polyèdre suivant polyèdre précédent courbes 2D courbes 3D surfaces fractals polyèdres

POLYÈDRE CHANFREINÉ
 Chamfered Polyhedron,  Abgekantetes Polyeder


Un polyèdre chanfreiné est un polyèdre où les arêtes et les sommets ont été biseautés.
 
 
Plus précisément, chaque sommet de degré d est remplacé par un polygone d'ordre d, et chaque arête par un quadrilatère, ainsi qu'il est indiqué dans la figure ci-contre. Les anciennes faces restent du même ordre.

Si le polyèdre de départ a F0 faces, S0 sommets de degrés di et A0 arêtes, un polyèdre chanfreiné a alors :
S = somme(di)  sommets
F = F0 + S0 +  A0 faces
A = somme(di)  + 2A0 arêtes

Un polyèdre chanfreiné d'un dual est équivalent au polyèdre de départ.
 
 

Une méthode de chanfreinage est de choisir un "centre" sur chaque face (qui sera le centre de gravité quand la face est régulière), d'effectuer  une homothétie de même rapport k < 1 de centre ce centre et de relier les nouveaux sommets, en faisant apparaitre A0 faces parallélogrammes, et S0 faces d'ordre le degré du sommet correspondant .
Avec cette méthode, les "faces" sommitales ne sont pas forcément planes ; elles le sont sssi les centres des faces aboutissant à un sommet sont coplanaires, ce qui est assuré lorsque tous les sommets sont de degré 3.

Le cas limite k = 0 donne alors un dual du polyèdre de départ.

Exemples : les 5 polyèdres réguliers fournissent, par chanfreinage, 3 des 13 polyèdres archimédiens :
 
 
Polyèdre de départ Polyèdre chanfreiné Rapport d'homothétie k
tétraèdre régulier

cuboctaèdre
k = 1/4
cube et octaèdre régulier

rhombicuboctaèdre
en partant du cube, et 
en partant de l'octaèdre.
dodécaèdre régulier et icosaèdre régulier

rhombicosidodécaèdre
en partant du dodécaèdre, et  en partant de l'icosaèdre.

Autres exemples :
 
Prisme pentagonal

orthobicoupole pentagonale allongée solide de Johnson J38
Tétraèdre tronqué et son dual

Contrairement aux apparences, le polyèdre obtenu n'est pas à faces régulières 
(sinon, la somme des angles autour d'un sommet d'un hexagone serait égale à 360°)
dodécaèdre adouci, triaki-icosaèdre, hexaki-icosaèdre

Voir aussi les polyèdres adoucis.

Cristaux de fluorine, formant des cubes chanfreinés (photo, Alain Esculier)


polyèdre suivant polyèdre précédent courbes 2D courbes 3D surfaces fractals polyèdres

© Robert FERRÉOL  Alain ESCULIER 2005