Soirée BIM et parametric design III / Volume Coworking

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(Sébastien Lucas / Future Architect) #1

Olivier Baverel des Ponts et Chaussée (ENPC)

Voila quelques sujets qui sont traités à l’école des ponts et chaussée.

  • Impression 3D : optimisation en minimisant la matière, en imprimant sur de éléments préfabriqués
  • Comment travailler avec un robot : comment apprendre à un robot d’assembler un mur avec des briques de forme différentes. Nécessité d’utiliser le #deeplearning::tag. Il faut l’entrainer avec des centaines de milliers d’images pour que la machine comprenne ce qu’est une brique. Et ça finit par marcher !

htt://www.thinkshell.fr olivier.baverel@enpc.fr

Aurblanc / Aurelien Blanc Designer industriel

Aurelien Blanc est designer industriel, arrivé dans le domaine de l’architecture, par le biais des formes complexes.

Quand on veut innover, il faut aller de l’avant et mettre des défis aux autres et notamment les industriels.

Dans l’industrie, on est en BIM 4.0 : possibilité de piloter des robots depuis l’extérieur avec des systèmes interopérables.

Avec le BIM niveau 3, la promesse est de pouvoir communiquer ou échanger plus efficacement.

L’industrie n’est pas un frein à la créativité, mais permettra d’aller plus loin.

La maquette numérique est le coeur du projet.

Le concepteur peut modifier les éléments du catalogue de l’industriel, car il sait qu’il en a la possibilité.

La conception paramétrique permet de faire des variantes de manière très efficace mais aussi permet l’automatisation de taches, l’extraction de données…

Les pièces doivent être tracables comme dans l’industrie, et doivent suivre tous le processus de conception jusqu’à la maintenance.

Grace à des applications smartphone, on peut suivre la vie d’une pièce jusqu’au chantier.

L’industrie 3.0 avait amené la robotisation. L’industrie 4.0 permet d’avoir une personnalisation beaucoup plus simple et accessible de l’extérieur.

On peut par exemple faire faire un treillis soudé sur mesure qui s’adapte à la surface à couvrir au lieu de couper les treillis sur le chantier et perdre ainsi du temps sur chantier couteux.

Pour la cité du vin conçu par XTU, 2231 panneaux. 1 seul a été defectueux. Précision de pose de ±2mm. Possibilité de travailler sur une maquette du chantier obtenue par un scan 3D.

Autre cas d’étude, l’Arena du pays de nice, 1082 tôles en forme cintrée. Permet de gagner du temps, de la rationaliser et de la qualité.

Personalisation : Musée de la Romanité à Nimes, par Elisabeth Portzamparc. 7355 lames de verres qui sont toutes uniques, découpés au laser.

VSA / Bureau d’étude façade complexe

Travail sur de grand objets. Disposent de 3 bureaux Lille, Séoul et Hong Kong.

On rêve d’un continuum de l’esquisse jusqu’à la pose aux travers de ces 5 phases d’un projet d’architecture.
Esquisse / Dessin conception / Dessin Execution / Fabrication / Pose

La géométrie n’est plus toujours simple, et utilise des outils comme Rhinocéros (sortie en 1998), un modeleur surfacique à la base conçu pour le design industriel. Du coup il y a besoin d’adapter les méthodes pour passer de la cafetière au bâtiment.

  • Cas d’étude de la piscine des JO de Londres

En 2005, projet de Zaha Hadid de la piscine des JO de Londres en phase concours

En 2007, sortie de grasshoper qui permet de rendre paramétrique la conception sur grasshoper

En 2009, l’entreprise propose une solution technique mais qui demande trop de main d’oeuvre. Grasshoper est arrivé à la rescousse pour automatiser les découpes de panneaux.

De fait les outils ont suivi la conception mais de justesse, pour rendre possible la conception de Zaha Hadid !

Le design paramétrique permet de recréer un continuum entre l’esquisse et la fabrication.

On peut travailler avec des plusieurs entrées, que sont la géométrie dessinée par l’architecte mais aussi les contraintes de matériaux et d’usinage.

Fonctionne par itérations courtes entre l’industriel et l’architecte, pour trouver une solution au plus près de la volonté de l’architecte.

Pour ce projet, ils ont développé un outil d’optimisation de la géométrie, qui permet de passer d’un dessin avec des surfaces non-dévelopables en un dessin avec des surfaces dévelopables.

Le continum pourrait être totalement abouti, quand les outils de fabrications numériques, les presses numériques, les robots, l’impression 3D seront beaucoup plus démocratisés.

Question :

  • Qu’elle est la souplesse des architectes par rapport au dessin des pièces pour qu’elles soient fabricables ?

