Greg Lynn à propos du calcul infinitésimal en architecture

Ce dont je pensais vous parler aujourd'hui est la transition d'un mode de pensée à propos de la nature à un autre qui est porté par l'architecture. Ce qui est intéressant à propos des architectes est que nous avons toujours essayé de justifier la beauté en regardant la nature, et de façon discutable, une belle architecture s'est toujours inspirée d'un modèle de la nature.

Ainsi, pendant près de 300 ans, le débat brûlant en architecture était si le nombre cinq ou le nombre sept était une meilleure proportion pour penser à l'architecture parce que le nez était un cinquième de votre tête ou parce que votre tête était un septième de votre corps. Et la raison pour laquelle c'était le modèle de la beauté et de la nature était parce que le point décimal n'avait pas été encore inventé -- c'est au 16ème siècle et tout le monde devait mesurer un bâtiment en terme de fractions, ainsi une pièce était mesurée comme un quart d'une façade; une plateforme de construction de cela pouvait être mesurée comme 10 unités, et vous arriviez aux petits éléments par subdivision fractionnaire: de plus en plus petite.

Au 15ème siècle, le point décimal a été inventé; les architectures ont arrêté d'utiliser les fractions, et ils avaient un nouveau modèle de la nature. Ainsi, ce qui se passe aujourd'hui est qu'il y a un modèle de forme naturelle qui est basé sur le calcul infinitésimal et qui utilise des outils numériques, et cela a beaucoup d'implications sur la façon dont nous pensons à la beauté et à la forme, et aussi sur la façon dont nous pensons à la nature. Le meilleur exemple de ceci est probablement le style gothique, et le style gothique a été inventé après l'invention du calcul infinitésimal, bien que les architectes gothiques n'aient pas vraiment utilisé le calcul infinitésimal pour définir leur formes. Mais ce qui était important est, que le moment gothique en architecture était la première fois que la force et le mouvement était pensés en terme de forme.

Ainsi, des exemples comme la Croix des Rois de Christopher Wren: vous pouvez voir que les forces de construction des voûtes s'articulent comme des lignes, ainsi vous voyez vraiment en réalité l'expression de la force de construction et de la forme. Beaucoup plus tard, les ponts de Robert Maillart, qui optimisent la forme de construction avec un calcul infinitésimal de courbe presque comme une parabole. Les modèles de Chaînes Pendantes d' Antonio Gaudi, l'architecte catalan. La fin du 19 siècle, début du 20ème siècle, et comment ce modèle de Chaîne Pendante se traduit en arches et en voûtes. Ainsi, dans tous ces exemples, la structure est la force determinante. Frei Otto commenca à utiliser des diagrammes de bulles de mousse et des modèles de bulle de mousse pour produire sa Salle de Concert de Manheim. De façon intéressante dans les dix dernières années Norman Foster a utilisé un modèle semblable de transfert thermique de la chaleur pour produire le toit de la Galerie Nationale, avec l'ingénieur en construction Chris Williams.

Dans tous ces exemples, il y a une forme idéale, car ceux-ci sont pensés en terme de structures. Et en tant qu'architecte, j'ai toujours trouvé ces types de systèmes très limitant, car je ne suis pas intéressé par les formes idéales et je ne suis pas interessé par l'optimisation à un quelconque moment parfait.

Ainsi, ce que je pensais aborder est un autre composant qui doit être pris en compte, chaque fois que vous pensez à la nature, et c'est essentiellement l'invention de la forme générique dans l'évolution génétique. Mon héros n'est pas Darwin en fait; c'est un homme appelé William Bateson le père de Greg Bateson, qui a été longtemps ici a Monterey. Et il était ce que vous appelleriez un tératologue: il a regardé toutes les monstruosités et les mutations pour trouver les règles et les lois, plutôt que de regarder les normes. Ainsi, au lieu d'essayer de trouver le type idéal ou la moyenne idéale, il cherchait toujours l'exception. Ainsi, dans cet exemple, qui est un exemple de ce qui est appelé la Règle de Bateson, il a deux sortes de mutations du pouce humain. Quand j'ai vu cette image pour la première fois, il y a 10 ans, Je l'ai trouvée en fait très étrange et belle en même temps. Belle, parce qu'elle a de la symétrie. Ainsi, ce qu'il a trouvé est que dans tous les cas de mutations du pouce, au lieu d'avoir un pouce, vous aurez soit un autre pouce opposable soit vous aurez quatre doigts, Ainsi, les mutations revenaient a la symétrie. Et Bateson a inventé le concept de rupture de symétrie, qui est que partout ou vous perdez des informations dans un système, vous retournez à la symétrie. Ainsi, la symétrie n'était pas le signe de l'ordre et de l'organisation qui était ce que j'avais toujours compris, et ce que comprend un architecte-- la symétrie était l'absence d'informations. Ainsi, chaque fois que vous perdiez de l'information, vous vous déplaciez vers la symétrie; chaque fois que vous ajoutiez des informations à un système, vous cassiez la symétrie. Ainsi, cette idée même de forme naturelle s'est décalée à ce moment de chercher des formes idéales à chercher une combinaison d'information et de forme générique.

