« La mathématique universelle… est une logique de l’imagination.  », Leibniz

Les cônes en papier ont de multiples utilités. De la cuisine aux pinatas d’anniversaire en passant par les décorations de Noël, vous en aurez besoin pour réaliser de nombreux DIY. Très facile à exécuter en apparence, ils demandent toutefois de connaître quelques règles de base et au moins une formule de calcul mathématique. Prêt à repartir au niveau quatrième du collège ? Superprof vous fait quelques rappels de géométrie dans l’espace !

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Comment faire le patron d’un cône de révolution ?

Le cône de révolution est une des figures géométriques de la famille des pyramides. Pyramide quadrangulaire, pyramide tronquée ou pyramide à base carrée ont chacune leurs particularités.

Comment faire le patron d'un cône de révolution ?
Les calculs sont importants, si vous vous trompez vous risquez d’obtenir une forme tronquée !

Le cône de révolution, lui, est obtenu en faisant tourner un triangle rectangle (vous vous souvenez, celui qui a un angle droit et deux angles complémentaires) autour de l’un de son côté droit. Pour ceux pour qui les cours de mathématiques sont un peu loin, voici un rappel de quelques notions de géométrie. Le cône de révolution possède :

  • Une base circulaire,
  • Des surfaces latérales,
  • Un sommet,
  • Un axe de révolution qui est la droite qui passe par le centre de la base du cylindre et le sommet du cône ,
  • Une hauteur du cylindre qui est la distance séparant le centre de la base du cône et le sommet de la pyramide.

Maintenant que vous avez en tête ces particularités géométriques, voyons comment fabriquer le patron d’un cône de révolution. Il vous faudra un disque de base, un secteur circulaire pour le cylindre de révolution et quelques bonnes notions mathématiques pour les calculs à effectuer. Gardez à l’esprit que le rayon de la portion de disque est égal à la longueur d’une génératrice et que la longueur de l’arc de cercle est égale au périmètre du disque de la base. Pour réaliser votre patron, il vous faudra connaître le rayon du disque de base, le rayon du secteur circulaire ainsi que la mesure de l’angle du secteur circulaire. Tracer le petit disque ne posera donc aucun problème, il vous faudra un compas réglé à la dimension du diamètre de la sphère. En revanche, pour dessiner la portion du grand disque, il faut calculer la mesure de la génératrice et la mesure de l’angle du cône. Pour mesurer la génératrice, on utilise le théorème de Pythagore. Pour rappel, «  dans un triangle rectangle, le carré de la longueur de l’hypoténuse est égal à la somme des carrés des longueurs des deux autres côtés  ». Enfin, pour déterminer l’angle au centre de la portion de disque, on emploie un tableau de proportionnalité pour que le périmètre de l’arc de cercle soit égal au périmètre du disque de la base. Une fois tous les calculs réalisés, vous pouvez commencer à tracer votre patron. L’étape finale consiste à plier votre cylindre creux et à l’assembler au cercle de base. Pour rappel, voici la formule permettant de calculer ainsi qu'un exemple de calcul à réaliser pour calculer la hauteur du triangle rectangle : Si un triangle ABC est rectangle en C, alors AB2 = AC 2 + BC2 Vous n’avez plus qu’à chercher comment calculer le volume du cône pour enrichir vos connaissances. Belle construction à tous !

Quelles sont les étapes pour réaliser un cône en papier avec la méthode du disque ?

En cours de maths, le procédé du disque est beaucoup plus simple, car moins précise. En effet, c’est le rayon du cercle qui déterminera la hauteur d’une pyramide.

Comment réaliser la méthode du disque ?
Pensez alors que plus le rayon de la sphère sera grand, plus votre cône sera haut !

Voici les différentes étapes pour obtenir une pyramide régulière et un plan solide.

Étape 1 : Faire un disque en papier

Sur une surface plane de type papier, déterminez le rayon du disque que vous souhaitez réaliser et marquer le centre avec un crayon à papier. Plus votre cercle sera rond, plus votre la surface de révolution sera réussie.

Étape 2 : Tracer deux diagonales partant du centre du cercle

À l’aide d’une règle, tracez deux segments partant du centre. Ainsi, vous obtenez un triangle équilatéral sur la face latérale de votre disque. Plus votre triangle sera petit, plus la forme de cône sera large.

Étape 3 : Découper le triangle

À l’aide de ciseau, découper le triangle en suivant minutieusement les lignes ou l’ensemble des points que vous avez préalablement tracés. Ici, vous avez votre volume de base.

Étape 4 : Joindre les bords entre eux

Ramenez les deux bords de l’ouverture triangulaire de manière à ce qu’ils soient superposables. Pour former la base de la pyramide, il faut qu’ils composent une base régulière. Avec un bout de scotch, fixez les deux bords ensemble afin de consolider votre cône. Voilà, vous avez des génératrices égales. Vous voyez, pas toujours besoin de calculatrice pour réaliser un cône en papier ! Et du coup, ce Do It Yourself n’est pas accessible qu’aux élèves de quatrième. Vous pourrez l'intégrer à toutes sortes de réalisations. Vous verrez, c'est très utile au quotidien.

