01 / Conception
Conçu en 2014 par les architectes Daniel Ibáñez et Rodrigo Rubio de MARGEN-LAB, l’Endesa World Fab Condenser est un prototype thermodynamique, un pavillon bioclimatique qui a été installé dans la Place des Gloires catalanes à Barcelone en 2014, à l’occasion du congrès BCN Fab10 (la dixième conférence internationale au sujet de la fabrication digitale).
Image de l’appel à participer à la conception du pavillon de BCN FAB10
Cette installation explore les connections entre le design paramétrique, les stratégies climatiques passives et l’utilisation locale de machines-outils à commande numérique (MOCN, ou simplement CN).
La conception de l’objet a été réalisée grâce à la collaboration de Margen-Lab avec le IAAC (Institut for Advanced Architecture of Catalonia) et le Fab Lab Network. La choix des matériaux a privilégie les matériaux renouvelables et d’origine organique, tels que le bois et le lin, et issus de la manufacture locale – dans ce cas les industries et les ateliers de fabrication de Barcelone et des alentours.
Le prototype a été conçu – ou mieux, son code a été mis en place – en 2 mois, fabriqué en jours et assemblé en 4 grâce à l’aide de l’équipe de volontaires des Fab Labs (laboratoires de fabrication) autour du monde.
02 / La forme
L’objet de départ pour la conception de l’installation a été l’icosaèdre, conçu à la manière d’une « Dymaxion Map », ou projection de Fuller. Dymaxion est l’acronyme de dynamic maximum tension, une méthode utilisé par Richard Buckminster Fuller dans plusieurs de ces inventions, et notamment pour créer une répresentation de la surface terrestre qui présentait une quantité très basse de déformations.
Démonstration du fonctionnement du « dymaxion »
Pour arriver à la forme actuelle, la démarche a été celle de soumettre l’icosaèdre à une déformation selon les critères de la thermodynamique. Cette déformation, issue d’une paramétrisation numérique, a permis de minimiser l’exposition à la radiation solaire sur ses surfaces. La peau s’adapte pour maximiser la ventilation naturelle et artificielle, la première provenant notamment des vents du nord et du sud (ceux qui viennent des montagnes et ceux qui viennent de la mer), qui s’alternent pendant la journée.
La conception numérique du pavillon
03 / Préfabrication digitale
La pavillon est formé par 20 modules triangulaires. Les composants sont tous différents mais partagent la même logique constructive, formelle et de la matière.
Le dessin paramétrique a parmi de travailler avec une certaine complexité et variabilité. Au même temps, la logique mathématique qui organise les variables permet, grâce aux outils de fabrication numérique, de partager les stratégies de préfabrication et d’accélérer les processus de communication, production et construction.
L’algorithme qui détermine la forme du pavillon (l’entière pavillon est un script) a été mise en place en 2 mois.
04 / Enjeux climatiques
Comme déjà anticipé, la forme du pavillon a été conçue à partir d’une recherche sur les processus thermodynamiques et climatiques de son contexte. La géométrie initiale (un icosaèdre) a été déformée et adaptée afin de minimiser la radiation solaire incidente en été et de la maximiser pendant l’hiver.
Suivant les principes de Bernoulli, la peau en lin du pavillon se caractérise par la présence de renflements (inspirées par les géométries des voiles) et facilite la ventilation transversale. L’orientation des ouvertures nord-sud suive les vents dominants et génère des différents types de ventilation pendant la journée.
Analyse graphique de l’irradiation solaire et de l’exposition aux vents
Le grand plancher bois de 200m² environnant a structure agit comme un réservoir d’aire fraîche, qui vient injectée dans l’espace principal grâce à des perforations au sol.
Quelques axonométrie éclatée des éléments constructifs (plancher et un des panneaux)
05 / Fabrication et assemblage du pavillon
La fabrication numérique a permis de créer un pont entre tous les acteurs et les phases de vie de cette installation : le prototype a été conçu globalement (avec la collaboration de Fab Lab Network) et manufacturé localement, en utilisant les matériaux et produits locaux et en impliquant les ateliers de fabrications et les industries de la région de Barcelone.
La maquette de l’installation, réalisée avec le coupeur laser
Les matériaux mises en place sont organiques et locales. Toutes les industries et les laboratoires qui ont été impliqués dans le processus sont de petite et moyenne dimensions et se situent dans le 80km du site de l’installation.
Une autre démarche suivie pendant la conception du prototype a été la réversibilité : la charpente et les membranes sont facilement amovibles en une journée et peuvent être réemployés.
06 / Conclusion
L’intérieur du pavillon
Détail des jonctions entre les membranes
L’ENDESA WORLD FAB CONDENSER ne se propose pas simplement comme un objet très intéressant du point de vue esthétique et constructif, mais il représente une façon de travailler et collaborer innovante et qui démontre que les outils de conception numérique peuvent changer les interactions entre les concepteurs, l’industrie et les matériaux.
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SOURCES
Photos de Adrià Goula
metalocus.es/en/news/endesa-world-fab-condenser-margen-lab
arch2o.com/endesa-world-fab-condenser-margen-lab/
archdaily.com/549830/endesa-world-fab-condenser-margen-lab
fab10.org/es/fab-condenser