez, ne vous découragez pas. Vous finirez par trouver une solution, et alors vous n’aurez plus qu’à savourer la joie que procure un problème résolu !

Ce livre est un point de départ, vous pouvez faire des choses différentes de ce qu’il explique, et c’est une très bonne chose. Retenez toujours que c’est votre propre dôme que vous construisez, vous le faites pour vous !

Gardez bien en tête qu’en autoconstruction plus qu’ailleurs il y a plusieurs solutions à un même problème. Sentezvous libre de tenter ce qui n’a jamais été fait avant !

TROUVER DE L’AIDE

Si vous vous confrontez à trop de difficultés en même temps malgré toute votre détermination et si vous sentez qu’un regard extérieur serait bénéfique, n’hésitez pas à demander un coup de pouce. Les ateliers associatifs sont des lieux ressources très intéressants pour discuter de son projet. Raconter le déroulement et l’avancement de son chantier aide à prendre du recul. Vous pouvez aussi tout raconter à votre chien, même s’il s’en moque. Verbaliser à voix haute des complications, c’est parfois suffisant pour les surmonter.

Tous les stagiaires qui passent par l’Atelier du dôme ont réussi à fabriquer un triangle complet, certains en quelques heures et d’autres en plusieurs jours.

Démontables, transportables et économes en matériaux, les dômes géodésiques font partie des habitats légers à faible impact environnemental.

Lumineux et chaleureux, ils deviennent des cocons de bienêtre, des abris de jardin ou des serres ; faciles à construire et peu coûteux, ils transforment notre rapport au logement et rendent ces projets accessibles au plus grand nombre. Installé sur un rocher en Haute-Loire, Maxime Craipeau, formateur à ce type d’habitat, a construit son dôme géodésique sans fondation : 2 m3 de bois pour 30 m2 au sol et une somme totale de 10 000 €. Avec une passion contagieuse, il propose un manuel d’autoconstruction pour ceux et celles qui voudraient se lancer dans cette aventure.

• Un manuel d’autoconstruction : de la théorie à la pratique, tout ce qu’il faut savoir pour déposer son permis d’aménager, réaliser un budget prévisionnel, apprendre à concevoir, construire et personnaliser un dôme, le tout complété par des illustrations, des schémas et des études de cas.

• 6 étapes de fabrication : comprendre et maîtriser les phases essentielles de la construction d’un dôme (conception et planification, choix des matériaux, découpe du bois, montage du dôme, isolation, plancher et finitions).

• Une liste de ressources et un calculateur : un tableau qui permet de proportionner le dôme et sa structure, des fiches de découpes, un calculateur pour établir le budget et deux exemples de permis d’aménager.