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Source: АrсhDаilу

Surmonter les défis du design grâce à la technologie : Musée du futur à Dubaï

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Haut de 78 mètres, le Musée du futur (MOTF) est loin d’atteindre la célèbre ligne d’horizon de Dubaï, qui comprend des gratte-ciel comme l’incomparable Burj Khalifa – la plus haute tour du monde. Cependant, avec sa forme audacieuse et sa façade saisissante illuminée par plus de 14 000 mètres de calligraphie arabe, il réussit certainement à prendre sa place parmi les bâtiments les plus emblématiques de la ville. Le projet primé de Killa Design et Buro Happold, décrit par beaucoup comme « le plus beau bâtiment du monde », a ouvert ses portes en février 2022 dans le quartier financier de Dubaï. Sur une superficie bâtie totale de 30 000 m², il abrite des espaces d’exposition d’idéologies, de services et de produits innovants, ainsi que des espaces de théâtre, un laboratoire et un centre de recherche.

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Symbolisant l’héritage arabe et le progrès futur, le MOTF est composé de trois parties principales : une colline verte, le bâtiment et le vide. La colline verte représente la terre – avec ses racines en place –, le temps et l’histoire. Il sert également à élever discrètement le musée au-dessus de la ligne de métro adjacente et à créer un parc surélevé. De même, la structure en forme de tore symbolise la capacité de l’humanité à innover et à repousser les limites de l’ingénierie et de la construction modernes. Le vide elliptique, d’autre part, est une expression de «l’inconnu» qui cherche à inspirer les créateurs d’aujourd’hui à faire face à l’avenir non écrit de l’humanité.

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Avec son ampleur, sa forme accrocheuse et sa conception extrêmement complexe, cette merveille architecturale et technique est l’une des structures les plus avancées jamais construites. En conséquence, il a appelé à une série de technologies révolutionnaires pour aborder les défis de conception complexes et donner vie à la vision. Pour en savoir plus sur ces technologies, nous nous sommes entretenus avec Shaun Killa et Pippa Tucker de Killa Design, le cabinet d’architecture à l’origine du bâtiment monumental.

Le Musée du Futur a été l’un des projets les plus stimulants que j’ai conçus car il s’agit d’un bâtiment culturel hautement public, hyper unique dans sa forme et techniquement complexe dans son exécution. – Shaun Killa, co-fondateur de Killa Design et architecte en chef du MOTF

Les défis derrière le design révolutionnaire

Bon nombre des défis rencontrés par les architectes et les ingénieurs provenaient de la complexité du sommier et de la façade. Pour les surmonter, le processus de conception a nécessité une combinaison de matériaux avancés et des dernières technologies en matière de logiciels de modélisation 3D, de conception collaborative et de construction paramétrique. Ces outils numériques ont finalement été essentiels à la réussite du projet, ce qui n’aurait pas été possible autrement.

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Comme Shaun et Pippa l’ont partagé avec nous, l’une des caractéristiques les plus difficiles à construire était la façade incurvée du bâtiment, composée de 1 024 panneaux en plastique renforcé de verre et en acier inoxydable. Intégrant la calligraphie arabe moulée dans des formes 3D distinctes, les panneaux sculptés jouent un rôle fondamental. Pendant la journée, ils fonctionnent comme des fenêtres qui projettent de la lumière naturelle à travers l’intérieur sans colonne ; pendant la nuit, ils illuminent la ville avec un éclairage LED. Et avec une profondeur de 1,3 mètre, les fenêtres sont suffisamment larges pour que les visiteurs puissent se tenir à l’intérieur dans ce qui fonctionne comme un espace d’exposition permanent. Cependant, l’équipe a dû surmonter de multiples complexités pour parvenir à ce résultat final.

Un défi majeur dans la conception du Musée du futur a été l’incorporation des fenêtres de calligraphie dans la forme de tore paramétriquement optimisée, y compris l’évitement des nœuds structurels de diagrid en acier à travers la calligraphie, qui ont tous pris plus d’un an à concevoir. – Shaun Killa, co-fondateur de Killa Design et architecte en chef du MOTF

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D’autres défis importants liés à l’exécution comprenaient « la coordination de plus de 1 000 nœuds structurels uniques et leurs connexions de base, ainsi que l’évitement des conflits avec les travaux d’acier de support secondaire, l’aménagement et le MEP (mécanique, électricité et plomberie) ».

