Architecture portfolio - Mehdi Harrak

Réciprocité

Mehdi Harrak

Selected works 2018-2022

1. About 2. 1:1 Earthen 3D printing in Valldaura 3. 3D printing the water barrier

Réciprocité Reciprocity

‫تبادلية‬

4. Persepectives of a 3D printed village 5. Re-Parameterized vernacular 6. Locally co-productive 7. FabDesign lab 8. Misc

Mehdi Harrak

Selected works 2018-2022

+ Education MSc in Architecture

I 2019 Morocco

+ Career National school of architecture of Rabat

Post-graduate program

3DPA - 3D printing architecture

I 2021-2022 Barcelona, Spain

IaaC

Teaching architect

Computational design Digital fabrication School of Architecture Planning & Design UM6P 2nd and 3th undergrads I 2019-2022 Benguerir, Morocco Lead architect

Architecture consultancy

+ Honours

School of Architecture Planning & Design UM6P

1st national place International selection

Saint-gobain Multiconfort

I 2019-2021 Benguerir, Morocco

I 2019 Morocco, Spain

Residential sustainable architecture

Junior architect

Honorable mention

HVC neighborhood

I 2020 Morocco

I 2018-2019 Rabat, Morocco

Residential sustainable architecture

2nd jury - 1st public

Memorial architecture

I 2018 Morocco

Double skin workshop ENA & VMX architects

Top 10

Sakan Inov-Omrane

I 2017 Morocco

Residential sustainable architecture

My spectrum of interest ranges from smart tooling, computational design, digital fabrication but also parametric procedures as a way to explore new architectural expressions to empower local communities, and develop traditional building techniques.

Mon éventail d’intérêts englobe le Computational Design, la fabrication numérique mais aussi les procédures paramétriques comme moyen d’exploraton de nouvelles expressions architecturales afin de preserver les communautés locales et développer des techniques de construction traditionnelles.

Architectural Event Team manager

I 2017-2018 Rabat, Morocco

Architecture heritage days Lead of the team for the Oudayas site

3D Printed prototype

1st earthen 3D printed house of Spain

3D printing with Bio-sourced

s

material

Water barrier of 3D printed earthen architecture

Artist assistant

Jidar Murals Festival

IaaC - 3DWasp

I 2016 Rabat, Morocco

MMVI museum facade Rémi Rough, Juice126

I 2022 Valldaura, Barcelona Spain

+ Relevant skills

Research development Computational/ Parametric design Prototyping and digital fabrication

As the lead architect of a consultancy lab at the university, my role was to develop human centered urban and architectural strategies in collaboration with multiple architecture studios and regional administrative seats with the aim of providing indicators to improve the social and reduce the environmental impact on local communities.

SBA is a re-known practice focusing on high-end architecture, while working in SBA my aim was developing concept designs, detailing, management and project construction, In sum confronting my architectural sensibilities to professional experience.

+ Research

I 2022 Valldaura, Barcelona Spain

+ Art / Events

Architecte marocain, J’ai obtenu mon Masters à l’ENA (École nationale d’architecture de Rabat), concluant par une étude intitulée Le renouveau de la culture constructive locale à travers le Paramétricisme, que j’ai poursuivie par une recherche postuniversitaire à l’IaaC (Institut d’architecture avancée de Catalogne) sur l’impression 3D de matériaux bio-sourcés.

SBA Architects

IaaC - 3DWasp

Mehdi Harrak Moroccan architect, I completed my Masters in ENA (National School of Architecture of Rabat), concluding with a study entitled The renewal of the local constructive culture through Parametricism, which I followed up with a postgraduate research in IaaC (Institute of Advanced Architecture of Catalunya) on 3Dprinting bio-sourced materials.

My teaching experience was critical in my growth as an architect, during this period I was able to deepen my knowledge of parametric tools at a personal level as well as develop my ability to deconstruct complex computational design principles into understandable markers.

The Postgraduate in 3D Printing Architecture is a program of applied research. Rather than imagining an architecture for a long-term future, the aim is to apply state of the art technology to today’s construction paradigm. It is axed around the continuity of the development of a body of research long explored in the Institute together with our industry partners.

While the effects of water on earthen structures are well documented in the literature, less research has focused on actually reshaping of the design of earthen structures to formulate a proper solution to this problem. 3D printing today, through computational data-driven design explorations is expanding the boundaries of possibilities in terms of design-led problem solving in architecture.

This research is aimed at a morphological and material exploration around showcasing the opportunities given by 3D printing in solving the complex issue of fulfilling the structural requirements of earthen builds in the presence of water, moreover, it is introducing it as more than a pathological component but as a resource to repel, to channel out of the wall or to harvest.

