Bio-mimétisme II, les matériaux du futur sont déjà là

Les structures biologiques que l’on trouve dans la nature sont le résultat efficient de millions d’années d’adaptation. Elles correspondent parfaitement à la philosophie actuelle de la construction : moins de matériaux pour plus de résultats.

Le pavillon italien de l’exposition universelle de Milan explore la thématique de l’arbre, le bâtiment allemand dont je vais vous parler reste dans le même domaine. La ville de Schwäbisch Gmünd désirait un bâtiment construit en bois pour son hall d’exposition dédié à la forêt. Elle s’est adressée au département de recherche de l’université de Stuttgart pour la conception et la construction de celui-ci. L’université, étant partenaire d’un projet de recherche européen sur la conception et la production robotisée de constructions en bois, a tout de suite adhéré au projet.

Elle a conçu un bâtiment adapté d’une forme biologique naturelle, le squelette de l’oursin plat ; un système performant composé d’éléments individuels : des plaques de carbonate de calcium jointoyées par de microscopiques protubérances, un peu comme les jointures des doigts de la main.

Cette architecture biomimétique économe en matériaux a été choisie par l’architecte à cause de ses plaques indépendantes les unes des autres : elles pouvaient être fabriquées en bois (ressource locale renouvelable) selon un procédé robotisé. Il faut absolument regarder la vidéo de la construction qui m’a été signalée par Eric, lecteur ô combien attentif ! Cela conciliait à la fois les exigences de la ville (le bois) et celles du département de l’université (le cadre du projet de recherche Robotics in Timber Construction).

Le bâtiment ne ressemble pas à l’animal marin qui a inspiré sa structure mais à une sorte de gigantesque cacahouète de 250 m2 composée de deux dômes accolés.

La conception de la coque en bois du bâtiment a utilisé les technologies de pointe actuelles. Les nouveaux outils numériques ont intégré dès le départ les caractéristiques des matériaux et leurs paramètres de fabrication. La modélisation en 3D a permis de déterminer très exactement les dimensions de chacune des 243 plaques de contreplaqué de hêtre du bâtiment. La géométrie de chacune des plaques épaisses de 5 cm a été gérée entièrement par ordinateur et la préfabrication a été entièrement robotisée.

Le hall d’exposition est haut de 17 m, les plaques forment à la fois la structure porteuse et l’enveloppe, mais la gestion assistée par ordinateur a optimisé le volume de bois nécessaire. Seuls 12 m3 de bois issus de forêts de la région ont été utilisés pour un bâtiment de cette ampleur : qui dit mieux ? Les chutes des plaques ont été utilisées pour le revêtement de sol.

Quant aux plaques, elles répartissent les contraintes de la coque à l’aide de 7 600 assemblages de petites pièces usinées grâce à un bras robotisé. La fabrication des plaques n’a pris que 3 semaines. Après la découpe numérique des autres couches de l’enveloppe (isolation, étanchéité, habillage extérieur bois), le bâtiment a été monté sur site en 4 semaines.

C’est une première dans le monde, un bâtiment quasi entièrement conçu avec l’aide de l’ordinateur et des robots, et la structure sera régulièrement scannée en 3 dimensions afin d’analyser son évolution sur le long terme. Si son comportement est bon, les perspectives sont vertigineuses.

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