{"id":1530,"date":"2015-10-13T09:38:10","date_gmt":"2015-10-13T08:38:10","guid":{"rendered":"http:\/\/sapi.paris-lavillette.archi.fr\/CTID924\/?p=1530"},"modified":"2015-10-24T13:56:00","modified_gmt":"2015-10-24T12:56:00","slug":"icditke-researchpavilion-14-15","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/sapi.paris-lavillette.archi.fr\/CTID924\/?p=1530","title":{"rendered":"Pavillon de recherche ICD\/ITKE 14-15"},"content":{"rendered":"

 <\/p>\n

\"Arch2O-ICD-ITKE-ResearchPavilion2015-27\"

\u00a9 ICD\/ITKE University of Stuttgart<\/p><\/div>\n

La nature est d’autant plus fascinante qu’elle est \u00e0 la fois source d’inspiration et\u00a0d’innovation. Il semble\u00a0que pour les professeurs de l’universit\u00e9 de Stuttgart Achim Menges, architecte, et Jan Knippers, ing\u00e9nieur, \u00a0l’ait bien compris. En effet depuis 2010, le partenariat entre l’ICD (Institute for Computational Design) et l’ITKE (Institute of Building Structures and Structural Design) a produit d’\u00e9tonnants pavillons qui font la part belle au bio-mim\u00e9tisme. Le dernier en date est le fruit d’un travail de\u00a018 mois, dont l’origine est l’argyron\u00e8te, une araign\u00e9e aquatique qui construit sa toile sous l’eau !<\/p>\n

Ce\u00a0pavillon est int\u00e9ressant \u00e0 la fois dans sa conception, qui est \u00e9conome en mat\u00e9riau tout en \u00e9tant r\u00e9sistante, et dans sa r\u00e9alisation qui int\u00e8gre un robotisation dynamique qui adapte le mod\u00e8le aux conditions environnantes en temps r\u00e9el.<\/p>\n

Vous trouverez ci-dessous le lien vers la video de pr\u00e9sentation\u00a0qui pr\u00e9sente le processus de conception et de mod\u00e9lisation et la solution de production de ce pavillon.<\/p>\n

ICD\/ITKE ResearchPavilion14-15<\/a> from ICD<\/a> on Vimeo<\/a>.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

\n

La conception et la mod\u00e9lisation<\/strong><\/p>\n

L’araign\u00e9e aquatique construit sous l’eau un nid en forme de cloche qui lui sert d’habitat pour survivre. Gr\u00e2ce \u00e0 ses poils hydrofuges elle ram\u00e8ne avec elle de l’air de la surface sous l’eau. Elle proc\u00e8de en retenant d’abord une bulle d’air sous une toile pr\u00e9-\u00e9tablie puis vient la renforcer depuis l’int\u00e9rieur en lui appliquant diff\u00e9rentes couches hi\u00e9rarchis\u00e9es de fibres.<\/p>\n

\"Web_Process01\"

Araign\u00e9e renfor\u00e7ant sa toile \u00a9 ICD\/ITKE University of Stuttgart<\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

Apr\u00e8s avoir analys\u00e9 la fabrication de la toile d’araign\u00e9e sous-marine, les chercheurs ont con\u00e7u une structure compos\u00e9e d’une membrane et de fibres qui viennent la renforcer. La membrane est\u00a0gonfl\u00e9e et un robot vient poser des fibres dessus selon une trajectoire ajust\u00e9e en temps r\u00e9el. Le r\u00e9sultat est une coque r\u00e9sistante et r\u00e9siliente aux conditions externes.<\/p>\n

\"Web_Process04\"

Conceptual Fabrication Strategy: 1. Inflated pneumatic membrane 2. Robotically reinforce membrane with carbon fiber from inside 3. Stable composite shell \u00a9 ICD\/ITKE University of Stuttgart<\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

\"Web_Process05\"

Finite element analysis of composite shell \u00a9 ICD\/ITKE University of Stuttgart<\/p><\/div>\n

La g\u00e9om\u00e9trie de la coque et la maille des fibres ont\u00a0\u00e9t\u00e9 g\u00e9n\u00e9r\u00e9es\u00a0par une mod\u00e9lisation\u00a0qui int\u00e8gre \u00e0 la fois les contraintes de fabrication et les contraintes structurels. Un mod\u00e8le de conception multi-agent a \u00e9t\u00e9 mis au point pour d\u00e9terminer et ajuster la position des fibres. Semblable \u00e0 l’araign\u00e9e ce mod\u00e8le parcourt la g\u00e9om\u00e9trie de la coque pour proposer des trajectoires robotis\u00e9es pour le placement des fibres. Le comportement du mod\u00e8le provient d’une vari\u00e9t\u00e9 de param\u00e8tres corr\u00e9l\u00e9s. Ce\u00a0processus permet au concepteur\u00a0d’interagir et d’int\u00e9grer ces\u00a0param\u00e8tres de conception\u00a0pour obtenir diff\u00e9rents sch\u00e9mas de maille avec orientations et densit\u00e9s variables.<\/p>\n