Vous savez, littéralement, après avoir vu cette image, et trouvé ce avec quoi Bateson travaillait, nous avons commencé à utiliser ces règles pour casser la symétrie et le branchement, pour commencer à penser à la forme architecturale. Pour juste parler une minute des médias numériques que nous utilisons maintenant et comment ils intègrent le calcul infinitésimal : le fait qu'ils soient basés sur le calcul infinitésimal veut dire que nous n'avons pas à penser à la dimension en termes d'unités idéales ou d'éléments discrets.

Ainsi, en architecture, nous traitons avec de grandes assemblées de composants ainsi il pourrait y avoir jusqu'à, disons, 50,000 pièces de matériel dans cette pièce dans laquelle vous êtes assis maintenant qui ont tous besoin d'être organisés. Maintenant, typiquement, vous penseriez qu'ils seraient tous les mêmes : comme, les chaises dans lesquelles vous êtes assis seraient toutes de la même dimension. Vous savez, je ne l'ai pas vérifié, mais c'est la norme que chaque chaise soit d'une dimension légèrement différente, car vous voulez toutes les espacer pour préserver les lignes de mire de chacun. Les éléments qui composent le réseau de plafond et l'éclairage, ils perdent tous leur qualité modulaire, et ils se déplacent de plus en plus vers ces dimensions infinitésimales. C'est parce que nous utilisons tous les outils de calcul infinitésimal pour la fabrication et la conception.

Le calcul infinitésimal est aussi une mathématique de courbes Ainsi, même une ligne droite, définie par le calcul infinitésimal, est une courbe. C'est juste une courbe sans inflexion. Ainsi, un nouveau vocabulaire de forme se répand maintenant dans tous les domaines de design : que ce soit les automobiles, l'architecture, les produits, etc, ils sont tous vraiment affectés par ce moyen numérique de courbure. Les complexités d'échelle qui en sortent-- vous savez, dans l'exemple du nez par rapport au visage, c'est l'idée de la partie et du tout. Avec le calcul infinitésimal, l'idée de subdivision est plus complexe car le tout et les parties sont une série continue. Il est trop tôt ce matin pour un cours sur le calcul infinitésimal, alors j'ai apporté quelques images pour juste décrire comment ça fonctionne.

C'est une église coréenne que nous avons faites dans le Queens. Et dans cet exemple, pous pouvez voir que les composants des escaliers sont répétitifs mais ils sont répétitifs sans être modulaires. Chacun des éléments de cette structure a une distance et une dimension unique, et toutes les connections sont des angles uniques. Maintenant, la seule façon dont nous pouvions concevoir cela, ou potentiellement le construire, est en utilisant la définition basée sur le calcul infinitésimal de la forme. C'est aussi beaucoup plus dynamique, pour que vous puissiez voir la même forme s'ouvrir et se fermer de façon très dynamique alors que vous la traversez, car elle possède cette qualité de vecteur en mouvement integrée en elle-même. Ainsi, le même espace qui semble être une sorte de volume clos, donne une sorte de perspective ouverte quand il est vu d'une autre face. Et vous obtenez également un sens visuel du mouvement dans l'espace, parce que chacun des éléments change en un motif, pour que ce motif mène votre oeil vers l'autel. Je pense que c'est un des changements principaux, également, en l'architecture : que nous commencons à chercher maintenant, non pas une certaine forme idéale, comme une croix latine pour une église, mais en réalité toutes les caractéristiques d'une église : ainsi, la lumière qui vient de derrière d'une source invisible, la direction qui vous fait vous concentrer vers un autel. Il se trouve qu'il n'est pas si difficile de concevoir un espace sacré. Vous devez juste incorporer un certain nombre de caractéristiques d'une façon génétique. Ainsi, ceux-ci sont les différentes perspectives de cet intérieur, qui a un ensemble très complexe d'orientations toutes dans une forme simple.