+ Software skills

Teaching Architecture photography Visualization and rendering Various scale 3D printing Digital stereotomy

3D design and development Rhino3D/ Grasshopper, Revit (Certified pro 2019), Sketchup

2D Design and development AutoCAD, Illustrator, InDesign and Procreate

Rendering 3DS max, Vray, CoronaRender Misc Adobe AfterEffect, Adobe Photoshop

1:1 Earthen 3d printing in valldaura Applied research, design and construction of the first 1:1 3D printed earthen prototype of Spain as part of the 3DPA (3D printing Architecture) program in IaaC, Barcelona

Recherche appliquée, conception et construction du premier prototype en terre imprimé en 3D à échelle réelle d’Espagne dans le cadre du programme 3DPA (3D printing Architecture) à l’IaaC, Barcelone.

The objective of the project was the collective design and construction of a living prototype of an earthen 3d printed enclosed room, covered by a timber roof and sealed against the elements.

L’objectif du projet était la conception et la construction collective d’un Living Prototype en terre imprimée en 3D, couverte par un toit en bois et étanche aux éléments.

The project took a succession of intensive applied research workshops around matter, structure, machine at small, medium and big scale, concluding studies with a brief design charette, synthesizing the work done in the research period.

The result was a series of structural prototypes, and a collectively designed living prototype, all of which were printed 1:1 at Valldaura.

Le projet s’est développé par une succession d’ateliers de recherche appliquée intensive autour de la matière, de la structure, de la machine à petite, moyenne et grande échelle, concluant l’étude par une brève charrette de conception, synthétisant le travail effectué pendant la période de recherche.

Le résultat a été une série de prototypes structurels et un prototype vivant conçu collectivement, qui ont tous été imprimés à l’échelle 1:1 à Valldaura.

Matter 3dPA‘s aims at achieving a sustainable and structurally stable construction system using km-0 robotic additive manufacturing, all material was excavated and processed on site.

The mix has additives in the form of enzymes, short sisal fibers, and water, with the fluidity of the mix being a key point in producing a pumpable and printable clay.

L’objectif de la 3dPA étant de réaliser un système de construction durable et structurellement stable en utilisant la fabrication additive robotisée km-0, tous les matériaux ont été excavés et traités sur place.

Le mélange contient des additifs sous la forme d’enzymes spéciales, de fibres courtes de sisal et d’eau, la fluidité du mélange étant un point clé pour produire une argile pompable et imprimable.

1:1 Earthen 3D printing in valldaura

Machine CRANEWASP, created by WASP (World‘s Advanced Saving Project) is the machine used in the production of the Valldaura Prototypes. It is a four meter high crane printer, that operates on a polar coordinate system. It is a configurable system, meaning that in theory, many printers can be used at once on one configured system of columns. CRANEWASP is capable of printing concrete, earth based materials, and polymers.

CRANEWASP, créé par WASP (World’s Advanced Saving Project) est la machine utilisée pour la production des prototypes Valldaura. Il s’agit d’une imprimante à grue de quatre mètres de haut, qui fonctionne sur un système de coordonnées polaires. Il s’agit d’un système configurable, ce qui signifie qu’en théorie, plusieurs imprimantes peuvent être utilisées en même temps sur un système configuré de colonnes. CRANEWASP est capable d’imprimer du béton, des matériaux à base de terre et des polymères.

1:1 Earthen 3D printing in valldaura

Human 3DPA is a collaborative research project involving a small group of architects and experts in the field with the same objective of studying the behavior and performance of 3D printed earthen architecture.

The execution of the project required the team to conduct research, design, plan and built.

The prototype was finished in 7 weeks of making /feeding the G code, monitoring the construction, troubleshooting, sifting earth, mixing, pumping, woodworking and finally finishing the exterior barrier and flooring.

3DPA est un projet de recherche collaborative impliquant un petit groupe d’architectes et d’experts dans le domaine avec le même objectif d’étudier le comportement et la performance de l’architecture en terre imprimée en 3D. L’exécution du projet a demandé à l’équipe de mener des recherches, de concevoir, de planifier et de construire.

Le prototype a été terminé en 7 semaines de fabrication/ alimentation du G code, de suivi de la construction, de troubleshooting, de tamisage de la terre, de mélange, de pompage, de travail du bois et enfin de finition de la barrière extérieure et du plancher.

1:1 Earthen 3D printing in valldaura

Design

1:1 Earthen 3D printing in valldaura

1:1 Earthen 3D printing in valldaura

Common project

Research project - Water barrier

For structural support, the walls are printed in L and T shapes, as opposed to a straight wall. The two main walls stand parallel to each other, aligning with the structural grid of the roof trusses. The result is an enclosed interior space, which is climatically protected by various design interventions.

