Verra-t-on bientôt des robots autonomes sur les chantiers de construction ? Si cette éventualité relevait encore de la science-fiction il y a quelques années, l’exploration des outils digitaux offre désormais de nouveaux enjeux d’application dans le domaine de l’architecture et de la construction. Lors d’une conférence chez setec, le 21 septembre dernier, Hannes Mayer, architecte et chercheur chez Gramazio Kohler Research à l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich, et Russell Loveridge, directeur général du pôle de recherche national suisse (PRN) fabrication numérique ont présenté leurs pratiques pluridisciplinaires autour du design algorithmique, des nouveaux matériaux et de la fabrication robotique.

De nouveaux outils incontournables dans la conception et la réalisation de nouveaux projets

Leur intervention nourrie de nombreux exemples, a mis en évidence les ressources des nouvelles technologies dans la conception de projets de construction très différents (www.dfab.ch). Car dans un monde instable financièrement depuis la crise de 2008 et tributaire des pressions économiques et environnementales, « il faut toujours s’adapter voire anticiper en fonction du contexte », soutient Russell Loveridge. Or l’une des difficultés soulevée dans la construction repose d’abord sur des obstacles de communication entre architectes, ingénieurs, et autres chercheurs en raison notamment de leur spécialisation. « Si vous avez trois ingénieurs dans une salle qui ne trouvent pas la même solution, il y a un problème. Alors que si trois architectes trouvent la même solution à un projet, c’est là qu’il y a un problème », s’amuse-t-il. Face à cette situation, les outils digitaux pourraient devenir des outils incontournables dans la conception et la réalisation de nouveaux projets, notamment dans la préfabrication digitale.

Nous sommes convaincus que la robotique changera notre façon de construire en accordant une plus grande liberté dans la création de projets et une meilleure collaboration entre chaque corps de métier

Quel meilleur exemple que le nouveau bâtiment de l’Institut pour la technologie dans l’architecture à l’ETH de Zurich ?

En voulant construire un nouvel laboratoire sur un parking souterrain, les architectes ont fait appel en partie à des robots pour faciliter la construction du toit. Autre exemple de l’utilisation des différents outils de la conception et de la fabrication digitales pour la construction, le nouveau refuge du Mont-Rose dans le canton suisse du Valais, en raison de sa localisation à plus de 2800 mètres d’altitude a nécessité la mise en place d’une logistique robotique. « Bien évidemment, les robots ne remplaceront jamais les ouvriers », explique Hannes Mayer. « Ils travailleront avec eux. En revanche, dans les travaux les plus difficiles, dangereux ou répétitifs, la présence des robots sur ces chantiers pourrait représenter un réel progrès », poursuit-il. Ainsi les chercheurs qui forment le PRN suisse fabrication numérique souhaitent proposer aux constructeurs des nouvelles façons de concevoir leurs bâtiments en misant sur des nouvelles technologies de construction. La DFAB HOUSE (www.dfabhouse.ch) notamment est un cas emblématique puisqu’il s’agit de la première maison dessinée, conçue, mais aussi réalisée en majeure partie par des robots et des imprimantes 3D à partir d’une impression 3D. Dans une toute autre approche, l’ETH de Zurich a également marqué durablement les esprits lors de la biennale d’architecture de Chicago en 2015 avec « Rock Print ». L’installation de Gramazio Kohler Research composée uniquement de petits cailloux déposés par un bras mécanique défie la gravité par son propre équilibre. Pour détruire l’ouvrage, rien de plus simple, il suffit d’ôter les fils qui retiennent les pierres ; un véritable gain de temps et de production économique mais aussi écologique. « Nous sommes convaincus que la robotique changera notre façon de construire en accordant une plus grande liberté dans la création de projets et une meilleure collaboration entre chaque corps de métier », concluent Hannes Mayer et Russell Loveridge.

Hannes Mayer et Russell Loveridge, architectes et chercheurs à l’ETH Zurich, École Polytechnique fédérale de Zurich sont venus nous présenter le 21 septembre dernier, quelques éléments de leurs recherches sur la place du digital et de la robotique, dans les secteurs de l’architecture et de la construction. Russell Loveridge a répondu à nos questions.

Votre approche sur la place de la robotique en architecture est très innovante mais quelle est l’application concrète pour les ingénieurs et les constructeurs ?

Russell Loveridge : Pour commencer, nous sommes des chercheurs et nous ne poursuivons pas un seul objectif. Si tel était le cas, nous irions explorer les espaces de création rendus possibles par les nouvelles technologies dans l’architecture et la construction. Or, nous sommes tous spécialisés dans des disciplines différentes. Donc notre enjeu principal est d’explorer des espaces créatifs et d’entrelacer des disciplines qui normalement, ne le sont pas. Si vous demandez à un roboticien ou à un architecte ce qui leur semble créatif, vous aboutirez à deux réponses très différentes. Notre problème consiste à trouver l’idée commune à ces deux réponses grâce à l’implication des nouvelles technologies, afin de créer des projets différents.

La technologie est-elle un outil incontournable pour répondre aux futurs défis écologiques et économiques de la construction ?

Dans toutes les initiatives de construction, il y a des opportunités et des défis. Et il semble évident pour tous ceux qui sont impliqués dans la construction, que ce soit les architectes, les ingénieurs ou les maîtres d’ouvrage, que nous devons bâtir de façon différente. Les codes de construction ont changé, les habitudes énergétiques aussi et les attentes ne sont plus les mêmes en ce qui concerne la qualité de l’architecture. Sans compter que nous subissons des contraintes économiques et écologiques de plus en plus fortes. Evidemment la technologie ne peut pas résoudre tous les problèmes mais elle peut contribuer à trouver des solutions adaptées à chaque projet, même le plus complexe ou le plus exigeant.

L’atout majeur de la robotique est-il dans sa souplesse de programmation et d’application ?

En effet, n’importe qui, architecte, ingénieur ou designer qui travaillera sur des projets de construction pourra se servir de ces technologies sans pour autant être un expert. De ce fait les solutions pourront devenir encore plus optimales, plus efficaces et aboutir à des projets encore plus innovants. Cela permet également de proposer une autre façon de travailler en équipe, et non plus de façon cloisonnée. Car ce qui compte c’est que chaque membre de l’équipe parle le même langage dans un contexte le plus créatif possible pour imaginer des projets qui vont toujours plus loin dans la complexité.