Présentation maquettage 03 2015 v2

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Présentation des techniques de maquette et de prototypage rapide à L'ENSA-N.

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Présentation maquettage 03 2015 v2

  1. 1. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Maquettes et techniques de fabrication digitale D. Hanser // Février 2015 // ENSA_Nancy http://conceptmodel.tumblr.com/post/88505013422/archimodels-c-peter-eisenman-international Peter Eisenman | Diagrammatic model for the Virtual House competition | Berlin | 1997 CetteprésentationestplacéesouslalicencecréativecommonCCBY-NC-ND3.0FR
  2. 2. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Plan les différentes techniques de fabrication de maquettes à l’Ecole d’Architecture de Nancy 0.30 La maquette en architecture 0.30 Les procédés de fabrication digitale 0.30 La fabrication digitale à L’ENSA-N 0.20 Q&R 0.10 Exemples
  3. 3. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Evolution Le rôle de la maquette n’a jamais été figé L’absence du géométral et de l’unification des systèmes métriques conduit à utiliser les maquettes comme des ‘plans d’exécution’ Transmettre une idée Moyen âge Après l’invention du géométral la maquette prend un rôle de démonstration de la 3e dimension d’un projet Compléter Renaissance -> XIXe La généralisation du géométral et l’apparition de techniques de simulation conduit à de nouveaux usages Illustrer et simuler XXe Les technologies numériques permettent de nouveaux rapports à la maquette qui se voit adjoindre un double numérique Parcourir XXIe 3 http://www.hebiflux.com/blog/2008/06/27/la-visite-virtuelle-a-le-vent-en-poupe-cette-semaine-en-france/ http://fr.academic.ru/pictures/frwiki/77/Modèle_dôme_cathédrale_Florence.jpg http://image4.evene.fr/img/galerie/1_32.jpg http-//www.centrepompidou-metz.fr/une-architecture-unique/la-toiture
  4. 4. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy “ Vous devriez réaliser plus de maquettes ! “ Les usages contemporains La maquette est actuellement utilisée en architecture principalement pour servir 3 fonctions Dimension prospective Dimension séductrice Dimension démonstrative 4
  5. 5. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy La maquette de conception est un outil d’aide à la décision Elle permet de un travail de recherche spatiale et formelle Elle est volontairement simple et constituée de matériaux peu couteux Réflexion La maquette en architecture La maquette prospective comme outil de conception 5 http://evds.ucalgary.ca/files/evds/images/web_PROTYP_m_0.jpg http://evds.ucalgary.ca/files/evds/images/web_3D_m.jpg
  6. 6. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy La maquette de concours est un outil de mise en valeur du projet Elle permet de focaliser l’attention sur les caractéristiques les plus valorisantes du projet, en ce sens elle n’est pas nécessairement fidèle au projet Concours La maquette en architecture La maquette comme outil de séduction 6 http://i.kinja-img.com/gawker-media/image/upload/t_original/ph3q1yabiz5jbirsiion.jpg http://i.kinja-img.com/gawker-media/image/upload/t_original/rwbclydvo5akyxpcuccv.jpg
  7. 7. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy La maquette peut servir à simuler des phénomènes physiques et/ou le comportement d’un structure Elle permet de valider un parti, démontrer la viabilité d’un choix ou rendre intelligible une pensée architecturale. Simulation La maquette en architecture La maquette comme outil de démonstration ou de validation 7 http-//www.irstea.fr/soufflerie-0 http-//www.urdesign.it/wp-content/uploads/2013/09/1-refuge-du-gouter-by-groupe-h.jpg
  8. 8. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Plan les différentes techniques de fabrication de maquettes à l’Ecole d’Architecture de Nancy 0.30 La maquette en architecture 0.30 Les procédés de fabrication digitale 0.30 La fabrication digitale à L’ENSA-N 0.20 Q&R 0.10 Exemples
  9. 9. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy “ si, si …vous devriez réaliser plus de maquettes ! “ Les outils La maquette est actuellement utilisée en architecture principalement pour servir 3 fonctions Dimension prospective Dimension séductrice Dimension démonstrative 9 Lien
  10. 10. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 10 Les techniques habituelles La technologie ne remplace pas les méthodes de maquette , elle les complète Les technologies ne viendront pas forcément supprimer les techniques habituelles de fabrication de maquettes. il reste encore aujourd’hui utile de se former à ces techniques. https://arrarch.files.wordpress.com/2013/03/img_2548.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/99/X-Acto-knife.jpg/800px-X-Acto-knife.jpg https://davidneat.files.wordpress.com/2013/02/scmm_spring2012.jpg
  11. 11. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 11 Procédé par soustraction 1/ Partir d’un matériau brut auquel l’on va enlever de la matière pour obtenir la forme souhaitée Dans cette famille d’outillages nous trouvons : - les fraiseuses à commande numérique - les tables de découpe à base de cutter - les tables de découpe laser - les systèmes de découpe à base de fil chaud. Ces technologies sont largement répandues dans l’industrie mais encore peu utilisées dans les école d’architecture car elles ont un coût élevé, une maintenance complexe et génèrent des nuisances. https-//encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn-ANd9GcTMLjJhHVlxR3P1QAinGnHeM8S75aZbpBMa-ZX0AIMDN4Fyirk8 http://img.nauticexpo.fr/images_ne/photo-g/table-decoupe-cnc-couteau-rotatif-chantier-naval-31985-3938719.jpg https://makezineblog.files.wordpress.com/2009/11/diylilcnc_wood.jpg?w=600&h=450
  12. 12. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 12 Procédé par soustraction 1/ Partir d’un matériau brut auquel l’on va enlever de la matière pour obtenir la forme souhaitée https://vimeo.com/9637985 Usinage CNC Un outil rotatif vient enlever de la matière dans un matériau brut fixé sur une table.