This research is aimed at a morphological and material exploration around showcasing the opportunities given by 3D printing in solving the complex issue of fulfilling the structural requirements of earthen builds in the presence of water. In the case of the prototype, we have inserted a series of horizontal offset bumps that follow the outer-shell of the project, these lines are then plastered on the upper side.

Pour le soutien structurel, les murs sont imprimés en forme de L et de T, par opposition à un mur droit. Les deux murs principaux sont parallèles l’un à l’autre et s’alignent sur la grille structurelle du toit. Le résultat est un espace intérieur fermé, qui est protégé sur le plan climatique par diverses interventions de conception.

Cette recherche vise une exploration morphologique et matérielle autour de la mise en évidence des possibilités offertes par l’impression 3D pour résoudre le problème complexe de la satisfaction des exigences structurelles des constructions en terre en présence d’eau. Dans le cas du prototype, nous avons inséré une série de bosses horizontales décalées qui suivent la coque extérieure du projet, ces lignes sont ensuite enduites sur la face supérieure.

Concept

Unprotected offset bumps 1:1 Wall print test

Coated offset bumps 1:1 Wall print test

1:1 Structural prototyping

1:1 Earthen 3D printing in valldaura

1:1 Earthen 3D printing in valldaura

The design implies the examination of how the printed pattern receives the wooden members.

In this prototype, the final wall design had a double inclined roof structure, and two trusses interlocking inside the clay The truss falls on a wooden piece featuring placement for a rod a connection done without the need of a bolt.

La conception implique l’étude de la manière dont la Pattern imprimée reçoit les éléments en bois.

Dans ce prototype, le design final du mur reçoit une structure de toit à double inclinaison, les deux madriers s’emboîtent à l’intérieur de l’argile. Ces même éléments reposent sur une pièce de bois présentant un emplacement pour une tige en bois ; une connexion faite sans avoir besoin d’un boulon.

Results of structural prototyping are four different designs of 3D printed walls with wood embedding, the project withhold the test of time and was destroyed to leave space for the 3D printing Valldaura Prototype.

Les résultats du prototypage structurel sont quatre modèles différents de murs imprimés en 3D avec encastrement de bois, le projet a résisté à l’épreuve du temps et a été détruit pour laisser place au 3D printing Valldaura Prototype.

3D printing the water barrier

3D printing the water barrier

The aim of this research is to develop a morphological and material solution to the effect of water on earthen structures, by looking at channeling, Repelling water, applying coatings and plasters.

L’objectif de cette recherche est de développer une solution morphologique et matérielle à l’effet de l’eau sur les structures en terre, en examinant la déviation, la répulsion de l’eau, l’application de revêtements et d’enduits.

The results of visual erosion physical setup validates the simulations obtained from the digital.

Passed this point we started aggregating the best performing iterations to channel water.

Les résultats de la configuration physique d’érosion visuelle valident les simulations obtenues à partir du numérique.

Passé ce point, nous avons commencé à agréger les itérations les plus performantes pour dévier l’eau.

Exhibition of the research at IaaC, Barcelona

3D printing the water barrier

3D printing the water barrier

Channeling water

3D printing the water barrier

Geometry explorations of 3D printed strategies for water channeling, tested through a water simulation script developed to output the percentage of water drops landing in specific zones on the bottom of the wall.

Exploration de la géométrie de 3D printed strategies pour la déviation de l’eau, testée à l’aide d’un script de simulation d’eau développé pour déterminer le pourcentage de gouttes d’eau atterrissant dans des zones spécifiques du bas du mur.

Coatings

3D printing the water barrier

Physical setup

3D printing the water barrier

The objective of these physical setups is to provide data to develop a computational simulation to study multiple geometry iterations.

The setup is powered by Arduino, and pumps the water form the container underneath through the pipes to the spraying nozzle.

L’objectif de ces installations physiques` est de fournir des données pour développer une simulation informatique afin d’étudier de multiples itérations géométriques.

L’installation est alimentée par un Arduino, et pompe l’eau depuis le récipient situé en dessous à travers les tuyaux jusqu’à la buse de pulvérisation.

20 Different coating recipes were tested using the dripping physical Setup.

20 recettes différentes ont été testées à l’aide du dripping physical setup.

Perspectives of a 3D printed village The aim is to design a housing project made out of 3d printed earth, and to speculate on the possibilities of earth as a construction material in different contexts.

