Tour Urbach, un démonstrateur de bâtiment de 14 m de haut avec des composants CLT à haute courbure produits à l'aide d'une technologie de fabrication à auto-formage. Crédit :ICD/ITKE Université de Stuttgart
Une équipe de chercheurs du Laboratoire Matériaux Cellulose &Bois et de l'Institut des Matériaux de Construction, ETH Zurich en Suisse et l'Université de Stuttgart, en Allemagne, a découvert que la modélisation de la contraction du bois pendant le séchage peut être utilisée pour créer des structures courbes. Dans leur article publié dans la revue Avancées scientifiques , le groupe décrit leurs simulations et une structure de test qu'ils ont construite en utilisant leurs idées.
Comme le notent les chercheurs, complexe de fabrication, les objets en bois en forme de courbe consomment beaucoup d'énergie et produisent beaucoup de déchets. En effet, les machines sont généralement utilisées pour couper ou meuler les parties indésirables du bois. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont trouvé un moyen de tirer parti de la capacité naturelle du bois à absorber et à libérer l'humidité pour créer des structures similaires.
Le bois absorbe l'humidité puis la restitue, conduisant souvent à un gauchissement - des tables et des chaises bancales en bois qui ont été exposées à une humidité élevée en sont une preuve suffisante. Dans le processus de fabrication, cette capacité est considérée comme un problème à surmonter. Mais l'équipe en Suisse a pensé que cela pourrait aussi être un avantage s'il était utilisé d'une certaine manière.
Les chercheurs ont commencé avec l'idée qu'il devrait être possible de prédire la façon dont le bois se déforme et de combien. Pour savoir si c'était le cas, ils ont créé des simulations informatiques qui tenaient compte de facteurs tels que le type de bois et la quantité d'humidité qu'il contenait. Ils ont ensuite pensé que s'ils pouvaient faire plier de nombreux morceaux de bois de manière prévisible en utilisant uniquement leurs tendances naturelles de gauchissement, ils pourraient les utiliser pour créer les formes souhaitées. Ils ont créé des modèles informatiques de planches de bois faites de différents types de bois et les ont exécutés à travers des périodes humides et sèches simulées. Les chercheurs rapportent que leurs modèles ont montré qu'il devrait être possible de créer des structures courbes complexes sans recourir à l'usinage. À cette fin, ils ont conçu une structure de 14 mètres qu'ils ont surnommée la tour Urbach, puis l'ont construite sur un site réel en Allemagne.