Les Triangles d'Or et les Pavages de Penrose non Périodiques du Plan




Un pavage de Penrose apériodique du plan

Jean-François COLONNA
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CMAP (Centre de Mathématiques APpliquées) UMR CNRS 7641, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, CNRS, France

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Mots-Clefs : Golden Ratio, Nombre d'or, Golden Rectangle, Rectangle d'or, Golden Triangle, Triangle d'or, Plane Non Periodical Tiling, Pavage Non Périodique du Plan, Penrose Tiling, Pavage de Penrose.



Le nombre d'or (phi) est aussi connu que le nombre pi. Il est la solution positive de l'équation du second degré :
                     2
                    x  = x + 1
et possède la valeur :
                                 ___
                           1 + \/ 5
                    phi = ----------- ~ 1.6180339887498949
                               2
Le Rectangle d'Or est un rectangle dont le rapport des côtés est égal à phi. Il est connu comme étant le rectangle le plus agéable à regarder et il apparait en blanc dans l'image suivante :

 Le Rectangle d'Or



Il est aussi possible de définir deux Triangles d'Or (dits Plat et Mince respectivement). Ils sont isocèles et le rapport de leurs côtés sont respectivement égaux à phi et à 1/phi. Ils possèdent une propriété remarquable : il est possible de les découper de deux façons différentes et symétriques en un certain nombre de triangles plus petits, mais de même nature :

 Plat
 Les deux subdivisions du Triangle d'Or 'plat'
 Le Triangle d'Or 'plat' = L'une des deux subdivisions du Triangle d'Or 'plat' + L'une des deux subdivisions du Triangle d'Or 'plat'  


 Mince
 Les deux subdivisions du Triangle d'Or 'pointu'
 Le Triangle d'Or 'pointu' = L'une des deux subdivisions du Triangle d'Or 'pointu' + L'une des deux subdivisions du Triangle d'Or 'pointu'  



Ce découpage peut être répété à des échelles de plus en plus petites donnant ainsi naissance à un pavage non périodique du plan (à l'intérieur du premier triangle, c'est-à-dire le plus grand), en particulier lorsque le choix entre le découpage rouge et le découpage vert est aléatoire. Voici un exemple :

 Un pavage triangulaire aléatoire du plan



En utilisant un choix un peu plus complexe entre les deux découpages, il est possible d'associer systématiquement deux triangles de même nature :

 Un pavage triangulaire pseudo-périodique du plan



Ensuite, en effaçant le côté commun à chaque paire de triangles ainsi créés, on obtient un pavage non périodique du plan tel qu'il fut imaginé par Roger Penrose :

 Un pavage de Penrose apériodique du plan Un pavage de Penrose apériodique du plan
 Un pavage de Penrose apériodique du plan Un pavage de Penrose apériodique du plan Un pavage de Penrose apériodique du plan -un hommage à Piet Mondrian et Roger Penrose- Un pavage de Penrose apériodique du plan -le Rubik's Cube généralisé, paradoxal et démoniaque-
 Un pavage de Penrose apériodique du plan
 Un pavage de Penrose apériodique du plan Un pavage de Penrose apériodique du plan Un pavage de Penrose apériodique du plan



Enfin, il est possible de "jouer" avec ces éléments :

 Un pavage de Penrose apériodique du plan Un pavage de Penrose apériodique du plan
 Un pavage de Penrose apériodique du plan Un pavage de Penrose apériodique du plan
 Un pavage de Penrose apériodique et non linéaire du plan Un pavage de Penrose apériodique et non linéaire du plan Un pavage de Penrose apériodique et non linéaire du plan Un pavage de Penrose apériodique et non linéaire du plan
 Un pavage de Penrose apériodique du plan, distordu tridimensionnellement Un pavage de Penrose apériodique du plan, distordu tridimensionnellement
 Un pavage de Penrose apériodique du Décagone d'Or Un pavage de Penrose apériodique du Décagone d'Or, distordu tridimensionnellement
 Un pavage de Penrose apériodique du Décagone d'Or, distordu tridimensionnellement -à l'aide d'une champ de côte fractal bidimensionnel- Un pavage de Penrose apériodique du Décagone d'Or, distordu tridimensionnellement
 Sans Titre 0153 Sans Titre 0154
 Un pavage de Penrose apériodique du Décagone d'Or Vue artistique d'un pavage de Penrose apériodique du Décagone d'Or Vue artistique d'un pavage de Penrose apériodique du Décagone d'Or Visualisation tridimensionnelle d'un pavage de Penrose apériodique du Décagone d'Or


 Une 'pile triple' de deux pavages de Penrose apériodiques du plan



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