Comme chaque année depuis 2010 l’université de Stuttgart propose à un groupe d’étudiant de réaliser un pavillon expérimental. Ce travail est une collaboration entre deux entités l’ICD Institute for Computational Design et l’ITKE l’Institute of Building Structures and Structural Design sous la direction du chercheur Achim Menges. Le pavillon de l’été 2011 est une recherche sur le bio mimétisme des petits Clypéastre (sorte d’oursin). Le pavillon est construit avec des plaques de bois contre plaqué, ce qui oblige ca structure à être la plus efficiente possible.
Conception et Modélisation:
Le point de départ du projet est développement un espace modulaire avec une grande possibilité d’adaptation. Lors de cette recherche, le travail des étudiants c’est orientés vers la fabrication d’une structure en plaque (panneaux de bois contre plaqué). L’objectif était aussi de question les avantages et les possibilités de la fabrication robotique des assemblages en queue d’aronde. En effet, la production classique, par ça méthode de réalisation permet principalement des assemblages à 90° or avec l’outil digital cette limite n’est plus actuel.
Les étudiants on préalablement analysé des structures biologiques existante afin de réintégrer les capacités et performances techniques des ces éléments vivant dans leur espace architectural.
L’analyse du cléopéastre des sables à mis en évidence que ça structure morphologique est constitué de plaques. Trois plaques se rejoigne toujours en un seul point ce qui permet la transmission des forces de cisaillement et les forces normales.
Dans le cadre de cette recherche un certain nombre de paramètre ont été défini afin de cadrer l’analyse. Le choix de l’outil est important puisqu’il défini les possibilité d’assemblage en queue d’aronde. Dans un premier temps les étudiants avaient opter pour une CNC machine à 6 axes. Mais les possibilités étaient très limitées. Ils ont donc opté pour un bras robotique 7 axes conjointement lié à un table amovible 6 axes. Cette combinaison offre une grande possibilité d’angle convexe et concave. Bien que l’outil propose la possibilité d’assemblé différente épaisseur de contre plaqué, le choix à été fait de n’utiliser que des planches de 6.5 mm. A travers ces deux conditions techniques, chaque polygone du pavillon est définie par trois rapport. Premièrement ça taille qui est caractérisé par le rayon du polygone (compris entre 200 et 1100 mm), deuxièmement l’angle du polygone en degré (compris entre -180° et +180°) et dernièrement l’angle de l’assemblage (compris entre -180° et +180°). Toutes ces données forment un éventail des possibles en bleu dans le schéma ci-dessous.
Le projet a été dessiné en d’un algorithme qui prend en considération les caractéristiques biologique du cléopéastre ainsi que les données évoqué ci-dessus. La forme a commencé par un dôme simple. Il à été modifié pendant le processus de création (schéma ci-dessous). Il propose un espace couvert composéde deux entrées et une ouverture vers le ciel. Chaque cellule de la structure est différents.
Le pavillon à été ensuite modélisé pour tester ces résistances mécanique. La création d’une cellule à échelle 1/1 a préalablement été produite pour tester sont comportement.
Matérialisation du projet:
Ce pavillon est constitué de 855 polygones différents avec plus de 100,000 différent assemblages en queue d’aronde. Il utilise 2m3 de bois pour un volume crée de 200m3. Chaque élément est préfabriqué en usine. La plaque de contre plaqué est posé sur la table et subie trois passage de l’outil. Le premier la forme globale du polygone, le deuxième l’angle d’assemblage avec l’autre polygone et enfin le dernier passage coupe toutes les dents de l’assemblage.
Toutes les cellules sont assemblées sur place avant d’être montées sur le site du pavillon. Il est posé sur un socle qui le prémuni des risque lié au vent.
Cette structure complexe composée de cellules fermées à l’extérieur et ouverte vers l’intérieur. La structure est éclairé par l’intérieur des cellules ce qui offre une très grande lisibilité de la structure.
Le pavillon a reçu plusieurs prix comme l’INTERNATIONAL DESIGN AWARDS, a été largement publié.
Equipe:
Institute for Computational Design – Prof. Achim Menges
Institute of Building Structures and Structural Design – Prof. Jan Knippers
Concept & System Development
Oliver David Krieg, Boyan Mihaylov
Detail Design & Fabrication & Construction
Peter Brachat, Benjamin Busch, Solmaz Fahimian, Christin Gegenheimer, Nicola Haberbosch, Elias Kästle, Oliver David Krieg, Yong Sung Kwon, Boyan Mihaylov, Hongmei Zhai
Scientific Development
Markus Gabler (project management), Riccardo La Magna (structural design), Steffen Reichert (detail design), Tobias Schwinn (project management), Frédéric Waimer (structural design)
Funding
KUKA Roboter GmbH
OCHS GmbH
Landesbetrieb Forst Baden-Württemberg (ForstBW)
KST2 Systemtechnik GmbH
Leitz GmbH & Co. KG
Stiftungen LBBW
Müllerblaustein Holzbau GmbH
Herrmann Rothfuss Bauunternehmung GmbH & Co.
Ullrich & Schön GmbH
Holzhandlung Wider GmbH & Co. KG
Source:
- http://icd.uni-stuttgart.de
- « Robotic fabrication in architecture, art, and design. » Sigrid Brell-Cokcon; Johnnes Braumann.
Etudiant: Xavier Weisang Hoinard 12040