The working methodology rests on the program’s specific performance based design approach, starting by defining what the building needs to achieve in 3 performative domains (structure, climate and inhabitation), and then progressively modeling the tectonic solutions that will best achieve them.

L’objectif est de concevoir un projet d’habitation en terre imprimée en 3D, et de spéculer sur les possibilités de la terre comme matériau de construction dans différents contextes.

La méthodologie de travail repose sur l’approche spécifique de conception basée sur la performance du programme, en commençant par définir ce que le bâtiment doit réaliser dans 3 domaines performatifs (structure, climat et habitation), puis en modélisant progressivement les solutions tectoniques qui permettront de les réaliser au mieux.

The most optimal answer to the balance of, privacy, comfort and preservation of cultural particularities is achievable through 3D printing by providing geometrical solutions to improve long-lasting passive strategies, keep key visual references and more importantly respecting local ways of living.

La réponse la plus optimale à l’équilibre entre l’intimité, le confort et la préservation des particularités culturelles peut être obtenue par l’impression 3D en fournissant des solutions géométriques pour améliorer les stratégies passives à long terme, conserver les références visuelles clés et, surtout, respecter les modes de vie locaux.

Integration

Perspectives of a 3D printed village

Technology

The material excavated, mostly stone, is used to create the platforms in which we are fitting a cartesian gantry 3D printer, starting from the lowest unit, the machine is then is relocated to the next filled platform, the rails are installed on it possibly including a portion of the flat roof from the previous printed unit to achieve full print area.

Les matériaux excavés, principalement de la pierre, sont utilisés pour créer les plateformes dans lesquelles nous installons une imprimante 3D à portique cartésien, en commençant par l’unité la plus basse, la machine est ensuite déplacée vers la plateforme suivante, les rails sont installés sur celle-ci, incluant éventuellement une partie du toit plat de l’unité imprimée précédente pour obtenir une surface d’impression complète.

Perspectives of a 3D printed village

Housing Units The focus is on two problems: How do we integrate the housing unit into a 25% degree average cliff without being too invasive ?

How do we guarantee a usable private courtyard for each family ?

L’accent est mis sur deux problèmes : Comment intégrer l’unité de logement dans une falaise moyenne de 25% sans être trop envahissant ?

Comment garantir une cour privée utilisable pour chaque famille ?

Courtyard privacy (In units superposition) Natural sunlight Excavation ratio

Perspectives of a 3D printed village

Perspectives of a 3D printed village

Re-Parameterized vernacular

The value underlying this architectural project is to use Tectonism as a mean to highlight the constructive heritage of Amtoudi, a rural oasis village in morocco, that is to say, to parameterize the properties and physical constrains of the local building material in order to minimize the presence of exogenous components in the architecture.

La valeur sous-jacente de ce projet architectural est d’utiliser le Tectonisme comme un moyen de mettre en valeur l’héritage constructif d’Amtoudi, un village rural oasis au Maroc, c’est-à-dire de paramétrer les propriétés et les contraintes physiques du matériau de construction local afin de minimiser la présence de composants exogènes dans l’architecture.

To obtain a feasible project, it is necessary to follow a unique methodology in Tectonism, the key of entry in our case is the digital stereotomy, using stone in an innovative yet simplified way to accommodate the skill-set of local artisans and builders. The working methodology rests on the program’s specific performance based design approach, starting by defining what the building needs to achieve in 3 performative domains (structure, climate and inhabitation), and then progressively modeling the tectonic solutions that will best achieve them.

Pour obtenir un projet réalisable, il est nécessaire de suivre une méthodologie unique dans le Tectonisme, la clé d’entrée dans notre cas est la stéréotomie numérique, utilisant la pierre d’une manière innovante mais simplifiée pour s’adapter aux compétences des artisans et des constructeurs locaux. La méthodologie de travail repose sur l’approche de conception basée sur la performance spécifique du programme, en commençant par définir ce que le bâtiment doit réaliser dans 3 domaines de performance (structure, climat et habitation), puis en modélisant progressivement les solutions tectoniques qui permettront de les réaliser au mieux.

Structure

Re-Parameterized vernacular

The main material of construction of the project is the stone, incorporated in an approach that avoids the denaturalization of the structural and plastic capacities of the resource, this is expressed though the concept of reciprocity, implemented into structure and identity of the project.

The reciprocal structure made out of a series of identical ashlars (cut stones) that supports and are supported on each other.

Le matériau principal de construction du projet est la pierre, incorporée dans une approche qui évite la dénaturalisation des capacités structurelles et plastiques de la ressource, ceci est exprimé à travers le concept de réciprocité, mis en œuvre dans la structure et l’identité du projet.

