Ldb Convergenze Parallele_14

C o n v e r g e n z e p a r a l l e l e l a b o r a t o r i d a l b a s s o

Lecce / Brindisi - Mesagne, 10 -11 luglio 2013

Progetti e realizzazioni dispositivi, strutture ed applicazioni di sistemi statici innovativi

Filippo Broggini arch.EPFL BlueOffice Architecture, Bellinzona (Suisse)

B. U l t r a L i g h t , S u p e r S t r o n g

1. Le concept Matière, information, évolution

How does life make the most of things ? By adding information to matter. Janine Benyus, dans « Twelve sustainable design ideas from nature »

1.1

1. Le concept

Notre recherche se nourrit du questionnement entre ces trois entités. En y intégrant la fonction et l’usage, l’équilibre entre ces paramètres produit notre projet architectural.

1.2 1. Le concept

Force, forme et matière

2.3 2. Premières recherches Trois réalisations « hyper light »

1. Le concept 2.4

F. Broggini, W.Janach - Alboo Tower, hyper light structure hauteur 10 m, poids 17 kg, ép.parois 0,2 mm Horw-LU (Suisse), 1998-1999

2. Premières recherches Trois réalisations « hyper light »

1. Le concept 2.5

F. Broggini, W.Janach - Alboo Torus, hyper light structure Ø 7.5 m, poids 22 kg, ép.parois 0,1 mm Horw-LU (Suisse), 1999


1. Le concept 2.6

F. Broggini, W.Janach - Alboo Tower & Torus, hyper light structure Joint de connection entre barres, FRP Horw-LU (Suisse), 1999


1. Le concept 2.7

F. Broggini, R.Wunderlin (BWB)- Iglhouse, hyper compactable structure Prototype scale 1/2: hauteur 2,7 m, ø 3,5 m, poids 35 kg, ép.parois 1,5 mm Bellinzona, Stans-Oberdorf (Suisse), 2000


Appréhender l’espace en plaçant la matière là où il le faut. 3.8

Etapes de la recherche Step n°1: rechercher l’epression et de la force à travers la forme. (Gare Louvain, Gare Cornavain) Step n°2: rechercher l’expression esthétique des éléments constituant la structure. (Digital Sky- Sky Led) Step n°3: recomposer les éléments esthétiques en structures de plus grandes dimensions. (Jakob Tensegrity Torus)

3. Tensegrity Une methode de conception

3.9 R.Lüscher, F. Broggini, architectes - Passera & Pedretti ingénieurs Gare de Louvain (Belgique), concours sur invitation Lausanne, Bellinzona, Lugano (Suisse), 1999

3. Tensegrity Step n°1: une nouvelle esthétique; l’air comme élément de stabilisation

Gare Louvain (B)

3.10

R.Lüscher, F. Broggini, architectes - Passera & Pedretti ingénieurs Gare Cornavain Genève (Suisse), concours sur invitation Lausanne, Bellinzona, Lugano (Suisse), 2000

3. Tensegrity Step n°1: une nouvelle esthétique; l’air comme élément de stabilisation

Gare Cornavain

3.11 F. Broggini, architecte - Passera & Pedretti ingénieurs - Metis Lighting design Digital Sky Bellinzona (Suisse), concours sur invitation Bellinzona, Lugano (Suisse), Milano (Italie), 2001

3. Tensegrity Step n°2: rechercher l’expression esthétique des éléments constituant la structure.

Digital Sky

1.2

3.12 Esthétique et détails Joint sur barre à section triangulaire et effets lumineux

Digital Sky

3.13 F. Broggini, architecte - Passera & Pedretti ingénieurs - Metis Lighting design SkyLed Bahnhofstrasse Zürich (Suisse), concours sur invitation Bellinzona, Lugano (Suisse), Milano (Italie), 2003

3. Tensegrity Step n°2: rechercher l’expression esthétique des éléments constituant la structure.

Sky Led

3.14 F. Broggini, architecte - Airlight ltd, ingénieurs Jakob Tensegrity Torus, Trubschachen (Suisse) Bellinzona, Biasca (Suisse), 2007-2010

3. Tensegrity Step n°3: recomposer les éléments esthétiques en structures de grandes dimensions.

Jakob Tensegrity Torus

Jakob Tensegrity Torus 2

3.15 Production en série des éléments composant le joint: axe central, visses radiales, tête en fusion d’aluminium, demi-sphere

2

3.16 Assemblage des éléments: cinq têtes sont fixées à un axe central. L’élément de liaison qui contiendra la partie éléctronique permet la fixation à la longue barre extrudée.


