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Jean-Baptiste Marie

ARCHITECTES ET INGÉNIEURS FACE AU PROJET

ARCHITECTES ET INGÉNIEURS FACE AU PROJET

Photo de couverture © Iwan Baan

ARCHITECTES ET INGÉNIEURS FACE AU PROJET

Jean-Baptiste Marie

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ISBN : 978-2-281-14312-6

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SOMMAIRE INTRODUCTION

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FACTEURS D'ÉVOLUTION DES PROJETS D'ARCHITECTURE

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NOUVELLES PRATIQUES DE COLLABORATION ENTRE INGÉNIEURS ET ARCHITECTES

page 25

Architectes et ingénieurs, quelle dualité aujourd’hui ?

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ÉTUDE DE CAS :

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LA MAISON HERMÈS À TOKYO

page 51

INFLUENCE DES INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES ET NUMÉRIQUES SUR LA CONCEPTION DES PROJETS

page 89

ÉTUDE DE CAS :

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LA FONDATION LOUIS VUITTON À PARIS

page 107

REDÉFINITION DE LA GESTION ET DU MANAGEMENT DES PROJETS D'ARCHITECTURE

page 141

ÉTUDE DE CAS :

LA STATION D’ASSAINISSEMENT SEINE-AVAL À ACHÈRES

CONCLUSION

Architectes et Ingénieurs, collaborer par le projet

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page 201

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Nouvelles pratiques de collaboration entre architectes et ingénieurs

ARCHITECTES, INGÉNIEURS : DIFFÉRENCES ET ACCOINTANCES ENTRE DEUX PROFESSIONS Ingénieurs et architectes constituent deux figures abondamment commentées dans l’histoire de l’architecture. Mais le contexte contemporain, avec ses nombreuses transformations, semble refonder l’antienne relative à leurs collaborations.

Ingénieurs et architectes, chronique d’une histoire tempétueuse Les figures de l’architecte et de l’ingénieur sont nées à des périodes différentes et se sont confrontées pendant des siècles1 . Au xvie siècle, parmi les acceptions de l’architecte, certaines correspondent davantage à la notion d’ingénieur, l’architecture portant alors sur les ouvrages militaires, les fortifications, les engins de siège. Ce n’est qu’au xviiie siècle que se développent les sciences de l’ingénieur qui ont donné naissance à la profession d’ingénieur civil2. En France, ce siècle marque également une séparation des compétences de l’architecte et de l’ingénieur, créant deux figures distinctes3 , séparation renforcée par la création de l’École des ponts et chaussées (1747) et de l’École centrale des travaux publics (1794), devenue École polytechnique. En dépit de très nombreux travaux historiques et contemporains de la recherche en architecture sur ces deux figures, le débat est loin d’être achevé. Le sujet prend même une nouvelle acuité face aux bouleversements actuels des projets en architecture. Professionnels et théoriciens s’accordent pour affirmer qu’architectes et ingénieurs conçoivent aujourd’hui les projets à travers des processus, des méthodes et des outils différents. Ainsi, Peter McCleary explique que les ingénieurs et les architectes entretiennent différents « projects of life »4 : « The architect appropriates the world in all its stimuli, his product is from humans and for humans; the engineer’s world is seen through mechanics, and the product is derived from, and answers to, the natural sciences. »5

L’ingénieur, dans une perspective de développement des connaissances scientifiques et techniques, s’attache à la « fécondité des découvertes et des démarches scientifiques »6 , ce qui le différencie de l’architecte. Cette vision conforte l’idée d’une différenciation entre l’architecte formé à l’approche spatiale, à la recherche de considération des exigences non quantifiables (ambiances, couleurs, matériaux…), et l’ingénieur formé à l’analyse, celui-ci répondant plutôt à la recherche de performances, le plus souvent techniques (génie civil, structures, fluides, acoustique, voiries et réseaux) ou économiques. Il se produit, de ce fait, une dissociation entre les compétences de l’ingénieur, spécialisées, et celles de l’architecte, davantage perçues comme généralistes. La différentiation entre ces deux disciplines est renforcée par la séparation de leur formation et de leur métier. La formation de l’ingénieur est orientée vers la résolution de problèmes par la science, alors que celle de l’architecte cherche le plus souvent à produire des solutions par la création7. La profession d’architecte vise, dans sa démarche de conception, à proposer des solutions possibles, appelées à être débattues et défendues : « On sait maintenant que les concepteurs

Allégorie de l’architecte selon Philibert de l’Orme, 1567. Source : Philibert de l’Orme, Le premier tome d’architecture, folio 51v, Paris, 1567. Bibliothèque nationale de France.

