Conception paramétrique: Cohérence entre l'esthétique et l'acoustique
De tous nouveaux composants, tant du point de vue esthétique que fonctionnel, peuvent être créés en associant la conception paramétrique à des simulations et des méthodes de production numériques. Les «panneaux acoustiques» installés dans la nouvelle extension de Basler & Hofmann à Esslingen témoignent de la manière dont cette synergie a pu permettre d'optimiser l'acoustique intérieure.
Au départ, une seule chose était claire: dans la nouvelle cafétéria du bâtiment administratif de Basler & Hofmann à Esslingen, il fallait utiliser des éléments acoustiques conçus à partir des nouvelles méthodes numériques de conception et de fabrication. Ces éléments devaient attirer le regard au niveau esthétique tout en garantissant l'excellente acoustique des pièces. La forme, les matériaux et la méthode de fabrication restaient à définir. Peu à peu, le concept de «panneaux acoustiques» a pris forme dans le cadre d'un processus itératif de projet et de conception entre Gramazio Kohler Research, la chaire d'architecture et de fabrication numérique de l'ETH de Zurich, Erne Holzbau et les ingénieurs acousticiens de Basler & Hofmann. Il s'agit de trois panneaux composées de plus de 8'500 éléments identiques en bois. Ils sont placés de manière à créer des motifs d'ombres qui varient en permanence sur le panneau avec le déplacement de la lumière dans la pièce pendant la journée. Le processus d'élaboration était aussi inhabituel que les panneaux eux-mêmes.
L'effet «panneaux acoustiques»
Les panneaux acoustiques ont été développés par les chercheurs de l'ETH de Zurich sur la base de la méthode paramétrique – c'est-à-dire qu'ils ont été dessinés non pas selon le processus de conception traditionnel mais programmés sur la base de paramètres pertinents. Cette méthode permet de générer d'innombrables variantes de configurations en très peu de temps. Cependant, quel design garantit les meilleures propriétés acoustiques? Dans une cafétéria, une bonne perception de la parole sur une courte distance est importante. En même temps, il fallait empêcher les échos flottants entre les grandes surfaces vitrées. Les panneaux influencent l'acoustique via des «brèches» formées volontairement entre les éléments en bois. Les ondes sonores sont absorbées par le vide situé à l'arrière. De plus, la structure de la surface du panneau assure une dispersion diffuse du son. Les ingénieurs acousticiens ont simulé ces effets sur différentes variantes. Ceci a permis de définir la disposition optimale des éléments en bois des points de vue esthétique et fonctionnel.
Construire avec la Réalité Augmentée
Il serait toutefois pratiquement impossible de construire un modèle aussi complexe sur la base d'un plan traditionnel à deux dimensions. L'application Réalité Augmentée mise au point par les chercheurs de l'ETH de Zurich a permis aux monteurs de visualiser la position exacte de chaque élément et de stratifier les éléments en bois de manière précise. La cafétéria a été inaugurée en juin 2019.
Participants au projet:
Maître d'ouvrage Basler & Hofmann AG
Direction de projet: Basler & Hofmann AG
Architecture et paramétrage: Gramazio Kohler Research, chaire d'architecture et de fabrication numérique, ETZ Zurich
Développement du système de montage RA: Robotic Systems Lab, Institut de robotique et de systèmes intelligents, ETH Zurich et Gramazio Kohler Research, chaire d'architecture et de fabrication numérique, ETH Zurich
Concepteurs acousticiens: Basler & Hofmann AG, Strauss Elektroakustik GmbH
Partenaires de réalisation: Erne AG Holzbau
Architecture de l'extension: Stücheli Architekten