2

3.17 L’assemblage de la structure se fait d’abord par unités stuctutrelles (quatre barres) et ensuite entre 21 unités. Le reglage des câble nécessite une précision de +/- 1 mm.


2

3.18 Hissage de la structure et pose dans son emplacement final.


2

3.19 Lors du montage au sol, les ingénieurs détectent des problèmes de fléxion et de torsion entre les parties en fusion et celles en extrusion. On doit dessiner des éléments supplémentaires pour contrôler ces efforts.


4.20

4. Tensairity L’air comme élément de stabilisation structurelle

Etapes de la recherche Step n°4: une nouvelle esthétique; l’air comme élément de stabilisation au flambage. (Espace Piccard, Little Air Bridge)

2

4.21 F. Broggini architecte, Airlight ltd ingénieurs Espace Piccard - Tensairity Pavillon au Château de Penthes - Pregny Chambésy (Suisse) Bellinzona, Biasca (Suisse) 2006-2007

4. Tensairity

Step n°4: une nouvelle esthétique; l’air comme élément de stabilisation Espace Piccard

2

4.22 F. Broggini architecte, Airlight ltd ingénieurs L.A.B.- Tensairity Bridge- Giubiasco (Suisse) Bellinzona, Biasca (Suisse) 2006-2007

4. Tensairity Step n°4: une nouvelle esthétique; l’air comme élément de stabilisation

Little Air Bridge

5.23 5. Tensegrity dream

«Concept » pour les villes du futur

Etapes de la recherche Step n°5: appliquer ces principes à des structures à l’échelle urbaine (Tens-city)

5.24

3.7

5. Tensegrity dream

F. Broggini, architecte - Airlight ltd ingénieurs Tens-city Bellinzona, Biasca (Suisse), 2003

Step n°5: appliquer ces principes à des structures à l’échelle urbaine Tens-city

5.25

3.7 La superposition des fonctions, l’espacement des blocs. Une ville tensègre !

5. Piles et parapets Tens-city

5.26

3.7 Le feu, l’eau et la terre se croisent en créant un jeu de couleurs.

Tens-city

5.27

3.7 Les détails de fixation sur la maquette de concept.

5. Piles et parapets Tens-city

6.28 6. Tensegrity suite

Structures autocontraintes de nouvelle génération

L’utilisation d’éléments comprimés (partiellement) continus garantit aux structures une déformabilité réduite. On peut donc envisager des applications qui respectent entièrement les normatives en vigueur.

6.29 6. Tensegrity suite

Structures autocontraintes de nouvelle génération

Etapes de la recherche Step n°6: croiser et stabiliser; les toitures en « lianes ». (Tensegrity Green Pavillon) Step n°7: l’espace dans la structure, infiltration poétique (Spindle Tensegrity, Rueil Malmaison Bridge, Dorigny Bridge) Step n°8: Minimal Mass Structure, une nouvelle opportunité esthétique (Chavannes Bridge, TensyTable) Step n°9: la matière se fait à nouveau lumière. La recherche du détail pertinent ! (Villa Cedri Pavillon)

2 4 . 6. Tensegrity suiteionnement

F. Broggini, V.Raducanu architectes – ABACA Nicolas Pauli, ingénieur Tensegrity Green Pavillon, Bellinzona (Suisse) Bellinzona (Suisse), Montpellier (France) 2009

6.30 Step n°6: croiser et stabiliser; les toitures en « lianes ». Tensegrity Green Pavillon

2

Une nappe composée d’éléments courbes est mise en tension par deux systèmes deux couches de câbles qui sont tendus par un élément vertical.

4. Dimensionnement Tensegrity Green Pavillon

6.31

2

Afin de réduire l’épaisseur du système statique on utilisera plusieurs câbles parallèles qui seront bloqués par des plaques métalliques. Plusieurs formes sont testées.

Tensegrity Green Pavillon

6.32

2

L’élément courbe est imaginé avec une section variable. La production de cet élément est garantie par la technique de la fusion en aluminium

4. Dimensionnement


6.33

2

Les deux premières plaques n’arrivent pas à garantir le blocage des câbles; la version ronde oui.

