Le «Future Tree»: projet pilote de planification paramétrique
«Future Tree», le pavillon extérieur ouvert situé dans la cour intérieure de la nouvelle exten-sion de Basler & Hofmann à Esslingen, illustre le potentiel de la planification paramétrique: cette dernière offre à la fois un langage formel totalement nouveau et une fonctionnalité opti-male.
Située sur l’arrière du bâtiment de bureaux existant, la récente extension de Basler & Hofmann à Es-slingen forme, avec ses ailes latérales, un angle aigu. Une cour intérieure offrant un emplacement idéal pour une forme architecturale intéressante a ainsi été créée. Un pavillon extérieur ouvert, qui attire le regard depuis le rez-de-chaussée et les étages supérieurs, doit y prendre place. Une construc-tion en forme d’arbre appelée «Future Tree» a ainsi vu le jour au cours d’un processus de conception et de planification mené par Gramazio Kohler Research, la chaire d’architecture et de fabrication nu-mérique de l'EPF de Zurich, l’entreprise Erne Holzbau, et les planificateurs de structures porteuses de Basler & Hofmann. Le toit est constitué d’une construction en bois incurvée en nid d’abeilles aux ac-cents aériens. Ce n’est qu’en s’approchant que l’on aperçoit le support en béton de forme organique sur lequel il repose. Les deux éléments de construction ont été planifiés de manière paramétrique et construits selon des méthodes de fabrication numériques innovantes.
Optimisation itérative de l’architecture et du comportement sous charge
La «couronne» – une structure réciproque en bois – et le «tronc» – un support en béton structuré – ont été conçus de manière paramétrique par les chercheurs de l’EPF de Zurich. Concrètement, l’intention de conception a été saisie à l’aide de différents paramètres dans un code de programmes. Une fois cette programmation effectuée, d’innombrables variantes de formes peuvent ainsi être générées en un très court laps de temps. La taille des mailles, la dimension des nœuds et la courbure de la struc-ture réciproque ont par exemple pu être modifiées dans le modèle paramétrique, permettant ainsi une adaptation automatique de la géométrie complète de la structure. Le modèle étant relié aux pro-grammes statiques, les incidences d’une modification de la géométrie sur le comportement sous charge ont pu rapidement être contrôlées par les planificateurs de structures porteuses. Au cours d’un processus itératif, la conception architecturale et le comportement sous charge ont ainsi été harmoni-sés et optimisés.
Procédé de construction automatisé
La planification paramétrique crée des structures très complexes difficilement réalisables avec la pré-cision requise par des mains humaines. Des robots et une imprimante 3D ont par conséquent été utilisés pour la construction du Future Tree: un robot d’Erne Holzbau a scié, prépercé et positionné dans la pièce les éléments en bois de la structure réciproque. Le support en béton du pavillon résulte d’un procédé de construction de l’EPF de Zurich, au cours duquel une imprimante 3D produit un cof-frage extrêmement mince, lequel est ensuite rempli d’un mélange de béton spécial. Le «tronc» et la «couronne» ont été assemblés à Esslingen en octobre 2019.
Intervenants dans le projet:
Maître d'ouvrage Basler & Hofmann AG
Architecture et technologie: Gramazio Kohler Research, chaire d’architecture et de fabrication numérique, EPF de Zurich
Statique et construction: Basler & Hofmann AG, Erne AG Holzbau / SJB Kempter Fitze AG
Développement du procédé de construction et production de bois de construction: Erne AG Holzbau
Développement du procédé de construction et production du support en béton: Gramazio Kohler Research, EPF de Zurich et chaire de chimie physique des matériaux de construction, EPF de Zurich
Architecture de l'extension: Stücheli Architekten