À l'Exposition fédérale des jardins (Bundesgartenschau - BUGA), qui se déroule actuellement à Heilbronn, en Allemagne (cette grande biennale d'architecture de paysage se tient dans différentes villes du pays depuis 1993), entre autres expositions, des pavillons de " origine "sont apparus. L'un est en bois, l'autre en fibre composite. Les structures légères qui peuvent supporter de lourdes charges sont conçues et construites par les départements de l'Université de Stuttgart - l'Institut de conception informatique (ICD) et l'Institut de construction et de conception structurelle (ITKE). En prenant l'exemple de ces deux structures, les scientifiques ont démontré l'impact des technologies numériques sur la construction et l'architecture du futur.
Le pavillon en bois est un auvent de 7 mètres, plié selon le principe d'un puzzle en trois dimensions. Le design a été inspiré par la coquille d'un oursin, dont la morphologie a été étudiée par une équipe multidisciplinaire au cours des dix dernières années.
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zoom 1/3 Pavillon en bois BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart
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zoom 2/3 Pavillon en bois BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart
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zoom 3/3 Pavillon en bois BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart
Le boîtier est assemblé à partir de 376 segments polygonaux en LVL. Chacun de ces segments est une sorte de "boîte" creuse avec un grand trou dans la paroi inférieure. Le trou donne accès à des connexions cachées à l'intérieur de la "boîte" lors de l'assemblage.
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zoom 1/3 Pavillon en bois BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart
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zoom 2/3 Pavillon en bois BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart
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zoom 3/3 Pavillon en bois BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart
Les composants sont maintenus ensemble par une articulation à doigt, un peu comme les plaques qui forment la coquille d'un oursin. L'imperméabilisation est assurée par une couche de caoutchouc EPDM. La capacité portante d'une telle structure est de 36,8 kg / m2.
Toutes les étapes de la production - de l'assemblage d'une structure au contrôle qualité - sont entièrement automatisées et contrôlées par deux millions de lignes de code informatique. Une plate-forme robotique a été créée spécifiquement pour le projet, qui a produit des pièces pour les corps polyèdres et les a assemblées.
Le fraisage d'un segment a pris de 20 à 40 minutes et l'assemblage d'environ huit. L'ensemble du pavillon a été érigé en 10 jours ouvrables. Tous les éléments de la verrière sont conçus pour être réutilisés, ce qui signifie que le pavillon peut être récupéré à BUGA et «déployé» n'importe où ailleurs.
La tente en bois offre une bonne acoustique, des concerts et d'autres événements publics peuvent être organisés ici. Cela semble particulièrement atmosphérique la nuit, lorsque des milliers de lampes LED s'allument dans les trous prévus à cet effet.
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zoom 1/3 Pavillon en bois BUGA © Roland Halbe
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zoom 2/3 Pavillon en bois BUGA © Roland Halbe
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zoom 3/3 Pavillon en bois BUGA © Roland Halbe
Le deuxième pavillon de l'ICD et de l'ITKE, qui orne l'exposition de Heilbronn, est fait de composites de fibres synthétiques. Dans le règne animal, expliquent les scientifiques, la plupart des structures de support sont également constituées de fibres composites: cellulose, chitine, collagène. Une caractéristique de ces «structures» est leur «calibrage» précis: dans les organismes vivants, la structure, la direction et la densité des constructions sont «calculées» de sorte que la «consommation» du matériau soit minimisée et strictement justifiée.
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zoom Pavillon des fibres composites 1/3 BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart
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zoom 2/3 Pavillon des fibres composites BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart
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zoom 3/3 Pavillon des fibres composites BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart
Les chercheurs ont transféré ce principe biologique à l'architecture et ont choisi la fibre de verre et la fibre de carbone comme matériaux de construction. Plus de 150 000 mètres de ces fibres ont été utilisés pour le pavillon.
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zoom Pavillon des fibres composites 1/3 BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart
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zoom 2/3 Pavillon des fibres composites BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart
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zoom 3/3 Pavillon des fibres composites BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart
Le cadre est formé de 60 "poutres" en fibre composite, les robots ont passé de quatre à six heures à en fabriquer un. Le dessus de la grille est entièrement recouvert d'une membrane ETFE transparente. Le pavillon couvre une superficie d'environ 400 m2.
La structure expérimentale semble extrêmement légère, et en fait elle l'est: elle pèse environ cinq fois moins qu'une structure en acier similaire. Le pavillon est capable de supporter une charge de 7,6 kg / m2.
Le projet démontre comment des années de recherche sur les principes biologiques, combinées aux dernières technologies informatiques, peuvent conduire à un système de construction véritablement moderne. Il y a quelques années à peine, un tel pavillon n'aurait pas pu être conçu ni construit.
