Recherche formelle et son intégration
Janelle Fillion
Auxiliaire de recherche, candidate à la M. Arch. et M. Sc. Arch., ULaval.
Élasticité
La variation de la pression d’air dans une matière élastique et l’impact de celle-ci sur la forme résultante.
Les matériaux élastiques permettent de faire varier la forme dans le temps et l’espace en lui imposant une contrainte maximale d’élasticité (donnée par la superficie linéaire de tissu et son composant matériel) pour ensuite lui faire subir une variation de pression interne.
Dépendamment de son environnement extérieur, le degré d’évolution de la forme dans le temps varie. Les résultats suivants ne font pas objet de cette variation et considéreront, subjectivement, une pression atmosphérique moyenne de 101.2 kPa, sélectionnée selon le sommaire provincial du gouvernement du Canada.
Afin d’évaluer les différents comportements d’un tissu selon la pression qui lui est imposée, ce dernier est d’abord observé sans contrainte extérieure. Il se déploie seul. Vient ensuite l’ajout de huit ancrages, quatre aux extrémités, comme élément de comparaison.
Autonome
Le tissu subit une diminution de sa pression interne, de manière autonome, entrainant une déformation centrique dans sa forme globale résultante.
Pour une pression maximale, le tissu se déploie de manière lisse, dépourvu de déformations sur sa surface. Lorsque la pression commence à diminuer, la forme initiale s’altère laissant pour résultat une surface froisée. À pression nulle, la taille de la cellule se voit être trois fois plus petite que celle à pression maximale.
Forme à pression maximale
Forme à pression moyenne
Forme à pression nulle
Ancrages
En imposant à la forme initiale de la cellule huit points d’ancrage, quatre aux deux extrémités, la matière est alors retenue par ces derniers lors de la diminution de la pression, de sorte que la déformation soit limitée.
À pression moyenne, l’aspect lisse de la forme initiale est toujours présent contrairement à la forme sans ancrage. À pression faible, la taille est diminuée, mais sans toutefois être démesurément réduite quant à la taille initiale.
Forme à pression moyenne
Forme à pression faible
Analogie de la forme
Choix d’une forme selon l’analogie de la chrysalide du papillon Acherontia atropos pour les essais qui suivront.
La forme de base sélectionnée pour effectuer les essais de la membrane cellulaire a été déterminée de manière à reprendre les caractéristiques dominantes de la chrysalide du papillon Acherontia atropos. Sa forme cylindrique allongée aux extrémités arrondies et ses ondulations successives viennent agir à titre de point de départ pour sculpter la forme initiale de la cellule. La forme résultante est le produit d’une déformation aléatoire dans la membrane initiale.
Acherontia atropos
Forme résultante
Module répétitif
Inspirations tirées de Algiknit, avancé technologique dans la transformation des matériaux naturels, et de Digits2Widgets, nouvelle structure textile formée de modules entrelacés.
Unité de base: Volume 3D
La technologie Algiknit utilise la fibre d’algues de manière à l’optimiser selon l’utilisation qui en est faite. Pour la semelle de la chaussure Adidas, c’est dans une superposition de dodécaèdres que les fibres sont exploitées. L’essai suivant vient reprendre le principe de superposition de volumes dans le but de parvenir à une géométrie résultante complexe et dense.
Unité de base se gonfle et se dégonfle laissant la cellule dans un état de perméabilité variable. Pour un gonflement faible, la cellule aura l’aspect d’une morille clairsemée. Pour un gonflement élevé, la cellule devient moins perméable et a l’aspect d’une morille aux crêtes plus épaisses.
Unité de base répétée
morchella prava
morchella rufobrunnea
Gonflement faible
Gonflement élevé
Unité de base: Superposition géométrique
La technologie Digits2Widgets vient aussi utiliser la répétition d’un module dans la fabrication d’objets. Ici, les modules se répètent de manière à ce qu’ils soient toujours entrelacés les uns par rapport aux autres. On procure alors une grande souplesse à la membre ainsi constituée.
En appliquant ce principe à la membrane de la cellule, on remarque qu’un maillage serré la laisse très peu perméable et donne un résultat plus lisse en surface. Un maillage plus souple produit une surface plus rugueuse en raison des multiples ouvertures résultantes. Dans les deux cas, la forme initiale de l’unité de base répétée est altérée selon le degré de tension qu’elle subit. Cela vient faire varier l’apparence globale de la forme, malgré la répétition d’un même élément.
Unité de base répétée
Technologie Digits2Widgets
Maillage souple
Maillage serré
Agents
S’inspirant du principe constructif des habitations naturelles des insectes: unités se déplaçant de manière à laisser derrière eux une trace de leur passage.
Sensibles
L’inspiration de cette cellule vient des chrysalides formées de filaments. Les insectes qui, comme l’abeille Pygostolus, fabriquent ce genre de cocon, procèdent en un tissage délicat, élément par élément. Le résultat demeure d’une importante perméabilité qui vient exposer ce qu’il y a l’intérieur.
Les filaments sont le résultats du trajet d’agents sensibles à leur environnement. Ses agents sont soumis à un vent subjectif qui vient agir à titre d’élément constructif. Si le vent va vers la droite, les agents iront vers la droite. Cette malléabilité des agents permet d’avoir un contrôle sur le résultat final désiré.
Unité de base répétée
Dépendants
L’idée vient ici reprendre le principe du champignon physarum polycephalum dont le développement est influencé par des éléments fixes se trouvant dans son environnement.
Son parcours se caractérise par un amas plus important à l’endroit initial qu’il se fait attribuer. Le champignon déploie ensuite de multiples « bras » de manière à aller rejoindre les différents éléments suscitant son intérêt. À mesure que le temps s’écoule, les bras se font moins présents et des amas se forment aux points d’attraction.
Pour cet essai, sur la surface de la forme initiale, des points sont aléatoirement distribués de manière à profiler un chemin aléatoire, tel le physarum polycephalum. Le chemin étant déterminé, les bras se voient être attribués une épaisseur selon leur degré de connexion. Plus les connexions sont importantes, plus la ligne sera épaisse.
Le resultat se caractérise par une importante démarcation entre la forme initiale et les chemins résultants. Afin d’en faire un tout, la membrane de la forme initale vient se fusionner avec la forme créée par les chemins des agents.
Unité de base répétée
Cheminement du physarum polycephalum
Reprise du principe de cheminement, Rhino + Grasshopper
Agents sur la membrane
Membrane incluant les agents
Indépendants
Ce dernier essai vient reprendre les principes des agents sensibles et dépendants sur différents aspects qui les caractérisent.
Pour les agents sensibles, c’est l’aspect de légèreté et de perméabilité du résultat qui est repris. Pour les agents dépendants, c’est l’amas initial important qui donne le coup d’envoi et le parcours des agents qui est considéré.
Dans les deux cas précédents, les agents étaient influencés par un élément extérieur. Dans ce cas-ci, l’agent agit seul. Il se déplace à sa guise sans être perturbé.
Le resultat se caractérise par une importante démarcation entre la forme initiale et les chemins résultants. Afin d’en faire un tout, la membrane de la forme initale vient se fusionner avec la forme créée par les chemins des agents. Cependant, les agents sont également déployés à un endroit précis et leur chemin suit la forme initiale de base. L’idée est d’obtenir une cellule pouvant s’accrocher à ce qui l’entoure et pouvoir y demeurer malgré les intempéries.
L’aspect aléatoire du parcours des agents donne plus de réalisme au résultat final.
Unité de base répétée
Module répétitif, Unité de base: Volume 3D
Agents, Sensibles