«  Il n’est pas nécessaire qu’un problème de maths ait des applications pratiques pour qu’il soit intéressant et il peut être très agréable pour l’esprit d’essayer de résoudre des questions apparemment futiles.  », Axel Thue

Les cours de maths en ligne peuvent aussi vous aider dans le pliage.

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Réussir son cône en papier avec la technique du pliage

Rien de plus simple que cette technique ! Il vous suffit de dessiner un triangle et le tour est (presque) joué.

Qu'est ce que la méthode du pliage ?
Une fois que vous aurez réalisé votre maquette de cône, vous devrez pourrez connaître l’aire totale et le volume d’une pyramide.

Si la technique mathématique vous dépasse et que celle à base d’un disque ne vous amuse pas, voici une troisième solution, étape par étape, pour réaliser un cône en papier.

Étape 1 : Découper un triangle

Dans une feuille de papier, découpez un triangle à votre convenance. Triangles rectangles ou triangles isocèles faites marcher votre imagination ! Bien sûr, cette étape est déterminante pour la réussite de la forme de cylindre de votre cône, alors appliquez-vous !

Étape 2 : Plier les angles

Ramenez chaque angle de la base vers le milieu de la feuille, l’un vers l’intérieur, l’autre vers l’extérieur. Vous obtenez une forme cylindrique ! Tenez bien chaque angle afin que la forme conique se maintienne.

Étape 3 : Ajuster le cône

Si besoin, resserrez les angles pour obtenir une surface régulière.

Étape 4 optionnelle : Tailler les bouts qui dépassent

S’il y a des parties qui dépassent de la base triangulaire , n’hésitez pas à les couper à l’aide d’un ciseau pour obtenir un polygone régulier.

Étape 5 : Replier la partie triangulaire

C’est le moment de rabattre le triangle qui dépasse vers l’intérieur du cône et de la fixer avec un bout de ruban adhésif. Laissez parler votre âme de bricoleur ! A vous les loisirs créatifs avec vos enfants. Comment faire une conjecture en maths ?

Toutes les utilisations d’un cône en papier

Maintenant que vous avez toutes les techniques et règles de cours de maths pour réaliser un joli cône en papier, vous allez pouvoir laisser libre cours à son imagination.

Que peut-on faire avec un cône en papier ?
Laissez parler votre imagination. Avec un cône en papier vous pouvez réaliser de grandes choses !

Comme vous vous en doutez, le cône en papier vous servira autant en cuisine, qu’en décoration ou comme loisir créatif. Un cône en papier peut avoir de multiples utilisations. Voici quelques idées de DIY que vous pourrez concrétiser en vous servant de nos tutos :

  • Entonnoir,
  • Sapin de Noël,
  • Chapeau pointu,
  • Corps de personnages,
  • Nez de bonhomme,
  • Cornet à frites ou à bonbons,
  • Pinata pour un anniversaire,
  • Et plein d’autres réalisations !

Vous n’avez plus qu’à trouver le bon papier, du carton à la feuille imprimé en passant par le papier sulfurisé, choisissez votre support en fonction de vos constructions. Les enfants pourront s’amuser en décorant la feuille avant de l’enrouler. Ils seront ravis d’avoir participé au projet. Vous pourrez également découvrir des tonnes d’idées sur des sites comme Pinterest. Des passionnés épinglent leurs réalisations pour vous donner des propositions. De quoi occuper les petits et les grands enfants ! Comment calculer un quotient en maths ?

Bonus : les meilleurs tutoriels YouTube pour faire un cône en papier

Nous vous avons proposé trois méthodes pour réaliser vos cônes en papier, mais il existe aussi de très bons tutoriels sur la toile. Nous vous en avons sélectionné quelques-uns pour vous donner de l’inspiration. Dans ce premier tutoriel, vous apprendrez à réaliser le patron d’un cône et aurez une mine d’informations sur comment calculer la longueur de base, le diamètre du cylindre, le calcul des volumes ou encore la formule pour calculer le volume d’une sphère. Idéal pour les élèves de quatrième et ceux qui souhaitent revoir les bases en maths ! Pour un rappel général, rendez-vous sur la vidéo suivante. Un prof de maths explique tout ce qu’il faut maîtriser sur le cône de révolution. Du calcul du volume d’un cylindre, à celle de la hauteur du cône, en passant par calculer l’aire de la surface latérale, vous saurez tout. Le compte de 750 g vous montre comment réaliser un cornet en papier sulfurisé pour faciliter vos préparations culinaires. Ecriture en chocolat, décors en crème ou meringue ou coucher des macarons, le cône remplacera très facilement une poche à douille. Ou encore des cônes de toutes les tailles pour une jolie décoration de Noël.

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Chloé

Rédactrice web et passionnée d'histoire de l'art, de voyage et de littérature