Pourquoi une géométrie naturelle hexagonale ?
L'hexagone correspond à l'expression géométrique traduisant au mieux la répartition des déformations et le relâchement des contraintes de retrait. C'est pourquoi les prismes volcaniques sont hexagonaux.
Pour comprendre ces phénomènes, les 2 mots clés sont homogénéité et hétérogénéité :
Hétérogénéité du refroidissement (effets sur les bords de la coulée) pour les laves et hétérogénéité de l'évaporation pour les argiles (existence de gradient d'humidité dans l'épaisseur de la couche d'argile).
Homogénéité du milieu (aussi bien pour les argiles que pour les laves). Plus précisément, on devrait parler d'isotropie du milieu.
L'hétérogénéité va entrainer la fissuration. Par exemple pour les argiles la teneur en eau dans la partie inférieure de la couche est supérieure à celle de la partie supérieure, ce qui va provoquer un effet de « tuilage » (concavité) par retrait différentiel. De plus, il faut noter que la partie supérieure en contact avec l'atmosphère présente un retrait libre alors qu'il y a accrochage de la partie inférieure à son support, d'où là encore retrait différentiel.
L'homogénéité du milieu va faire que les contraintes vont se répartir aussi d'une façon homogène dans le plan (pour les argiles) ou dans l'épaisseur (pour les laves). La forme « iso-contrainte » idéale dans le plan est un cercle avec un inconvénient toutefois qui réside dans le non remplissage intégral de la surface. Le meilleur compromis géométrique est l'hexagone qui résout à la fois l'isotropie et le problème d'empilement. Evidemment, dans la nature, cet idéal « hexagonal » n'est pas toujours vérifié et ce sont alors des motifs polyédriques qui se réalisent.
Notons que cette occupation optimale de l'espace et l'utilisation d'un minimum de cire n'ont pas échappé aux abeilles qui élaborent des alvéoles hexagonales.
Fastoch !!