Des origines du numérique

Qu’avons-nous besoin de savoir pour pouvoir déterminer quand et comment l’architecture est devenue numérique? Ce dossier se concentre sur des projets réalisés dans les années 1980 et 1990, qui recoururent à des outils numériques pour explorer de nouvelles possibilités en matière de recherche et de pratique architecturales. Plutôt que de tenter de nous projeter dans l’avenir, nous tentons ici de produire une étude critique de la manière dont les technologies numériques ont concrètement transformé l’architecture.

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Article 10 de 18

Un poisson est en quelque sorte aérodynamique

Une conversation entre Greg Lynn et Rick Smith

Rick Smith numérisant la maquette de Frank Gehry du Walt Disney Concert Hall à l’aide du FaroArm, 1991

GL: Je crois que vous avez participé au projet du Poisson de Barcelone…
RS: Oui.
GL: Vous avez également été fort impliqué dans la résidence Lewis. C’est le milieu dans lequel vous travailliez et ce qui vous a amené à ce projet qui m’intéressent.
RS: En 1979, je travaillais pour Lockheed Martin. Avant, durant mes études, j’avais appris la modélisation en trois dimensions avec Applicon et Computervision. Chez Lockheed, j’ai utilisé un programme appelé CADAM, un système qu’ils avaient développé à l’interne. Lockheed l’a vendu à Dassault Systèmes, en France, et Dassault a décidé d’y ajouter un programme de modélisation tridimensionnelle. Vers 1982, je suis entré chez IBM parce que le progiciel CATIA était devenu public et j’avais appris qu’IBM comptait commercialiser ce programme auprès de diverses industries.

Mais bien avant tout cela, j’ai étudié à la California Polytechnic State University, à San Luis Obispo, pour devenir architecte. C’était au début des années 1970. Et mon père, qui travaillait chez IBM, m’a montré comment ils développaient des techniques de dessin par ordinateur. Cela remonte à 1968 environ. À la Cal Poly, tout se faisait avec des crayons, du papier et des équerres en T. Je savais que la technologie informatique se développait et c’est alors que j’ai changé d’université pour aller à la Brigham Young University où ils enseignaient cette technologie.

J’ai pensé : voilà l’avenir. Et s’ils ne l’enseignent pas sur les bancs d’école, je m’y prendrai autrement, même si j’ai toujours voulu devenir architecte. J’ai donc passé dix ans chez IBM, j’ai travaillé dans l’industrie aérospatiale, sur la navette spatiale, et je me suis intéressé aux dispositifs médicaux.

Quand le Mur de Berlin est tombé, vous savez, avec Reagan et tout ce climat politique, l’industrie aérospatiale est tout simplement morte. IBM a commencé à licencier tout le monde. Deux jours plus tard, j’ai reçu un appel de Frank Gehry à mon bureau. En fait, ce n’était pas Frank lui-même, mais un des membres de son personnel qui m’a appelé et m’a demandé : « Savez-vous comment construire un bâtiment en forme de poisson? » Et je lui ai répondu : « Un poisson est en quelque sorte aérodynamique… Bien sûr! » C’est ainsi que j’ai commencé à travailler avec Frank, aux environs de juillet 1991.

GL: Savez-vous comment ils vous ont trouvé? Est-ce par l’entremise de CATIA?
RS: Ils avaient parlé à Bill Mitchell, le doyen de MIT. Ils faisaient des tests avec Alias, essayant de concevoir le Poisson. Alias pouvait créer de belles images, mais il était impossible d’extraire de la maquette des données d’ingénierie ou de fabrication. Quelqu’un leur a dit : « Pourquoi n’essayeriez-vous pas IBM et CATIA? Ils construisent des avions avec ce programme. » Je travaillais dans la division aérospatiale à Los Angeles et ils ont trouvé mon numéro.
GL: C’était pour le Poisson de Barcelone.
RS: Le Poisson était le premier projet, mais ensuite nous nous sommes lancés directement dans le Walt Disney Concert Hall. Nous avions fait beaucoup de travail sur le projet de Disney et nous planchions simultanément sur la résidence Lewis, de sorte que les concepts se sont alimentés mutuellement.
GL: Comment décririez-vous la façon de travailler avec Frank sur ces projets?
RS: Quand je suis arrivé, je n’avais aucune idée de leur manière de travailler. À l’époque, dans les industries de l’aérospatiale et du génie, nous faisions les dessins à même l’ordinateur. Mais Frank n’aimait pas regarder un écran d’ordinateur. Il s’investissait complètement dans les maquettes et avait un atelier complet.