Ca depend des architectes. Mais il faut comprendre ce qui est important dans la conception des architectes, il faut choisir le bon paramètre pour optimiser la forme.

  • Les limites du paramétriques sont la NURBS ?

Les architectes manipulent la NURBS physiquement. Le process de dessin de la coque chez Zaha Hadid était assez hallucinant : choix d’une courbe, qui a été étiré, puis découpé en deux, reaxé, et enfin jointoyé à la main par une myriade de dessinateurs. Donc un processus de conception qui a l’époque en 2009 était très manuel !

VINCI / JEan-Baptiste Valette / Directeur Ingéniérie BIM

Définition du BIM : enfant d’autocad et d’excel

  • le Cloud = BIM

Faire touner du paramétrique comme grasshoper ou dynamo sur le cloud peut changer la donne. Fractal est un service cloud qui permet de rendre du Dynamo.

Le paramétrique peut permettre de sortir un plan d’exécution.
Donc il y a un retravail, qui peut être automatiser.
Par exemple pour décliner le travail précis des attaches de faux-plafonds, de la tuyauteries qui est souvent fait sur chantier par les ouvriers.

La gestion de la logistique sur chantier est aussi un sujet qui peut être traité par le paramétrique.

Blue BIM toolbox est un BIM bien défini et standard.

Puis il est passé au design génératif pour augmenter le niveau de détail automatiquement.

Le paramétrique permet de faire de réalité virtuelle (VR) sauf que le modèle BIM est très schématique, ne ressemble pas à la réalité. Donc le paramétrique permet d’augmenter le niveau de détail.

Sur chantier on commence à utiliser des casques de réalités mixtes pour guider l’ouvrier dans la pose.

la Blue BIM toolbox : VINCI a pris le parti d’imposer un standard

1/ des objets génériques
2/ leur paramétrage
3/ des mises en page
4/ les régles de modélisation : VINCI construction
5/ des plugins internes à VINCI qui permet d’accéler la modélisation et l’exploitation des modèles

Réalité mixte, on valide la mise en oeuvre des boites de reservation : 5000 € de reprise pour une reservation ratée et 30 000 si on la oublié en percement.

Le paramétrique permet à la fois de concevoir des formes complexes simplement. Mais aussi d’ajouter de la compléxité pour automatiser les taches qui n’ont pas de valeurs ajoutées et qui sont impossibles juste de faire à la main.

Treegram / Léa Sattler / Architecte / Collaboration et Automation

Réalise un travail de doctorat sur l’automatisation en architecture, travaille avec Treegram, une startup qui travaille sur le sujet.

Le contexte :

Le BIM a un retard de 20 ans sur les logiciels de l’industrie. Mais dernierement pas une augmentation calitative du logiciel, mais presque une regression. Ce qui a été acquis dans l’industrie lourde commence à infuser dans le batiment.

Dans les années 2010, pas vers la réalité virtuel et augmenté.
En 40 ans, on a acquis une bonne précision dans le traitement des données.
Mais manque de fluidité trés fort.

Collaborer entre plusieurs phases et plusieurs métiers restent encore difficile.

Pas de logique de génétrice, pas de propagation automatique des modifications.
Dans 90% des cas, on resaisie les données en cas de modification.

3 grandes familles d’outils

Plateformes collaboratives

Pourquoi ?

  • petites sociétés
  • Grandes variétés de métiers
  • Manque de qualification

Treegram developpe un moteur pour lier les logiciels entre eux : naviswork, révt…

Un exemple en phase conception : un plugin qui vient se brancher sur beaucoup de logiciel.
Toujours un sujet d’extraire la donnée d’un fichier 3D. Treegram permet de faciliter les échanges.
Des algorythmes anaylsent la maquette pour filtrer ce que les bureaux d’études ont besoin.

Certaines plateformes font le job, mais pas encore beaucoup d’intelligences et de traitement de données.

Exemples du projet Battersea de Frank Gehry :

  • Granularité de niveau de détail

  • Définition de régles

  • Interfaces

  • Passages 3D et 2D

  • Fondation Luma de Frank Gehry

  • Neyrpic / Edouard François

  • 1000 arbres de Sou Fujimoto + OXO : interaction entre Revit et grasshoper

Atelier Jean Nouvel / BIM et computational Design

900 projets, donc une grosse base de données
Tous les types de projets de l’urbanisme jusqu’au mobilier.

L’architecture doit être un temoignage de son temps.

Du coup on utilise le computational design. Mais ils ont découvert le BIM par le computational design.

