mémoires Master : sujets Vinicius Raducanu

sujets 2012-13

La tenue structurelle des enveloppes à formes complexes est un des principaux sujets de développement dans le domaine des structures légères et un certain nombre de réalisations phare dans la mouvance de l’architecture « freeform » ont fait appel à des ossatures support pénalisantes sur le plan économique car difficiles en adaptation avec la morphologie de l’enveloppe. 
Ainsi nous avons renoué une préoccupation spécifique sur la conception d’enveloppes plissées efficaces à efficacité structurale.  Le pli, sujet de morphologie structurale, avait été étudié par Th. Berthommier les années précédentes notamment sous l’aspect de la trigonométrie sphérique des bandes pliées.
L’ambiguïté sémantique du pli, à la fois nervure structurelle et charnière permettant une cinématique, a permis différents éclairages, en lien avec nos préoccupations transversales : les formes complexes et leur atouts environnementaux, la maîtrise des processus de conception et technologique menant à la réalisation concrète.

Dans cette thématique, les sujets de mémoire suivants sont un développement ou un prolongement d’axes complémentaires, éventuellement des travaux existants (mémoires Master recherche par C. Genevaux, J. Sarrazin, S. Galté, N.Celeste, F. Gioia, X. Duron encadrés par V. Raducanu). D’autres sujets sont possibles dans le même esprit : architecture, morphologie, complexité, enveloppes, milieux.
En généralisant cette problématique du pli à une notion de morphologie adaptée / adaptative,  des questions similaires peuvent être traitées, mettant à chaque fois en lumière, le projet dans ses rapports avec la nécessité (programme, performances, attendus), l’acteur (méthodes et outils de conception, démarche conceptuelle…) et le possible (matériaux, technologies, économie).

1 Des enveloppes bien [dé]roulées

Aujourd’hui les grandes enveloppes à courbure servent le plus souvent à produire des belles images avec un parfum d’utopiques mégastructures, au bénéfice d’un imaginaire culturel qui noud vient de loin, depuis des images machinistes du début du XXème siècle ou de la graphique « streamlined » art déco. Quelques-unes de ces esquisses deviennent projets, les textures deviennent surfaces construites et les courbes des composants constructifs à réaliser. Comment cela est rendu réalisable, quel process de conception et de mise en oeuvre? Ce sujet s’exercera à analyser et interpréter la démarche conceptuelle et les opérations/décisions.échanges dans les équipes de maîtrise d’œuvre pour des projets d’architecture réalisés tout récemment ou en cours de finalisation. Plusieurs démarches sont possibles : 

  • un éclairage constructif (analyse des choix et devenir des projets sous le prisme des possibilités de la matière, du disponible technologique, des montages économiques)
  • un regard sur la démarche de projet (chaînage logiciel, management des données, etc.) en s’appuyant sur des temoignages directs des acteurs impliqués
  • une vision plus prospective, avec des renvois vers des domaines connexes : comment les autres feraient ? (les organismes vivants – biomimetisme, les industries mécaniques dans les objets de série…)
  • un travail plus monographique qui tente de comprendre le « comment » de d’un des projets singuliers d’aujourd’hui qui mettent en scène la complexité visuelle des enveloppes.

2 Plis et ambiances : recoins et réverbères

La sémantique du pli et l’esthétique de celui-ci ont été commentés par des philosophes (Deleuze) en rapport avec l’histoire de la création artistique. En rapport avec l’architecture, l’emploi du pli se retrouve à différentes échelles. En tant que géométrie d’enveloppes (extérieure ou intérieure) il joue un rôle non négligeable de « modificateur d’ambiances », influençant la perception spatiale, lumineuse, etc. L’étude se développera à travers d’études de cas qui peuvent relater des méthodologies de conception en rapport avec des résultats construits.

Le sujet peut se traduire également par un travail de simulation numérique des effets des plis dans les enveloppes par rapport à la diffusion lumineuse et le comportement thermique (Dial, Comfie Pleiades…) abordés dans le domaine « morphambiances ».

