CIRMAP
CIrcular economy via customisable furniture with Recycled MAterials for public Places
Réalisé en collaboration avec Mohammad Mansouri (LACTH), Polytech Lille (CRIStAL) et IMT Nord Europe.
Projet de recherche financé par l'organisme Interreg North West Europe.
Contexte et objectif de recherche
En Europe, environ 65 millions de tonnes de granulats fins recyclés (RFA) sont générées chaque année par le broyage des déchets de construction en béton puis sont mises en décharge ou déposées sur des berges. Parallèlement, 54 millions de tonnes de sable marin sont extraites dans des zones où les ressources naturelles en granulats font défaut, menaçant ainsi les espaces marins de plus en plus fragiles. Pour autant, la réutilisation des RFA dans la composition des bétons permettrait d’économiser ces ressources naturelles devenant rares. Compte tenu de l’inexistence d’un marché visant à exploiter ces RFA en raison d’un cadre normatif trop rigoureux, l’utilisation des granulats recyclés pourrait bénéficier à plus petite échelle, pour la fabrication d’éléments n’ayant pas besoin de respecter des normes de construction ni de répondre à des exigences particulières en termes de performances.
À ce titre, environ 5 Mt de RFA pourraient être recyclées en béton pour la fabrication de mobilier urbain, d’objets commémoratifs ou d’éléments de jardin, constituant alors le point de départ d’une boucle d’économie circulaire. Tel qu’il est utilisé aujourd’hui, le béton préfabriqué traditionnel ne peut être employé pour la production à petite échelle en raison de la part élevée du budget alloué aux moules dans le coût global (50 à 80 %). Néanmoins, l’impression additive de béton (3DP) pourrait permettre de fabriquer des pièces aux formes variables et complexes, traduisant les particularités et l’identité des sujets et structures en sollicitant l’utilisation.
En réduisant par exemple le poids des éléments imprimés par le biais de leur optimisation formelle, il serait alors possible d’envisager les produire directement sur site. D’autre part, le contrôle en ligne de l’impression additive permettrait également de répondre à la variabilité des matériaux utilisés, offrant ainsi un outil efficace pour la valorisation de ces ressources.
C’est dans cette optique que s’inscrit le projet CIRMAP qui propose, (à travers des mises en application sur plusieurs sites publics du nord-ouest de l’Europe) une méthode innovante utilisant les savoir-faire et techniques des champs du numérique et de la robotique (conception numérique, modélisation paramétrique et algorithmique, méthodes d’optimisation et de simulation, etc.), permettant de concevoir et d’imprimer du mobilier urbain personnalisé avec du béton recyclé.
Prototypes #1 : Site de Douai
L'intégration de la musique dans la conception du mobilier urbain de Douai était un objectif clé, créant ainsi une connexion profonde avec l'histoire du lieu. Cette approche innovante a transformé le mobilier en une mélodie visuelle résonnant avec l'identité du conservatoire. Afin d'y aménager son parvis, la proposition faite a consisté en une série de mobiliers uniques. Variant par la hauteur, la forme ou encore l'usage, ces derniers allient la fonctionnalité du mobilier urbain à l'esthétique créative inspirée par la musique, apportant ainsi une dimension artistique à l'espace public.
Pour ce faire, l'utilisation du generative design a été essentielle pour concrétiser l'intention de relier les formes du mobilier urbain à la musique. En se jouant des paramètres musicaux identifiés à travers les notions de fréquence et d'intensité sonore, les outils de conception paramétrique ont permis de construire des éléments de mobilier évolutifs et harmonieux, capturant ainsi la dynamique de la musique dans chaque élément. Pour ce projet, quatre extraits de Cavalleria Rusticana, dirigé par Georges Prêtre, ont été utilisés pour mettre en mouvement les lignes directrices des modules urbains.
La mise en œuvre du mobilier urbain en utilisant l'impression additive en béton s'imposait naturellement en raison des formes libres des éléments. La particularité de ce procédé de fabrication a permis de préserver l'aspect organique des formes obtenues, donnant ainsi vie à des modules de mobilier uniques et intégrés harmonieusement à leur environnement.
Session d'impression réalisée avec un robot ABB et un mélange
de béton contenant du sable recyclé français.
Exposition des modules urbains sur le parvis du conservatoire de Douai, 2023.
Prototypes #2 Site de Kaiserslautern
Dans cette seconde exploration, l'intention était de travailler à la création d'une composition de modules de 40x40 cm pouvant être utilisés comme assise, table ou bibliothèque. L'idée principale était d'explorer les paramètres propres au procédé de fabrication additive, permettant d'ajuster la précision et la finesse des courbes imprimées, tels que l'épaisseur entre couches, la largeur des lignes d'impression, la quantité de matière extrudée, la vitesse d'impression, etc.
Dès lors, en utilisant quatre méthodes différentes de conception générative, une dizaine de modules ont été conçus, imprimés et assemblés directement sur le site du projet. Cette expérience a notamment permis de souligner l'importance de la précision dans l'impression des formes et des courbes.
Conception et fabrication des modules, 2023.