  13. 13. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 13 Procédé par soustraction 1/ Partir d’un matériau brut auquel l’on va enlever de la matière pour obtenir la forme souhaitée https://vimeo.com/48844643 Découpe laser Un faisceau laser vient frapper et bruler un matériau déposé sur une table.
  14. 14. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 14 Procédé par soustraction 1/ Partir d’un matériau brut auquel l’on va enlever de la matière pour obtenir la forme souhaitée https://www.youtube.com/watch?v=arjRtCjI9AQ&spfreload=10 Découpe laser Un faisceau laser vient frapper et bruler un matériau déposé sur une table.
  15. 15. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 15 Procédé par addition 2/ Partir d’un matériau en ‘vrac’ que l’on va former à la demande et au besoin Dans cette famille d’outillages nous trouvons : - les procédés de moulage - les techniques d’injection - les procédés d’impression 3D Ces technologies sont largement répandues dans l’industrie mais encore peu utilisées dans les école d’architecture. Parmi ces procédés, l’impression 3D par extrusion se développe du fait de son fable cout et des nuisances faibles qu’elle génère. http://imguol.com/2013/04/23/mestre-yoda-da-serie-star-wars-ganhou-uma-versao-roda-produzida-com-impressora-3d-a-peca-foi-exibida-no-evento-inside-3d-printing-por-dentro-da-impressao-3d-em-traducao-livre-realizado-em-nova-1366733264635_956x500.jpg http://www.3ders.org/images/fabclay-3d-printer-8.jpg http://www.aerko.com/wp-content/uploads/2014/04/8205.jpg
  16. 16. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 16 Procédé par addition 2/ Partir d’un matériau en ‘vrac’ que l’on va former à la demande et au besoin https://www.youtube.com/watch?v=jTjipJM8Bn0&spfreload=10 Laser sintering Un faisceau laser vient chauffer et fusionner des couches de poudre déposées successivement dans un bac mobile en hauteur. La forme finale est découverte une fois la poudre excédentaire enlevée.
  17. 17. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 17 Procédé par addition 2/ Partir d’un matériau en ‘vrac’ que l’on va former à la demande et au besoin https://www.youtube.com/watch?v=6O34Lq1GqQY&spfreload=10 Stereolithographie Un faisceau Ultra violet vient frapper un bac de résine photosensible mobile.