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Architectes et ingénieurs face au projet

ne parviennent à formuler leur problème qu’en jetant dans l’arène une solution probable, une solution potentielle. Cette vieille représentation véhiculée encore parfois, qui consiste à dire que le projet est une forme de résolution du problème et que le résultat du projet est la solution du problème formulé, doit être absolument lue dans un sens inversé : il n’y a pas de problème tant qu’il n’y a pas de solution. »8 Si les titres d’ingénieurs sont institués par la commission des titres, la différence entre architectes et ingénieurs s’explique par le fait que les architectes sont protégés par un Ordre : « La persistance de différences/oppositions vient en partie […] des termes très généraux suivant lesquels on a bâti la distinction : art/ technique, art/science, créativité/rigidité, […] liberté de l’invention/raison instrumentale, improvisation/calcul…)9 ». Certains acteurs professionnels jugent encore que ces différences sont ténues, notamment en raison du développement de la profession d’architecte-ingénieur. La perception qu’ont l’un et l’autre de leur métier reste toutefois fortement marquée par des différences, si ce n’est des lacunes : « L’architecte voit son projet comme concerné par tous les points de vue et limite celui de l’ingénieur aux points de vue techniques. »10

L’architecte, l’ingénieur et l’architecte-ingénieur La figure de l’architecte est décrite par les théoriciens comme celle qui répond aux enjeux programmatiques du projet par un acte créatif, alors que la capacité d’analyse est privilégiée quand il s’agit de qualifier la figure de l’ingénieur11 . Il ressort également que l’architecte recherche une qualité spatiale et questionne l’usage, un acte qui relève avant tout du sensible, des ambiances qu’il perçoit. Peter Rice le résume ainsi : « L’architecte répond au site et au contexte, il propose une réponse émotionnelle aux données de la situation. »12 Cette vision n’est pas très éloignée de celle de Renzo Piano − avec qui il a collaboré pendant de nombreuses années −  selon qui « ce métier est un métier de service, parce que l’architecture est d’abord un service. C’est un métier complexe parce que le moment expressif est − comment dire ? − un moment de synthèse fécondé par tout un contexte : l’histoire, la société, le monde réel des personnes, leurs émotions, leurs espoirs, leurs attentes ; la géographie et l’anthropologie, le climat, la culture de chaque pays où tu travailles ; et puis la science, l’art. Parce que l’architecte est un métier d’art, en tant que métier

Le bon et le mauvais architecte, selon Philibert de l’Orme, 1567.

Source : Philibert de l’Orme, Le premier tome d’architecture, folios 281r et 283r, Paris, 1567. Bibiothèque nationale de France.

Dans son premier tome de l’architecture, publié en 1567, Philibert de l’Orme s’attache à distinguer le bon architecte du mauvais, élevant ainsi l’architecture au rang de « culture savante ». On distingue le bon architecte par le fait qu’il a trois yeux et est de nature bienveillante. La présence d’un élève et la corne d’abondance sont les symboles de la réussite. Le mauvais architecte est représenté par un personnage sans visage, errant dans un environnement rocailleux avec, en arrière-plan, un château fort de style moyenâgeux qui contraste avec l’architecture de la Renaissance dans laquelle évolue le bon architecte.

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Nouvelles pratiques de collaboration entre architectes et ingénieurs

Jean Lepautre (1618-1682), graveur, d’après Jean Bérain (1640-1711), Habit d’architecte, estampe, eau-forte rehaussée de burin, 1682.

Source : Bibliothèque nationale de France, département Bibliothèquemusée de l’opéra.

Gravure attribuée à Nicolas II de Larmessin, réalisée probablement au XVIIe siècle, « Les costumes grotesques et les métiers », 1695. Source : Bibliothèque nationale de France, département des Estampes.

scientifique. C’est même sa spécificité13 ». Cette profession tend à concilier des contraires : le rôle de créateur (qui démultiplie le champ des possibles) et celui d’acteur de synthèse (amené à faire un choix parmi ces hypothèses). L’ingénieur est un acteur orienté vers la recherche de la performance car ce dernier a pour objectif la recherche d’un résultat, le plus souvent chiffré, qui doit répondre à des enjeux environnementaux, techniques, économiques, structurels, temporels, ou encore des enjeux ayant trait aux ressources et aux moyens humains. Il privilégie pour cela l’information analytique, fondée sur des modélisations obtenues par des données métriques et chiffrées, ou s’appuie sur des référentiels ou des indicateurs. La recherche de la performance donne lieu à des représentations spécifiques, comme les simulations et modélisations sur la résistance des matériaux, le taux d’ensoleillement, la gestion des flux... L’ingénieur étudie une situation en développant des scénarios soumis à l’évaluation d’un nombre limité de critères. Peter Rice explique que, selon le sens commun, l’ingénieur est souvent associé à celui qui produit des solutions « ternes » et « sans imagination », reconnaissant pourtant que leurs rôles

devraient être mieux assimilés14 . « L’ingénieur est l’homme de ces deux démarches opposées : l’une, relevant de l’imagination créatrice, répondant à un problème original bien déterminé dans le temps et l’espace ; l’autre demandant parfois tout autant d’inventivité, s’attachant à un produit de caractère répétitif, à un prototype pouvant s’adapter à un maximum de cas et de lieux. »15 Les figures de l’architecte et de l’ingénieur sont traditionnellement distinguées, mais il existe une troisième figure, plus méconnue, au croisement de ces deux métiers : l’ingénieur-architecte ou architecte-ingénieur, profession requérant l’obtention d’un diplôme d’ingénieur − le plus souvent en génie civil − et d’un diplôme d’architecte. Cette profession est caractérisée « d’hybride », car elle associe les figures de l’architecte et de l’ingénieur : « On ne sait trop où les classer, parmi les tenants de la performance structurelle ou dans le camp de ceux qui se réclament du pouvoir de la forme bâtie. Tandis que les ingénieurs les soupçonnent volontiers d’esthétisme gratuit, les architectes leur reprochent leur indifférence à l’égard des valeurs et des codes de leur profession. »16 La frontière entre ingénieurs et architectes se révèle parfois ténue. Bien que les

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Architectes et ingénieurs face au projet

Façade rue Harumi dori de la Maison Hermès.