En termes de construction et de fabrication, c'est un bloc de logement de un kilomètre de long qui a été construit dans les années 70 à Amsterdam. Et ici nous avons divisé les 500 appartements en petits quartiers, et nous avons différencié ces quartiers. Je n'entrerai pas trop dans la description de chacun de ces projets, mais ce que vous pouvez voir est que les escaliers roulants et les ascenseurs qui font circuler les gens le long de la façade du bâtiment sont tous soutenus par 122 armatures structurelles. Parce que nous utilisons des escaliers roulants pour déplacer les gens toutes ces armatures prennent des charges diagonales. Ainsi, chacune d'entre elles est un peu différente-en-forme quand vous vous déplacez sur toute la longueur du bâtiment. Ainsi, travaillant avec Bentley et MicroStation, nous avons écrit une partie de logiciel sur mesure qui met en réseaux tous les composants ensemble en ces morceaux d'informations, pour que si nous changeons n'importe quel élément le long de la longueur du bâtiment, non seulement cela change la distribution à travers chacune de ces armatures, mais chacune de ces armatures distribue alors cette information le long de la façade entière du bâtiment, donc c'est un seul calcul pour chacun des composants du bâtiment que nous ajoutons. Donc, c'est une dizaine de millions de calculs juste pour concevoir une connexion entre un morceau d'acier de construction et un autre morceau d'acier de construction. Mais que cela nous donne, c'est une relation harmonieuse et synthétisée de tous ces composants, les uns par rapport aux autres.

Cette idée, en quelque sorte, m'a amené à faire quelque conception de produit et c'est parce que des sociétés de conception ont des connexions avec les architectes comme, je travaille avec Vitra, qui est une société de meubles et Alessi, qui est une société d'articles ménagers. Ils ont vu en réalité que ça résolvait un problème : cette capacité à différencier les composants mais à les garder synthétiques. Ainsi, ce n'est pas pour se moquer de BMW, ou les mettre en avant, mais prenez BMW comme un exemple. Ils doivent, en 2005, avoir une identité distincte pour tous leurs modèles de voitures. Ainsi, la série 300, ou quelque soit leur voiture la plus nouvelle, la série 100 qui va sortir, doit ressembler à la série 700, à l'autre bout de leur gamme de produits, donc ils ont besoin d'une identité cohérente, distincte qui est BMW. En même temps, il y a une personne payant 30,000 dollars pour une voiture séries 300 et une personne payant 70,000 dollars pour une série 700 et ces personnes payant plus que du double ne veulent pas que leur voiture ressemble trop à une voiture fin de série. Donc ils doivent aussi faire une distinction entre ces produits. Ainsi, comme la fabrication commence à permettre plus d'option de conception, le problème du tout et des parties s'est renforcé.

Maintenant, en tant qu'architecte, les relations tout ou partie sont tout ce à quoi je pense, mais en termes de conception de produit cela devient plus et plus un problème pour les sociétés. Donc, la première sorte de produit de test que nous avons réalisé a été réalisé avec Alessi, pour un service à thé et à café. C'est un service à thé et à café incroyablement cher ; nous le savions des le début. Donc, je suis en réalité allé chez quelques personnes que je connaissais dans le sud à San Diego, et nous avons utilisé une méthode de formation de titane éclaté qui est utilisée dans l'industrie aérospatiale. Essentiellement, ce que nous pouvons faire, est juste couper un moule de graphite, le mettre au four, le chauffer à 1000 degrés, gonflez doucement le titane qui est mou et le faire éclater ensuite à la dernière minute dans cette forme. Mais ce qui est remarquable dans cette méthode, c'est que les formes coûtent seulement quelques centaines de dollars. Le titane coûte plusieurs milliers de dollars, mais les formes sont très bon marché. Ainsi, nous avons conçu un système ici de huit courbes qui pourraient être échangées, de façon très semblable à ce projet de logement que je vous ai montré, et nous pourrions recombiner ceux-là ensemble, pour que nous ayons toujours des formes ergonomiques qui aient toujours le même volume et qui puissent être produites toujours de la même façon. De cette façon, nous pourrions payer pour chacun de ces outils avec quelques centaines de dollars, et obtenir une variation incroyable dans les composants. Et c'est un de ces exemples de services. Ainsi, pour moi, ce qui était important est que ce service à café-- qui est juste une cafetière, une théière, et ceux-là sont les deux posés sur un plateau-- qu'ils aient une cohérence-- ainsi, ils seraient des cafetières de Greg Lynn Alessi-- mais de sorte que chacun qui en achètera une aura un objet unique qui était unique d'une certaine façon.

Pour revenir à l'architecture, ce qui est organique à propos de l'architecture en tant que domaine, à la différence de la conception de produit, c'est ce problème entier de holisme et de monumentalité est vraiment notre royaume Comme, nous devons concevoir des choses qui sont cohérentes comme un seul objet mais qui également se divisent en petites pièces et ont une identité à la fois à grande et à petite échelle. Les architectes ont tendance à travailler avec une signature, pour qu'un architecte ait besoin d'une signature et cette signature doit fonctionner à l'échelle des maisons jusqu'au, disons, gratte-ciel, et ce problème de signatures est une chose que nous sommes très bons à maintenir et à travailler avec; et la complexité, qui est la relation de, disons, la forme d'un bâtiment, sa structure, ses fenêtres, sa couleur, son motif. Ceux-ci sont de réels problèmes architecturaux.

