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Réinventer formes et structures

Propos recueillis par Jacques-Franck Degioanni |  le 12/10/2012  |  LoiretArchitectureConception-réalisationProfessionnels

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Entretien croisé -

Les nouvelles approches numériques dans la modélisation, le dimensionnement et la construction des ouvrages métalliques, couplées aux évolutions des aciers, dessinent les contours d’un renouveau structurel et formel en architecture. Points de vue croisés entre un architecte amoureux de la géométrie et deux ingénieurs épris d’architecture.

Morphogenèse

Quelles réflexions vous inspire l’irruption de géométries « exubérantes » dans l’architecture métallique contemporaine ?

Pierre Engel. Lorsque vous regardez les œuvres les plus célèbres de Frank Gehry, Zaha Hadid ou d’autres, il apparaît évident qu’elles nécessitent à la fois une « vision », des moyens (financiers, techniques, etc.) et beaucoup d’ingénierie pour les réaliser. Architectes et ingénieurs ne sont pas attentifs aux mêmes aspects. Mais c’est l’hybridation de leurs savoirs qui est féconde. Lorsque Jean Nouvel construit le musée du Quai-Branly, la forêt de poteaux inspirée des arbres du « bois sacré » qu’il invoque dans sa lettre d’intention fait que, élément après élément, une fois le modèle structurel stabilisé, il n’y a pas deux composants identiques ; et l’on se retrouve avec deux cents trémies à positionner… Ce qui aurait été impossible voici trente ans ne pose plus aucun problème ! Par ailleurs, j’observe aussi une porosité grandissante entre arts, design et architecture : Ron Arad, Philippe Starck ou Anish Kapoor (tour Orbit de Londres) réalisent-ils des sculptures ou des bâtiments ?
Marc Mimram. Je crois que nous sommes à un moment de basculement de la relation entre forme, calcul et réalisation. Aujourd’hui, l’usine de découpe numérique du métal « entre dans l’agence » : le monde matériel se rapproche du monde virtuel et structure la pensée. Le geek qui dessinait une forme alambiquée en disant « débrouillez-vous pour la construire » a vécu. L’actuelle liberté formelle est liée à la liberté d’exécution. Je rejetterais volontiers toutes les formes « molles » si je n’étais pas aussi amoureux de la géométrie et si le savoir-faire n’existait pas en aval pour leur donner vie. Et paradoxalement, puisque de nos jours tout est possible, cette liberté - et ce plaisir - nous permet de dessiner sans frustration aucune les formes les plus simples ! Bernard Vaudeville. Je n’oppose pas les formes « débridées », voire « exubérantes », aux projets plus rationalistes. Il y a des continuums : la complexité technique n’est pas toujours liée à la forme, et l’apparente simplicité formelle occulte parfois de redoutables complexités techniques. La simplicité demande beaucoup d’intelligence - et de nombreuses heures d’études - pour faire converger des centaines de contraintes de tous ordres vers une solution qui ne soit ni « paresseuse » ni « monstrueuse » à force d’empiler des réponses.

Modélisation et simulation

Quel est l’apport des outils de modélisation, de calcul et de fabrication dans ce renouveau formel ? Comment les nouvelles technologies ont-elles contribué à révolutionner ces domaines ?

