L’Institut de conceptions et de constructions informatiques (IDC) et l’Institut de conceptions de structures de bâtiment et de constructions (ITKE) de l’Université de Stuttgart on travaillés sur la construction d’un nouveau pavillon de recherche qui explore la fabrication à l’échelle dans bâtiments de composites renforcés de fibres de verre et de carbone. Il a été conçu dans les ateliers de l’université de Stuttgart durant l’année 2016 et installé in situ en 2017

La forme du pavillon est inspiré du cocon que tisse un papillon de la famille de Lyonetia, le Lyonetia clerkella. Il a été créé en posant un total  de 184 km de verre et de fibre de carbone imprégnés de résine. Le système a été utilisé pour créer et tester un seul porte-à-faux d’une longueur totale de 12 m. La surface couvre une superficie d’environ 40 m² et pèse environ 1000 kg. La structure réalisée a été fabriquée hors site et la taille a donc été limitée pour tenir dans un volume de transport autorisé.

Le processus de fabrication repose sur la collaboration entre des machines stationnaires et des machines mobiles. Deux bras robotiques industriels fixes offrant la force et la précision nécessaire au travail de bobinage de fibres sont placées aux extrémités de la structure, tandis qu’un système de transport de fibres autonome à longue portée mais moins précis est utilisé pour faire passer la fibre.

Une première arche en résine est construite par le bras du robot afin de créer les deux pieds de la structure.

Puis le drone passe la fibre d’un bras à un autre tandis que chaque bras enroule la fibre autour de petite pièce en acier disposer au extrémités de la structure

Cette fabrication par enroulement de fibres permet de réduire le coffrage et d’augmenter l’échelle et la portée. Ces machines et matériaux sont déjà beaucoup utilisés dans des domaines comme l’automobile par exemple. Mais ces nouveaux procédés offrent de nouvelles possibilités a la conception architecturale.

 

Project Team
ICD Institute for Computational Design and Construction – Prof. Achim Menges
ITKE Institute of Building Structures and Structural Design – Prof. Jan Knippers

Scientific Development
Benjamin Felbrich, Nikolas Früh, Marshall Prado, Daniel Reist, Sam Saffarian, James Solly, Lauren Vasey

System Development, Fabrication and Construction
Miguel Aflalo, Bahar Al Bahar, Lotte Aldinger, Chris Arias, Léonard Balas, Jingcheng Chen, Federico Forestiero, Dominga Garufi, Pedro Giachini, Kyriaki Goti, Sachin Gupta, Olga Kalina, Shir Katz, Bruno Knychalla, Shamil Lallani, Patricio Lara, Ayoub Lharchi, Dongyuan Liu, Yencheng Lu, Georgia Margariti, Alexandre Mballa, Behrooz Tahanzadeh, Hans Jakob Wagner, Benedikt Wannemacher, Nikolaos Xenos, Andre Zolnerkevic, Paula Baptista, Kevin Croneigh, Tatsunori Shibuya, Nicoló Temperi, Manon Uhlen, Li Wenhan. With the support of Michael Preisack and Artyom Maxim.

In collaboration with:
Institute of Aircraft Design (IFB) – Prof. Dr.-Ing. P. Middendorf, Markus Blandl, Florian Gnädinger
Institute of Engineering Geodesy (IIGS) – Prof. Dr.-Ing. habil. Volker Schwieger, Otto Lerke
Department of Evolutionary Biology of Invertebrates, University of Tuebingen – Prof. Oliver Betz
Department of Palaeontology of Invertebrates, University of Tuebingen – Prof. James Nebelsick

Supported by
Volkswagen Stiftung
GETTYLAB
Kuka Roboter GmbH
Peri GmbH
SGL Technologies GmbH
Hexion Stuttgart GmbH
Ed. Züblin AG
Lange Ritter GmbH
Stahlbau Wendeler GmbH
Leica Geosystems GmbH
KOFI GmbH