1. C o n v e r g e n z e p a r a l l e l e
l a b o r a t o r i d a l b a s s o
Lecce / Brindisi - Mesagne, 10 -11 luglio 2013
Progetti e realizzazioni
dispositivi, strutture ed applicazioni di sistemi statici innovativi
Filippo Broggini arch.EPFL
BlueOffice Architecture, Bellinzona (Suisse)
B. U l t r a L i g h t , S u p e r S t r o n g

2. 1. Le concept
Matière, information, évolution
How does life make the most of things ? By adding information to matter.
Janine Benyus, dans « Twelve sustainable design ideas from nature »
1.1

3. 1. Le concept
Notre recherche se nourrit du questionnement entre ces trois entités.
En y intégrant la fonction et l’usage, l’équilibre entre ces paramètres produit
notre projet architectural.
1.2
1. Le concept
Force, forme et matière

4. 2.3
2. Premières recherches
Trois réalisations « hyper light »

5. 1. Le concept
2.4
F. Broggini, W.Janach - Alboo Tower, hyper light structure
hauteur 10 m, poids 17 kg, ép.parois 0,2 mm
Horw-LU (Suisse), 1998-1999
2. Premières recherches
Trois réalisations « hyper light »

6. 1. Le concept
2.5
F. Broggini, W.Janach - Alboo Torus, hyper light structure
Ø 7.5 m, poids 22 kg, ép.parois 0,1 mm
Horw-LU (Suisse), 1999
2. Premières recherches
Trois réalisations « hyper light »

7. 1. Le concept
2.6
F. Broggini, W.Janach - Alboo Tower & Torus, hyper light structure
Joint de connection entre barres, FRP
Horw-LU (Suisse), 1999
2. Premières recherches
Trois réalisations « hyper light »

8. 1. Le concept
2.7
F. Broggini, R.Wunderlin (BWB)- Iglhouse, hyper compactable structure
Prototype scale 1/2: hauteur 2,7 m, ø 3,5 m, poids 35 kg, ép.parois 1,5 mm
Bellinzona, Stans-Oberdorf (Suisse), 2000
2. Premières recherches
Trois réalisations « hyper light »

10. Appréhender l’espace en plaçant la matière là où il le faut.
3.8
Etapes de la recherche
Step n°1: rechercher l’epression et de la force à travers la forme.
(Gare Louvain, Gare Cornavain)
Step n°2: rechercher l’expression esthétique des éléments constituant la
structure.
(Digital Sky- Sky Led)
Step n°3: recomposer les éléments esthétiques en structures de plus grandes
dimensions.
(Jakob Tensegrity Torus)
3. Tensegrity
Une methode de conception

11. 3.9R.Lüscher, F. Broggini, architectes - Passera & Pedretti ingénieurs
Gare de Louvain (Belgique), concours sur invitation
Lausanne, Bellinzona, Lugano (Suisse), 1999
3. Tensegrity
Step n°1: une nouvelle esthétique; l’air comme élément de stabilisation
Gare Louvain (B)

12. 3.10R.Lüscher, F. Broggini, architectes - Passera & Pedretti ingénieurs
Gare Cornavain Genève (Suisse), concours sur invitation
Lausanne, Bellinzona, Lugano (Suisse), 2000
3. Tensegrity
Step n°1: une nouvelle esthétique; l’air comme élément de stabilisation
Gare Cornavain

13. 3.11F. Broggini, architecte - Passera & Pedretti ingénieurs - Metis Lighting design
Digital Sky Bellinzona (Suisse), concours sur invitation
Bellinzona, Lugano (Suisse), Milano (Italie), 2001
3. Tensegrity
Step n°2: rechercher l’expression esthétique des éléments constituant la structure.
Digital Sky

14. 1.2
3.12
Esthétique et détails
Joint sur barre à section triangulaire et effets lumineux
Digital Sky

15. 3.13F. Broggini, architecte - Passera & Pedretti ingénieurs - Metis Lighting design
SkyLed Bahnhofstrasse Zürich (Suisse), concours sur invitation
Bellinzona, Lugano (Suisse), Milano (Italie), 2003
3. Tensegrity
Step n°2: rechercher l’expression esthétique des éléments constituant la structure.
Sky Led

