Maison des Elephants, Zurich, Markus Schietsch Architecte

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A – PRESENTATION DU PROJET

La maison des éléphants du zoo de Zurich a ouvert au public en juillet dernier. Elle est l’oeuvre de l’architecte suisse-allemand Markus Schiestsch. Ce projet consiste en la création d’une grande structure en bois en forme de coupole (de 80m de portée), sous laquelle vivent deux familles d’éléphants et se trouvent des espaces dédiés aux visiteurs et des locaux techniques. Pour réaliser cette ouvrage unique et complexe, l’architecte a fait appel à la société Kaulquappe spécialisée dans la conception paramétrique. Le projet à ainsi été conçu conjointement, entre l’architecte, les informatitiens et les bureaux d’études.

B – ENJEUX ARCHITECTURAUX

Pour l’architecte, l’enjeux premier était de « développer un langage architecturale créant une symbiose entre le bâtiment et le paysage ». Markus Schiestsch explique qu’ « il fallait s’assurer que les visiteurs découvrent ces animaux majestueux dans un environnement proche de leur habitat naturel et qu’ainsi le bâtiment devienne partie intégrante de cette expérience ». Pour y parvenir, il s’est inspiré de différentes structures rencontrées dans le monde naturel, non pas pour produire une architecture qui soit une simple copie construite de la nature mais plus pour l’évoquer de manière à ce que les visiteur aient la sensation d’observer les éléphants dans leur cadre naturel. L’idée de la canopée à ainsi donné forme au projet. Comme l’explique Markus Schiestsch, « il était important de créer cet effet atmosphérique à l’intérieur, que la lumière soit filtrée par une structure en bois délicate comme elle peut l’être par la canopée d’une foret équatoriale ».

photographie de SteeveBloom

C – DEVELOPPEMENT DU PROJET ET MAQUETTE NUMERIQUE

Pour recréer cet effet de canope, l’architecte à imaginé la mise en place d’une grande coque ajourée. Pour ajuster et matérialiser cette forme complexe, il a dès le début du projet fait réaliser un modèle numérique, développé à l’aide de différents programme de conception paramétrique. Grâce à cette modélisation 3D, l’architecte et les ingénieurs ont pu faire évoluer le projet en vérifiant et en visualisant en temps réel leur propositions . Cet outil informatique à ainsi permit de définir de nombreux éléments du projets tels que la structure, la couverture, les ouvertures zénithales, les façades, etc.

cliquer pour voir la vidéo présentant le modèle numérique.

D – DEFINITION ET FABRICATION D’ELEMENTS STRUCTUREL A L’AIDE DE L’OUTIL NUMERIQUE

1 – Conception paramétrique des éléments porteurs

Vidéo présentant la modélisation de la façade et de ses éléments porteurs

2 – Conception paramétrique et fabrication de la ceinture périphérique en béton armé précontreint

vidéo présentant la modélisation de la ceinture en béton armé, avec le logiciel Rhino et l’application grasshoper

La ceinture périphérique réalisée en béton armé précontraint à également été conçue via une modélisation paramétrique (rhino+grasshoper). Comme on peut le voir sur la vidéo ci dessus, cet outil numérique à permis de déterminer la position exacte des poteaux soutenant cette ceinture. De plus, grâce à l’informatique, le dimensionnement et le positionnement des réserves à prévoir dans le coffrage pour accueillir les boitiers de tensions ont également pu être déterminé avec précision. Enfin, l’utilisation de ces logiciel à également permis de définir le positionnement et le dimensionnement exacte des fers à bétons, qui ont ainsi pu être pré-coupés sur mesure avant d’être positionnés dans le coffrage.

le positionnement des boitiers est définit avec grasshoper

le positionnement des fers à beton est définit avec l’outil numérique

une liste informatique contenant toutes les informations nécessaire sur le dimensionnement des fers à beton est extraite du modèle 3D

cette technique apporte un vrai plus et représente un grain de temps sur le plan logistique

3 – Conception et fabrication du réseau poutres

Dans une démarche de continuum numérique, l’outil informatique a permis de passer de la conception de formes complexes à la réalisation concrètes d’éléments architecturaux constituant le bâtiment. C’est notamment le cas des poutres en bois tenant la toiture:

Dans un premier temps, l’ingénieur structure à fourni un document présentant la position des poutres et les différents types d’intersections. Ce schéma est repris numériquement à l’aide d’un logiciel développé spécialement qui spécifie le type d’articulation à l’aide de points colorés (système qui sera utile ultérieurement)

A partir du schéma fourni par l’ingénieur, la position exacte de l’axe des poutres le long de la surface à double courbure est généré informatiquement.

Une fois l’axe des poutres bien positionnées, les intersections sont calculées, tout comme les séparateurs (la toiture étant constituées de différents »calques surperposés ».

Pour avoir un retour visuel sur l’opération, les poutres sont modélisées dans leur intégralité.

les articulations sont calculées en fonction de leur natures. Les informations fournies par l’ingénieur structure ont été intégrées par le programme présenté précédemment et permettent maintenant d’établir différents types d’articulations.

les poutres légèrement courbes sont divisées en segments droits. L’ensemble des découpe est géré informatiquement à l’aide d’un algorythme afin de réduire les pertes et d’optimiser la découpe dans des éléments de 13m de long.