'maison de thé de tsuginote' : réinventer la menuiserie japonaise traditionnelle

En avril 2023, les architectes Kei Atsumi et Nicholas Préaud ont dévoilé leur « Tsuginote Tea House » au sanctuaire de Kanazawa à Japon. Ce petit pavillon cristallise trois années de recherche sur la technologie d’impression 3D et son application dans l’architecture d’usage courant, en particulier dans les Japonais ancestraux bois menuiserie. L’exposition a mis en évidence la construction finalisée et le processus d’assemblage, où 900+ unique Imprimé en 3D et les pièces à double courbure ont été assemblées facilement et avec une grande précision grâce à un système de joint breveté innovant. Au-delà de l’optimisation d’une technique traditionnelle, Atsumi et Préaud s’est également penché sur de nouvelles utilisations durables des matériaux ligneux mis au rebut grâce au filament PLA à base de bois présent dans tous les éléments de construction.

toutes les images © Eiichi Yoshioka

« La première étape de la recherche appliquée à l’architecture et aux systèmes constructifs a été largement inspirée et alimentée par les systèmes d’assemblage traditionnels japonais Tsugite et Shiguchi pour les structures à ossature » Kei Atsumi et Nicholas Préaud (voir plus ici) partagent avec designboom. « Cette étape de recherche et de composition géométrique a été soutenue par des prototypes partiels avant le prototypage d’une structure complète à l’échelle 1:1, rendue possible par l’investissement dans les imprimantes 3D. La capacité à traduire des modèles numériques en objets physiques, dont le comportement mécanique pouvait être directement évalué, a été un véritable atout dès le départ et un gain de temps considérable. »

Pavillon 'Tsuginote Tea House'

Du point de vue de la construction, chacune des pièces imprimées en 3D peut être assemblée par n’importe qui sans connaissances préalables en construction et sans outils ni ajouts. En effet, le prototype grandeur nature et auto-construit de 'Tsuginote Tea House' est démontré sans colle ni ferrures. En outre, plutôt que de s’appuyer sur des machines de fabrication numérique pour correspondre à l’échelle architecturale, cette étude a recours à la fabrication de filaments fondus (FFF) avec des imprimantes 3D de bureau, la technologie d’impression la plus répandue et la moins coûteuse.

En intégrant les perspectives de la menuiserie bois et des imprimantes 3D compactes, cette étude favorise un changement radical dans la production architecturale imprimée en 3D, passant d’un système axé sur la structure massive à un système orienté module. En d’autres termes, ce processus illustre comment les connaissances artisanales s’intègrent à la production architecturale d’impression 3D en reconfigurant la géométrie des joints, la modélisation paramétrique, la fabrication et les processus d’assemblage.

exposant la structure au sanctuaire de Kanazawa au Japon

En revenant en arrière, Kei Atsumi et Nicolas Préaud expliquent comment, en architecture, les nouvelles technologies permettent des conceptions et des méthodes de fabrication innovantes autrefois réservées à quelques privilégiés. Et la fabrication numérique est un domaine de recherche passionnant permettant de nouvelles formes de techniques de modélisation et d’assemblage de forme libre. En fin de compte, cette évolution dans la fabrication a introduit de nouvelles méthodes de construction qui remettent en question nos façons actuelles de résoudre les problèmes structurels.

Ces nouvelles méthodes incluent la fabrication soustractive et additive. Bien que les méthodes soustractives puissent produire des structures libres et détachables à grande échelle, elles deviennent de plus en plus coûteuses et inutiles à mesure que les composants deviennent plus complexes. Pendant ce temps, la fabrication additive, tirée par des imprimantes 3D industrielles massives, a montré un grand potentiel pour réduire les coûts et le temps de construction. Cependant, des préoccupations subsistent quant à la précision de l’impression et à la variabilité structurelle, et cet équipement coûteux n’est pas viable pour un système de construction ouvert.

Pour surmonter ces défis, le duo d’architectes a recours à des imprimantes 3D de bureau pour construire des volumes à l’échelle architecturale. Bien que la limite de volume de construction imprimable soit un défi pour le prototypage à grande échelle, l’utilisation de composants architecturaux modulaires et de joints en bois japonais peut fournir une solution. Ces joints, conçus par des artisans pour des architectures traditionnelles en bois, offrent une méthode d’assemblage simple et détachable sans avoir besoin de colle ou de ferrures métalliques. Dans ce contexte, les articulations sont fabriquées à l’aide de la technologie robotique, ce qui permet de déplier des structures plus complexes, auparavant impossibles à réaliser à la main.

utiliser des pièces uniques imprimées en 3D et à double courbure pour assembler la structure

Un exemple est le système de plaque de bois léger qui utilise la fabrication robotisée pour créer des joints complexes et des structures de plaques de bois. Dans le même temps, l’imprimante 3D de bureau FFF a le potentiel de fabriquer des composants avec des géométries complexes, y compris des joints en bois, avec une précision remarquable. Bien qu’il s’agisse de l’équipement de fabrication numérique le plus abordable et le plus répandu, l’imprimante 3D FFF n’a pas encore été pleinement explorée dans la production architecturale. Bien que ces études et artefacts présentent des composants fabriqués par les imprimantes 3D FFF, ils n’ont pas encore été examinés du point de vue de l’assemblage à l’aide de joints en bois. En intégrant la précision de l’impression 3D FFF à l’élégance et à la durabilité des techniques traditionnelles de joints en bois, cette recherche vise à créer des structures belles, hautement fonctionnelles et durables.