Un troisième variante serait un travail plus [scéno]graphique, qui ferait état de l’utilisation du pli dans le décor du spectacle (théâtre, film) et la communication visuelle, en relation avec l’esthétique et l’histoire de ces disciplines. Une préalable sensiblisation/culture de l’étudiant dans ces domaines est bienvenue.

3 Plis courbes et surfaces développables pour enveloppes architecturales 

La modélisation et la fabrication des plis courbes à partir de feuilles planes aptes à la déformation est un sujet assez peu abordé dans les recherches de morphologie structurale. Par ailleurs, les outils de conception et de fabrication pour ce genre de configurations spatiales existent dans d’autres domaines, comme le design d’emballages ou la chaudronnerie/tôlerie automobile.

Dans cette étude il s’agit de lister et d’interpréter, sous le prisme de l’adaptation à la production architecturale, des méthodes et procédés issus d’ailleurs, avec un regard critique. Des aptitudes de compréhension spatiale géométrique ainsi qu’une familiarisation avec la conception 3D sont les bienvenues.

4 Outils de modélisation paramétrique des surfaces plissées 

La recherche architecturale dans le domaine des enveloppes plissées est éminemment géométrique. Les aspects structurels sont étudiés par ailleurs sous le prisme du comportement mécanique, principalement par assimilation avec les coques à facettes.

Dans le cadre du SLA, nous avons abordé le sujet des méthodes de conception spatiale des enveloppes à plis, d’une composition répétitive, suivant des formes globales relativement complexes : à simple et double courbure.

La question simple de l’adaptation d’un composant local (les plis répétitifs) à la globalité du bâtiment (la forme complexe de l’enveloppe) nécessite le développement d’outils complexes de modélisation par ordinateur, comme les scripts Lisp, Python ou Grasshopper/Rhinoceros des travaux du SLA. Leur caractéristique commune est la conception paramétrique, aptitude de l’outil de modifier instantanément la géométrie de l’ensemble des plis si l’on fait varier les paramètres de conception comme la forme globale ou la taille des plis. Ce type d’approche est en train de se répandre dans la production architecturale.

Le sujet s’appuie sur les travaux du SLA en essayant de faire un lien entre pavages, configurations plissées et projection répétitive de celle-ci sur des surfaces à courbure, notamment sous l’angle d’une possible correspondance entre polygones plans et groupes de plis.

Une bonne culture géométrique et compréhension spatiale, ainsi qu’une familiarisation avec la conception 3D sont les bienvenues. 

5 Architecture cinétique et enveloppes plissées

Entre les études prospectives sur la cinétique en architecture (MIT, etc.) et les projets réalisés, le pli fait partie des dispositifs mis en jeu, avec les articulations de barres et autres enveloppes souples. Néanmoins, les exemples pourvus d’une cinématique sont relativement rares et concernent des composants relativement réduits (volets, etc.).

Cette étude fera un état des réalisations en ce domaine et mettra en parallèle les exemples mobiles avec des réalisations dites « cinétiques » faisant appel à un déplacement de l’observateur pour se présenter sous un aspect visuel différent (façades plissées verticalement, etc.). 

Exemples : portes à l’entrepôt Ernsting, S. Calatrava; façade tribune principale et loges, stage Yves du Manoir, A+ architecture

6 Du concept à la fabrication : comment faire de l’architecture à formes complexes mais pas compliquées? 

Est-ce que l’architecture-objet des réalisations à formes complexes est fatalement synonyme de difficultés de maîtrise de projet, de coûts, de méthodes? Au-delà des articles de presse faisant état de dépassements de délais, cette étude mettra en lumière des démarches de projet, des solutions d’adaptabilité et de spécificités liées à la mise en oeuvre, à travers des études de cas à mettre en place. Des situations moins heureuses fourniront en négatif des renseignements sur le chaînage nécessaire entre les outils et méthodes de conception et celles de la fabrication et de la mise en oeuvre. 

7 Formes et efficacité environnementale 

Lumières et ombres : quelles formes pour permettre et/ou se protéger, quelles solutions d’enveloppes? Une étude des morphologies des protections solaires et des dispositifs d’optimisation de l’éclairage naturel, à l’échelle du composant constructif de l’enveloppe. Solutions prospectives, outils de conception.

Les commentaires sont fermés.