SYSTÈME BIOLOGIQUE :
Le projet vise à intégrer la capacité performative des structures biologiques dans la conception architecturale et à tester les systèmes matériaux spatiaux et structurels résultants à grande échelle. L’accent a été mis sur le développement d’un système modulaire qui permet un haut degré d’adaptabilité et de performance en raison de la différenciation géométrique des composants de la plaque et des articulations digitales fabriquées de manière robotique.
Lors de l’analyse de différentes structures biologiques, la morphologie du squelette de la plaque du dollar des sables, une sous-espèce de l’oursin (Echinoidea), est devenue d’un intérêt particulier et a par la suite fourni les principes de base de la structure bionique réalisée. La coque squelettique du dollar de sable est un système modulaire de plaques polygonales, qui sont reliées les unes aux autres par des saillies en calcite en forme de doigt. La capacité de charge élevée est obtenue grâce à la disposition géométrique particulière des plaques et à leur système de liaison. Par conséquent, le dollar des sables constitue le modèle le plus approprié pour les coques en éléments préfabriqués. De même, les raccords à doigts traditionnels généralement utilisés dans la menuiserie en tant qu’éléments de connexion peuvent être considérés comme l’équivalent technique des saillies en calcite du dollar de sable.
TRANSFERT DE MORPHOLOGIE :
Suite à l’analyse du dollar de sable, la morphologie de la structure de ses plaques a été intégrée dans la conception d’un pavillon. Trois bords de plaque se rejoignent toujours en un seul point, un principe qui permet la transmission des forces normales et des forces de cisaillement, mais pas de moments de flexion entre les joints, ce qui donne une structure à la fois flexible et déformable.
Contrairement à la construction légère traditionnelle, qui ne peut être appliquée que pour charger des formes optimisées, ce nouveau principe de conception peut être appliqué à une large gamme de géométries personnalisées. Le potentiel élevé de cette approche en matière de légèreté est évident, car le pavillon ne peut être construit qu’en feuilles de contreplaqué d’une épaisseur de 6,5 mm, malgré sa taille considérable. Par conséquent, il avait même besoin d’un ancrage au sol pour résister aux charges d’aspiration du vent.
Outre ces principes de construction et d’organisation, d’autres propriétés fondamentales des structures biologiques sont appliquées dans le processus de conception informatique du projet:
- Hétérogénéité: La taille des cellules n’est pas constante, mais s’adapte à la courbure et aux discontinuités locales. Dans les zones à faible courbure, les cellules centrales mesurent plus de deux mètres de haut, alors qu’elles n’atteignent qu’un demi-mètre au bord.
- Anisotropie: Le pavillon est une structure directionnelle. Les cellules s’étirent et s’orientent en fonction des contraintes mécaniques.
- Hiérarchie: le pavillon est organisé en une structure hiérarchique à deux niveaux. Au premier niveau, les joints des doigts des feuilles de contreplaqué sont collés pour former une cellule. Au deuxième niveau hiérarchique, une simple connexion à vis relie les cellules, permettant ainsi l’assemblage et le désassemblage du pavillon. Au sein de chaque niveau hiérarchique, seules trois plaques – respectivement trois arêtes – se rencontrent exclusivement en un point, assurant ainsi des arêtes flexibles pour les deux niveaux.
