Eponge Marine

Laura Bouyard,  Babaccar Fall

Processus: analyse de la mousse expansive

Nom du processus: Éponge marine. / Nature: Processus physique. / Paramètres: mousse, air. / Niveau de contrôle sur la forme: (voir ci-dessous les expériences: Expérience 1: en partie contrôlée (moule) / Experience 2: aléatoire (aucune contrainte appliquée) / Échelle: microscopique sur la surface, macroscopique à l'intérieur

Espaces générés: 
Bulles de différents volumes

Diversité des espaces créés: 

la porosité de la surface est due aux minuscules bulles (microscopiques), à l'intérieur de l'éponge, on retrouve différents volumes de bulles (macroscopiques)  par rapport à celles qui constituent la surface: petites, moyennes et grandes   

Qualités spatiales: 

À l'extérieur, on constate des cavités à des positions aléatoires sur la surface qui semble, à l'oeil, être lisse. Cela fait penser à des espaces centristes ayant une superficie considérable par rapport à de plus petits espaces entourant celle-ci. La positon de chaque cavité apparait comme étant centriste; elle sont entourées généralement de plus petites bulles. Ce sont des espaces créés par d'autres espaces plus petits, agissant comme une enveloppe.

À l'intérieur, la forme des espaces ressemble à ceux de l'extérieur. Cependant, l'échelle  des bulles change de microscopique à macroscopique. On peut ajouter que la structure est très légère, car même si elle parait dense, sa masse n'est pas élevée car ce ne sont que de l'air et des membranes ultra fines qui délimitent les cavités.

détail d'une structure d'éponge

Univers sémantique: 

1. Le Palais Bulles 1984,  architecte: Antti Lovag, lieu: Théoule-sur-Mer (voirci-dessous). Les grandes bulles font office de pièces tandis que les plus petites servent à des ouvertures.

Palais des bulles

Palais des bulles, le salon

Palais des bulles

2. Le centre national de natation de Pékin (J.O 2008), architectes autraliens 

PTW. Les bulles sont utilisés comme enveloppe. 

centre de natation de Pékin

Centre natation de Pékin

3. Departure Lounge, projet non-réalisé à Berlin architecte: Chris Bosse     

Transposition dans un projet architectural:

Facilité d'insertion dans un site : La mousse permet une certaine malléabilité selon la limite spatiale imposée, l'adaptation à un site que ce soit urbain ou rural ne changera pas la typologie d'espace mais la repartition des différentes bulles; cela implique un changement dans les volumes et la densité de bulles dans des lieux ayant un gabarit plus restreint.  La constructibilité : Selon l'utilisation; en façade et structure ou en espace (voir ci-dessous), le métal, le béton, le plastique sont utilisés. La construction nécessite des calculs complexes.

 
Experiences:

Experience 1

Nous imposons la forme qui sera rectangulaire, nous remplissons le moule avec la mousse puis nous le refermons. Le temps de séchage est de deux jours. Nous attendons de cette expérience la création de bulles, de petits espaces que nous étudieront ensuite à la loupe pour mieux comprendre les circulations entres eux et leurs formes.

Résultats expérience 1

La mousse n'a pas complétement pris la forme du moule, elle est lisse en surface. Nous faisons des coupes dans la maquette longitudinales et transversales afin d'étudier les différents petits espaces générés; sont ils plus ou moins larges, longs, selon telle coupe ou méthode de génération?

Il s'avère que les cavités générées sont allongées, pointues, pour cette expérience et elle se developpent vers le haut du fait de la pression du moule.

Experience 2

Nous avons fait un autre essai cette fois sans moule. Les cavités se développent vers les cotés et vers le haut.

On remarque que les plus grosses cavités sont rassemblées vers les bords et non pas éparpillées.

