Bio-inspiration et enveloppe du bâtiment : proposition d’une méthode de conception et application expérimentale

Abstract

Les travaux de thèse proposés visent au développement d'un processus de conception d’enveloppes du bâtiment inspirées du vivant, appuyé par une démarche expérimentale. Pour cela, différentes étapes clés de la conception bio-inspirée sont abordées. En premier lieu, l’exploration d’un périmètre défini du vivant analogue aux enveloppes du bâtiment, notamment les enveloppes biologiques et constructions animales, met en avant des caractéristiques et stratégies pertinentes au regard de l’enveloppe et de ses fonctions souhaitées. Des ateliers réunissant divers acteurs du bâtiment - architectes, ingénieurs – amènent à l’idéation de concepts variés pour l’enveloppe. L’un des principes émis, basé sur l’hybridation de principes thermorégulateurs de deux espèces, est sélectionné comme cas d’étude. L'utilisation d’outils de conception paramétrique permet alors le transfert de ce principe vers un concept technologique d’enveloppe déformable et déployable, autorisant une gestion adaptative des transferts d’air, de chaleur et de lumière à travers la paroi. Le prototypage mène ensuite à l'évaluation technologique et expérimentale du système à plusieurs échelles. Un banc d'essai est conçu pour réaliser des expérimentations à une échelle représentative en conditions climatiques réelles. Les mesures, couplées à des modèles de type boite-grise, offrent de premiers éléments de caractérisation du concept et l’évaluation de son impact global sur un bâtiment. Ainsi, l’objectif d’une démarche utilisable et appropriable par différents acteurs du bâtiment sans nécessité de connaissances préalables en biologie est atteint, tout en promouvant l’interdisciplinarité pour la génération de concepts ou produits bio-inspirés innovants.