Le Pavillon TRADA (the Timber Research and Development Association) a été conçu dans le cadre de l’exposition TIMBER 2012.
Client : TRADA
Architecte : Ramboll Computational Design
Fabricant : Timbmet (Plywood CNC)
Expositions : Trada Timber Exposition 2012 & Ecobuild Exposition 2013
Localisation : Coventry & London
Surface : 20 m²
Coût : 13000£ soir environ 14500 euros
Source : http://www.ajbuildingslibrary.co.uk/
Le Pavillon – entièrement en bois – a servi de stand d’exposition pour l’entreprise TRADA. La commande de TRADA auprès de Ramboll Computational Design était de concevoir, d’analyser, de fabriquer et de construire un pavillon qui servirait de vitrine à l’utilisation inventive du bois. Le dossier du pavillon TRADA du Ramboll Computational Design Group était exigeant; la structure devait être simple et économique à construire, minimiser les déchets et être démontable – afin de pouvoir être reconstruite et réutilisée. Le Pavillon devait également correspondre à la taille du plan du stand à Timber Expo; 6 mètres x 8 mètres.
Finalement, seuls les éléments d’assemblage ne sont pas en bois : il s’agit de charnières et de boulons en métal.
Une des particularité du pavillon est d’avoir une forme effective entièrement issue d’une recherche mathématique et informatique. Le processus de recherche reprend des méthodes similaires à celles mise en place par les pionniers Antoni Gaudí, Frei Otto et Heinz Isler, travaillant sur les anti-funiculaires. Mais aujourd’hui, de telles formes courbes peuvent être générées – beaucoup plus rapidement – par des techniques numériques 3D, avec l’avantage que les positions exactes des vecteurs peuvent être directement exportées vers des logiciels de CAO ou d’analyse structurale prêts à être analysés et fabriqués.
Ci dessus le schéma de fonctionnement des forces dans la structure du pavillon, inspirée des formes anti-funiculaires.
Conception / Modélisation
La coque du pavillon est formée de panneaux de contreplaqué polygonaux plats, reliés aux bords par des charnières et facettés pour créér une forme incurvée à double courbure.
La coquille du pavillon a été modélisée en utilisant un algorithme innovant, permettant ainsi à la surface créée d’être construite avec des panneaux de bois entièrement plats. La nature à double courbure de la coque permet une retenue géométrique suffisante pour permettre l’utilisation d’une charnière de porte standard le long de chaque bord.
Détail des connexions entre les pièces
Les différents panneaux de bois sont donc connectés avec ces charnières standards. La structure de la coquille fonctionne alors sans capacité de flexion entre les panneaux, ce qui signifie que ces derniers ne peuvent pas bouger ou se plier le long des charnières.
La structure est conçue pour résister aux charges accidentelles, au poids propre et aux charges mortes supplémentaires, telles que les appareils d’éclairage.
Au départ, la réflexion s’est faite à partir d’un objet aux facettes triangulées. Pour réduire le nombre de pièces de l’objet, avoir moins de connexions et une plus grande efficacité structurelle, les panneaux de bois se sont complexifiés et agrandis, cela tout en conservant la forme du Pavillon.
Processus de réflexion :
Passage de la triangulation à des formes polygonales
Ci dessous, une vidéo expliquant comment la forme du pavillon a été trouvée à l’aide d’un logiciel (dont je n’ai pas trouvé le nom – peut être SoFistik ?), qui semble équilibrer les forces s’exerçant sur l’objet tout en permettant une grande liberté dans la forme de la structure.
Fabrication / Assemblage
Les panneaux utilisés pour le pavillon sont en contreplaqué bouleau de 15 mm d’épaisseur.
Les panneaux ont été réalisé à l’aide d’une fraiseuse de type CNC à trois axes. Cette fraiseuse a permis de faire le rabattement des charnières, le perçage des trous pour les boulons et enfin la découpe des contours des panneaux. Un modèle paramétrique Grasshopper a permis de placer les charnières au bon endroit pour que le tout fonctionne (voir modèle ci-dessous).
Tout d’abord, des tests ont été réalisés pour voir si le concept fonctionnait. Pour cela, une maquette échelle 1.10e a été réalisée, puis une des parties de la structure à échelle 1.1 (voir ci-dessous)
Une fois le système vérifié, les pièces en bois ont été réalisées à la fraiseuse : le dessin CAO a été introduit directement dans un routeur CNC à trois axes chez Timbmet. Un logiciel, Rhinonest, a établi la meilleure façon d’adapter les formes des panneaux aux feuilles pour un minimum de déchets. Une fois les pièces faites, elles ont simplement été poncées.
Tous les panneaux ont ensuite été disposés dans l’ordre.
Une fois l’ensemble des pièces fabriquées, la structure a été montée in-situ (lieu de l’exposition) par une équipe.
Ci dessous, une vidéo du processus d’assemblage du Pavillon :
Quelques jours avant Timber Expo, le pavillon, réduit à un grand paquet de panneaux plats, a été chargé dans un camion. Il a fallu vingt heures à cinq personnes pour l’assembler sur le site.
En tout, 800 charnières et 3200 boulons / écrous ont été utilisés pour relier les pièces. Chaque charnière est en retrait et inclinée pour créer les distances variables nécessaires entre les panneaux. Les charnières sont en face intérieure pour garder un aspect épuré à l’extérieur.
Les angles fonctionnent par emboîtement et sont collés pour rigidifier la structure.
Sources documentaires :
http://www.grasshopper3d.com/profiles/blogs/trada-pavilion
http://blog.ramboll.com/rcd/projects/
http://www.evolo.us/architecture/parametric-timber-pavilion/
https://www.trada.co.uk/case-studies/the-giraffe-pavilion-moveable/