Frank élaborait ses concepts sur papier et ensuite il fabriquait une maquette. Je suivais son travail, numérisant ses maquettes pour construire une maquette informatisée. Ensuite, il analysait la maquette informatisée et la maquette physique qu’il avait construite pour voir s’il y avait des différences et si nous avions bien saisi ses formes.
GL: Vous avez aussi ajouté des bras numériseurs et le balayage à votre modélisation tridimensionnelle.
RS: Oui.
GL: Et parmi les gens qui travaillaient dans le bureau à l’époque, y avait-il Craig Webb ou d’autres personnes? Y en a-t-il qui sont toujours là?
RS: Edwin était là à l’époque, Craig aussi.
GL: Les choses étaient-elles différentes entre eux et Frank? Se sont-ils précipités sur un progiciel de modélisation numérique ou travaillaient-ils aussi avec du papier et un crayon?
RS: À vrai dire, c’était très intéressant parce que, lorsque je suis arrivé… J’ai quelques anecdotes amusantes. Ils avaient une maquette du projet de Disney sur la table, d’environ quatre pieds sur quatre pieds (1,2 x 1,2 m). C’était mon premier jour. Je déambulais dans les bureaux et j’ai vu un grand morceau de verre opaque, un peu comme du verre givré pour salle de bain. Ils envoyaient un faisceau lumineux de l’autre côté de la maquette pour créer une ombre sur le verre ; ils attachaient ensuite un papier autour du périmètre de l’ombre et en faisaient le tracé.

C’est ainsi qu’ils comptaient faire le dessin d’élévation ! Et j’ai dit : « Pensez-vous que vous pourrez construire un bâtiment aussi complexe avec cette méthode? » Le gars s’est vraiment fâché et a répondu : « C’est ainsi que Michel-Ange construisait ses bâtiments. »
GL: Ha!
RS: Ils avaient un plomb qu’ils déposaient à divers points pour prendre les mesures sur la maquette. Quand je suis arrivé, il y avait énormément de réticence. En fait, de la plupart d’entre eux… Après tout, ils étaient diplômés d’écoles très prestigieuses, avaient payé des frais de scolarité élevés et avaient été formés à ces méthodes. Et me voilà qui arrive avec cet ordinateur et leur dis : « Vous savez, ces méthodes sont archaïques. » Cela a suscité énormément de frustration à l’agence.

Et Frank, lui ne voulait pas non plus regarder l’ordinateur, qu’il trouvait peu satisfaisant. Mais le projet Disney lui a en quelque sorte forcé la main. En fait, c’est le Music Center qui m’avait engagé en disant à Frank : « Vous devez utiliser la technologie informatique. » Frank n’était vraiment pas chaud du tout. C’est pourquoi toutes les personnes dans l’agence qui étaient diplômées et voulaient suivre les traces de Frank répugnaient à manifester leur intérêt. Mais il y avait aussi des gens comme Craig. Nous travaillions vraiment en étroite collaboration. C’est Craig qui, selon moi, a brisé le moule à l’agence. Il a ouvert les esprits.