Ce qui vaut à Renzo Piano d’être tout aussi connu comme architecte que constructeur, c’est sa capacité à mener un travail au quotidien sur les matériaux, à réaliser une recherche des systèmes constructifs innovants, à inventer des assemblages comme à les vérifier par la fabrication de maquettes et de prototypes… 2 De plus, le chantier est, pour lui, un espace d’apprentissage technique3 . Cette modalité d’action l’a conduit à construire des collaborations d’exception avec des ingénieurs, tant au cours de la conception que du chantier, devenues célèbres pour un bon nombre d’entre elles. Parmi celles-ci, on citera celles avec Peter Rice4 et Tom Barker. Mais sur quoi repose sa relation avec les ingénieurs ? Quels outils mobilise-t-il ? Dans le cadre de ses projets, les situations de synthèse apparaissent tout à la fois nombreuses et diverses : elles relèvent de situations de co-conception entre ingénieurs et architectes, de séances de travail collectives au sein de l’agence du Renzo Piano Building Workshop Architects (RPBW), mais également d’autres procédés moins attendus tels que l’intégration très en amont du fabricant à la conception du projet ou la réalisation de ses renommés croquis au feutre vert. L’étude de ces situations de synthèse montre comment Renzo Piano les ancre au fondement même de son processus de projet et fait de l’activité de synthèse entre ingénieurs et architectes un outil pour concevoir ses projets.

Source : Renzo Piano Building Workshop Architects. © Michel Denancé.

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La maison Hermès à Tokyo

La Maison Hermès, un projet européen édifié à Tokyo Le projet de la Maison Hermès débuta en 1998 5 . Bien que le maître d’ouvrage soit la filiale Hermès Japon, Jean-Louis Dumas, président-directeur général d’Hermès International Paris, fut dans les faits le véritable donneur d’ordre du projet. Il s’impliqua personnellement dans la conception ainsi que dans le suivi du projet et du chantier. L’architecture intérieure fut réalisée par Rena Dumas, son épouse, directrice de l’agence d’architecture intérieure Rena Dumas Architecture d’Intérieur (RDAI). Takenaka est l’entreprise générale japonaise qui a assuré la mise en œuvre du projet. Le projet, situé dans le quartier de Ginza, consiste en la construction d’un bâtiment continu sur la partie arrière et scindé en deux parties côté rue Harumi dori. L’extrême exiguïté de la parcelle − 45 m de long sur 11 m de large − a contraint au développement d’un édifice en hauteur (15 étages, dont 3 souterrains). Le programme comprend des espaces commerciaux, des ateliers, des bureaux sur 2 étages, des espaces d’exposition dans les deux derniers niveaux, une zone dédiée aux activités multimédia et un jardin sur le toit. En 2002, l’achat par Hermès d’un immeuble adjacent a permis de prolonger l’édifice en gardant une continuité architecturale. Il a ainsi été possible de dessiner une entrée plus spacieuse et d’agrandir le 1er et le 5e étages, l’étage réservé aux ventes, ainsi que le petit cinéma « Le Studio » situé au 10e étage.

Parcelle avant la construction de la Maison Hermès.

Source : Renzo Piano Building Workshop. © Michel Denancé.

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Architectes et ingénieurs face au projet

Coupe de détail de la façade de la Maison Hermès.

Source : Renzo Piano Building Workshop.

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Architectes et ingénieurs face au projet

Les moyens déployés dans la conception des maquettes et des prototypes par le RPBW sont considérables et trouvent peu d’égal. Ils témoignent, une fois de plus, de l’importance qu’attache Renzo Piano à la question de la constructibilité de l’architecture. Dans le cadre de la Maison Hermès, Renzo Piano conçoit de nombreuses maquettes − à travers différents médiums − avant que le projet ne prenne sa forme définitive. Les maquettes − tout comme le dessin à la main − stimulent, selon l’architecte, l’imagination. Il les apprécie car, à la différence des représentations numériques, elles sont selon lui imparfaites et imprécises. Cet attrait pour les maquettes et les prototypes prend également sa source dans sa jeunesse, quand il travaillait auprès de son père et de son frère, constructeurs en Italie. L’usage des maquettes par Renzo Piano fait l’objet d’un processus de création bien arrêté. À côté de ces maquettes de conception sommaire, collées ou épinglées, réalisées par assemblage de carton, de papier bristol, 

Façade en pavés de verre de la Maison Hermès.

Source : Renzo Piano Building Workshop Architects. © Michel Denancé.

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La maison Hermès à Tokyo

de mousse, de morceaux de bois..., figurent des maquettes en bois destinées à être exposées, qui sont conçues par des ébénistes diplômés de l’École Boulle. De manière schématique, il existe donc deux grands types de maquettes mobilisées par le RPBW, chacune d’elle répondant à des objectifs différents : les premières pour les études, les dernières à des fins d’exposition. Enfin, à côté des maquettes, sont développés, en collaboration avec les ingénieurs du projet et parfois les fabricants, de nombreux prototypes qui répondent à des enjeux aussi divers que simuler les conditions climatiques du site, éprouver la résistance des matériaux, vérifier le fonctionnement d’un principe structurel... Ces derniers sont alors généralement conçus à l’extérieur de l’agence (bien souvent chez les fabricants) et prennent des échelles souvent très différentes d’un projet à l’autre. Ceux de la Maison Hermès ont été réalisés en Italie (par Vetroarredo, renommé aujourd’hui Seves), en Suisse (par Schmidlin) et au Japon (par Takenaka).

