D'une simple pression sur un bouton, Les chercheurs de l'ETH tricotent un textile qui sert d'élément de mise en forme principal pour les coques en béton incurvées. Ils ont maintenant utilisé la nouvelle technologie pour créer une structure en béton de cinq tonnes pour une exposition à Mexico.

Le cœur de la coque en béton incurvé de quatre mètres de haut est tricoté. Le coffrage de la structure est un textile soutenu par un treillis métallique en acier. Le prototype KnitCandela marque la première application que cette technologie est utilisée à l'échelle architecturale. La structure est un hommage à l'architecte hispano-mexicain Felix Candela (1910-1997) et une collaboration avec Zaha Hadid Architects Computation and Design Group (ZHCODE), et Architecture extrapolée (R-Ex).

Un coffrage de 55 kilogrammes pour 5 tonnes de béton

La technologie a été développée à l'ETH Zurich. Suivant un modèle généré numériquement, une machine à tricoter industrielle a réalisé le coffrage du coffrage de la structure coque :en 36 heures, il a tricoté un entièrement en forme, textile 3-D double couche composé de quatre longues bandes. La couche inférieure forme le plafond visible - une surface conçue avec un motif coloré. La couche supérieure contient des manchons pour les câbles du système de coffrage et des poches pour les ballons simples, lequel, après que toute la structure soit revêtue de béton, deviennent des espaces creux qui permettent d'économiser sur les matériaux et sur le poids. La fabrication d'un coffrage pour une structure aussi complexe sur le plan géométrique en utilisant des méthodes conventionnelles coûterait sensiblement plus cher en temps et en matériel.

Dans la cour intérieure du musée, le coffrage tricoté a été tendu entre un cadre de délimitation temporaire et pulvérisé avec un mélange de ciment spécialement formulé. Cette couche initiale n'avait que quelques millimètres d'épaisseur, mais suffisant pour créer un moule rigide; une fois durci, du béton fibré conventionnel a été appliqué.

Le tricot a été apporté à Mexico dans deux valises, comme des bagages enregistrés normaux. Le tricot ne pèse que 25 kilogrammes et le filet torsadé environ 30. Tendu entre le cadre de délimitation, ils supportaient plus de 5 tonnes de courbes en béton.

Le tricot est la nouvelle impression 3D

La technologie à l'origine de KnitCandela a été développée par Mariana Popescu et Lex Reiter dans le cadre du projet de recherche du Centre national suisse de recherche (NCCR) en fabrication numérique. Mariana Popescu est doctorante avec Philippe Block, Professeur d'architecture et de structure à l'ETH Zurich, tandis que le doctorant Lex Reiter étudie avec Robert Flatt, Professeur de Chimie Physique des Matériaux de Construction.

Les recherches de Popescu montrent que l'utilisation de textiles tricotés dans des applications architecturales réduit le matériel, travail et gaspillage, et simplifie le processus de construction pour les formes complexes. Matthias Rippmann, chef de projet pour KnitCandela et chercheur senior dans le Block Research Group, déclare :« Il n'a fallu que cinq semaines entre le travail initial et l'achèvement – ​​beaucoup moins de temps que si nous utilisions une technologie conventionnelle.

KnitCandela représente également une évolution du système de formage flexible développé pour le toit HiLo :une double courbure, structure en béton à coque mince développée par le Block Research Group pour le bâtiment de recherche et d'innovation de l'Empa NEST en 2017. Pour KnitCandela, les chercheurs de l'ETH ont produit la coque tricotée en une seule fois, alors que la coque de HiLo était constituée d'un réseau de câbles en acier et d'un textile cousu.

Popescu déclare :« Le tricot offre un avantage clé :nous n'avons plus besoin de créer des formes en 3D en assemblant diverses pièces. Avec le bon modèle de tricot, nous pouvons produire un coffrage flexible pour toutes sortes de structures de coque, poches et canaux en appuyant simplement sur un bouton." Pour l'industrie de la construction, L'impression 3D est un sujet majeur. Philippe Block dit que, dans une certaine mesure, la méthode pionnière de son groupe est une nouvelle forme d'impression 3D, « seulement, cela ne nécessite pas un tout nouveau type de machine. Une machine à tricoter conventionnelle fera très bien l'affaire. »