\"Agent\"

Agent-based design tool which negotiates multiple design parameters to determine fiber laying paths \u00a9 ICD\/ITKE University of Stuttgart<\/p><\/div>\n

La conception finale adopt\u00e9e est constitu\u00e9e de plusieurs couches de fibres qui se superposent et s’entrem\u00ealent afin de donner \u00e0 la coque une structure stable et l\u00e9g\u00e8re.<\/p>\n

\"t\u00e9l\u00e9chargement\"

\u00a9 ICD\/ITKE University of Stuttgart<\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

La mat\u00e9rialisation du projet\u00a0: fabrication, assemblage, montage<\/strong><\/p>\n

Le processus de fabrication est directement li\u00e9 \u00e0 celui de la conception. Une membrane en ETFE (\u00e9thyl\u00e8ne t\u00e9trafluoro\u00e9thyl\u00e8ne) est gonfl\u00e9e et maintenue sous pression pendant qu’un robot vient y coller des fibres de carbone pour renforcer la structure. Le choix des mat\u00e9riaux r\u00e9sulte d’une volont\u00e9 \u00e9conomique, l’ETFE \u00e9tant un produit relativement commun en construction et le carbone poss\u00e9dant de bonnes\u00a0qualit\u00e9s\u00a0structurelles qui permettent de r\u00e9duire la quantit\u00e9 de mat\u00e9riau.<\/p>\n

\"Web_Process12\"

le robot est install\u00e9 au centre de la membrane gonfl\u00e9e \u00a9 ICD\/ITKE University of Stuttgart<\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

Cependant la\u00a0conception dynamique a n\u00e9cessit\u00e9 pour sa fabrication\u00a0la mise au point d’un robot prototype. Ce robot a \u00e9t\u00e9 \u00e9labor\u00e9 en partenariat avec les industries KUKA, qui a d\u00e9velopp\u00e9 un syst\u00e8me r\u00e9actif \u00e0 son environnement. Pour cela des capteurs rel\u00e8vent la position du robot, la vitesse de production et la pression sur la membrane qui change au fur et \u00e0 mesure que la membrane se solidifie. Ce syst\u00e8me est int\u00e9gr\u00e9 dans le processus de mod\u00e9lisation et vient modifier celle-ci pour adapter la trajectoire du robot qui pose les fibres. Le continuum num\u00e9rique est ici mis en place dans une relation directe et instantan\u00e9e entre conception num\u00e9rique et fabrication.<\/p>\n

\"Web_Process09\"

Cyber-physical fibre placement process \u00a9 ICD\/ITKE University of Stuttgart<\/p><\/div>\n

\"Web_Process10\"

D\u00e9tail de fabrication avec contr\u00f4le de trajectoire assist\u00e9 en temps r\u00e9el \u00a9 ICD\/ITKE University of Stuttgart<\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

\"[\u00a9(c)Roland

\u00a9 Roland Halbe<\/p><\/div>La structure ainsi produite se trouve \u00eatre remarquablement fine et l\u00e9g\u00e8re pour 4,1 m de hauteur et 7,5 m de longueur, recouvrant 40 m2 de surface. A peine de 260 kilos pour l’ensemble de la structure. Seulement 0,2 mm d’\u00e9paisseur pour la membrane d’ETFE qui s’\u00e9tire sur des port\u00e9es allant jusqu’\u00e0 25 cm, et qui est soutenue par la\u00a0maille de fibres de carbone avec\u00a0une profondeur structurelle allant de 1 mm \u00e0 2 cm, selon Valentin Koslowski l’ing\u00e9nieur structure. En outre la structure a \u00e9t\u00e9 con\u00e7ue avec un facteur de s\u00e9curit\u00e9 de 2 \u00e0 3 et doit r\u00e9sister aux vents forts de 26 m\/s de la r\u00e9gion.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"[\u00a9(c)Roland

\u00a9 Roland Halbe<\/p><\/div>\n

\n

 <\/p>\n

ICD Institute for Computational Design<\/strong> \u2013 Prof. Achim Menges<\/p>\n

ITKE Institute of Building Structures and Structural Design<\/strong> \u2013 Prof. Jan Knippers<\/p>\n

Scientific Development<\/strong><\/p>\n

Moritz D\u00f6rstelmann, Valentin Koslowski, Marshall Prado, Gundula Schieber, Lauren Vasey<\/p><\/blockquote>\n

System Development, Fabrication & Construction<\/strong><\/p>\n

WS13\/14, SoSe14, WS14\/15: Hassan Abbasi, Yassmin Al-Khasawneh, Yuliya Baranovskaya, Marta Besalu, Giulio Brugnaro, Elena Chiridnik, Tobias Grun, Mark Hageman, Matthias Helmreich, Julian H\u00f6ll, Jessica Jorge, Yohei Kanzaki, Shim Karmin, Georgi Kazlachev, Vangel Kukov, David Leon, Kantaro Makanae, Amanda Moore, Paul Poinet, Emily Scoones, Djordje Stanojevic, Andrei Stoiculescu, Kenryo Takahashi and Maria Yablonina<\/p>\n

