Thème  Architecture Prospective
 Année  2015
 Localisation  Paris Saclay
Surface NC
Partenaires Astus Construction
Entreprises  

 

Les expositions universelles ont toujours convoqué l’imagination des architectes et l’innovation technique. Des œuvres comme la tour Eiffel ont marqué leur époque et continue de nous fasciner encore aujourd’hui. En remontant l’histoire de la construction, depuis le tressage en paille jusqu’au béton armé, on mesure la force de l’alchimie entre la matière, la structure et la forme. De cette alchimie résulte des édifices de plus en plus audacieux au fil des décennies. Ils développent des caractéristiques architecturales nouvelles en permettant par exemple de faire pénétrer largement la lumière dans les bâtiments grâces aux structures légères en métal, ou de franchir de plus grandes portées.

Mais quelle peut être la suite à donner à cette histoire, à l’aube de la révolution numérique dans le bâtiment ? Le projet du pavillon pour la France en 2025 s’inspire de l’histoire de la construction et réinvente cette alchimie entre matière, forme et structure en puisant dans des domaines comme l’aéronautique qui sont à l’avant garde de l’innovation technique.

Les premiers systèmes constructifs sont le fruit de l’ingéniosité des premiers bâtisseurs. L’idée d’une matière tressée à partir de fibres végétales permet de bâtir des parois structurelles étanches et rigides. En croisant les fibres, le tissage assure la cohérence et la stabilité de la structure dans plusieurs directions. Cette technique technique primitive peut être rapprochée avec des matériaux composites aujourd’hui largement utilisés dans le domaine de l’aéronautique : Ces matériaux composites, assemblés à partir de matériaux différents, permettent d’obtenir une matière dont la composition est optimisée et adaptée au plus près des besoin (résistance mécanique, résistance aux chocs, résistance thermique). L’orientation des fibres est déterminée précisément par les contraintes appliquées sur la structure. Avec des matériaux aussi efficients que ceux utilisés sur l’A350, dernier avion d’Airbus, le rapport masse/rigidité/résistance est excellent et augmente sensiblement les performances de l’avion.

A l’échelle d’un bâtiment, la peau d’une paroi est aujourd’hui composée d’une succession de couches ajoutées les unes sur les autres et qui reposent sur une structure porteuse. En regardant attentivement les progrès technologiques réalisés dans la construction des avions, le projet d’un pavillon pour l’exposition universelle de 2025 peut relever le défi de produire un matériau qui puisse assurer aussi bien la structure, l’étanchéité, l’isolation mais aussi les qualités de lumières et d’ambiance dans un unique système : un ruban composite bio-sourcé programmable. Ce matériau composite est constitué d’un tressage de plusieurs matières optimisée selon l’analyse des efforts et des forces qui transitent dans le matériau. Structure et matière sont ainsi confondus dans un système unique, alliant les propriétés des matériaux à une géométrie de tissage sur-mesure propre à chaque réalisation.

A échéance 2025, il est probable que ce qui n’est encore qu’une recherche aujourd’hui deviennent réalité demain. Car l’enjeu des matériaux intelligents est un défi pour les prochaines années :
Avec ce nouveau matériau, la question de la mise en œuvre se pose naturellement. Comment cette matière polyvalente, résistante et légère peut-elle optimiser aussi le process de fabrication et de montage ? L’aéronautique utilise depuis longtemps les métiers à tisser comme ceux que l’on utilise dans l’industrie textile et qui permettent de tresser les fibres dans de multiples directions. Le tressage est par la suite enduit d’une résine qui assure la cohésion entre les fibres de manière à répartir les sollicitations mécaniques. L’innovation dans les matériaux se poursuit et avec elle émerge de nouvelles perspectives pour construire les bâtiments demain. Mais en 2025, ce sont les matériaux programmables qui deviendront probablement incontournables. A mémoire de forme, ils auront la capacité à enregistrer des données pouvant modifier leurs caractéristiques dans les différentes étapes, depuis la production jusqu’au montage. Ainsi, le tissage de ces fibres, réalisé par un robot, inclura aussi une transmission d’information de deux états : un état souple, pour enrouler le ruban et le transporter sur le chantier. Un état rigide, qui inclura les paramètres nécessaires pour que le ruban resitue la forme qui lui a été programmé. Et comme l’eau qui sous l’action d’une température négative passe de l’état liquide à solide, une énergie électrique appliquée au ruban permettra un passage entre l’état enroulé et l’état final. Bien sûr, l’opération sera réversible, permettant le démontage du bâtiment après l’événement.

Un dernier enjeu de cette matière réside dans la provenance même des fibres. Car si les matériaux composites sont aujourd’hui essentiellement constitués de carbone ou d’acier, l’impact environnemental doit être pris en compte dans le cycle de vie du pavillon. Et si l’on se réfère au premier tressage réalisé en bois, les fibres végétales comme la cellulose peuvent avoir un fort potentiel pour concurrencer les métaux, amener à disparaître à long terme.

Après avoir mis en place une matière sur mesure, légère, résistante et rigide, à la fois structure et paroi, quelle pouvait être la forme architecturale qui démontre le mieux les potentiels de ce système ? Le ruban de Möbius, une surface réglée qui décrit une boucle fermée reste encore à l’état de maquette et n’a jamais pu être construit à grande échelle avec les matériaux contemporains. Le ruban léger, la fluidité des courbes et le faible impact sur le sol en font une œuvre architecturale intrigante, souple, que l’on traverse et que l’on parcourt entre les arbres du plateau de Saclay.
Le ruban en composite bio-sourcé programmable franchi l’espace et défi la pesanteur, il ouvre des vues sur le grand paysage et enveloppe les spectateurs dans une dynamique centrée sur le jardin central. La lumière pénètre généreusement. Les courbes sont réglées en fonction de l’orientation solaire pour minimiser les ombres portées du ruban. La matière, la structure ne forme plus qu’un, au service d’une forme qui traduit le potentiel de ce matériau bio sourcé programmable à absorber des géométries complexes et à provoquer un nouvel imaginaire.