Maquette de présentation du projet de la Maison Hermès. Source : Renzo Piano Building Workshop Architects. © Michel Denancé.

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La Fondation Louis Vuitton à Paris

LE VAISSEAU DE VERRE DE FRANK GEHRY Une fondation dédiée à l’art contemporain Les premières esquisses de la Fondation Louis Vuitton voient le jour en 2006. Sa construction dans le Jardin d’Acclimatation, en lisière du bois de Boulogne dans le xvie arrondissement de Paris, démarre trois ans plus tard, en 2009 3 . Le projet est né de la volonté de Bernard Arnault, président de Louis Vuitton Moët Hennessy (LVMH), et de son conseiller culturel Jean-Paul Claverie, dans la perspective de pérenniser les actions de mécénat engagées par le groupe LVMH depuis les années 1990. Le choix de l’architecte Frank Gehry s’est très vite imposé et ses premières esquisses sont vites sorties. Au cours de la phase de création du projet, les références évoquées par l’architecte sont nombreuses, dans la lignée de son œuvre4. D’autres reposent davantage sur une ligne d’argumentaire portée par Frank Gehry quand il compare le bâtiment à un « vaisseau dans les arbres, ouvert sur la nature », à une « chrysalide cristalline ». Il inscrit cette dernière référence à la transparence dans la tradition de l’architecture du verre à Paris au xixe siècle. Au-delà des filiations revendiquées (le Grand Palais d’Henri Deglane, les serres horticoles du Jardin des plantes de Charles Rohault de Fleury, ou le Palmarium qui agrémentait jadis le Jardin d’Acclimatation 5), l’imaginaire prolifique de Frank Gehry conduit à prendre en considération la question constructive.

Façade nord de la Fondation Louis Vuitton à Paris. © Iwan Baan.

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Architectes et ingénieurs face au projet

Façade est de la Fondation Louis Vuitton à Paris. © Iwan Baan.

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Architectes et ingénieurs face au projet

Complexité formelle et technique sans précédent

Image de référence utilisée par Frank Gehry lors des premières esquisses de la Fondation Louis Vuitton à Paris. © BEKEN.

Le projet est conçu sur une boîte étanche située en sous-sol constituée d’un radier luimême étanche, prévu pour résister aux surpressions hydrostatiques. Au-dessus, les galeries sont entourées d’une première peau, surnommée l’iceberg, qui assure l’étanchéité thermique, acoustique et l’imperméabilité du bâtiment. L’iceberg compte plus de 19 000 panneaux préfabriqués, moulés individuellement selon la technologie du moulage sous vide. Chaque panneau est une pièce unique constituée de béton fibré blanc à ultra-hautes performances, dit BFUP. L’équipe RFR et T/E/S/S ingénierie étaient chargés de la mise au point technique, des interfaces, de l’étanchéité, etc. Les verrières, dont la plus grande culmine à 46 mètres, sont fixées sur la structure primaire du bâtiment qui supporte les charges de l’iceberg et des voiles. Il s’agit d’une structure en béton armé et en acier sur laquelle s’accrochent des verrières composées de 3 500 panneaux de verre courbe, tous uniques, consolidés par des poutres de reprise en treillis métallique. Le programme architectural s’étend sur 11 000 m2, scindés en onze galeries destinées à la présentation de collections et aux expositions, auxquelles s’ajoute un auditorium de 400 places.

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La Fondation Louis Vuitton à Paris

Un projet créé par l’architecte, mais conçu par les ingénieurs De prime abord, le processus de projet de la Fondation Louis Vuitton, tout comme l’organisation des rapports entre acteurs, semble sortir des schémas classiques connus en France. Cela s’explique par le fait qu’une première équipe gère la phase de création assurée par Frank Gehry et l’équipe Gehry Partners à Los Angeles6 . Par la suite, une seconde équipe d’ingénieurs dirigée par Setec Bâtiment assure la conduite des études de conception, d’abord sur un plateau dédié dans les locaux de la maîtrise d’ouvrage, rue Bailleul dans le 1er arrondissement de Paris à partir de 2007, puis dès 2009 dans des algécos situés sur le site du futur chantier (base de vie du chantier). Ce mode d’organisation de projet, avec une dissociation forte entre la conception et l’exécution, courant aux États-Unis mais peu développé en France, a conduit à dissocier la phase de création de la phase de conception au moyen d’acteurs différents. La phase de création est le plus souvent assurée par une équipe restreinte spécialement en charge de définir la forme, les intentions architecturales. D’autres acteurs chargés du développement du projet au cours des études de conception prennent ensuite le relais. Ce choix s’explique aussi par le souhait du maître d’ouvrage de positionner le développement des études de conception à Paris, et de pouvoir ainsi disposer d’une maîtrise d’œuvre sur site 7. Pour Nicolas Paschal, directeur de projet maîtrise d’ouvrage de la Fondation Louis Vuitton, « c’est un projet où les ingénieurs ont un poids considérable, en revanche la scission au cours du processus de projet est un choix culturel. On n’est pas dans la culture d’un projet public. Il faut que le maître d’ouvrage puisse disposer de ce qui se passe du côté de l’architecte et du côté des ingénieurs. On avait un architecte qui était à Los Angeles et on voulait positionner le barycentre à Paris » 8 .