La résidence Lewis a eu un gros impact sur l’agence. Vers la fin du projet, Frank ne voulait toujours pas regarder l’ordinateur, mais Philip Johnson, qui collaborait avec lui sur ce projet, a demandé à travailler directement avec moi. Nous nous sommes assis ensemble et nous avons joué avec l’idée de faire entrer en collision une poire et un cube, puis de les déplacer et d’analyser diverses juxtapositions de formes. Philip s’est tellement emballé pour l’ordinateur! Il était là, comme étourdi, répétant sans cesse, « Hé Frank, n’est-ce pas formidable? » Frank s’est fâché et a simplement dit, « Non, je déteste regarder des ordinateurs », et il s’est éloigné. Tous les jeunes architectes étaient là à observer la scène. Et je crois qu’ils se sont dit alors qu’il n’y avait rien de mal à regarder l’ordinateur.
GL: En cette période, j’avais lié connaissance avec Frank, mais je le connaissais mal. Pour le projet de la résidence Lewis, par contre, il semblerait qu’il y a eu beaucoup de mouvements d’aller-retour entre les étapes consistant à construire une maquette, la numériser et s’assurer que le modèle informatique est fidèle au modèle physique.
RS: La résidence Lewis a représenté une énorme percée, sur de nombreux points. Les projets antérieurs, comme le Disney Concert Hall, avaient les surfaces et tout le reste définis géométriquement, tandis que la maison Lewis, c’était juste cette couverture. Nous avons dû numériser cela, et la fabrication d’une maquette a été très difficile. Nous utilisions des techniques d’impression en 3D et elles étaient très coûteuses à l’époque. L’impression en 3D ne vous permettait pas de créer de nombreuses itérations et Frank devait regarder l’écran. Il a dû accepter l’ordinateur, et c’est surtout par l’entremise de Craig qu’il l’a fait. C’est là que Craig a acquis une bonne partie de son expérience.
GL: Oui. J’ai pris le temps d’examiner plusieurs dessins. Je travaillais pour Peter Eisenman à l’époque, et c’était la même chose. Vous obteniez la ligne médiane géométrique à partir du fichier numérique, puis vous la fixiez et tout le monde commençait à dessiner des plans et des coupes au-dessus, comme si cela allait aider. Mais après quelques années, pour la résidence Lewis, on a commencé à voir des dessins réalisés en CAO. Ces dessins étaient encore réalisés autour d’une ligne médiane géométrique, mais cela changeait. Ce n’était pas encore un fichier BIM, mais au moins le dessin se faisait dans CAD II. Avez-vous participé à ce changement? Je peux vous imaginer disant : « Écoutez, nous devrions bâtir une maquette haute fidélité en 3D de tout le projet et en extraire des plans. »
RS: À vrai dire, c’est ce que nous avons fait.
GL: Vraiment?
RS: J’ai encore un ensemble de dessins. À l’aide de CATIA, nous pouvions créer des coupes transversales sous n’importe quel angle ou perspective, et nous produisions ainsi les dessins. Nous faisions toutes les vérifications dans CATIA et ensuite nous transférions le tout dans AutoCAD, et ils essayaient de le dimensionner. On cherchait donc comment dimensionner une forme tridimensionnelle complètement fantaisiste. Mais la voie que nous empruntions, jusqu’à ce qu’elle se ferme, était celle que j’avais utilisée dans l’industrie aérospatiale. Boeing avait créé ce concept de maquettes numériques, par exemple, qui utilisait une maquette tridimensionnelle complète à partir de laquelle on fabriquait les éléments.

Lorsque l’on dessine une aile dans l’industrie aérospatiale, on a les entretoises et les longerons. On fait des coupes dans la forme et une coupe devient une coupe transversale ; en quelque sorte, c’est comme une coque de bateau. Comment fabrique-t-on une coque de bateau? On fait les mâtereaux et tout le reste.

