Le prototypage rapide et l’architecture – du virtuel au concret

Notre tout dernier article sur l’architecture. Par Piet Mejis, Expert en imprression 3D chez Rietveld Architects.

Dans mes articles précédents,  j’ai traité de  l’implémentation du prototypage rapide dans le secteur de l’architecture en général, mais je n’ai pas abordé les processus qui permettent  de passer du design au modèle physique.  C’est ce que je vais tenter de faire aujourd’hui.

La phase de conception- Chaque maquette commence par une conception. Au bureau, les conceptions sont toujours liées à des projets. Cela veut dire que le modèle doit être le reflet d’ une solution spécifique de design qui a été créée pour répondre à une tâche spécifique de design, avec ses propres paramètres. Généralement, le design commence par une esquisse faite à la main qui, éventuellement, peut être peaufinée manuellement.
La phase de l’esquisse – Une fois que les premières esquisses sont réalisées, elles sont numérisées à l’aide d’un logiciel de CAO. En fonction de la complexité du design, nous commençons par des schémas 2D ou bien nous optons pour un simple modèle de masse 3D. Ces schémas  de démarrage ont pour but de concevoir le design dans les dimensions et proportions correctes. Les schémas ou maquettes réalisés sur logiciel peuvent être utilisés pour vérifier si le programme s’adapte bien et pour voir si les masses initiales du design sont sensées. A ce moment là, il est encore facile d’adapter le design pour faire en sorte que le programme convienne, tout en veillant à l’objectif du design initial.
La modélisation 3D – Une fois que les schémas  sont réalisés, on peut alors commencer à travailler sur les maquettes 3D qui seront alors envoyées à l’imprimante 3D. Cette partie est la plus cruciale pour le modèle imprimé.
C’est à ce moment là qu’on doit interpréter le design émanant de la phase schématique. En fait, on doit revenir à l’objectif du design à partir de la phase de conception. Que voulait-on atteindre exactement ? Voulait-on un bâtiment solide ou transparent ? La structure fait-elle partie de la conception ou bien devrait-elle être cachée ? L’environnement  est-il important ? etc. On doit toujours se référer à l’objectif du design initial et le garder en tête lorqu’on prend des décision. Sinon on court le risque de réaliser un design qui comporte tant de compromis qu’il n’a plus aucun rapport avec la mission du design initial.
L’étape suivante consiste à déterminer l’échelle de la maquette. Contrairement au design industriel, les maquettes architecturales sont vraiment faits à l’échelle 1/1. Ils sont même plus fréquemment à une échelle 100 à 1 000 fois plus petite que la réalité, d’où tout un ensemble de challenges. Lorsqu’un design est réduit à ce point, il y a des éléments qui peuvent disparaître, alors que des éléments non essentiels peuvent commencer à encombrer la maquette. C’est pourquoi l’astuce, c’est de comprendre quels sont les éléments importants pour relayer l’objectif du design tel qu’il se révélait dans la phase de design. Ces éléments non importants doivent totalement être laissés de côté alors quil faut augmenter la taille des parties importantes pour les accentuer. Il n’y a pas de règle stricte à cela, mais avec l’expérience,  nous avons appris ce qui marche et ce qui ne marche pas. Ainsi, lorsque nous nous trouvons dans une nouvelle situation, nous avons l’habitude d’imprimer plusieurs maquettes tests pour déterminer la solution qui reflète le mieux ce que nous avions en tête.

Une fois qu’on a accompli cela, on crée le design de la maquette à imprimer. On peut aussi décrire cette maquette de design comme la caricature du design du bâtiment. Ce modèle n’est plus une version réduite à une échelle exacte mais véhicule exactement l’objectif du design.
Le design de la maquette est alors peaufiné sous SketchUp or ArchiCAD. Une fois que la géométrie de base de la maquette est réalisée, on exporte la maquette dans Rhino. Dans Rhino, on peut utiliser Garsshopper pour appliquer des structures à certaines surfaces et on peut utiliser des outils de mesure pour vérifier que la géométrie est nette et étanche.

L’impression 3D – De Rhino, on exporte le modèle vers un fichier STL. Le fichier est chargé dans le logiciel Objet afin de placer le modèle sur le plateau de fabrication 3D. Ce logiciel s’occupe également de découper la maquette en tranches et d’envoyer les tranches à l’impression vers la machne Objet.

Actuellement, nous utilisons seulement le matériel blanc, rigide d’Objet pour imprimer les maquettes. Pour ce qui nous concerne, c’était un choix évident. Lorsqu’il s’agit d’une maquette architecturale, les couleurs sont très souvent associées à des matériaux. Du coup, vous prenez le risque que votre client pense que son bâtiment va être bleu si vous lui montrez une maquette réalisée dans une matière bleue. Le blanc est souvent considéré comme une feuille de papier vierge. Ca marche bien mieux parce que lorsque le modèle est réalisé si tôt dans le processus de conception, on n’a pas encore déterminé les matériaux. Le blanc peut par conséquent représenter tout ou rien.

Le lavage - Une fois la maquette  imprimée, il faut la laver. Les machines d’Objet utilisent un matériau de modèle liquide et un matériau de support liquide. Ces matériaux sont déposés sur le plateau en couches et durcis à l’aide d’une lampe UV.  La matière du modèle est solidifiée et la matière de support durcie pour atteindre un état plus flexible.
Retirer le matériau support représente l’étape la plus « low-tech » de tout le processus. Nous utilisons un mélange d’ustensiles en plastique, de trombonnes et un jet d’eau pendant le lavage. Et si de petites pièces se cassent, on les recolle facilement une fois la maquette lavée.

La peinture – Quand la maquette est toute blanche, on court le risque qu’elle apparaisse comme une masse solide blanche. Pour contrer cela, nous aimons bien peindre certaines parties de la maquette d’une couleur très contrastée, et bien souvent en rouge. Généralement, nous utilisons le rouge pour les cages d’ascenseurs par exemple. On peut facilement les imprimer séparément.
Un autre avantage à utiliser une couleur très soutenue est que la matière blanche a tendance à blanchir encore. Cela a voir avec l’oeil humain qui ne peut voir qu’un certain éventail de  couleurs. Plus les couleurs sont près, plus l’oeil est sensible aux différences de couleurs. Ainsi, dès lors que le blanc cassé est apposé à un rouge intensif, il est en fait perçu comme un blanc pur.

La photographie – l’étape finale consiste à documenter toutes nos maquettes de photographies. Nous donnons la plupart de nos maquettes à nos clients qui les gardent. Parfois, nous échangeons une nouvelle maquette contre une ancienne version pour l’exposer dans notre bureau mais nous voulons tout de même des photos des maquettes les plus récentes. Ces photos ne sont pas seulement utilisées pour les relations de presse sur notre site web, mais aussi pour des présentations à des clients potentiels.

 

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