Croquis de la Fondation Louis Vuitton par Frank Gehry. © Image provided by Gehry Partners, LLP.

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Architectes et ingénieurs face au projet

Verrières de la Fondation Louis Vuitton à Paris. © Iwan Baan.

Le screenshot, un outil d’aide à la prise de décision entre ingénieurs et architectes Si les représentations issues de la maquette numérique sont souvent très sophistiquées, d’autres, à l’inverse, peuvent paraître précaires, voire bricolées : « La limite de la maquette numérique, c’est que l’on ne peut pas tout résoudre, on ne peut pas tout dessiner en 3D. On a remarqué que dès qu’on dessinait en trois dimensions et qu’on était confrontés à une difficulté, on s’arrêtait là en disant qu’on ne pouvait pas aller plus loin (…). On va d’abord le penser à la main en utilisant la maquette 3D en faisant des screenshots sur la 3D pour vraiment situer le problème et après on va venir à la main dessiner sur le screenshot » 31. Par définition, un screenshot est une capture d’écran d’une vue numérique en 3D issue de la maquette numérique. On lui appose un calque réel ou virtuel qui est annoté pour préciser un assemblage entre deux éléments, un détail de structure... Certains screenshots peuvent aussi être élaborés de manière numérique en apposant un calque virtuel sur l’image, d’autres sont imprimés sur papier. Les croquis sont alors réalisés sur calque en superposition du screenshot. Dans les deux cas, cet outil favorise le regroupement des connaissances entre acteurs dans une interaction rapide, tout comme les dessins de plans sur calques. Le principe est simple : feuilleter le carnet de plans en 2D d’un bâtiment apparaît très ergonomique. Contempler une 3D à l’écran donne des représentations très puissantes de l’ouvrage complexe. Pour traiter des problèmes pointus d’assemblages, dans des configurations souvent

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Architectes et ingénieurs face au projet

Un groupement d’entreprises au centre du projet Le projet de la station d’assainissement Seine-Aval s’articule autour d’un trinôme. Outre les ingénieurs en génie civil d’Eiffage Génie Civil et l’équipe d’architectes LWA, différents bureaux d’études techniques hydrauliques sont associés aux architectes afin de répondre aux problématiques liées au procès technique qu’impose ce type de projet. Il fait en outre appel à de nombreuses autres compétences du procès apportées par les sociétés OTV et Degrémont (hydrauliciens, électromécaniciens, électriciens, électroniciens, géotechniciens, ingénieurs du bâtiment, professionnels du second œuvre...), mais aussi à des environnementalistes, des écologues et des ergonomes... Mais alors que la demande d’interactions entre tous les acteurs du projet est forte, son organisation témoigne paradoxalement de fractionnements dans le fonctionnement des acteurs, ces derniers travaillant bien souvent de manière autonome au cours des études de conception. Ce constat est renforcé par le fait que l’équipe d’architectes, contrairement aux autres membres du groupement, n’intègre pas le plateau partagé au cours des études de conception. La mise en place de ce plateau projet a seulement permis le rapprochement des ingénieries (20 épurateurs, 30 à 40 projeteurs, 15 membres du génie civil), en instaurant un environnement de travail collectif en réseau. Divers dispositifs de régulation du projet ont été mis en place. Au cours des études de conception et d’exécution, deux instances ont plus particulièrement présidé à l’organisation du projet : − les réunions de groupement18 programmées toutes les deux semaines, qui permettent d’établir les prises de décision à l’échelle générale du projet, et les arbitrages financiers en particulier. Ses membres sont chargés du développement des études de conception et délèguent au comité technique la responsabilité opérationnelle du projet ; − les comités techniques qui disposent alors d’une grande autonomie d’action et de décision.

ÉCHANGE DES PLANS SUR CALQUES PAR L’ÉQUIPE PROJET EN PHASE CONCOURS Les réunions de l’équipe projet en phase concours : récit d’une situation de synthèse intense Au cours de la phase concours, dans un temps très restreint, l’équipe projet s’est réunie toutes les semaines, de juin à septembre 2011. Elle rassemblait trois acteurs principaux : Luc Weizmann, architecte du projet, Benoît Lapostolle, ingénieur génie civil d’Eiffage Génie Civil, Yves Damloup, responsable du bureau d’études process, et, selon les besoins, des ingénieurs spécialisés dans les différentes disciplines du projet. La forte technicité du programme a nécessité de nombreuses interactions entre ingénieurs et architectes. Matthieu Bouriquet, architecte auprès de Luc Weizmann, évoque une « circulation permanente de représentations »19 . Celles-ci, très variées, sont omniprésentes tout au long de la phase concours. À côté des plans, les équipes ont également utilisé des coupes et des élévations, conçues elles aussi sur calques. Les dessins de plans sur calques avaient pour objectif de fixer rapidement la volumétrie générale du projet, les gabarits des futurs bâtiments, leur implantation sur le site et leur intégration paysagère. Au cours des réunions, une règle implicite semble s’être imposée : chaque calque superposé correspondait à un stade particulier de la mise au point du projet ou explicitait un scénario. C’est ainsi que les calques se sont progressivement clarifiés et simplifiés au fil des réunions. Le rythme journalier des réunions a permis que de nombreux dessins sur calques