4. Dimensionnement


6.34

6.35

3.7

6. Tensegrity suite

F. Broggini, architecte – EPFL-IMAC prof.I.C.F.Smith, L.Rhode Barbarigos, N.Bel Adji Ali LMGC Uni Montpellier prof.René Motro, P.M.M. F.Gernei, Gioana & Gravina ingénieurs Spindle tensegrity, Prato (Italie) - concours Bellinzona, Lausanne (Suisse), Montpellier, Dole (France), Torino (Italie) - 2010

Step n°7: l’espace à l’intérieur de la structure, infiltration poétique Spindle Tensegrity

6.36

3.7 Entre les piles du vieu Pont Manetti (1834), la Spindle Tensegrity affiche son espace.

Spindle tensegrity

6.37

3.7

6. Tensegrity suite

F. Broggini, architecte - P.M.M. F.Gernei ingénieur Tensegrity Bridge, Rueil Malmaison (France) - concours Bellinzona (Suisse), Dole (France) 2006

Step n°7: l’espace à l’intérieur de la structure, infiltration poétique Rueil Malmaison

6.38

3.7 Un tablier suspendu à un grand cercle assure le franchissement. Un espace se dégage: celui de la traversée.

6. Le projet et son lieu Rueil-Malmaison

6.39

3.7 F. Broggini + ASS architectes – MP ingénieurs+ Freyssinet Suisse Passerelle à mobilité douce, Dorigny-Lausanne (Suisse) - concours Bellinzona, Genève, Crissier (Suisse) 2013

Step n°7: l’espace à l’intérieur de la structure, infiltration poétique Dorigny Bridge

6. Tensegrity suite

6.40

3.7

F. Broggini + ASS architectes – MP ingénieurs+ Robert E. Skelton Passerelle à mobilité douce, Chavannes-Lausanne (Suisse) - concours Bellinzona, Genève, Crissier (Suisse), La Yolla-California (USA) 2013

Step n°8: Minimal Mass Structure, une nouvelle opportunité esthétique Chavannes Bridge

6. Tensegrity suite

6.41

3.7 Maquette et dispositif statique

Chavannes Bridge

6.42

3.7 Principe statique, maquette de concept

Step n°8: Minimal Mass Structure, une nouvelle opportunité esthétique TensyTable

6. Tensegrity suite

6.43

3.7

F. Broggini architecte Projet de table par éléments tendus-comprimés Bellinzona (Suisse), 2013-’14

TensyTable

6.44

3.7 F. Broggini architecte – EPFL-IMAC + ABACA Nicolas Pauli ingénieurs Pavillon temporaire, Bellinzona (Suisse) – mandat d’étude Bellinzona, Lausanne (Suisse), Montpellier (France) 2013 -’14

Step n°9: la matière se fait à nouveau lumière. La recherche du détail pertinent ! Villa Cedri Pavillon

6. Tensegrity suite

6.45

3.7 Entre la végétation du parc, le pavillon apparaît. Mâts, câbles et membranes se disposent dans une configuration audacieuse.

Villa Cedri Pavillon

6.46

3.7 La structure se fait lumière et transorme la matière. La technologie revient …


6.47

3.7 … et matérialise l’intuition: mâts en fibres translucides (GRFP).


6.48

3.7 Etudes géométriques et …


6.49

3.7 détails du joint entre mâts et câbles (études et dimensionnement en cours): connection entre mâts par anneau central


6.49

3.7 colliers extérieurs (supérieur et inférieur)


6.49

3.7 câbles continus avec sphère de blocage


6.49

3.7 serrage des colliers par vis


6.49

3.7 positionnement des colliers intérieurs


6.49

3.7 Serrage des colliers intérieurs pas vis. Le joint peut être mis en service.


7.50

Etapes de la recherche Step n°10: la coque porteuse, l’union des forces (Twin Shape Composed Beam)

7. Carbon Fiber Coques porteuses

7.51 F. Broggini, architecte – Airlight ltd.+ Thomas Keller, SUPSI-ICIMSI ingénieurs, Michi Composites Twin Shape Composed Beam, Bissone (Suisse) Bellinzona, Biasca, Lausanne, Lugano (Suisse), 2008-2014

Step n°10: la coque porteuse, l’union des forces Twin Shape Composed Beam

7.52

N e x t m e e t i n g ! Sala Angelo Marino – CETMA – Cittadella della Ricerca

Twin Shape Composed Beam

© Filippo Broggini [email protected]

BlueOffice Architecture - Piazza Governo 3, 6500 Bellinzona (Suisse) Juillet 2013

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Small Business & Entrepreneurship