Un cantilever est une poutre qui est supportée à une seule extrémité et supporte une charge à l’autre extrémité. Les porte-à-faux sont souvent utilisés en architecture, car ils permettent des structures en porte-à-faux qui n’ont pas besoin d’être soutenues de l’extérieur. Dans de nombreux cas, les bâtiments partiellement construits créent des porte-à-faux qui permettent aux constructeurs de travailler sans avoir besoin d’étaiement. Les ailes d’avion sont également en porte-à-faux, car elles ne sont généralement supportées que par le corps de l’avion.
Parce qu’une seule extrémité de la poutre est supportée, un porte-à-faux est généralement soumis à de fortes contraintes. La moitié supérieure d’un porte-à-faux subit une contrainte de traction, qui allonge les fibres de la poutre. La moitié inférieure est soumise à une contrainte de compression, qui comprime les fibres. S’il ne peut pas gérer tout le stress, un porte-à-faux peut s’incliner vers le bas ou même se casser. En tant que tels, les ingénieurs et les architectes s’efforcent de concevoir des poutres et d’équilibrer les charges de manière à ne pas souffrir de tels problèmes structurels.
Parfois, des porte-à-faux sont utilisés dans la construction de ponts. Un tel type de pont est connu sous le nom de pont cantilever. Un simple pont en porte-à-faux est constitué de deux porte-à-faux qui se rejoignent au milieu de la zone à traverser. Les porte-à-faux sont généralement construits en acier de construction ou en béton et peuvent supporter des charges importantes, telles qu’un trafic de véhicules soutenu. Ces ponts sont souvent plus faciles à concevoir que les autres ponts, car ils supportent leur propre poids et nécessitent peu ou pas d’étaiement pour les garder intacts pendant la construction.
Les ailes de la plupart des avions modernes sont en porte-à-faux, car elles sont intégrées dans le corps de l’avion mais ne sont pas soutenues à l’extrémité. Les avions antérieurs étaient généralement conçus avec deux ailes ou plus de chaque côté qui se soutenaient, comme une poutre en treillis sur un pont. Cette configuration de biplan, cependant, a causé un écoulement d’air défavorable et a réduit l’efficacité de l’avion. L’utilisation d’une seule aile en porte-à-faux de chaque côté de l’avion tend à réduire le poids total de l’avion et à augmenter la vitesse et l’efficacité potentielles maximales.
Les cantilevers ont été utilisés à de nombreuses fins en science et en ingénierie. Ils ont été utilisés pour des unités de stockage, des meubles, des structures microélectriques, des balcons et bien d’autres choses. Une chaise en porte-à-faux, par exemple, n’a pas de pattes arrière. ses pieds avant sont soutenus par une surface plane quelconque sur le fond, et le siège de la chaise n’est pas soutenu à l’arrière. Ces chaises fonctionnent généralement en raison des matériaux de qualité supérieure à partir desquels elles sont conçues.