Le projet de Renzo Piano est un volume en verre rectangulaire de trois étages, équipé d'un "tapis volant" - un auvent en aluminium au-dessus des galeries du niveau supérieur. L'objectif de l'architecte était de donner à son bâtiment une impression de légèreté afin de le mettre en contraste avec le bâtiment principal de l'Institut, modèle du néoclassicisme de 1893.
La nouvelle aile augmentera la superficie du musée d'un tiers (24 500 m²). Il abritera une collection d'art contemporain, comprenant des photographies, des arts vidéo, des collections d'architecture et un centre éducatif. Les galeries elles-mêmes sont un exemple d'aménagement libre, qui permettra au visiteur de choisir lui-même l'itinéraire de l'inspection, et les conservateurs des expositions peuvent facilement installer et retirer les cloisons.
La structure sera étroitement liée au nouveau Millennium Park à proximité - à la fois par le concept d'urbanisme (l'entrée du bâtiment Piano est située sur l'axe du pavillon Jay Pritzker, construit dans le parc par le projet de Frank Gehry), et physiquement: un pont piétonnier en acier inoxydable, bois et verre en forme de «lame de couteau» reliera le parc au restaurant sur le toit du musée et à la galerie de sculptures en plein air qui s'y trouve.
La construction de 258 millions de dollars devrait être terminée au printemps 2009.
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