  18. 18. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 18 Procédé par addition 2/ Partir d’un matériau en ‘vrac’ que l’on va former à la demande et au besoin https://vimeo.com/87862429 Fused Deposition Modelling
  19. 19. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 19 Procédé par addition 2/ Partir d’un matériau en ‘vrac’ que l’on va former à la demande et au besoin Fused Deposition Modelling Exemple du projet Kickstarter LIX, stylo de dessin 3D à base de dépose de fil Lien https://vimeo.com/90314569
  20. 20. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Les nouvelles technologies ouvrent la possibilité de créer des boucles de conception plus rapides. Ces nouveaux outils ouvrent des possibilités de recherches de formes et de solutions innovantes. Recherche Dans les agences Le prototypage rapide et l’architecture 20 https://tlcdarchitecture.files.wordpress.com/2014/12/tlcdlasercutter_centerpieces.jpg?w=1024&h=682 https://vimeo.com/116176966
  21. 21. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 21 Le prototypage rapide et l’architecture Dans les laboratoires de recherche Fiber Syntax | RobArch 2014 Workshop Video as part of the Fiber Syntax Workshop that Moritz Dörstelmann, Ondrej Kyjanek and Marshall Prado gave at the 2014 Robots in Architecture Conference in Ann Arbor https://vimeo.com/95914865
  22. 22. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 22 Le prototypage rapide et l’architecture Dans les laboratoires de recherche Pet Flakes - Rob|Arch 2012 Video Contribution Pet Flakes / Plastic Architecture by Akram Ahmed, Christiana Vlanti, Theodor Grousopolos, Pavlos Bakagiannis This video was accepted as a video contribution to Rob|Arch 2012 - the first international conference on robotic fabrication in architecture, art, and design - hosted by the Association for Robots in Architecture. https://vimeo.com/95914865
  23. 23. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 23 Le prototypage rapide et l’architecture Dans les laboratoires de recherche Flight Assembled Architecture/ Architectures volantesFRAC Centre Orléans 02.12.2011-19.02.2012 A project by Gramazio & Kohler and Raffaello d'Andrea in cooperation with ETH Zurich https://vimeo.com/33713231
  24. 24. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Plan les différentes techniques de fabrication de maquettes à l’Ecole d’Architecture de Nancy 0.30 La maquette en architecture 0.30 Les procédés de fabrication digitale 0.30 La fabrication digitale à L’ENSA-N 0.20 Q&R 0.10 Exemples
  25. 25. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy La découpe laser : Découper un motif en 2D dans un matériau D. Hanser // Février 2015 // ENSA_Nancy http://www.moma.org/learn/resources/library/council/eliasson
  26. 26. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Historique De la théorie des lasers à l’utilisation grand public Albert Einstein theorized the principle of a laser, when he described his theory of stimulated emission. La théorie 1917 Peter Houldcroft used an oxygen assist gas to cut 1mm thick steel sheet with a focused CO 2 laser beam. 300W slow flow CO 2 1967 The first commercially available moving optics CO 2 laser cutting system, was probably supplied by Laser Work AG of Switzerland Débuts commerciaux 1975 à la fin des années 1990 de nombreuses sociétés proposent des solutions de découpe laser. Il existe même une variante OpenSource : le Lasersaur systèmes ‘grand public’ 2000 26 http://www.twi-global.com/technical-knowledge/published-papers/in-the-beginning-the-history-of-laser-cutting-october-2002/ http://www.ehow.com/about_6391803_history-laser-cutting.html http://www.lasersaur.com
  27. 27. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 27 La technologie La découpe laser Les machines de découpe laser répandues dans les écoles d’architecture utilisent un générateur de laser CO2 d’une puissance avoisinant le plus souvent les 1KW. Le laser est produit dans un résonateur (Ci- dessus) et se trouve focalisé sur la pièce à découper (ci-contre). Il s’agit d’un système optique il en a donc les propriétés. - Point focal - Utilisation de miroirs - Fragilité relative Attention, le laser produit un faisceau dans une gamme d’ondes invisibles pour l’oeil humain. La puissance restituée est assez importante pour causer des blessures sévères et des lésions oculaires irréversibles. http://en.wikipedia.org/wiki/Laser_cutting#mediaviewer/File:LaserCutter.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/d/dd/Diffusion-Cooled_Resonator.jpg
  28. 28. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy “ De la 2D oui mais de la 2D de qualité ! “ Découper une forme Comme tout outil industriel, la découpe laser ne tolère pas le flou Des fichiers au format .dxf dans le bon système métrique Le plus de ‘polylignes’ possibles Pas de doublons, il ne faut pas passer 2 fois au même endroit 28 détails sur : http://www.slideshare.net/damienhanser/rgles-dcoupe-laser-v2
  29. 29. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy L’impression 3D : technique FDM D. Hanser // Février 2015 // ENSA_Nancy uncommon chocolate // 3D Printed Chocolate City by Naoko Tone and Atsuyoshi Iijima http://www.swiss-miss.com/2007/08/uncommon-chocol.html? medium=HardPin&source=Pinterest&campaign=type367&ref=hardpin_type367