PHASE N°2, ADAPTATION DU PROCESSUS DE FORMATION DE L’ÉPONGE MARINE EN UN ÉLÉMENT DE MOBILIER

L’étude de la mousse expansive montre qu’elle  est faite d’air principalement et même si son aspect paraît dense, elle est en réalité très légère. De plus, ce matériau est utilisé comme isolant et lorsqu’il s’expend sans contrainte, une peau lisse se forme à la surface, rendant imperméable l’objet. Ces qualités peuvent être mises à profit pour du mobilier de jardin entre autres. La mousse sera juste une enveloppe recouvrant une structure qui portera le poids du corps et elle ne sera pas visible.

Essai 1: structure légère en bois

Ce premier essai fût un échec car la mousse est difficilement contrôlable en terme de forme, ainsi la structure initiale était noyée dans la mousse, même ci celle ci était appliquée en fine couche. Les paramètres de contrôle étaient faibles car la mousse pouvait s'expandre dans toutes les directions, la contrainte était donc quasi nulle.

Ceci nous amena à revoir la structure de manière à pouvoir davantage controler les formes produites. L'utilisation de plans horizontaux et verticaux nous a permit de réduire la part de hasard dans le developpement naturel de la mousse, car celle ci ne pouvait plus s'expandre que dans un sens, vers le haut, sans pour autant qu'on ait a la contraindre en surface, ce qui aurait modifié au rendu ses qualités d'imperméabilité en empechant la peau de se former correctement (voir phase 1, expérience 1 avec la boite et expérience 2 sans contraintes).

Structures de formes variées au 1/20e: plans, élévations, perspectives... sans la représentation de la peau en mousse

Application en maquette de la première structure au 1/10e

Sur cette coupe on peut donc voir la structure intérieure faite en carton craft et par dessus, comme une peau, la mousse composée d'air principalement, le rendu est très léger. La surface de la mousse est isolante, resistante aux intempéries.

Le contexte choisi est le parc de Versailles, dans lequel chaque été des artistes interviennent en introduisant de la sculpture ou autres; d'où la série de structures variées qui pourrait s'implanter dans ces lieux en plein air qui deviennent alors espaces d'exposition et créent une interaction avec les visiteurs.

.

LE NOMBRE D'OR

Criqui Claire
de Gastines Hugo
Neumann Laurène
Vaubourg Pierre




                                                                 Le nombre d'or




A/ Processus :
- Nom du processus : Phyllotaxie
- Nature : issu d'un processus naturel
- Paramètres : ordre dans lequel s'implante les feuilles sur la tige d'une plante.
- Nature de la forme : non controlâble et non aléatoire
- Echelle : macroscopique


B/ Espaces générés :
- Diversité des espaces : variable en fonction de la forme crée.
- Qualité spatiale : espace, lumière, s'adapte à l'environnement.
- Univers sémantique : la forme peut donner naissance à de nouvelles architectures. Un nouveau moyen de construire.

C/ Transposition dans un projet architectural
La forme peut s'adapter dans un site facilement.
En position horizontale, la forme peut devenir une passerelle ou une sortie de métro.
En position verticale, elle peut être un immeuble ou encore un "observatoire".

La forme peut être facilement constructible.

On choisit de garder la position horizontale, afin de créer une passerelle au dessus du jardin de la BNF.

1/ Choix de la forme

Il existe différentes façons de s’inspirer du vivant, notamment l’etude des principes de structuration de ses formes.

En effet, tout ce qui vit sur Terre dépend de son origine, de sa croissance et subit les événements de son environnement.

Nous avons donc décidé de nous pencher sur l’organisation du coeur du tournesol. 

Comme le montre schéma suivant, on trouve deux types de spirales, superposées : on a 34 spirales (dans le sens indirect) et 21 spirales (dans le sens direct).

Or 34/21 » 1,61905… » . On retrouve bien le nombre d’or.

2/ Processus de génération de la forme

La phylotaxie ou l'art de la disposition des feuilles sur une tige


La croissance de la plante forme deux séries de spirales tournant en sens contraire.
Intéressons nous à la formation de la plante.