Ainsi, ma sorte de héros pour cela dans le monde naturel sont ces grenouilles tropicales. Je me suis intéressé à elles parce qu'elles sont l'exemple le plus extrême de surface où la texture et --appelons ça la décoration-- Je sais que la grenouille n'y pense pas en tant que décoration, mais c'est comme ça que ça marche -- sont toutes connectées l'une à l'autre de façon complexe. Ainsi un changement dans la forme indique un changement dans le motif de couleur. Ainsi, le motif et la forme ne sont pas la même chose, mais ils fonctionnent vraiment ensemble et sont fusionnés d'une certaine façon. Ainsi, en faisant un centre pour les parcs nationaux au Costa Rica, nous avons essayé d'utiliser cette idée de couleur de gradient et de changement de texture au fur et à mesure que la structure se déplace à travers la surface de du bâtiment. Nous avons aussi utilisé une continuité de changement d'un hall d'expositions principal à un musée d'histoire naturelle, de telle façon que ce soit un seul changement continu dans la masse, mais dans cette masse se trouvent des sortes très différentes d'espaces et de formes.

Dans un projet de logement à Valence, Espagne, que nous réalisons, les différentes tours de logement sont fusionnées ensemble dans des courbes partagées donc vous obtenez une seule masse, comme une sorte de monolithe, mais cette masse se décompose en éléments individuels. Et vous pouvez voir que ce changement dans le rassemblement donne également aux 48 appartements une forme et une taille unique, mais toujours dans une sorte de limite contrôlée, une enveloppe de changement.

Je travaille avec un groupe d'autres architectes. Nous avons une société appelée United Architects. Nous étions un des finalistes pour la conception du site du World Trade Center. Et je pense que cela montre juste comment nous approchions le problème d'une construction à échelle inhabituellement grande. Nous voulions faire une sorte de cathédrale gothique autour des empreintes du site du World Trade Center. et pour ce faire, nous avons essayé de connecter les cinq tours en un seul système. Et nous avons regardé, des années 1950 à plus tard, qu'il y avait de nombreux exemples d'autres architectes qui avaient essayer de faire la même chose. Nous l'avons vraiment abordé au niveau de la typologie de du bâtiment, où nous pourrions construire ces cinq tours séparées, mais elles se joindraient toutes au 60ème étage et elles feraient une sorte de seule masse monolithique. Avec United Architects, aussi, nous avons fait une offre pour les quartiers généraux de la Banque Centrale Européenne qui utilisait le même système, mais cette fois dans une masse beaucoup plus monolithique, comme une sphère. Mais à nouveau, vous pouvez voir cette sorte de fusion organique d'éléments multiples de construction pour réaliser une chose qui est entière, mais qui se décompose en parties plus petites, mais d'une façon incroyablement organique.

Pour finir, je voudrais juste vous montrer quelques effets liés à l'utilisation de la fabrication numérique. Il y a environ six ans, j'ai acheté un de ces moulins CNC, pour juste remplacer, en quelque sorte, les jeunes gens coupant leurs doigts à chaque fois en construisant les modèles. Et j'ai aussi acheté un cutter laser et commencé à fabriquer dans mon propre magasin, des sorte de modèles et des éléments de construction à grande échelle, où nous pourrions aller directement à l'outillage. Ce que j'ai découvert est que l'outillage, si vous êtes intervenus dans le logiciel, en réalité produit des effets décoratifs. Ainsi, pour ces intérieurs, comme ce magasin à Stockholm, Suède, ou ce mur d'installation aux Pays-Bas à l'Institut d'Architecture des Pays-Bas, nous pourrions utiliser la texture que l'outil laisserait pour produire beaucoup d'effets spatiaux, et nous pourrions intégrer la texture du mur à la forme du mur avec le matériau. Ainsi, dans le plastique formé par le vide, dans la fibre de verre et ensuite même au niveau d'acier de construction, auquel vous pensez comme étant linéaire et modulaire. L'industrie sidérurgique est tellement en avance sur l'industrie du design que si vous en profitez vous pouvez même commencer à penser aux poutres et aux colonnes toutes roulées ensemble dans un seul système qui est extrèmement efficace, mais qui produit aussi des effets décoratifs et des effets formels qui sont très beaux et organiques. Merci beaucoup.