Les datas sont un élément qui peut alimenter les projets : ensoleillement, les vitesses de vent. L’industrie est prête à recevoir les propositions de formes qui l’on propose.

Les facades peuvent être extreeement complexe même si les élément constitutifs sont simples.

La philarmonie de Paris a été conçus avec les personnes qui les construisent. Pas de soucis pou faire évoluer la forme tant que le concept est conservé. Ils travaillent également pour générer des formes aletrnatives.

Soit des assemblages, cube, sphere

Soit cherche des données qui sont mis en forme avec des NURBS, nueage de points pour suivre les données

Idée >>> Modèle mathématique >>> Algorythme

  • West village à New York

Voir comment les batiments autour allaientt protéger du soleil la nouvelle tour.
Mutations délements graphiques liés à la marque qui vient répondre à ces contraintes d’ensoleillement.

  • DUO PARIS

Sité dans le 13eme arrondissement.
Le paysage des voies férées, réflette les images des voies féreés.
Le but est de faire vibrer le reflet du contexte.

Système d’écaille qui est paramétré par rapport au principe de reflet du contexte.

  • Matarazzo / Sao Paulo

Créer une tour qui est une extension du parc et de protéger la tour avec un système de brise soleil, qui s’ouvre ou se ferme pour proteger les occupants des vis-vis et du soleil.

Mutation des éléments de brises soleils pour prendre en compte l’ensoleillement, de manière très fine.

Deux projets qui utilisent le BIM.

  • Louvre d’ABU d’dhabi

Un projet avec ARUP et qui a été fait en collaboration avec ARUP

  • National Museum au Quatar

Passage au BIM difficile au début.
LEs échanges avec les partenaires sont beaucoup plus intéressant car on a accès aux maquettes de chacun.

Le BIM est très utile pour extraire les données du projet.

Un point trés compliqué est l’interopérabilité.
Pas facile de passer de Rhino à Excel à Grasshoper à Revit.

Sur Revit, la géométrie est limité.

On aime bien aller chercher les limites des objets. Ils aimeraient dépasser les champs d’utilisation standard des outils pour exprimer de l’émotion

3D experience / Jonathan Asher / Dassault System

Je suis computational designer.

En tant qu’architecte je travaillais au présent.
En tant qu’ingénieur, je travaillais au passé.
Dans le domaine du logiciel, je travaille en avance !

A travaillé pour Coop Himmelblau.

Les prochaines étapes de la construction :

  • Virtual Reality : pouvoir modeliser dans la VR, l’immersif. Concevoir dans un contexte immersif.
    On voit beaucoup mieux ce qu’il ne va pas bien.
    Il y aura des lunettes légères et des gants pour piloter les opérations.

  • Artificial intelligence et Machine Learning pour le design : des alternatives de formes et d’aménagement pour l’urbanisme sont générés à partir des contraintes du site

  • Construction : Réalité augmentée sur le chantier et pour la maintenance

  • Robots qui vont venir à grandes échelles

  • Les drones pour la construction

  • Les matériaux intelligents

On n’est pas si loin du futur !

Loic Simonin / Charpentier

Le BIm permet de faire circuler l’information, la fiabiliser, faciliter les échanges…

Le paramétrique permet d’accélerer les processus. Pas de ouveaux savoir en géométries. Mais permet d’automatiser des tracés complexes et fastidieux.

Le paramétrique, c’est de la programmation. On peut décrire le comportement de la nature, de la musique…
En changeant un paramètre (un aléatoire à la place d’une constante) on peut changer tout le modèle.

Dévlopper de machines, des scripts, des logiciels spécifiques. Les développements sont soit ouverts soit interne à la société.

Format BTL lancé en 1986 qui permet de transférer l’information du logiciel de dessin vers la FAO (Fabrication Assisté par ordinateur).

Le BTL étant un format ancien et trés porté, ils ont pu à la dernière minute faire découper les éléments par une autre usine.

Ils rencontrent des personnes qui ont plusieurs casquettes, qui ont des doubles profils, architectes et informatiques…
Pas encore du BIM pour le centre Pompidou de Metz mais quelque chose qui y ressemble.

Production d’un script commun entre deux entreprises, pour partir de la maquette vers la production. Mais perte de gens clés qui ont des soucis de santé. Mais devant l’adversité, ils ont utilisé encore une fois le fichier BTL.

Ils finissent à 5 sociétés à partir de la source BTL pour produire 4000 pièces de bois en double courbure. Il n’y a pas eu une seule erreur.

Donc ils ont fait du BIM, ils ont collaborés ensemble.

On peut collaborer sans BIM.
Mais on ne peut pas faire de BIM sans collaboration.

Le paramétrique est surtout un accélerateur de processus.