A propos de la robotique architecturale
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Notes de l'éditeur
- Bonsoir à tous, je m’appelle Thibault Schwartz. Je suis architecte et programmeur, co-fondateur de la société HAL Robotics, basée à Londres. Nous proposons des services d’intégration logicielle pour la simulation et le pilotage de machines, et nous sommes spécialisés dans l’édition d’interfaces utilisateurs naturelles pour la robotique collaborative.
- A travers cette courte présentation, je vais tenter d’expliquer d’où vient cet intérêt pour la robotique qui est désormais partagé par de nombreux architectes, comment il s’est développé ces dernières années - notamment avec notre aide, et je finirai avec quelques pistes actuelles qui me semblent être encourageantes pour l’évolution de l’architecture et de la construction.
- Jusque dans les années 70, les traditions architecturales était régulièrement mises à l’épreuve par l’inventivité de concepteurs qui partageaient un intérêt pour l’architecture mais également pour les matériaux, pour leur procédés de transformation en composants constructifs, et pour la morphologie structurale qui permettait d’envisager de nouvelles méthodes de répartition de ces composants.
- Ces approches expérimentales avaient en commun une recherche du juste équilibre entre artisanat, production industrielle, et esthétique novatrice, mais étaient plus que tout motivées par un désir d’économie totale: économie de matériaux, de coût, de poids, de moyen de mise en œuvre, découlant naturellement d’une vision globale des problèmes de conception et de fabrication de l’architecture.
- Il va sans dire que les enjeux actuels liés à la construction durable auraient tout intérêt à être problématisés de façon similaire, malheureusement la plupart des architectes en ont décidé autrement en s’empressant d’adopter la panoplie de cache-misères techniques fournis par l’industrie du bâtiment, a grand renfort de visuels mièvres et verdâtres, saupoudré de mauvaise 3D.
- Toutefois, il semblerait que le désir d’exploration systématique des années 70 soit de retour. Après une longue période d’errance technique liée à la découverte des outils informatiques, une nouvelle génération d’architectes commence à se mettre à la page: ils apprennent à lire et à écrire des programmes, à s’intégrer et à participer au contexte technologique contemporain.
- La bonne nouvelle, c’est qu’en sachant lire et écrire - et avec internet comme salle de classe - on peut aussi apprendre à contrôler ces même machines qui fabriquent la plupart des choses que l’on consomme et que l’on utilise au quotidien: ces machines qui travaillent pour nous depuis 35 ans et à qui l’on peut parler, ce sont les robots industriels. Ce soir je parlerai plus précisément des bras articulés.
- Les robots sont, à la différence des machines spéciales, des équipements génériques dont la fonction se résume à évoluer dans l’espace avec une certaine liberté. Un robot ne fait rien d’autre que bouger, donc en fonction de l’outillage avec lequel on équipe la machine, le manipulateur perd une partie de sa neutralité: il devient robot d’usinage, ou de manutention, etc.
- L’intérêt pour les architectes est alors évident: grâce à leur relative neutralité, les robots sont des outils permettant d’interagir librement avec l’espace, tout en gardant un lien constant avec les caractéristiques de conception et de réalisation du projet. Leur utilisation permet donc de produire non seulement des objets mais aussi des procédés de fabrication et d’assemblage.
- En partant de cette logique, j’ai commencé à intégrer systématiquement la robotique dans mes projets dès 2011, grâce à l’agence EZCT Architecture & Design Research, ici à Paris, où j’étais alors en stage et qui s’était déjà équipée à l’époque. J’ai commencé par le biais de différents prototypes utilisant le polystyrène expansé comme matériau structurel pour la réalisation d’habitations économiques.
- C’était d’ailleurs le sujet de mon diplôme, dans le cadre duquel j’ai tenté de pré-fabriquer et de construire une micro-maison à 1000€ en 10 jours avec ce petit robot. La structure était une coque dont la morphologie et la subdivision étaient contraintes par l’enveloppe cinématique de la machine et mon stock limité de matériau. Le délai était un poil trop court au final, mais j’avais respecté mon budget pour pouvoir finir plus tard.
- En parallèle de ces premiers travaux, j’ai commencé à distribuer mes outils sur internet, pour aider à la démocratisation de ce type d’expérimentations. L’accueil a tout de suite été favorable dans de nombreuses universités qui étaient équipées de machines, mais qui n’arrivaient pas à s’en servir. Cela fait bientôt 4 ans que j’enrichie cette suite d’outils, qui est devenu un standard dans ce domaine de recherche.
- Cet intérêt pour la robotique est en effet encore cantonné au milieu académique pour le moment, où certaines écoles commencent notamment à proposer des Masters spécialisés. Après mon diplôme, je suis donc parti enseigner dans plusieurs pays pour répondre à la demande grandissante de formation sur ce sujet. A noter que malheureusement, les écoles Françaises ont déjà pris un retard de 10ans sur tout ça.
- Lors de ce pèlerinage pédagogique si je puis dire, j’ai tenté de partager cette motivation que j’ai pour la recherche de méthodes constructives par la fabrication. Ici, un exemple d’atelier d’une semaine de découverte des structures réciproques, où nous avons réalisé une voûte d’Abeille de plus de 3m de diamètre avec des composants programmés sur mathematica et fabriqués avec un petit robot.
- Une fois formés, les étudiants peuvent prendre contrôle de ces machines et commencer à développer leur propres procédés. Ici un projet d’un groupe d’étudiant de UCL que nous avions l’année dernière avec Philippe Morel et Guan Lee, et qui ont développé un système d’impression 3D d’argile pour la réalisation de moules recyclables pour des éléments en béton.
- Equiper les ateliers et les salles de classes des écoles avec des machines industrielles invite les enseignants à participer activement à ces recherches, et d’aller plus loin en termes de complexité et d’échelle de projet. Cela permet également d’aller au-delà des restrictions d’un enseignement technique optionnel, et de placer justement la robotique au cœur du projet architectural.
- Les architectes et les ingénieurs ne sont pas les seuls acteurs du bâtiment à avoir un intérêt à s’approprier ces outils. Les artisans, les compagnons, ont en effet la possibilité de renforcer leur capacité de production par le biais de la robotique. Mais cela requiert une large refonte des systèmes de contrôle machine, et le développement d’interfaces intuitives et naturelles. Ce qui est devenu mon activité principale.
- Après ces quelques années d’essaimage, les architectes commencent à prendre en main ces technologies et à imaginer de nouvelles façon de construire. Il y a encore beaucoup à faire: nous commençons juste à découvrir les possibilités que la robotique nous offre. Dans un soucis de cohérence, j’aimerai que ces recherches nous aident à nous rapprocher de vraies solution constructives durables.
- Aujourd’hui les quelques milliers de lignes de code de mon diplôme ont bien voyagés, et ont permis a plusieurs milliers d’étudiants et d’enseignants de s’initier à la robotique. Malheureusement, un effort majeur est encore à produire en France pour accompagner ces explorations, car pour le moment il faut s’exiler pour avoir une chance de travailler sur ces questions.
- Je vous remercie de votre attention.