Jim Glymph avait fondé une entreprise qui fabriquait des coques de bateau et ils ont accepté de nous le construire. Nous leur avons envoyé les coupes transversales bidimensionnelles ; ils créaient les longerons et nous les recouvrions (on avait prévu du cuivre). Si nous avions continué dans cette voie, cela aurait sans doute été l’un des premiers bâtiments de l’agence de Frank à passer directement au processus de fabrication plutôt qu’aux dessins.
GL: C’est devenu le mantra de Frank, maintenant. Je pense que pour la tour Beekman et dans d’autres projets récents, ils ont essayé de se débarrasser autant que possible de l’étape 2D.
RS: C’est vraiment ça la bonne méthode, partir d’une maquette en 3D. Une maquette en 3D est la documentation en 2D.
GL: À la lumière des nombreuses connexions et expériences que vous avez développées, que se passait-il ailleurs dans le monde avec les Autodesk et CATIA, et aussi Alias et Wavefront ? Certaines de ces entreprises vous parlaient-elles et vous demandaient-elles : « Mais qu’êtes-vous en train de faire? Prendre un concept de l’aérospatiale pour l’adapter à l’architecture…? » Y avait-il une certaine curiosité, connexion, discussion, ou quoi que ce soit?
RS: Non! (Rires.) Tout d’abord, Frank m’avait dit de ne pas dire un mot à qui que ce soit de cette approche parce que l’agence estimait que nous étions en train de développer un processus exclusif… Ils voulaient être les premiers à en parler. Frank est très avisé en affaires et il voulait être à la fine pointe.

Ils ont engagé Kristin Ragins, qui avait de l’expérience avec AutoCAD pour configurer le dessin bidimensionnel ; c’est probablement la seule connexion extérieure avec Autodesk : Kristin et son expertise en AutoCAD ; je ne crois pas que nous ayons le moindrement discuté de cela avec Autodesk.

L’idée était, pour un certain temps, de garder sous silence ce que nous faisions (et comment nous le faisions) dans l’agence, alors que nous travaillions sur le projet de la résidence Lewis.
GL: La plupart des architectes ont permis aux ingénieurs de structures d’adopter CAD les premiers, particulièrement en 3D, et ceux-ci avaient donc pas mal de contrôle. C’est la seule raison pour laquelle ARUP et d’autres firmes d’ingénierie sont tellement grandes maintenant. Parce qu’elles avaient tout le contrôle. Elles avaient le 3D.
RS: Oui, c’est vrai.
GL: Quel rôle les ingénieurs ont-ils joué dans les projets du Poisson, Disney et Lewis? Ont-ils beaucoup participé au design ou fournissaient-ils simplement les services d’ingénierie de structure?
RS: Pour tous les projets de Frank, nous nous sommes en fait chargés des partis techniques, étant donné que les ingénieurs n’avaient pas de maquette 3D ni de contexte pour les modéliser dans un environnement 3D. Et comme vous le savez, vous ne pouvez pas dire : « Voici un dessin, voici les plans ; vous assemblez la structure. » Nous devions diriger le processus. Vraiment. Nous étions aux commandes et, étant donné que CATIA avait un excellent progiciel structurel tridimensionnel, nous pouvions modéliser l’acier et ensuite le transmettre à la fin. Pour le Poisson, le premier, la firme SOM était chargée de l’ingénierie de structure. Ils ont fait la modélisation en 3D et nous avons fait la modélisation fil de fer.
GL: Très intéressant.
RS: Pour le projet Disney, j’ai oublié le nom de l’entreprise à Los Angeles, mais je suis allé chez eux et j’ai campé dans leur bureau pendant plusieurs semaines. Nous avons travaillé directement avec eux. Je crois que la situation de Frank était unique étant donné son architecture hyper complexe. Tout le temps que j’ai passé à l’agence, nous avons travaillé sur le concept, les ingénieurs l’analysaient et ils nous revenaient avec leurs changements et recommandations.
GL: À l’époque, les gens ne savaient que travailler selon une ligne médiane géométrique, bien que tout le monde trouve cela fou. Elle ne sert finalement qu’à donner des dimensions. Et si on ne calcule pas les dimensions de tous les éléments, cela n’a aucun sens!
RS: Oui. Elle vous donne des longueurs, et vous pouvez obtenir des charges, peut-être, à partir du diagramme, mais vous n’avez aucune idée de la corrélation entre les éléments. C’est en partie pour cette raison qu’on doit laisser beaucoup de place, parce qu’on ne sait pas précisément. On ne peut pas être aussi efficace à l’étape de la conception.
GL: Pour revenir au moment où vous vous êtes adressé à un constructeur de bateaux, Permasteelisa était-elle dans le jeu à cette époque ? Y avait-il des fabricants utilisant ce type de technologie qui avaient une longueur d’avance?
RS: Non. Permasteelisa a travaillé avec nous sur le Poisson. J’ai été en Italie avec le système CATIA pendant trois semaines et je leur ai présenté le projet. Ils venaient de commencer à utiliser le concept de modélisation en 3D pour le Poisson et on a fait appel à eux plus tard pour le projet Disney. D’après mon souvenir, je ne crois pas qu’ils aient participé plus tôt, avant la résidence Lewis.