16. 3.14F. Broggini, architecte - Airlight ltd, ingénieurs
Jakob Tensegrity Torus, Trubschachen (Suisse)
Bellinzona, Biasca (Suisse), 2007-2010
3. Tensegrity
Step n°3: recomposer les éléments esthétiques en structures de grandes dimensions.
Jakob Tensegrity Torus

17. Jakob Tensegrity Torus
2
3.15
Production en série des éléments composant le joint:
axe central, visses radiales, tête en fusion d’aluminium, demi-sphere

18. 2
3.16
Assemblage des éléments:
cinq têtes sont fixées à un axe central. L’élément de liaison qui contiendra la
partie éléctronique permet la fixation à la longue barre extrudée.
Jakob Tensegrity Torus

19. 2
3.17
L’assemblage de la structure se fait d’abord par unités stuctutrelles (quatre
barres) et ensuite entre 21 unités. Le reglage des câble nécessite une
précision de +/- 1 mm.
Jakob Tensegrity Torus

20. 2
3.18
Hissage de la structure et pose dans son emplacement final.
Jakob Tensegrity Torus

21. 2
3.19
Lors du montage au sol, les ingénieurs détectent des problèmes de fléxion et
de torsion entre les parties en fusion et celles en extrusion. On doit dessiner
des éléments supplémentaires pour contrôler ces efforts.
Jakob Tensegrity Torus

23. 4.20
4. Tensairity
L’air comme élément de stabilisation structurelle
Etapes de la recherche
Step n°4: une nouvelle esthétique; l’air comme élément de stabilisation au
flambage.
(Espace Piccard, Little Air Bridge)

24. 2
4.21
F. Broggini architecte, Airlight ltd ingénieurs
Espace Piccard - Tensairity Pavillon au Château de Penthes - Pregny Chambésy (Suisse)
Bellinzona, Biasca (Suisse) 2006-2007
4. Tensairity
Step n°4: une nouvelle esthétique; l’air comme élément de stabilisation
Espace Piccard

25. 2
4.22
F. Broggini architecte, Airlight ltd ingénieurs
L.A.B.- Tensairity Bridge- Giubiasco (Suisse)
Bellinzona, Biasca (Suisse) 2006-2007
4. Tensairity
Step n°4: une nouvelle esthétique; l’air comme élément de stabilisation
Little Air Bridge

27. 5.23
5. Tensegrity dream
«Concept » pour les villes du futur
Etapes de la recherche
Step n°5: appliquer ces principes à des structures à l’échelle urbaine
(Tens-city)

28. 5.24
3.7
5. Tensegrity dream
F. Broggini, architecte - Airlight ltd ingénieurs
Tens-city
Bellinzona, Biasca (Suisse), 2003
Step n°5: appliquer ces principes à des structures à l’échelle urbaine
Tens-city

29. 5.25
3.7
La superposition des fonctions, l’espacement des blocs. Une ville tensègre !
5. Piles et parapets
Tens-city

30. 5.26
3.7
Le feu, l’eau et la terre se croisent en créant un jeu de couleurs.
Tens-city

31. 5.27
3.7
Les détails de fixation sur la maquette de concept.
5. Piles et parapets
Tens-city

33. 6.28
6. Tensegrity suite
Structures autocontraintes de nouvelle génération
L’utilisation d’éléments comprimés (partiellement) continus garantit aux structures
une déformabilité réduite. On peut donc envisager des applications qui respectent
entièrement les normatives en vigueur.

34. 6.29
6. Tensegrity suite
Structures autocontraintes de nouvelle génération
Etapes de la recherche
Step n°6: croiser et stabiliser; les toitures en « lianes ».
(Tensegrity Green Pavillon)
Step n°7: l’espace dans la structure, infiltration poétique
(Spindle Tensegrity, Rueil Malmaison Bridge, Dorigny Bridge)
Step n°8: Minimal Mass Structure, une nouvelle opportunité esthétique
(Chavannes Bridge, TensyTable)
Step n°9: la matière se fait à nouveau lumière. La recherche du détail
pertinent !
(Villa Cedri Pavillon)