P. E. Les architectes utilisent - à juste titre - les moyens à leur disposition. Ils se sont emparés des modeleurs 3D pour s’affranchir de la verticale et de la ligne droite. Désinhibés, ils ont changé d’époque. Dans le même temps, les modèles de calcul disponibles ont permis de dimensionner ces structures avec une précision diabolique, inimaginable auparavant. Aujourd’hui, chez les jeunes architectes et les jeunes ingénieurs, la complicité avec l’outil informatique devient totale, même s’il faut faire preuve d’un solide sens critique quant à l’interprétation des résultats de ces calculs. Plus les outils sont sophistiqués, plus il faut être pragmatique pour déjouer les aberrations !
M. M. Nous disposons, à présent, d’une chaîne cohérente : modeleurs, outils de calculs, interface entre ces calculs et la géométrie des découpes. On dessine une forme et on la teste instantanément. La circulation de l’information, avec la liberté formelle qu’elle accorde à l’architecte, s’accompagne du lien direct et immédiat avec la réalité. On retrouve là un plaisir perdu - même si les savoir-faire ont changé - celui du rapprochement avec l’assembleur, le soudeur, le levageur, etc. ; comme autrefois avec les artisans coffreurs, boiseurs et les compagnons. Si l’on peut désormais construire des bâtiments très complexes, c’est que le rapport à la technologie a changé. La liberté formelle d’un Gaudí, l’intelligence de la géométrie descriptive, ne datent pas d’hier, mais l’informatique a démocratisé ces savoirs. L’architecture doit s’approcher toujours davantage du réel et les outils 3D ne doivent pas enfermer, ni éloigner de cette réalité tangible : au final, il faut bien fabriquer des éléments, positionner des joints, réaliser des soudures, etc.
B. V. Pour moi, la véritable révolution est l’essor de la découpe 2D (jet d’eau ou laser). A la chute près, une forme complexe ne coûte pas plus cher qu’une forme simple. Surtout, on atteint ici une précision au dixième de millimètre, inédite dans le bâtiment ! D’où des assemblages simplifiés. Par exemple, les formes les plus élaborées de la fondation Louis-Vuitton (Frank Gehry), dans le bois de Boulogne, sont issues de modèles 3D à zéro tolérance. Après découpe en liaison directe avec ces modèles, l’assemblage sur chantier s’effectue à l’aveugle, sans contrôle de la géométrie, à la manière d’un puzzle dans l’espace. De même pour certaines poutres vrillées et à double courbure, que nous n’avons pu réaliser qu’en les segmentant en plus petits tronçons de poutres planes assemblés ensuite par soudure. Ce type de démarche autorise la réalisation des géométries les plus complexes. Et beaucoup d’entreprises qui travaillaient par cintrage d’éléments se tournent à présent vers la découpe numérique.

Matériau et mise en oeuvre

Quelles évolutions entrevoyez-vous en ce qui concerne les aciers, leur emploi ou leur mise en œuvre ?

P. E. Beaucoup des nuances utilisées n’existaient pas il y a cinq ans ! Nous disposons aujourd’hui d’aciers très résistants ou très résilients. Il est possible de les panacher au sein d’un même ouvrage, notamment pour les ponts, et d’optimiser plus finement la structure. Il existe aussi des peintures qui résistent aux ambiances les plus corrosives (air marin). Matériaux et outils progressent en parallèle. L’évolution des modèles mathématiques et l’accroissement des capacités de calcul des machines permettent de converger rapidement vers des résultats exploitables.
M. M. Nous nous autorisons des choses inimaginables autrefois. Ainsi, sur le chantier de l’école d’architecture de Strasbourg, nous mettons en œuvre des hybrides de poutres Vierendeel et de poutres-treillis. C’est possible grâce aux outils de calcul et à l’équation économique du projet. Mais la véritable innovation vient de ce que l’on sait désormais produire des tôles épaisses (de 80 à 120 mm), les souder sur le chantier et surtout vérifier ces soudures in situ. Ce qui permet d’amenuiser les sections, de redéfinir la silhouette des ponts, de créer des événements techniques et esthétiques.
B. V. Je crois que l’évolution des aciers et des technologies associées aura un impact sur la légèreté des structures, leur simplicité et surtout sur la précision des assemblages, qu’ils soient soudés ou boulonnés. L’industrie (nucléaire, aéronautique, automobile) a eu et aura encore besoin de formes complexes. Ces formes sont apparues uniquement parce que la possibilité de les réaliser existait et que l’industrie s’est développée. La découpe numérique n’a pas été conçue pour l’architecture. Mais les architectes ont vocation à s’approprier l’ensemble des technologies disponibles à un moment donné. Pas nécessairement pour créer des formes inédites, mais pour résoudre, d’un point de vue architectural acceptable, les innombrables contraintes du projet. Par ailleurs, l’évolution de la réglementation, une fois n’est pas coutume, accorde davantage de liberté aux architectes. Les Eurocodes tirent parti de la puissance de calcul disponible. Les modèles numériques, en se rapprochant de la réalité du comportement physique des grandes structures complexes, rendent leur réalisation possible et permettent d’affiner les détails.

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PHOTO - 673531.BR.jpg - © photos Thomas Gogny/Le Moniteur
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