La structure réciproque constituée d’une série de pierres de taille identiques qui se soutiennent et s’appuient les unes sur les autres.

Supporting

Supported

Local resources

Re-Parameterized vernacular

Re-Parameterized vernacular

Arenite quartz

Tuff stone Homogeneity

Stone as symbol of eternity memory of humanity and building material, a symbol of what is perfectible thanks to the work of man on matter and on himself.

Homogeneity

Abundance

Abundance

Crystal

Porosity

La pierre comme symbole d’éternité de mémoire de l’humanité et matériau de construction, symbole de ce qui est perfectible grâce au travail de l’homme sur la matière et sur lui-même.

Aesthetics

Crystal

Porosity

Aesthetics

Shape Hardness

Shape Hardness

Black sedimentary shale

Micaceous clay Homogeneity

Homogeneity

Abundance

Abundance

Crystal

Porosity

Aesthetics

Crystal

Porosity

Aesthetics

Shape Hardness

Shape Hardness

Micaceous arenite

Grainstone Homogeneity

Homogeneity

Abundance

Abundance

Crystal

Porosity

Aesthetics

Shape Hardness

Crystal

Porosity

Aesthetics

Shape Hardness

Comparison study of several types of local stones in terms of porosity, durability presence of crystals, homogeneity, color hardness aesthetics and abundance. Étude comparative de plusieurs types de pierres locales en termes de porosité, durabilité ; présence de cristaux, homogénéité, couleur ; dureté ; esthétique et abondance.

Passive systems Water harvesting systems, implemented into the wicker tree and under the housing units.

Systèmes de collecte de l’eau, mis en œuvre dans le Wicker tree et sous les unités de logement.

Re-Parameterized vernacular

Re-Parameterized vernacular

Locally co-productive

Local services

Urban agriculture

Permaculture floor

This project is the crystallization of a vision for a Moroccan neighborhood respecting to recent pandemic safety measures, it provides different hygienic strategies allowing for a humancentered community.

Ce projet est la cristallisation d’une vision pour un quartier marocain respectant les récentes mesures de sécurités hygiéniques et fournit différentes stratégies permettant une communauté centrée sur l’humain.

Close circuit Local market

Decontamination gantry

Microgrid data center

Pedestrian walkway

20 m road

Bicycle path

12 m road

Project C Project A Project B Micro-community

Public services FabLab; microgrid data center Community permaculture floors

Facilities Green spaces Sports fields

Key concepts: The resource autonomy: Local production of the necessary resources directly on the permaculture floors.

Leisure tour Rush zones

Commercial tour

Flow management: Non-intrusive tools without direct monitoring of the circulation of citizens to avoid crowded areas.

Well-being: at the programmatic level and urban, the neighborhood is intended to strengthen community spirit.

L’autonomie des ressources : Production locale des ressources nécessaires directement sur les sols en permaculture.

La gestion des flux : Des outils non intrusifs sans suivi direct de la circulation des citoyens pour éviter les zones de promiscuité.

Le bien-être : au niveau programmatique et urbain, le quartier est destiné à renforcer l’esprit communautaire.

FabDesign Lab Teaching

This module provides tools to understand the relationships between digital design processes and methods of physical fabrication. The primary concern is understanding ways in which knowledge of fabrication processes and constructibility serve to transform design geometry.

This course makes extensive use of hybrid techniques, blurring the line between digital and manual work.

Ce module fourni des outils pour comprendre les relations entre les processus de conception numérique et les méthodes de fabrication physique. La préoccupation principale est de comprendre comment la connaissance des processus de fabrication et la constructibilité servent à transformer la géométrie du design.

Ce cours se concentre sur l’usage de techniques hybrides, brouillant la frontière entre le travail numérique et manuel.

This course is though year 2 semester 3 of the School of Architecture Planning and Design (SAP+D), for architecture undergraduates. The prerequisites for Fab Design Lab are CAD 01 and 02, both in year 1. During these courses, I help the students acquire intermediate skills in digital tools such as Rhino3D, and Revit.

We also explore basic understanding of visual programming language using Grasshopper.

Ce cours a lieu pendant le semestre 3 de l’année 2 de l’école d’architecture, de planification et de design (SAP+D), pour les étudiants en architecture. Les prérequis pour Fab Design Lab sont CAD 01 et 02, tous deux en année 1. Pendant ces cours, j’aide les étudiants à acquérir des compétences intermédiaires avec des outils numériques tels que Rhino3D et Revit.

Nous explorons également la compréhension de base du langage de programmation visuelle en utilisant Grasshopper.

Misc

Mehdi Harrak

Selected works 2018-2022