Réalisation de constructions complexes grâce à la planification paramétrique
Des projets à formes libres comme les bâtiments touristiques de The Red Sea, le nouveau bâtiment Swatch à Bienne, le centre pour visiteurs Maggie’s à Leeds ou la mosquée de Cambridge ont prouvé qu’il n’y a guère de forme trop insolite pour être construite.
Ursula Frick, responsable de la géométrie et de la conception paramétrique, explique ce que signifie la modélisation et la programmation de géométries ainsi que la création d’ensembles de règles par le biais de fonctions ou de principes de construction.
Qu’est-ce que la conception paramétrique au juste?
URSULA FRICK Contrairement à la planification CAO traditionnelle, où nous dessinons des plans, la conception paramétrique nous permet de programmer à partir d’un modèle tridimensionnel. Cela signifie que nous créons un ensemble de règles, par exemple pour une poutre en arc, en la décrivant par des fonctions, des paramètres ou des principes de construction et en définissant sa position dans le bâtiment, sa courbure, ses assemblages avec d’autres éléments de construction etc.
Sur la personne
Ursula Frick est responsable de la géométrie et de la conception paramétrique dans le domaine de la construction en bois.
Qu’est-ce qui caractérise un modèle paramétrique en général?
URSULA FRICK Concrètement, il s’agit de modèles numériques en 3D qui définissent précisément tous les éléments, joints et assemblages d’un projet architectural en fonction de paramètres donnés. Cela nous permet de créer une chaîne de processus numérique continue qui relie directement le projet CAO du bâtiment à la fabrication assistée par ordinateur (FAO). Il en résulte des composants précis qui s’assemblent parfaitement. Sans outils paramétriques, il serait quasiment impossible de réaliser des constructions très complexes, comme le bâtiment Swatch par exemple.
Dans quel cas la conception paramétrique est-elle utile, voire nécessaire?
URSULA FRICK Tout d’abord, on se demande si une disposition est aléatoire ou si elle suit une règle. Si cette règle est identifiable, l’élément de construction ou le bâtiment peut être paramétré et devient ainsi modifiable et adaptable. Notre projet actuel St. Regis Red Sea Resort, avec ses villas en forme de spirale et ses bâtiments au design incurvé, en est un exemple. La logique des toits est similaire pour tous les bâtiments, mais les dimensions et les formes varient. Nous programmons donc le principe de base, c’est-à-dire comment les angles et les portées se comportent les uns par rapport aux autres, et nous l’appliquons aux 200 à 300 éléments de construction différents. Cela nous fait gagner énormément de temps.
«Sans outils paramétriques, la réalisation de constructions très complexes ne serait quasiment impossible.»Ursula Frick, responsable de la géométrie et de la conception paramétrique
Ursula Frick considère la paramétrique comme le lien idéal entre ses deux domaines d’études – le génie civil et l’architecture. Depuis son entrée chez Blumer Lehmann en 2017, elle développe avec son équipe le savoir-faire autour de la conception paramétrique et prend en charge toutes les tâches, du développement de projet et du conseil au cours des premières phases jusqu’à la création de géométries sur mesure pour la production. Le «Maggie’s» à Leeds, son premier projet pour Blumer Lehmann, et «Sunflower», la sculpture réalisée d’après ses propres dessins d’architecture, lui tiennent particulièrement à cœur.
Comment la construction en bois profite-t-elle de la conception paramétrique?
URSULA FRICK Nous pouvons relier numériquement les informations du projet aux données de production. Cela nous permet non seulement de créer nos modèles 3D de manière plus précise et efficace, mais aussi d’optimiser les données pour chaque machine. Et nous pouvons procéder beaucoup plus vite à des adaptations et intégrer des informations dans les plans numériques, par exemple pour le transport, la segmentation ou l’ordre de montage. Ainsi, pour le toit du club-house de golf du projet «The Red Sea», nous avons conçu un modèle numérique qui inclut tous les éléments nécessaires à la planification – du modèle d’axe pour le calcul statique jusqu’aux nœuds d’assemblage détaillés. Cela signifie que les plus de 20 000 moyens de fixation d’un élément de toiture, comme les plaques d’acier et les boulons, y étaient déjà prédéfinis.
Le processus change-t-il entre les phases de conception et de production?
URSULA FRICK De nombreux architectes travaillent également avec des outils de conception paramétrique. Nous disposons donc déjà de leurs projets sous forme de modèles 3D. Ou alors, ils vont encore plus loin en nous fournissant ce que l’on appelle des Geometry ou Design Method Statements. Ceux-ci décrivent la géométrie et son ensemble de règles, par exemple la logique sous-jacente à la forme de base et aux proportions. Ces règles nous permettent de construire notre propre modèle 3D, de procéder aux ajustements nécessaires et de générer les données optimisées pour l’usinage CNC.
Ursula Frick en discussion avec Bertie Hipkin de l'équipe.
