Ce projet est un pavillon temporaire réalisé en 2011 par l’Institute for Computational Design (CIM) et l’Institut des structures de bâtiments et la conception des structures, en collaboration avec des étudiants de Stuttgart. Le projet explore le transfert architectural des principes biologiques de la plaque squelette de la morphologie de l’oursin. Pour ce faire, ils ont eu recours à de nouveaux modes de conceptions et de simulation des méthodes informatiques, ainsi qu’à des méthodes de fabrication contrôlée par ordinateur pour la mise en œuvre du bâtiment.
Une innovation particulière consiste en la possibilité d’étendre efficacement les principes bioniques reconnus et la performance liée à une gamme de géométries différentes grâce à des processus de calcul, ce qui est démontré par le fait que la morphologie complexe du pavillon pourrait être construite exclusivement avec de très minces feuilles de contreplaqué (6,5 mm).
Le projet vise à intégrer la capacité performative des structures biologiques dans la conception architecturale. L’accent a été mis sur le développement d’un système modulaire qui permet un degré élevé d’adaptabilité et de performance en raison de la différenciation géométrique des composants de la plaque et les articulations fabriquées à l’aide d’un robot informatique. Lors de l’analyse des différentes structures biologiques, la morphologie plaque de squelette du dollar de sable, une sous-espèce de l’oursin (Echinoidea), est devenue d’un intérêt particulier et a été l’exemple de la structure bionique qui a été réalisée pour le pavillon.
La coquille squelettique du dollar de sable est un système modulaire de plaques polygonales, qui sont reliées entre elles au niveau des bords par des saillies de calcite en forme de doigt. La capacité portante de charge élevée est obtenue par la disposition géométrique particulière des plaques et leur système de raccordement. Trois bords de la plaque se rencontrent toujours en un seul point, principe qui permet la transmission de forces normales et de cisaillement.
Le développement et la réalisation de la morphologie complexe du pavillon se sont fait à travers une boucle d’informations numériques entre le modèle du projet, les simulations numériques et l’ordinateur de contrôle de la machine numérique.
La forme finale et la conception structurelle sont étroitement liées. Un système d’échange de données optimisé a permis de lire à plusieurs reprises la géométrie complexe dans un programme informatique afin de l’analyser et de modifier les points critiques du modèle.
Les plaques et les articulations de chaque cellule ont été produites avec le système de fabrication robotique de l’université. Le modèle de calcul a servi de base pour la génération automatique du code machine pour le contrôle d’un robot de sept axes. Cela a permis la production de plus de 850 composants géométriques différents, ainsi que plus de 100 000 articulations.
Après la production robotisée, les panneaux de contreplaqué sont joints ensemble pour former des cellules. L’assemblage des modules préfabriqués est réalisé sur le campus de l’Université de Stuttgart. Toute la conception, la recherche, la fabrication et les travaux de construction ont été réalisés conjointement par les étudiants et les chercheurs universitaires.
Le pavillon de recherche a offert l’occasion d’étudier les méthodes de construction bionique modulaire utilisant des surfaces « freeform » représentant différentes caractéristiques géométriques tout en développant deux entités spatiales distinctes: un grand espace intérieur avec une couche interne poreuse et une grande ouverture, face à la place publique entre les bâtiments de l’Université, et un espace interstitiel plus petit enveloppé entre les deux couches qui présente la logique constructive de la coque à double couche.
