Un Workshop tenu en 2016 et en 2017 à l’université de Hambourg visait à la conception et à la
fabrication d’une structure paramétrique hybride, profitant des capacités mécaniques d’une
membrane textile et d’éléments en acier en flexion (active bending). Fruit de la collaboration en
plusieurs services de l’université, il avait pour but de mettre en place une approche numérique
collaborative des phases de conception et de fabrication. L’organisation de la stratégie de
conception numérique avant le début de projet a permis des échanges rapides entre les différents
acteurs participants aux Workshop et le développement d’un prototype en seulement quelques
jours.
1/ TEXTILE HYBRIDE
La structure développé au cours du Workshop utilise un système structurelle hybride, mixant une
membrane textile à des tiges d’acier en flexion. Elle combine les avantages de chacun de ces
systèmes structurels. L’acier, mis en place avec la technique dite de ‘l’active-bending’ assure la
rigidité de forme tandis que la membrane permet de créer l’enveloppe de la structure. Les
éléments en acier maintiennent la membrane en place et permet d’assurer les surfaces
complexes. Pour créer une structure plus vivante et organique, l’acier a été utilisé dans sa phase
de déformation élastique, qui lui donne souplesse et élasticité. Cela permet également de limiter la
quantité de matière utilisé pour assurer l’intégrité de la structure.
2/ LA NOTION DE ‘DIGITAL PLANNING’
Le Workshop a mis en place un processus de conception numérique optimisé permettant de
profiter des avantages d’une approche interdisciplinaire. (Designer + Ingénieur + Fabricant) et qui
permet de profiter pleinement des capacités de la structure développée. Le processus collaboratif
s’organise autour d’un groupe d’experts travaillant sur la même modèle numérique et qui échange
des données de manière fluide et instantanée. Le continuum numérique développée dans le cadre
de cette exercice a permis d’utiliser une méthode de conception itérative, s’adaptant
particulièrement bien à la structure hybride, qui a besoin dans sa phase de dessin d’ajustements
géométriques et structurelles constants. Ces ajustements doivent être rapidement analysés au
regard de différentes contraintes (design / calcul des composants structurelles / définition de la
nomenclature pour la fabrication) .Le continuum numérique est ici basé sur sur le partage et
l’échange de données entre différents logiciel experts (Grasshopper pour la recherche de forme ;
Sofistik pour les calculs de structure …). L’utilisation d’un plug-in permettant la conversion et le
partage des données d’un logiciel à l’autre été au cours de l’approche digitale mise en place durant
le Worshop.
Représentation schématique du continuum numérique
3/ ÉCHANGE DE DONNÉE DYNAMIQUE ET INSTANTANÉ ENTRE LOGICIEL
Code Grasshopper permettant de paramétrer la structure
Le continuum s’organisait de la façon suivante : La structure était modelée dans Rhino et
paramétrée dans Grasshopper, où l’extension Kangaroo (qui supporte les membranes et les
éléments en ‘active bending’) a permis aux élèves architectes de déterminer les caractéristiques
formelles de la structure. Grace à l’échange de données permise par l’utilisation d’une interface
cloud Flux, qui assurait l’échange de donnait entre logiciels, les données de la dite structure était
instantanément transfert au logiciel d’analyse aux éléments finis SOFISTIK et son plug-in Sktibug.
Le plug-in Sktibug, couplés à l’interface Flux permettait un échange b-directionnel permettant de
faire des aller-retour entre architectes et ingénieurs très rapidement. L’utilisation de Flux a aussi
permis de calculer à partir des modèles 3D les quantités de matériaux nécéssaire à la construction
grâce à un transfert de vers Excel. De cette façon, des ajustements pouvait être rapidement
effectué pour faire correspondre aux quantité de matériaux dont l’équipe disposait.
Pièce de textile à découper généré par le continuum numérique