Le primordium correspond à un embryon d’une partie d’une plante. Cela peut devenir selon les espèces : une écaille (pomme de pin), étamine (tournesol), une feuille… Ce sont à partir d’eux que sont formées les différentes spirales de la plante.

L’apex, région circulaire, constitue le point de départ des primordias, ils poussent ensuite en respectant un certain angle  qu'on appellera angle de divergence. L’intervalle entre les différentes graines est régulier.

Au fur et à mesure, les primordias sont déplacés vers la périphérie et éloignés de l’apex pour que de nouveaux primordias puissent prendre leur place.

Nous pouvons nous apercevoir que lorsqu’une plante pousse, elles respectent un angle de rotation constant : l’angle de divergence. Cet angle tend vers le nombre d’or.

Par ailleurs, les nombres de parastiches sont généralement des nombres successifs appartenant à la suite de Fibonacci.

3/ Expériences

1. Expériences sur les pommiers

On se propose d’étudier le nombre d’or sur des pommiers.

Lorsque l’on coupe une pomme dans le sens de son équateur, on découvre que les pépins sont disposés en étoile dans un polygone régulier.

Examinons la façon dont les feuilles sont placées par rapport à la tige, en nous limitant au cas où les feuilles sont dites alternes ou isolées : chaque feuille s’attache à la tige par un nœud donné. Les différents nœuds sont placés sur une sorte d’hélice qui s’enroule autour de la tige, qui est assimilable à un cylindre de section droite circulaire. On observe d’autre part que les nœuds sont à l’intersection de l’hélice et de cinq génératrices du cylindre, lesquelles rencontrent le pourtour de la section droite en des points qui sont quasiment les sommets d’un pentagone régulier.

Si partant d’un nœud quelconque (par exemple 1), on décrit l’hélice, le 1er nœud que l’on rencontre n’est pas sur la génératrice suivante (n°4), mais sur la génératrice qui vient encore après (ce nœud est donc le nœud 2 ) et ainsi de suite. En conséquence, les points 1, 2, 3, 4, et 5 de la section droite se présentent dans le même ordre que les sommets d’un pentagone étoilé .

Le nombre de feuilles rencontrées est en général un terme de la suite de Fibonacci. De même en progressant vers le sommet, comptons le nombre de tours que nous faisons. Ce nombre est aussi, en général un terme de la suite de Fibonacci.

Les nombres de Fibonacci se manifestent aussi dans la disposition des rameaux sur le pédoncule d’une plante au cours de son développement (voir schéma suivant) : la tige de la jeune plante donne naissance à deux nouvelles tiges lesquelles feront de même. En comptant le nombre de feuilles sur chaque plan horizontal, on y trouve, un nombre de Fibonacci. 

De plus, toute feuille, tout pétale se présente d’abord sous la forme d’un petit bourgeon. Les bourgeons apparaissent l’un après l’autre sur la tige. Chacun essaie de s’éloigner le plus possible du précédent pour avoir le maximum d’espace et de lumière. 

Nous décidons de planter les graines de la pomme afin de faire notre propre expérience. Tout d’abord nous les faisons germer dans du coton. Puis nous décidons de les répartir dans des pots différents:

- un pot témoin qui nous permettra de vérifier le nombre d’or.

- Nous avons vu précédemment que le nombre d’or se vérifie avec les nombres de Fibonacci. De plus, les bourgeons se développent en essayant de séloigner le plus des autres afin d’obtenir plus d’espace et de lumière. Nous décidons donc de priver le bourgeon de lumière dans un second pot afin d’obtenir un résultat différent.

- Dans un troisième nous décidons de rapprocher plusieurs bourgeons (en les attachant avec une ficelle). Ainsi nous pouvons examiner le développement de ces derniers.

