Des architectes pris dans la toile

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Les araignées dotées de superpouvoirs ouvrent aujourd’hui les portes d’un nouvel imaginaire aux architectes et aux ingénieurs qui se sont engagés sur la voie du biomimétisme. La structure en toile d’araignée permet d’envisager des bâtiments à la fois robustes et aériens et rapides à monter grâce à la préfabrication tout en mobilisant le moins de matière possible.

Couverture des principales installations sportives du Parc olympique de Munich, Frei Otto,
Munich, Allemagne.

Provoquant l’effroi ou le dégoût pour une partie de nos congénères, l’araignée est capable d’une ingénierie complexe que l’on peut transposer dans la construction de bâtiments. Les fils produits par ces arachnides font preuve de propriétés impressionnantes. Le fil de toile d’araignée d’une légèreté incroyable possède une élasticité et une solidité à toute épreuve : 30 fois plus résistant que l’acier, 10 fois plus robuste que le Kevlar. La soie d’araignée est donc l’un des matériaux dont la résistance à la rupture en traction est la plus élevée que l’on connaisse. Sur une toile, chaque fil a la capacité d’absorber de grandes quantités d’énergie sans se briser, comme lors de l’impact avec un insecte volant, par exemple. Il est en mesure de s’allonger de 40 % avant de se rompre. De surcroît, il peut se contracter à l’extrême en réduisant sa longueur au contact de l’eau et s’enorgueillir d’être complètement biodégradable.

Les toiles tissées ressemblant à des voiles reposent généralement sur des bouts d’herbe ou sur les bords des buissons et peuvent atteindre une taille considérable. Elles sont étirées par des fils de support verticaux, disposés au-dessus et en dessous. De fait, elles s’apparentent à un tissu tendu que l’on accrocherait à des piquets ou à des mâts.

L’architecture de la tension

Les architectes utilisent des câbles d’acier à la place des fils d’araignée et réalisent des toits dont l’ossature légère est recouverte d’une fine membrane. Celui par qui tout a commencé se nomme Frei Otto (1925-2015) ou « l’Architecte de la tension », lauréat du Pritzker Prize (2015). Il a été l’un des premiers à s’aventurer dans le domaine des structures tendues. « Son travail de pionnier sur les structures légères que l’on peut adapter et changer et qui utilisent avec soin les ressources est aussi valable aujourd’hui qu’il l’était il y a soixante ans », a déclaré Thomas Pritzker.

En 1964, Otto fonde l’Institut pour les structures légères à l’université de Stuttgart. Toujours en avance sur son temps, il utilise la conception assistée par ordinateur pour concevoir des structures tendues biomimétiques. Il en fera sa marque de fabrique.

Nouvelle Foire commerciale de Milan,
Massimiliano et Doriana Fuksas, Milan, Italie.

À l’Exposition universelle de 1967 à Montréal (Québec), le public international découvre une structure moderne de verrière tendue, imaginée par Otto en collaboration avec l’architecte Rolf Gutbrod. Il s’agit du pavillon de l’Allemagne de l’Ouest, d’une surface de 8 000 m², recouvert d’une membrane textile opalescente: un toit en toile de tente fait de bâches polyester recouvertes de PVC, suspendu par des câbles et des mâts métalliques. Personne avant eux n’avait proposé un bâtiment avec des structures en nappes de câbles.

Le pavillon illustre tout le potentiel de la technologie et de la préfabrication au service d’une architecture plus légère qu’une charpente traditionnelle. On peut désormais couvrir une plus grande aire avec le moins de matière possible. De plus, un toit en membrane est moins destructeur s’il s’écroule ou s’il est arraché brutalement. Sensible aux conséquences de l’empreinte humaine et du coût financier de la construction conventionnelle, Frei Otto s’est fait l’apôtre de la construction de bâtiments temporaires faciles à assembler, à démonter et à recycler. L’assemblage du pavillon allemand de Montréal n’a d’ailleurs nécessité que 6 semaines.

L’origine de la fascination d’Otto pour les structures tendues et la conception nécessitant peu de ressources remonte à ses expériences pendant la Seconde Guerre mondiale. Enrôlé dans la Luftwaffe en tant que pilote, Otto a été capturé et emprisonné dans un camp de prisonniers de guerre près de Chartres, en France, où il a travaillé à la construction d’abris en forme de tentes pour d’autres prisonniers en utilisant les moyens matériels limités à sa disposition. On se souvient également de la membrane transparente qu’il avait réalisée (1972) pour coiffer le stade de Munich, en collaboration avec l’architecte Günter Behnish. La transparence de ce toit doit être interprétée comme un symbole de légèreté́ et d’ouverture dans un contexte où les Jeux olympiques d’été en Allemagne témoignaient de la rupture avec la période nazie (1936).

Elytra Filament Pavilion, Achim Menges avec Moritz Dörstelmann, Victoria and
Albert Museum, Londres, Angleterre.

La structure en câbles d’acier peut être remplacée par des poutres en acier et la membrane par des carreaux de verre comme au centre commercial de Fiera Milano à Milan (Italie), réalisé en 2005.

L’architecte romain Massimiliano Fuksas a dessiné un bijou architectural aux structures suspendues. Les immenses façades des pavillons en verre et en acier inoxydable ne manquent pas de capter le regard du visiteur. Au-dessus de cet espace se trouve l’immense couverture, la Vela. Un « voile » en verre qui ondule sur près d’1,5 km le long d’un parcours central reliant les différents pavillons. Véritable défi pour les concepteurs du projet, la Vela est composée de 100 000 pièces différentes. Pas une seule plaque de verre n’est identique à une autre, chacune ayant dû être testée en soufflerie.

Pour finir, un dôme imposant en forme d’onde océanique, de 36 m de haut, couvre le grand hall et la salle de conférence du centre de services.

On pourrait citer d’autres grands noms de l’architecture qui se sont piqués au jeu, comme Kenzo Tange (gymnase olympique de Tokyo, Japon) ou encore Shigeru Ban (Centre Pompidou-Metz), Achim Menges (Elytra Filament Pavilion, Victoria and AlbertMuseum, Londres, Angleterre), Roberto Ferreira (stade Ciudad de La Plata, Argentine) etc. Autant de talents stimulés par le travail des chercheurs pour qui les fonctions et les formes qui s’inspirent du vivant sont beaucoup moins impactantes et plus esthétiques que la moyenne des constructions.

virginie speight