Durant mon premier semestre de master (S7), j’ai pu participer à l’élaboration d’un projet dans le cadre d’un cours de structure, dispensé conjointement par Messieurs Leyral et Quentin Chef. Le cours existe depuis plusieurs années et propose la conception et la réalisation (un continuum) à l’échelle 1 de structures innovantes ou peu usitées.
Cette année là, le projet Kagome consistait au développement d’un GridShell, un treillis monté à plat qui, par la compression de ses extrémités, se voûte et devient stable.
Les premières semaines, une démarche de conception est élaborée. D’un côté, des maquettes au 1/10° de différents types de gridshell, comprendre, différents types d’assemblage de lattes de bois sont imaginés et testés sur un banc réalisé par les étudiants. A chaque noeud sont attachés des poids. L’exercice consiste à développer un système d’assemblage permettant de résister à une certaine masse, mais ayant également une facilité de montage et une capacité à la flexion, indispensable pour la mise en place.
Plusieurs solutions sont imaginées, et en parallèle, un modèle paramétrique est conçu conjointement par les professeurs et des étudiants particulièrement à l’aise dans la maîtrise de GrassHooper. Le module paramétrique est une synthèse des opérations mathématiques permettant d’évaluer la tolérance du Gridshell. Ces opérations étant produits de valeurs diverses, comme la dimension des lattes, leur contraites admissibles en flexion, la nature de l’assemblage, la taille et l’espacement des noeuds ou encore la dimension générale, il s’agit d’un calcul complexe forçant à une méthode empirique.
Mais grâce à la mise en place d’un programme Grasshooper reprenant ces calculs, la stabilité devient un élément de moyen et non de fin. En effet, le modèle permet de tester la solidité pour des dimensions de lattes choisies, ou encore d’évaluer, pour une résistance « objectif », le nombre de noeuds nécessaire à la structure, ou encore les dimensions et le stypes d’assemblage. Ici, la modélisation paramétrique a donc permis un gain de temps en rendant le « test » rapide, en permettant de prendre le calcul « dans le sens souhaité ».
Exemple, je veux une résistance de 60kg/M2, j’ai des lattes de 5×1 cm, quel assemblage, quel nombre de noeuds faut-il. En plus du calcul, le modèle paramétrique modélise aussi la structure, et surtout son plan ! Distance entre les noeuds, nombre de lattes, espacement des trous…..
Un des différents modèles Grasshooper permettant d’appréhender les réactions de relaxation dynamique des éléments contraints.
La modélisation paramétrique du projet a donc permis au groupe d’approcher une solution optimisée au problème. Mais aussi car la conception et les tests ont également été exécutés physiquement, à confronter la conception théorique et calculatrice à la réalité matérielle de la structure. En effet, selon les essences, les taux d’humidité, les écarts de mesure, l’humain, il a parfois subsisté un écart entre les résultats informatiques et le test physique. Malgré tout, les deux expériences renvoyait des informations du même ordre, et ce fut une réussite.
Ci-dessus, un des résultats graphiques des tests de relaxation dynamique. La valeur des déformations des subdivisions permet le calcul des déformations et contraintes. In extenso, ces résultats peuvent être utilisés (toujours par le même modèle) dans la définition du nombre de noeuds ou des sections se la structure.
Kagome est aujourd’hui implantée dans le parc de la Butte du Chapeau Rouge, à Paris, dans le XIX° arrondissement. Elle doit son nom au motif japonais qui compose son treillis, éponyme.