Le pommier est un arbre qui pousse lentement, nous n’avons donc pas pu encore constater le résultat de nos expériences.

Pour avoir un résultat plus rapide, nous nous sommes intéressés à la croissance des lentilles.

2. Expériences sur les lentilles

DETAIL DE L‘EXPERIENCE : 

Matériel nécessaire : lentilles comestibles, coton, eau, petit récipient. 

1er jour :

    Nous plaçons du coton dans le fond de l’assiette.

    Nous arrosons avec un verre pour que le coton soit bien imbibé.

    Nous étalons les lentilles de façon à ce qu’elles soient suffisamment espacées pour une meilleure germination.  

2 ème jour : Nous remettons de l’eau sur le coton. Nous découvrons l’apparition de 

quelques lentilles fendues.

3 ème jour : Observation de quelques lentilles avec un petit germe blanc.

 4 ème Jour: Le coton devient marron et la germination s’étend sur un plus grand nombre de lentilles.

5 ème jour:  La pousse progresse d’environ un centimètre.

6 ème jour : Nous ajoutons à nouveau de l’eau sur le coton.  

Peu de changement quand à la germination. 

Les poussent grandissent de façon constante.

7 ème jour : Nous observons l’apparition de jeunes pousses vertes sur quelques lentilles. 

8 ème à 10 eme jour : Les tiges vertes grandissent de plus en plus rapidement. On constate que les pousses peuvent prendre jusqu'à 3 cm par jour.

Les tiges vertes grandissent de plus en plus rapidement. On constate que les pousses peuvent prendre 

jusqu'à 3 cm par jour.

Nous observons cependant que l’évolution de la germination dépendra de la lumière et de la chaleur de la pièce. En effet les lentilles qui ont été directement exposées à la lumière du soleil ou au contraire celles qui ont grandi dans l’obscurité ne se développent pas de la même façon.

On décide de calculer le rapport : 

Distance (bas de la tige - troisième bourgeon) / Distance (bas de la tige - premier bourgeon).

Sur la lentille témoin le rapport est vérifié, on trouve le nombre d’or. Par contre pour les lentilles ayant grandi à l’obscurité, le rapport n’est pas vérifié.

4/ Maquette

En plus, des expériences que l’on a pu mener sur les végétaux, nous avons décidé de réaliser une maquette afin de reproduire le processus de génération de la forme dans le tournesol.

 - 1 : Nous décidons de reprendre le nombre d’or à la base 

de la maquette.

- 2 : Puis nous reprenons les spirales présentes dans le

tournesol pour avoir une base.

- 3 : Nous décidons ensuite de nous éloigner du nombre d’or et 

donc de ne plus respecter, l’angle d’or pour avoir une forme

plus intéressante à étudier. Une forme plus libre et non figée.

Lorsque nous décidons d’appliquer nous même des contraintes sur la forme, cela nous permet de symboliser la croissance des plantes. En effet, la croissance de la plante est pas la même selon la saison, sa situation, son environnement... Chaque déformation a été réfléchi afin d’obtenir un résultat cohérent.

Si l’on continuait cette forme nous pourrions élaborer une architecture comme une passerelle ou une sortie de métro (si la maquette est horizontale) ou encore un immeuble (si la maquette est verticale).

5/ Conclusion

Le nombre d’or nous a permis de suivre l’évolution de certaines formes dans la nature comme le tournesol et de comprendre le processus de formation de ce dernier.

Nous sommes parvenus à mettre en évidence lors de nos diverses expériences que le nombre d’or est «essentiel» pour la croissance des végétaux et qu’il tient une place importante pour le bon développement des végétaux.

Lors de la recherche au niveau de la maquette, nous avons essayer de maîtriser une forme. Et obtenu une structure plus ou moins résistante. La base de la maquette, conçue avec le nombre d’or est plus résistante. 

On peut alors se demander si le nombre d’or induit des proportions que l’on pourrait qualifier de parfaites?