Principes de conception innovants

Pour répondre à toutes ces complexités, le projet a adopté de nombreux principes de conception innovants concernant les technologies et les matériaux de construction. Cela impliquait, par exemple, de développer des outils de conception paramétriques avec des algorithmes de croissance « pour optimiser numériquement l’efficacité du sommier structurel primaire, de la façade et des éléments vitrés ». Le logiciel comprenait Revit avec Dynamo et Rhino avec Grasshopper. De même, l’utilisation du BIM a été essentielle au cours du processus, créant un modèle numérique précis avec une collaboration multidisciplinaire. Il a également été utilisé pour produire tous les dessins et pour la détection des conflits de réalité virtuelle, les tolérances de déviation et les séquences de construction en temps réel sur site.

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Tekla Structures, un logiciel BIM structurel développé par Trimble, a été utilisé compte tenu de la géométrie non conventionnelle du musée et des quantités massives de données. En plus de fournir de puissantes capacités de modélisation 3D, la technologie a été largement utilisée pour identifier les conflits avec d’autres métiers tels que les MEP, les couvreurs et les façades. En outre, la solution a amélioré et simplifié les détails de conception, permis des flux de travail plus fluides et fourni les exigences d’interface complexes pendant les phases de conception, de fabrication et de coordination du projet. Cela a également permis à différents acteurs d’explorer et de développer des routines pour modéliser et détailler avec précision dans un court laps de temps. Dans l’ensemble, l’utilisation innovante de chaque outil de conception numérique a permis une optimisation maximale.

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La conception assistée par ordinateur du Musée du futur était unique en ce qui concerne ses algorithmes et les scripts nécessaires pour concevoir une forme et un système structurel optimisés. – Conception Killa

Des procédures de haute technologie, comme des logiciels d’aviation et des bras robotiques automatisés, étaient particulièrement nécessaires pour assembler les panneaux de calligraphie couvrant l’extérieur. Tout d’abord, un logiciel de modélisation 3D a été utilisé pour caler la calligraphie sur la surface du bâtiment et garantir que les 1 000 nœuds de sommier en acier étaient évités au centre des fenêtres. Pour leur construction, le processus impliquait « une technologie robotique CNC et des systèmes de moulage et de traitement de pointe, qui nécessitaient un processus en 16 étapes pour produire ». Et pour placer avec précision les panneaux dans la structure – et assurer leur mouvement dynamique sans aucune distorsion -, l’équipe a utilisé des systèmes de positionnement laser multicouches, qui ont également été utilisés pour le placement précis du sommier en acier.

La technologie au service du bien-être et de la durabilité

Comme l’affirme Shaun Killa, la durabilité était la principale motivation de la conception, qui était également abordée par le biais de technologies de pointe : « L’aspiration était de rendre la conception, la fabrication et ses ressources opérationnelles aussi durables que possible en utilisant les technologies les plus innovantes. Cela impliquait de développer un modèle énergétique 3D, des solutions d’ingénierie à faible consommation d’énergie et d’eau, des stratégies de récupération de l’énergie et de l’eau, une conception solaire passive, des systèmes de filtrage de la qualité de l’air et des énergies renouvelables intégrées à partir d’une ferme solaire à proximité située sur les toits des parkings. Au total, cela a contribué à une réduction de 45 % de la consommation d’eau et à des économies d’énergie totales de 25 %. Le résultat est un bâtiment à faible émission de carbone avec la certification LEED Platine qui vise à donner l’exemple à tous les futurs bâtiments aux EAU.

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Le Musée du futur est un chef-d’œuvre d’architecture et d’ingénierie qui adopte une approche révolutionnaire de ce que signifie être un musée. Sans aucun doute, une grande partie de son succès réside dans sa collaboration multidisciplinaire et l’utilisation innovante des dernières technologies ; de la robotique à la conception paramétrique, de la CNC aux logiciels aéronautiques. Repoussant les limites de l’innovation, le monument emblématique ouvre la voie vers un avenir prometteur, celui où la technologie prend part à l’environnement bâti en faveur de la créativité, du bien-être et de la durabilité.

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Source: АrсhDаilу

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