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La station d'assainissement Seine-Aval à Achères

Coupe de principe des membranes dans le bâtiment de tamisage réalisée sur calque par Luc Weizmann. Agence LWA − Luc Weizmann Architectes. © LWA.

soient réalisés, complétés ou commentés directement en réunion. Paradoxalement, il n’y a pas eu, ou très peu, de pièces écrites au stade de la phase du concours, car « tout se fait à l’oral à ce niveau-là »20 , d’après Benoît Lapostolle. Les réunions entre les ingénieurs et l’architecte se sont tenues à huit clos, en équipe restreinte et peu hiérarchisée. Cet ingénieur explique : « Pour les réunions de conception, le seul élément de compte-rendu c’était un calque, et seul le bureau d’études repartait avec. Après, il remettait au propre le calque en faisant évoluer ses plans. »21 Bien que les dessins sur calques restent − dans le cadre de ce projet −, les représentations de l’architecte comme dans beaucoup d’autres projets, ils étaient en général repris par les ingénieurs en génie civil et les bureaux d’études en charge du procès à la suite de la réunion. L’usage de plans sur calques lors de la phase concours avait le double intérêt de gagner en rapidité d’exécution et de contribuer au renforcement des collaborations. L’architecte et l’ingénieur génie civil ont tenu à collaborer de façon étroite, et cela en dépit d’enjeux respectifs parfois contradictoires. Par exemple, le respect des alignements s’oppose aux logiques d’installation des équipements techniques ; par ailleurs, la compacité du projet est recherchée par le génie civil dans une logique d’optimisation économique du chiffrage des masses bâties qui peut parfois s’opposer aux besoins du bureau d’étude technique. Le dispositif de collaboration mis en place dans le cadre de ce projet présente trois traits marquants : − un nombre restreint d’acteurs, tous hautement qualifiés. La collaboration entre ingénieurs et architectes a contribué à faciliter le partage des représentations entre acteurs dans un mode de co-auteurs ; − une forte synergie entre ingénieurs et architectes dans le sens où ceux-ci ont la possibilité de prendre leurs décisions en totale autonomie sans en référer à des sphères professionnelles partenaires ou hiérarchiques. De fait, ils contribuent à favoriser un contexte de conception dans une ubiquité de la collaboration 22 entre ingénieurs et architectes ; − les équipes travaillent en temps masqué (c’est-à-dire en parallèle) selon les principes de la conception distribuée, ce qui a imposé − nous le verrons ultérieurement − la mise en place de situations de synthèse régulières. Lors de la phase concours, quand la pression laisse peu de temps à la production de nombreuses représentations, l’utilisation de dessins de plans sur calques a permis d’avancer avec une grande rapidité sur le dessin du projet. Même si les représentations se sont très vite substituées aux comptes-rendus, subsistait cependant un carnet de bord (sous la forme d’un cahier) rassemblant l’ensemble des différentes décisions et pouvant être consulté ou complété par chaque acteur.

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Architectes et ingénieurs face au projet

Croquis sur calque réalisé par Luc Weizmann. Agence LWA − Luc Weizmann Architectes. © LWA.

Plan d'épinglage sur calque du projet Seine-Aval à Achères par Luc Weizmann. Agence LWA − Luc Weizmann Architectes. © LWA.

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Table des matières

TABLE DES MATIÈRES

INTRODUCTION ARCHITECTES ET INGÉNIEURS, QUELLE DUALITÉ AUJOURD’HUI ?................................................................ 9

UNE COLLABORATION ENTRE INGÉNIEURS ET ARCHITECTES FONDÉE SUR L’INTERACTION DE REPRÉSENTATIONS................................................ 33

1. F ACTEURS D'ÉVOLUTION DES PROJETS D'ARCHITECTURE ............ 11

Multiplication des représentations...........................................33 Outils de représentation divergents ........................................33 Trois types de représentations entre ingénieurs et architectes.................................................42

LA CONCEPTION ARCHITECTURALE FACE À L’INCERTITUDE...................................................13 Complexification et technicisation des processus de projet............................................................ 13 Contraintes économiques et maîtrise de la qualité ................ 13

LES FACTEURS D’ÉVOLUTION EXOGÈNES ET ENDOGÈNES DES PROJETS....................................... 17 UNE GESTION DE PROJET QUI SE RÉINVENTE................17 L’indéfinition du projet d'architecture........................................17 Du processus séquentiel au processus concourant................. 18 Lier les phases pré-opérationnelles, de conception et d’exécution.................................................... 19 Un leadership tournant du rôle de chef de projet.................... 19

LE PROJET ENTRE CO-CONCEPTION ET CONCEPTION DISTRIBUÉE.......................................20 La conception distribuée ......................................................... 20 La co-conception....................................................................... 20

