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Des algorithmes pour tout construire

Pascal Nguyên |  le 20/04/2018  |  FormationInternational

Des projets d'étudiants issus du mastère Design by Data démontrent l'étendue des possibilités de conception grâce au numérique.

Au vu des projets en cours des étudiants en mastère spécialisé Design by Data de l'école des Ponts ParisTech, plus rien ne semble impossible à bâtir. Lancée en 2016, cette formation d'un an est ouverte à toute personne d'un niveau d'études Bac + 4 ou Bac + 5 avec expérience professionnelle. « Les étudiants apprennent à utiliser la conception algorithmique, explique Francesco Cingolani, architecte-ingénieur et directeur du mastère. Ils utilisent l'outil informatique pour réaliser des formes a priori non concevables autrement, qui font appel à la fabrication numérique par des robots ou des imprimantes 3D. Aujourd'hui, nous pouvons concevoir des objets non standards avec des budgets raisonnables. »

Les façades design sur lesquelles planche Célia Bugniot en sont un parfait exemple. Après avoir fait des études de commerce et travaillé dans l'immobilier, l'étudiante réalise des panneaux en béton dont les motifs évoquent les moucharabiehs. Elle précise : « J'utilise un algorithme avec des données d'ensoleillement pour gérer la quantité de lumière qui passe, tout en conservant l'harmonie esthétique et en évitant l'effet de répétition. Il s'agit de créer des façades avec des niveaux de filtration qui varient en fonction des panneaux et de la destination des locaux. » Dans un logement, par exemple, les panneaux laisseraient passer plus de lumière dans le salon et moins dans les chambres, voire la moduleraient différemment au sein de la même pièce. Et tout cela en tenant compte des performances environnementales requises.

Célia Bugniot exploite également les données liées au poids maximum de chaque panneau, au positionnement des points d'accrochage et à la cohésion des assemblages. Ces panneaux ont vocation à être réalisés par une imprimante 3D. « Grâce à cette technique, il n'y a plus besoin de moules, ce qui nous libère de la contrainte de la reproduction de motifs. Chaque panneau est original, sans que cela soit trop coûteux, comme ce serait le cas avec des moules à usage unique », ajoute l'étudiante.

Digues simulant le corail. L'impression 3D est également le mode de fabrication choisi par Tim Leeson, étudiant de la première promotion, mais aussi ingénieur australien résidant en Afrique du Sud. Il travaille à des brise-lames modulaires flottants. « Le concept est une digue flottante en béton, imprimée en 3D, qui peut fournir une protection côtière aux petits états insulaires et aux pays côtiers dont l'altitude dépasse de peu le niveau de la mer, à mesure que le niveau de l'eau augmente, expose-t-il. La structure de protection côtière proposée utilise les propriétés de dispersion de l'énergie des vagues sur le corail. » Pour cela, l'ingénieur s'appuie sur des données météorologiques et océanographiques ainsi que sur des modèles mathématiques pour reproduire les formes coralliennes, d'une grande complexité. Ces dernières ont ensuite été optimisées pour inhiber et réduire le flux du courant. « C'est une solution hybride qui utilise des techniques d'ingénierie côtière traditionnelle, du biomimétisme et de l'impression 3D », indique Tim Leeson.

Optimisation de l'usinage. Dans tous les projets, les étudiants tiennent compte du processus de fabrication. Thomas Sicouri, architecte de formation, travaille ainsi à un outil interactif pour concevoir le coffrage destiné à des formes complexes en béton et pour en perfectionner l'usinage. « En optimisant les chutes sur les machines à découper le bois ou le métal, on réduit les coûts, confirme-t-il. Pour de faibles variations de la forme de la structure, il peut y avoir un grand nombre de coffrages potentiels. » Et il sait de quoi il retourne puisqu'il œuvre à la conception du coffrage en bois d'une passerelle en R + 1 reliant plusieurs tours à Hong Kong. Un travail réalisé au sein de l'agence HDA. « Il s'agit de créer une surface courbe et fluide entre les immeubles.

Pour réaliser cette structure complexe, des rayons de courbure différents sont nécessaires », détaille-t-il. Ces trois projets démontrent que le béton et a fortiori le bois vont accompagner l'essor des algorithmes et des nouveaux modes de fabrication.

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PHOTO - 12557_766593_k2_k1_1817589.jpg - © DOC : TIM LEESON
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PHOTO - 12557_766593_k3_k1_1817590.jpg - © CÉLIA BUGNIOT
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PHOTO - 12557_766593_k4_k1_1817591.jpg - © THOMAS SICOURI / HDA

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