  30. 30. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Historique De la photosculpture à la dépose de fil Invention de la photosculpture en utilisant des appareils photographiques entourant un objet puis l’utilisation d’un pantographe pour restituer une sculpture François Willème 1860 Invention par Mitsubishi d’un photopolymère permettant de construire des objets par couches, principe utilisé par la stéréolythographie Un nouveau matériau 1972 Premier exemple d’outil utilisant la technique d’extrusion de matière plastique fondue. (Stratasys) Première imprimante FDM 1991 Le lancement du projet ReRap marque une nouvelle ère par la réduction drastique des coûts de production l’ère de l’open source 2005 30 http://www.avplastics.co.uk/3d-printing-history http://fr.wikipedia.org/wiki/François_Willème#mediaviewer/File:Schéma_explicatif_de_la_technique_de_la_photosculpture_-_La_Science_française_-_1897_-_page_293.png http://www.industryweek.com/emerging-technologies/history-3-d-printing-slideshow#slide-0-field_images-71422 http://reprap.org
  31. 31. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy 31 La technologie Le procédé d’extrusion et de dépose de couches Les machines grand public utilisant la technique FDM sont alimentées par un filament de plastique de diamètre normalisé. Ces machines ont un cout faible mais présentent le plus souvent des dimensions réduites. Le principe utilisé étant plutôt rudimentaire, la précision des machines grand public avoisine les 0.1 mm dans les trois dimensions. parmi les matières utilisables, il existe des bioplastiques (PLA) générant très peu de nuisances ce qui rend possible l’intégration de ces machines directement dans les espaces de conception. Il faut noter que le procédé est relativement lent ce qui encourage à valider convenablement les modèles 3D avant impression http://www.cs.cmu.edu/~rapidproto/students.03/rarevalo/project2/image001.jpg http://www.uni.edu/~rao/rt/fdm.gif
  32. 32. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Les usages Le marché de l’architecture est encore marginal (source 2013) 32 http://www.technologyreview.com/sites/default/files/images/3d.printing.growth.chart_.1x519_0.png
  33. 33. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Les usages Une diffusion quasi exponentielle de la technologie 33 http://blogs-images.forbes.com/louiscolumbus/files/2014/12/forecast.jpg
  34. 34. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Les usages Technologie en plein ‘Hype effect’ (Source Gartner 2014) 34 http://www.gartner.com/imagesrv/newsroom/images/hc-3d-printing.png
  35. 35. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy “ Modélisez et rappelez vous de vos cours de géométrie ! “ Imprimer une forme L’impression 3D réclame une géométrie irréprochable Le modèle doit être sans trous, même très petits Pensez à découper vos modèles en plusieurs morceaux Rien de magique, il faut de la 3D en entrée ! 35 Lien
  36. 36. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Imprimer une forme L’impression 3D réclame une géométrie irréprochable Exemple : Volume non clos, faces internes, doubles surfaces, … 36 Lien
  37. 37. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Fabrication d’une maquette La fabrication en une seule pièce pose quelques contraintes 37 Lien
  38. 38. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Fabrication d’une maquette Il vaut parfois mieux découper son modèle en parties pour éviter d’utiliser trop de matière de support 38 Lien
  39. 39. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Plan les différentes techniques de fabrication de maquettes à l’Ecole d’Architecture de Nancy 0.30 La maquette en architecture 0.30 Les procédés de fabrication digitale 0.30 La fabrication digitale à L’ENSA-N 0.20 Q&R 0.10 Exemples
  40. 40. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples D. Hanser // Février 2015 // ENSA_Nancy
  41. 41. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples PFE 2013-2014 41 Lien
  42. 42. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples PFE 2013-2014 42 Lien
  43. 43. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples PFE 2013-2014 43 Lien
  44. 44. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples PFE 2013-2014 44 Lien
  45. 45. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples PFE 2013-2014 45 Lien
  46. 46. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples CFD 2014-2015 Grille en fer forgé Art Nouveau reproduite au 1/20e 46 Lien
  47. 47. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples CFD 2014-2015 47 Lien
  48. 48. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples CFD 2014-2015 48 Lien
  49. 49. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples CFD 2014-2015 49 Lien
  50. 50. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples CFD 2014-2015 50 Lien
  51. 51. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples CFD 2014-2015 51 Lien
  52. 52. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples CFD 2014-2015 52 Lien
  53. 53. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples CFD 2014-2015 53 Lien
  54. 54. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples CFD 2014-2015 54 Lien
  55. 55. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples CFD 2014-2015 55 Lien
  56. 56. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples CFD 2014-2015 56 Lien
  57. 57. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples CFD 2014-2015 Création de cales pour la réalisation d’une maquette découpée 57 Lien
  58. 58. 01 D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Exemples CFD 2014-2015 58 Lien
  59. 59. D.Hanser//Février2015//ENSA_Nancy Plan les différentes techniques de fabrication de maquettes à l’Ecole d’Architecture de Nancy 0.30 La maquette en architecture 0.30 Les procédés de fabrication digitale 0.30 La fabrication digitale à L’ENSA-N 0.20 Q&R 0.10 Exemples

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