2. NOUVELLES PRATIQUES DE COLLABORATION ENTRE ARCHITECTES ET INGÉNIEURS...............25 ARCHITECTES, INGÉNIEURS : DIFFÉRENCES ET ACCOINTANCES ENTRE DEUX PROFESSIONS.............. 27 Ingénieurs et architectes, chronique d’une histoire tempétueuse...............................................................................27 L’architecte, l’ingénieur et l’architecte-ingénieur................... 28

LES PRATIQUES COLLABORATIVES ENTRE INGÉNIEURS ET ARCHITECTES..........................31 Situations de travail collectif : coopération ou collaboration ?................................................. 31 Diverses pratiques de collaboration......................................... 31 La collaboration étroite............................................................................ 31 La collaboration tribale............................................................................ 31 La collaboration en réseau...................................................................... 32

Les représentations échangées..............................................................42 Les représentations partagées............................................................... 44 Les représentations spécifiques............................................................. 46

ÉTUDE DE CAS : LA MAISON HERMÈS À TOKYO................... 51 La Maison Hermès, un projet européen édifié à Tokyo ......... 55

LA MAISON HERMÈS À TOKYO, UN PARTAGE DES DÉFIS ARCHITECTURAUX ET CONSTRUCTIFS PAR LES REPRÉSENTATIONS........58 La logique constructive du projet............................................ 59 Un défi technique au centre de la préoccupation de l’architecte......................................... 65 Renzo Piano, un dialogue singulier à l’ingénierie................... 68

LES CROQUIS DE RENZO PIANO AU FEUTRE VERT.....68 Représenter le génie du lieu et ses traditions constructives..................................................... 68 Les croquis comme outil de synthèse entre architectes et ingénieurs.................................................72 Rassembler les représentations d’un projet...........................................74 Trier et organiser les croquis du projet...................................................77

LES PRÉ-PROTOTYPES ET PROTOTYPES DE LA FAÇADE EN PAVÉS DE VERRE............................ 77 Le Renzo Building Workshop, une expérience dans la production de maquettes, de pré-prototypes et de prototypes.........................................77 Le processus de fabrication des pré-prototypes et prototypes de la façade en pavés de verre......................... 80 L’expérimentation constructive comme outil de synthèse .......................................................... 81 Les pré-prototypes et prototypes, un artefact entre ingénieurs et architectes pour gérer les risques................................................................ 81 La conception d’outils propres aux ingénieurs et architectes .................................................. 83

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Architectes et ingénieurs face au projet

3. I NFLUENCE DES INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES ET NUMÉRIQUES SUR LA CONCEPTION DES PROJETS......89 ÉVOLUTION DES REPRÉSENTATIONS DU PROJET.......90 1960, l’essor des innovations technologiques et le développement des représentations issues du numérique............................................................................ 90 Réalité mixte, réalité augmentée et autres représentations interactives ; une nouvelle donne des projets en architecture............................................ 91

LES INCIDENCES DU NUMÉRIQUE SUR LA CONCEPTION DES PROJETS EN ARCHITECTURE........................................................92 Vers une conception synchrone et asynchrone entre acteurs du projet............................................................. 92 Développement du BIM et de la maquette numérique : des collaborations inchangées................................................ 92 Calculs algorithmiques et modeleurs paramétriques : l’émergence de nouvelles formes constructives.................... 93 Architecture numérique : réinventer l’usage des matériaux.............................................................................97 Le numérique : un changement de paradigme dans les représentations...........................................................97

TRANSFORMATION DE LA GESTION DE PROJET PAR LE BIM............................................... 100 Trop de données qui arrivent trop vite ?.................................100 Ajustements des projets liés au numérique............................101 Synthèse interactive et itérative.............................................102

JEUX D’ACTEURS À CONSTRUIRE POUR STRUCTURER LA SYNTHÈSE ........................... 103

ÉTUDE DE CAS : LA FONDATION LOUIS VUITTON À PARIS................................................... 107 LE VAISSEAU DE VERRE DE FRANK GEHRY.................. 111 Une fondation dédiée à l’art contemporain..............................111 Complexité formelle et technique sans précédent..................111 Un projet créé par l’architecte, mais conçu par les ingénieurs..................................................115

MAQUETTES RÉELLES ET VIRTUELLES EN PHASE DE CRÉATION.............................................1118 Mise en scène des maquettes .................................................118 Gel de la maquette numérique pour préserver le dessin original.............................................119 Maquettes inconnues de Frank Gehry.....................................121

REVUE DES PLANS DU PROJET AU COURS DES ÉTUDES DE CONCEPTION ET D’EXÉCUTION PAR LE MODÈLE PARAMÉTRIQUE ...............................123

La maquette numérique, un outil pour arbitrer les conflits spatiaux et techniques entre architectes et ingénieurs ................................................................................ 123 Une maquette de synthèse plus qu’une synthèse des plans.............................................. 124 Une interopérabilité des données qui reste à définir ........... 124 Une maquette numérique qui redéfinit le pilotage des revues de projet........................ 125 Une synthèse qui mobilise des représentations en 2D et 3D............................................ 126

SCREENSHOTS DES VOILES ET DE L’ICEBERG MOBILISÉS AU COURS DES ÉTUDES DE CONCEPTION....................................127 Le screenshot, un outil d’aide à la prise de décision entre ingénieurs et architectes .............................................. 132 Articulation entre représentations numériques et représentations traditionnelles du projet .......................... 135

