Dans la construction, la monocoque est la méthode d’utilisation de la structure externe pour supporter la charge. Le nom signifie littéralement coque unique et fait référence à la fabrication d’un cadre externe en une seule unité. Les noms alternatifs pour cette méthode incluent monocorps, construction unitaire et peau structurelle. Il est utile pour réduire considérablement le poids d’un objet tout en conservant sa résistance. La conception monobloc est largement utilisée dans les châssis de voitures, les coques de bateaux et les fuselages d’avions.
Les monocoques ont d’abord été utilisées dans l’automobile, mais ont été largement développées par l’industrie aéronautique. Avant les années 1930, la plupart des avions étaient construits avec un châssis interne complet. Cela a entraîné un fuselage lourd. Les progrès technologiques ont permis l’utilisation de matériaux plus légers et plus résistants pour la surface de l’avion qui pourraient encore transporter la majorité du fret. L’extérieur plus durable a finalement remplacé le cadre lourd.
L’adaptation du châssis monocoque a également été influencée par le développement de moteurs à hautes performances. Ces moteurs étaient capables d’atteindre des vitesses plus rapides et des altitudes plus élevées. Cela a créé un besoin d’avions capables de résister à une vitesse et à une pression de cabine accrues. La peau structurelle en aluminium s’est avérée adaptée aux conditions susmentionnées et a été incorporée dans la plupart des conceptions d’avions.
Des matériaux tels que la fibre de verre et la fibre de carbone sont des composants typiques des cadres monocoques haut de gamme. Les matériaux ont un rapport résistance/poids relativement élevé, ce qui les rend adéquats pour les véhicules légers comme les vélos, les planeurs, les bateaux et les voitures de course. Leur capacité à se conformer à des formes sophistiquées les rend également idéales pour la construction monocoque.
Les bâtiments peuvent intégrer plusieurs principes de l’architecture monocoque dans leur conception. Il offre plus d’espace à l’intérieur de la structure en supprimant les piliers porteurs. Les structures peuvent également être construites avec relativement moins de matériaux. Les dômes et autres structures complexes sont réalisés en appliquant les mêmes techniques.
Les coques monocoques ont l’avantage supplémentaire d’augmenter le degré de sécurité dans les automobiles. La construction monobloc absorbe efficacement les chocs et répartit l’énergie autour du châssis. Dans les courses de Formule 1™, le cockpit de la voiture fonctionne comme une solide structure monocoque. Cela rend le conducteur plus susceptible de survivre aux accidents qui pourraient survenir lors d’une course.
L’œuf est un parfait exemple de monocoques dans la nature. Sa forme et sa coquille confèrent à l’œuf une grande force spécifique. A l’inverse, la coque cassante illustre l’inconvénient commun à l’utilisation d’une conception monocoque.
Étant donné qu’une carrosserie monocoque repose principalement sur la surface continue pour supporter la charge, tout dommage à l’extérieur peut compromettre l’intégrité de la structure. Les réparations et les modifications sont souvent difficiles, car la carrosserie n’est généralement pas constituée de pièces remplaçables. Certains avions compensent cela en utilisant un fuselage semi-monocoque et en renforçant les parties vulnérables.