Eléments simples, formes complexes - Armadillo Vault, un artisanat numérique ?

Rédigé par Stéphane BERTHIER
Publié le 31/08/2017

Présentée à la 15e Biennale de Venise, Armadillo Vault est une voûte en pierre calcaire de forme paraboloïde.

Dossier réalisé par Stéphane BERTHIER
Dossier publié dans le d'A n°256 Une nouvelle génération de chercheurs, architectes, ingénieurs, mathématiciens, explore les possibilités de construction des architectures dites « non standard » qui ont émergé à la fin du XXe siècle avec l’apparition de l’informatique. Après le formalisme virtuel des premières heures, ces universitaires réinterrogent cette production à partir de ses conditions de réalisation. Ils inventent un registre architectural original, tectonique. Leurs travaux s’appuient désormais sur la constitution d’un continuum numérique, de la conception à la fabrication robotique, qui transforme profondément le caractère séquentiel de l’acte de bâtir.

Armadillo Vault est une oeuvre présentée lors de la 15e biennale de Venise, dans le bâtiment de l’Arsenal. Elle a été conçue par le Block Research Group de l’ETH Zurich, John Ochsendorf, enseignant au MIT, et Matthew DeJong de l’université de Cambridge, en Grande-Bretagne. Cette équipe d’universitaires était associée à l’Escobedo Group, entreprise de taille de pierre basée au Texas qui s’est chargée de sa réalisation. Si les récents démonstrateurs d’architecture non standard d’Achim Menges à Stuttgart ou d’Yves Weinand à l’EPFL empruntaient plutôt aux savoirs de la tectonique, c’est-à-dire à l’art du charpentier, cette oeuvre est la première du genre à expérimenter numériquement les savoirs de la stéréotomie, soit l’art du tailleur de pierre. Il s’agit d’une voûte en pierre calcaire, de forme paraboloïde, d’une portée libre de 18 m. Elle est constituée de 399 voussoirs d’épaisseur variable, de 15 cm aux appuis à 5 cm près de la clef. Sa finesse, son élancement général et sa complexité géométrique rappellent plus les coques ou voiles minces comprimés en béton armé, développés par l’ingénierie du XXe siècle, de Franz Dischinger à Felix Candela, qu’elle n’évoque les ouvrages historiques de stéréotomie propres à la pierre. Elle semble flotter avec légèreté dans l’espace de l’Arsenal, entre quatre de ses piliers de briques, dont deux la traversent au droit d’oculi ménagés à cet effet. Cette structure repose sur trois appuis réalisés par des pièces métalliques mécanosoudées, reliées entre elles par des tirants. Une partie centrale de la voûte se retourne en trompe pour rejoindre le sol et constituer un quatrième appui salutaire. Le nom Armadillo fait référence à un petit animal texan doté d’une carapace protectrice dont se sont inspirés les architectes pour concevoir leur voûte. En effet, cette dernière est discrétisée en une succession de voussoirs, de formes hexagonales et pentagonales irrégulières, qui fabriquent un motif rugueux semblable à la carapace de cet animal. Comme souvent dans ce type d’expérience, les formes de la nature influencent les auteurs, à la recherche d’un optimum structurel biomimétique. Néanmoins, cette analogie ne vaut que pour l’aspect de l’extrados, dont les plans non rectifiés de chaque voussoir semblent pourtant s’entrechoquer dans un mouvement tellurique plutôt qu’ils n’évoquent une carapace animale articulée. L’intrados de la voûte est en revanche d’aspect tout à fait différent. Une texture ligneuse, striée, unifie l’ensemble des douelles jusqu’à effacer leur présence individuelle. Cet état de surface restitue la continuité d’un voile mince et donne à lire les lignes des efforts qui parcourent la voûte, de sa clef jusqu’à ses appuis. Cette voûte a d’abord été conçue numériquement sur le logiciel RhinoVAULT, peu à peu optimisée pour ne subir que des efforts de compression, sans phénomènes parasites de flexion qui peuvent apparaître lorsque la courbure d’un arc n’est pas strictement parabolique. Ainsi, la garantie d’un édifice en pure compression permet d’obtenir une très grande finesse. Cette première phase de formfinding est une recherche de modélisation algorithmique qui vise un équilibre idéal entre désir de forme dans l’espace et lois de la statique. Les outils numériques de calcul ont ensuite permis d’en dimensionner l’épaisseur variable, puis de discrétiser la surface en 399 voussoirs selon les règles de la stéréotomie classique. À ceci près que chaque voussoir est unique, selon la portion exacte de la surface à double courbure qu’il matérialise. Une longue nomenclature des éléments constitutifs est ensuite extraite du modèle numérique. La phase de réalisation commence à Quarry au Texas dans une carrière de calcaire d’où sont extraits les blocs, acheminés ensuite à Buda, dans l’atelier d’Escobedo. Les voussoirs sont taillés dans les blocs, sur des scies et des fraiseuses à commandes numériques. Tandis que l’extrados est laissé plan, les douelles de l’intrados sont striées à la scie pour constituer l’effet de texture recherché. Ces stries sont ensuite délicatement brisées manuellement, leur conférant ainsi leur rugosité irrégulière. En parallèle, le coffrage de la voûte est réalisé sous la forme d’une grille d’arcs croisés en contreplaqué qui réplique exactement les doubles courbures de la voûte de pierre. Ce coffrage est à lui seul un chef-d’oeuvre de charpenterie numérique. Une fois ce support fabriqué et installé, un premier montage à blanc est effectué dans l’atelier texan afin de vérifier que les voussoirs s’assemblent bien entre eux comme dans un jeu de construction et que l’édifice est stable. L’ensemble est alors démonté puis soigneusement colisé avant de prendre la mer en direction de Venise et d’être remonté dans l’Arsenal. Cet étrange édifice est résolument moderne par les outils numériques dont il est issu, par sa finesse et son élancement. Il s’inscrit d’une certaine manière dans la tradition de l’art de l’ingénieur. Mais il évoque aussi quelque chose de plus profondément archaïque par l’usage de la pierre assemblée en voussoirs juste dégrossis, qui semblent s’entrechoquer dans un équilibre instable. Il nous laisse envisager que les nouveaux outils numériques puissent nous libérer de la standardisation que nous avait imposée l’industrie du XXe siècle, pour redécouvrir un nouvel artisanat. Mais ses outils de conception ne sont plus ceux de l’art du trait et de l’épure ; ceux de la taille ne sont plus la scie passe-partout, la pointerolle, la gouge ou le taillant. Ils sont remplacés par une plateforme numérique homogène de conception et de fabrication, capable de répliquer tous les gestes d’antan, avec un niveau de précision, de rapidité et de complexité inégalables manuellement. Cet édifice a finalement l’âge de l’architecture quand on songe aux sujets qu’il aborde, depuis sa façon de se déployer dans l’espace jusqu’aux savoirs de géométrie et de construction qu’il a nécessités. Des travaux d’Achim Menges et Yves Weinand avec le bois jusqu’à cette oeuvre de pierre de Philippe Block, cette nouvelle production architecturale est peut-être tournée vers un futur merveilleux, mais elle réveille aussi en nous le souvenir de Philibert Delorme, de ses voûtes charpentées en bois lamellé-claveté ou de ses trompes d’escaliers hélicoïdaux qui hantèrent pendant des siècles les leçons de stéréotomie. 


Lisez la suite de cet article dans : N° 256 - Septembre 2017

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