RENDRE COHÉRENTES LES INTERACTIONS ENTRE ACTEURS ET LES PHASES DU PROCESSUS DE PROJET .............136

4. R  EDÉFINITION DE LA GESTION ET DU MANAGEMENT DES PROJETS D'ARCHITECTURE.................................141 REDÉFINIR LA GESTION DE PROJET ...........................142 Les apports de l’activité de synthèse sur le projet en architecture.................................................... 142 Des projets qui facilitent une gestion des connaissances................................................................... 142 L’innovation au cœur des stratégies de projet........................................................... 143

RECONFIGURATION DES PROCESSUS DE PROJET D'ARCHITECTURE........143 Construction de processus...................................................... 143 Gestion des interactions multiples......................................... 143 Élargissement de l’activité de synthèse au cours des processus de projet........................................... 145 Reconfiguration en cours des processus de projet.............................. 145 Redéfinition plus lente des chaînes d’acteurs et des collaborations entre ingénieurs et architectes......................... 145

Une synthèse davantage en amont ?...................................... 148 Redéfinir des rapports entre l’amont et l’aval........................ 149 Une transformation de la gestion de projet........................... 149

UNE SYNTHÈSE QUI DESSINE LES MODALITÉS DE PILOTAGE DES PROJETS .......... 150 Manager le projet par la synthèse..........................................150 Mise en pratique à travers le cas de la Fondation Louis Vuitton................................................................150 Mise en pratique à travers le cas de la station d’assainissement Seine-Aval.............................................151

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Table des matières

Mise en pratique à travers le cas de la Maison Hermès......................152 Rompre avec la fragmentation : vers une gestion intégrée des projets..................................................152 Deux visions de la synthèse qui s’affrontent.........................................152 Vers un fonctionnement intégré des processus de projet.........................................................................153

USAGE D’IMAGES DE RÉFÉRENCE AU LANCEMENT DES ÉTUDES DE CONCEPTION DU PROJET.......................................184 La réunion de lancement des études de conception............. 184 Construction d’un projet par le récit et ses limites................ 188

VERS DE NOUVELLES FORMES D’ORGANISATION DE PROJET......................................154

COMITÉ TECHNIQUE DES ÉTUDES DE CONCEPTION.......................................................... 189

Retour sur quelques tendances organisationnelles .............. 154

La synthèse des plans en comité technique au cours des études de conception.........................................191 L’élaboration de la synthèse des plans : apparition de divergences....................................................... 194 Inventer les lieux de la synthèse : le plateau projet comme solution ? ........................................ 194 Une synthèse « invisible » qui structure les processus de projet............................................................ 194

Mise en pratique à travers le cas de la Maison Hermès......................154 Mise en pratique à travers le cas de la Fondation Louis Vuitton................................................................154 Mise en pratique à travers le cas de la station d’assainissement Seine-Aval.................................................................155

Esquisses de scénarios de synthèse et conditions de sa réussite..................................................... 156 L’esprit de synthèse des concepteurs ..................................................156 Une place croissante des entreprises générales.................................156 Une synthèse réalisée par des bureaux d’études spécialisés...............................................................................156 Une alliance entre les acteurs des projets............................................156

Règles du jeu tacites chez les acteurs.................................... 157 Collaborations entre ingénieurs et architectes prédéfinies par des cadres contractuels et juridiques......................... 157 Le chef de projet comme garant de l’activité de synthèse........................................................................ 157 Responsabilités des BIM managers dans leurs missions et périmètres d’intervention......................................... 157

Différentes trajectoires de collaboration entre ingénieurs et architectes qui se construisent............... 158

En phase concours..................................................................................194 En phase de conception.........................................................................196 En phase d’exécution............................................................................1946

LA STATION D’ASSAINISSEMENT SEINE-AVAL, UN PARCOURS DE REPRÉSENTATIONS ENTRE INGÉNIEURS ET ARCHITECTES................................... 198 CONCLUSION ARCHITECTES ET INGÉNIEURS, COLLABORER PAR LE PROJET.................................... 201

ÉTUDE DE CAS : LA STATION D'ASSAINISSEMENT SEINE-AVAL À ACHÈRES ...........................161 RECHERCHE D’UN ÉQUILIBRE ENTRE ENJEUX ARCHITECTURAUX ET TECHNIQUES.......................... 166 Achères, un site historique de la gestion des eaux usées de la ville de Paris......................................... 166 Un projet d’architecture sous contrainte technique : définition d’une nouvelle alliance entre ingénieurs et architectes............................................................................ 167 Inscrire le projet dans son contexte paysager......................................169 Privilégier l’organisation fonctionnelle de l’équipement.....................169 Intégrer le projet à l’histoire du site d’Achères.....................................169

Un groupement d’entreprises au centre du projet..................174

ÉCHANGE DES PLANS SUR CALQUES PAR L’ÉQUIPE PROJET EN PHASE CONCOURS .......... 174 Les réunions de l’équipe projet en phase concours : récit d’une situation de synthèse intense................................174 Le partage de la conception entre ingénieurs et architectes par l’élaboration de plans sur calques ........... 178 L’imprécision des dessins de plans sur calques..................... 179

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Jean-Baptiste Marie

ARCHITECTES ET INGÉNIEURS FACE AU PROJET

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Photo de couverture © Iwan Baan

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ISBN : 978-2-281-14312-6

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