Le bambou numérique en exposition

Les étudiants de l'ETH Zurich ont utilisé une technologie innovante pour créer un pavillon extrêmement léger et filigrane en utilisant le bambou. Le projet démontre les possibilités de la fabrication numérique combinée à des matériaux de construction naturels.
L'articulation centrale est en acier inoxydable et utilise la technologie DMLS. (Image : Marirena Kladeftira)

Rappelant visuellement l'arc d'une cathédrale gothique, mais basé sur une technologie de pointe - le Pavillon numérique en bambou a été conçu et construit par les étudiantes et les étudiants de l'ETH Zurich du MAS en architecture et fabrication numérique (masdfab). Le bambou est une matière première de haute qualité, rapidement renouvelable, aux propriétés extraordinaires. En tant que matériau de construction, il peut être comparé aux espèces de bois dur, mais grâce à son noyau creux, il est extrêmement léger et élastique. C'est pour cette raison que le bambou est utilisé depuis des siècles dans les régions d'Asie exposées aux tremblements de terre.

Les étudiantes et étudiants ont utilisé ce matériau établi de longue date pour créer un pavillon pesant à peine 200 kg. Se déployant dans trois directions pour couvrir une surface totale de plus de 40m2, ses supports minimaux contribuent à l'éthéré de la structure. Ce processus de conception à la fabrication dépend des technologies numériques, utilisant des outils de conception numérique spécialement conçus pour générer cette structure ultralégère mais complexe.

D'innombrables carrefours, connexions et poteaux en bambou

Plus de 900 poteaux en bambou sont reliés par des joints conçus numériquement et fabriqués avec une précision sub-millimétrique en nylon haute résistance et en acier inoxydable grâce à des technologies d'impression 3D. La fabrication numérique fait l'objet d'une démonstration puissante dans ce projet, permettant de générer automatiquement toutes les pièces et de les développer pour répondre à toutes les exigences mécaniques. Cela comprend non seulement la géométrie complexe et les spécifications structurelles de chaque joint, mais aussi les tolérances requises pour l'assemblage non standard de ce matériau naturel. À ces assemblages s'ajoutent les plaques de charnière, les câbles et les ancrages - ce qui donne un total de 379 assemblages et un très grand nombre de petites pièces.

Panneaux d'ombrage durables

Le pavillon de cinq mètres de haut crée une ombre protectrice grâce à des panneaux textiles précis et détaillés qui prolongent le motif intrinsèque des éléments structurels. Dans cette optique, les étudiants ont conçu des éléments à imprimer en 3D à l'aide d'un plastique recyclable, résistant aux UV et malléable, sur un textile léger en Lycra. L'impression 3D renforce localement le matériau de base, le transformant en panneaux d'ombrage sur mesure, résistants et flexibles.

Marirena Kladeftira, doctorante à la chaire des technologies numériques du bâtiment, qui étudie le potentiel des connexions imprimées en 3D pour des structures spatiales innovantes et durables pour l'architecture, explique : «Le système de construction développé pour ce projet vise à réduire l'effort logistique dans la construction, en démontrant comment les avantages de la fabrication numérique contribuent à une culture du bâtiment plus durable.» Non seulement le projet est durable, mais il ouvre également un éventail de possibilités d'utilisation différentes : compte tenu de leur taille relativement petite, les éléments sur mesure peuvent être imprimés en 3D sur place et combinés avec des matériaux locaux afin de construire des structures à haute performance.

Cette approche pourrait ainsi être utilisée partout où le bambou est disponible et produit de manière rentable. En outre, le processus de conception-construction développé pour le pavillon en bambou pourrait même être appliqué à d'autres matériaux. Grâce à la conception modulaire, la structure peut être assemblée et démontée extrêmement rapidement. Le Pavillon numérique en bambou a été assemblé sur place au Centre d'architecture de Zurich (ZAZ) en seulement 48 heures au cours de l'été 2020, avant d'être démonté dans le même temps. Bien qu'il ne soit malheureusement plus exposé au ZAZ, l'équipe espère qu'il pourra bientôt partir en tournée, avec notamment un arrêt prolongé à l'exposition du CEC à Venise, dans les jardins de Marinaressa, de mai à octobre.

Le pavillon du bambou numérique explore la combinaison innovante d'un matériau naturel avec la fabrication numérique. (Vidéo : Technologies numériques de construction)