WS14\/15: Rebecca Jaroszewski, Yavar Khonsari, Ondrej Kyjanek, Alberto Lago, Kuan-Ting Lai, Luigi Olivieri, Guiseppe Pultrone, Annie Scherer, Raquel Silva, Shota Tsikoliya<\/p>\n

With the support of: Ehsan Baharlou, Benjamin Felbrich, Manfred Hammer, Axel K\u00f6rner, Anja Mader, Michael Preisack, Seiichi Suzuki, Michael Tondera<\/p><\/blockquote>\n

Collaborations
\n<\/strong><\/p>\n

Departement of Evolutionary Biology of Invertebrates, University of Tuebingen
\nProf. Dr.Oliver Betz<\/p>\n

Departement of Palaeontology of Invertebrates, University of Tuebingen
\nProf. Dr.James Nebelsick, Dr.Christoph Allgaier<\/p>\n

Institute for Machine Tools, University of Stuttgart
\nDr. Thomas Stehle, Rolf Bauer, Michael Reichersd\u00f6rfer<\/p>\n

Institute of Aircraft Design, University of Stuttgart
\nStefan Carosella, Prof. Dr.-Ing. Peter Middendorf<\/p>\n

 <\/p><\/blockquote>\n

\n

Ressources :<\/strong><\/p>\n

http:\/\/icd.uni-stuttgart.de\/?p=12965<\/p>\n

http:\/\/www.kuka-robotics.com\/france\/fr\/pressevents\/news\/NN_201508010_Carbon_fiber_pavillon.htm<\/p>\n

http:\/\/www.architectmagazine.com\/technology\/arachnid-architecture-as-human-shelter_o<\/p>\n

http:\/\/www.designboom.com\/architecture\/icd-itke-research-pavilion-2013-14-interview-08-18-2014\/<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

  La nature est d’autant plus fascinante qu’elle est \u00e0 la fois source d’inspiration et\u00a0d’innovation. Il semble\u00a0que pour les professeurs de l’universit\u00e9 de Stuttgart Achim Menges, architecte, et Jan Knippers, ing\u00e9nieur, \u00a0l’ait bien compris. En effet depuis 2010, le partenariat entre l’ICD (Institute for Computational Design) et l’ITKE (Institute of Building Structures and Structural Design) a produit d’\u00e9tonnants pavillons qui font la part belle au bio-mim\u00e9tisme. Le dernier en date est le fruit d’un travail de\u00a018 mois, dont l’origine est l’argyron\u00e8te, une araign\u00e9e aquatique qui construit sa toile sous l’eau ! Ce\u00a0pavillon est int\u00e9ressant \u00e0 la fois dans sa conception, qui est \u00e9conome en mat\u00e9riau tout en \u00e9tant r\u00e9sistante, et dans sa r\u00e9alisation qui int\u00e8gre un robotisation dynamique qui adapte le mod\u00e8le aux conditions environnantes en temps r\u00e9el. Vous trouverez ci-dessous le lien vers la video de pr\u00e9sentation\u00a0qui pr\u00e9sente le processus de conception et de mod\u00e9lisation et la solution de production de ce pavillon. ICD\/ITKE ResearchPavilion14-15 from ICD on Vimeo.     La conception et la mod\u00e9lisation L’araign\u00e9e aquatique construit sous l’eau un nid en forme de cloche qui lui sert d’habitat pour survivre. Gr\u00e2ce \u00e0 ses poils hydrofuges elle ram\u00e8ne avec elle de l’air de la surface sous l’eau. […]<\/p>\n","protected":false},"author":63,"featured_media":1670,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[27,26,11,25],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/sapi.paris-lavillette.archi.fr\/CTID924\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1530"}],"collection":[{"href":"https:\/\/sapi.paris-lavillette.archi.fr\/CTID924\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/sapi.paris-lavillette.archi.fr\/CTID924\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sapi.paris-lavillette.archi.fr\/CTID924\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/63"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sapi.paris-lavillette.archi.fr\/CTID924\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=1530"}],"version-history":[{"count":20,"href":"https:\/\/sapi.paris-lavillette.archi.fr\/CTID924\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1530\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2339,"href":"https:\/\/sapi.paris-lavillette.archi.fr\/CTID924\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1530\/revisions\/2339"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sapi.paris-lavillette.archi.fr\/CTID924\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/1670"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/sapi.paris-lavillette.archi.fr\/CTID924\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=1530"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/sapi.paris-lavillette.archi.fr\/CTID924\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=1530"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/sapi.paris-lavillette.archi.fr\/CTID924\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=1530"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}