Avec plus de temps nous aurions pu étudier un autre processus qui utiliserait le nombre d’or et comparer avec les résultats trouvés.

Travail sur la toile d'araignée,

 technique du tissage 

Vidéo : Explication en image de la technique dont l'araignée tisse sa toile : 





L'araignée lance d'abord un premier fil de soie dans le vent à partir d'un point élevé. S'il s'accroche quelque part, elle le tend le plus horizontalement possible. Elle parcourt ce fil en trainant un nouveau fil détendu qu'elle attache au bout du premier. Ensuite, elle retourne jusqu'au milieu du fil détendu et descend jusqu'à un troisième point d'ancrage en créant donc un troisième fil, vertical cette fois. Ces trois points forment un Y du centre duquel elle fait partir des fils "en rayon" qui vont lui permettre de localiser ses proies. Elle parcourt ensuite la toile en spirale du centre vers l'extérieur pour solidariser l'ensemble puis enfin elle commence à produire une soie collante et revient sur ses pas en dévorant le premier cadre spiralé qu'elle remplace par celui qui servira à piéger les proies. Le tissage d'une toile prend en général moins d'une heure.

 Ressemblance et aspect :

Tout d'abord nous avons essayé de reproduire une structure qui aurait l'aspect d'une toile d'araignée n’intégrant pas la technique du tissage.
Durant la première expérience (photos colonne de gauche), nous avons mis un collant en tension (recherche de l'aspect quadrillé) avec l'aide de poteaux (ici représentés en bois). 
La seconde expérience (photos colonne de droite) reste dans le même domaine, celui de la reproduction de la forme. C'est avec un pistolet à colle que nous avons reproduit la texture de la toile d'araignée.

Technique :

Nous avons essayé de reproduire ce tissage avec la même technique que la vidéo, nous nous sommes heurtés à quelques difficultés (au niveau des points d'attaches par exemple).

Utilisation du nylon de 0,1 de diamètres afin de tisser une toile avec la même technique (vu sur la vidéo ci dessus) en faisant partir les fils d'un objet du quotidien (passoire par exemple). 
La forme étant difficile à reproduire car la tension est difficile à gérer.

On a pu constater que la solidité des toiles d'araignées s'expliquent principalement par l' exceptionnelle résistance des fils à la traction.

Afin de comprendre comment la courbe représentant le rapport entre force et déformation de la toile d'araignée (jouant un rôle important dans la solidité), la compréhension de la construction de ces toiles est nécessaire.

Souvent elles sont faites de 2 types de fils : des fils en rayons et un fil qui fait une spirale au centre.

Espace :

Après avoir testé l'aspect et la technique, nous avons voulu créer un jeu d'espace, en jouant avec des effets d'ombres.

Nous avons donc découper du carton muséum en reproduisant la forme de la toile d'araignée afin de souligner l'espace et le jeu d'ombre qui se crée.

Construction architecturale à partir de la toile d'araignée :

Rassemblement des trois axes que nous avons essayé de développer dans nos différentes expériences  réunissant  :la ressemblance, l'aspect, la technique et l'espace de la toile. 

Création d'un pavillon qui est à la fois un lieu de passage et de repos.




                      


                      Inspiration de : Foire Hall à Milan




Correction et construction d'un pavillon tissulaire :

Essai de triangulation à partir de notre structure réalisé avec de la corde.
(tout en restant inspiré de la technique du tissage d'une toile d'araignée)

.

PAVILLON TISSULAIRE au parc de la Vilette :

Notre structure architecturale s'inspirant de la toile d'araignée est un pavillon implanté dans le parc de la Villette. Ce pavillon tient sur trois piliers principaux et deux piliers secondaires. La structure du toit reprend le modèle de construction d'une toile d'araignée. Cela forme une toiture en traction.
Le pavillon est à la fois un lieu de repos et un lieu de passage où des ouvres d'art extérieurs seront exposés.