Bilbao a commencé à peu près à la même époque, je crois. Beaucoup de joueurs observaient, se montrant de plus en plus intéressés. Mais il y avait encore beaucoup de crainte. Je me souviens d’entrepreneurs venant dans le bureau et disant : « C’est impossible. Cela ne peut pas être construit. » Et nous avons dû prouver que le processus était possible en le menant à bien, et, en un sens, c’est cela que Bilbao a fait, prouver que cela pouvait marcher. Cela a débloqué énormément de projets pour les entrepreneurs.
GL: Avez-vous participé à la fabrication de ces maquettes? Je me souviens que pour la Biennale de Venise, en 1991, Frank a construit une grande maquette du mur ondulant en calcaire pour Disney, plutôt que de présenter la résidence Lewis.
RS: Oui. J’ai fait tout cela. J’ai fait toute la modélisation, la conception, et j’ai travaillé avec les transformateurs de pierre pour celui-là.
GL: Et à cette époque, le progiciel CATIA permettait de produire des choses comme des trajectoires d’outils, que vous envoyiez alors à un transformateur?
RS: Oui. CATIA comportait la CNC à l’époque, car c’était utile pour l’industrie aérospatiale. Et – j’oublie le nom de l’entreprise de pierres, mais par la suite ils ont choisi une autre solution pour concevoir et construire des machines contrôlées par solénoïde qui pouvaient couper leurs pierres en suivant une trajectoire d’outils. Après cette expérience, ils se sont donc lancés à fond dans l’aventure!

Tout cela était très innovateur. En fait, en parlant de logiciel, je pensais justement que, pour la résidence Lewis, nous sommes passés de la V3 à la V4. Dans la V3, il n’y avait pas d’ombrage dynamique en temps réel. On ne pouvait que geler une image et la produire en mode hors lot pour obtenir une belle image ombrée.

Avant cela, nous devions avoir des techniques pour tout ce que nous faisions, de manière à pouvoir analyser à quoi la forme ressemblait dans une modélisation fil de fer. Lorsque le projet Lewis nous a été confié, la V4 est sortie avec l’ombrage dynamique. On pouvait faire tourner l’image ombrée à l’écran en temps réel. Si nous n’avions pas eu cette version, je ne sais pas comment nous aurions pu faire ces formes parce qu’elles étaient tellement compliquées. C’est une autre chose que j’ai vraiment, je pense, aidé à mettre en application.
GL: Oui, c’est amusant. Le gars qui travaille pour moi est un architecte naval et aérospatial et les formes qu’il fait, tout comme la relation structurelle entre l’intérieur et l’extérieur, sont assez simples quand on y pense. Il y a beaucoup de peaufinage, mais on n’a pas de surfaces qui se replient les unes autour des autres, et les unes dans les autres, et…
RS: En effet.
GL: Y a-t-il eu un certain échange? Une partie de ce travail a-t-elle refait surface dans l’aérospatiale?
RS: Je n’en sais rien. Quand je suis arrivé à l’agence, on m’a demandé : « Quelle est votre expérience de l’aérospatiale comparativement à ceci? » J’ai répondu : « Et bien, un profil d’aile, par exemple, est unidirectionnel avec l’écoulement d’air compensé par l’écoulement laminaire, mais ce profil est pratiquement uniforme tout le long de l’aile. » Là où les longerons d’aile se connectent au fuselage, c’est un peu plus complexe, mais cela n’a rien de comparable avec les recherches que Frank menait. Et quant à la résidence Lewis, je crois toujours qu’on y trouve sans doute les formes les plus compliquées qu’il ait jamais faites.

Cette conversation est parue pour la première fois dans Archéologie du numérique, ouvrage publié par le CCA en 2013.

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