UNE SEULE FEUILLE, PLUSIEURS ORIGAMIS

L’origami est devenu un outil d’ingénieur : structures pliables pour l’espace, la robotique, la médecine et l’architecture. Un origami est fait de panneaux rigides reliés par des charnières souples. Depuis une feuille plate, un même motif peut souvent se replier de plusieurs façons, selon que chaque charnière plie vers le haut (pli montagne) ou vers le bas (pli vallée).

La méthode traditionnelle pour choisir : marquer les plis. Mais un pli marqué est définitif : la feuille ne peut plus ensuite prendre une autre forme. Les autres solutions — petits moteurs à chaque charnière, motifs naturellement multistables — demandent des moteurs ou ne marchent que pour quelques motifs.

Une lame qui claque

Leon Kamp, Katia Bertoldi, L. Mahadevan et leurs collègues de l’université Harvard, avec des partenaires de l’université PSL à Paris et de l’université de technologie de Delft, ont trouvé une astuce simple. En travers de chaque charnière, ils glissent une lame d’acier à ressort de 0,05 millimètre d’épaisseur, un peu plus longue que la fente qui l’accueille. Comprimée, elle flambe et se cambre. Elle a deux états stables — bombée vers le haut ou vers le bas — et une pression du doigt la fait basculer de l’un à l’autre.

Bombée d’un côté, la charnière plie facilement en montagne et résiste en vallée ; de l’autre, c’est l’inverse. À 65 degrés, la charnière est environ 4,3 fois plus raide dans son sens « dur » que dans son sens « facile ».

Une feuille, plusieurs formes

• Avec deux lames par charnière, une charnière gagne un troisième état : verrouillée à plat.
• Une feuille de triangles part verrouillée. En basculant 23 lames, elle devient un Miura-ori, plissé et plat. En basculant 30 lames de plus, elle devient un motif Yoshimura, en forme de cylindre — deux motifs de géométries différentes.
• La longueur de la lame fixe l’angle de repos de la charnière, de 0 à 180 degrés. En combinant deux lames différentes, une charnière a deux angles de repos. Une feuille en forme de cerf-volant se replie en oiseau ou en baleine, à environ 4 degrés près des angles visés ; une autre en boîte ou en bateau.
• Avec jusqu’à quatre lames par charnière, une chaîne de 10 panneaux forme toutes les lettres du mot ORIGAMI.

Avec deux lames par charnière, la même feuille triangulée passe de verrouillée à plat au Miura-ori puis au Yoshimura. — Figure 2, Kamp et al. (2026), arXiv:2609.28790.

Régler l’angle de repos de chaque charnière avec la longueur de la lame : une feuille devient oiseau ou baleine, une chaîne écrit ORIGAMI. — Figure 3, Kamp et al. (2026), arXiv:2609.28790.

Des feuilles qui se reprogramment seules

Appuyer sur les lames une par une est long. L’équipe a donc décalé les lames par rapport à l’axe de la charnière : au-delà d’un angle critique, par exemple 68 degrés, une lame bascule toute seule. Plier les bords de la feuille suffit alors à la reprogrammer. La feuille corrige même un défaut : une lame mise volontairement dans le mauvais état est remise en place par le pliage de ses voisines.

Autres variantes :

• Une pile compacte de panneaux qui se déplie d’elle-même en feuille plate — ou en arche — quand on tire simplement sur ses bords.
• Des charnières munies de petites ficelles qui font basculer leur lame à chaque pli : la feuille compte combien de fois on l’a comprimée.

Et ensuite

La forme, et le chemin pour passer d’une forme à l’autre, sont inscrits dans la mécanique des charnières, sans aucune électronique. Les auteurs y voient des applications pour des structures déployables et reconfigurables, et comptent automatiser la conception. Il reste des limites : une structure déployée est difficile à replier sans reprendre chaque charnière, et le pliage par les bords ne permet pas encore d’atteindre n’importe quel motif.