35. 2
4 . 6. Tensegrity suiteionnement
F. Broggini, V.Raducanu architectes – ABACA Nicolas Pauli, ingénieur
Tensegrity Green Pavillon, Bellinzona (Suisse)
Bellinzona (Suisse), Montpellier (France) 2009
6.30Step n°6: croiser et stabiliser; les toitures en « lianes ».
Tensegrity Green Pavillon

36. 2
Une nappe composée d’éléments courbes est mise en tension par deux
systèmes deux couches de câbles qui sont tendus par un élément vertical.
4. Dimensionnement
Tensegrity Green Pavillon
6.31

37. 2
Afin de réduire l’épaisseur du système statique on utilisera plusieurs câbles
parallèles qui seront bloqués par des plaques métalliques. Plusieurs formes
sont testées.
Tensegrity Green Pavillon
6.32

38. 2
L’élément courbe est imaginé avec une section variable. La production de cet
élément est garantie par la technique de la fusion en aluminium
4. Dimensionnement
Tensegrity Green Pavillon
6.33

39. 2
Les deux premières plaques n’arrivent pas à garantir le blocage des câbles; la
version ronde oui.
4. Dimensionnement
Tensegrity Green Pavillon
6.34

40. 6.35
3.7
6. Tensegrity suite
F. Broggini, architecte – EPFL-IMAC prof.I.C.F.Smith, L.Rhode Barbarigos, N.Bel Adji Ali
LMGC Uni Montpellier prof.René Motro, P.M.M. F.Gernei, Gioana & Gravina ingénieurs
Spindle tensegrity, Prato (Italie) - concours
Bellinzona, Lausanne (Suisse), Montpellier, Dole (France), Torino (Italie) - 2010
Step n°7: l’espace à l’intérieur de la structure, infiltration poétique
Spindle Tensegrity

41. 6.36
3.7
Entre les piles du vieu Pont Manetti (1834), la Spindle Tensegrity affiche son
espace.
Spindle tensegrity

42. 6.37
3.7
6. Tensegrity suite
F. Broggini, architecte - P.M.M. F.Gernei ingénieur
Tensegrity Bridge, Rueil Malmaison (France) - concours
Bellinzona (Suisse), Dole (France) 2006
Step n°7: l’espace à l’intérieur de la structure, infiltration poétique
Rueil Malmaison

43. 6.38
3.7
Un tablier suspendu à un grand cercle assure le franchissement. Un espace se
dégage: celui de la traversée.
6. Le projet et son lieu
Rueil-Malmaison

44. 6.39
3.7
F. Broggini + ASS architectes – MP ingénieurs+ Freyssinet Suisse
Passerelle à mobilité douce, Dorigny-Lausanne (Suisse) - concours
Bellinzona, Genève, Crissier (Suisse) 2013
Step n°7: l’espace à l’intérieur de la structure, infiltration poétique
Dorigny Bridge
6. Tensegrity suite

45. 6.40
3.7
F. Broggini + ASS architectes – MP ingénieurs+ Robert E. Skelton
Passerelle à mobilité douce, Chavannes-Lausanne (Suisse) - concours
Bellinzona, Genève, Crissier (Suisse), La Yolla-California (USA) 2013
Step n°8: Minimal Mass Structure, une nouvelle opportunité esthétique
Chavannes Bridge
6. Tensegrity suite

46. 6.41
3.7
Maquette et dispositif statique
Chavannes Bridge

47. 6.42
3.7
Principe statique, maquette de concept
Step n°8: Minimal Mass Structure, une nouvelle opportunité esthétique
TensyTable
6. Tensegrity suite

48. 6.43
3.7
F. Broggini architecte
Projet de table par éléments tendus-comprimés
Bellinzona (Suisse), 2013-’14
TensyTable

49. 6.44
3.7
F. Broggini architecte – EPFL-IMAC + ABACA Nicolas Pauli ingénieurs
Pavillon temporaire, Bellinzona (Suisse) – mandat d’étude
Bellinzona, Lausanne (Suisse), Montpellier (France) 2013 -’14
Step n°9: la matière se fait à nouveau lumière. La recherche du détail pertinent !
Villa Cedri Pavillon
6. Tensegrity suite

50. 6.45
3.7
Entre la végétation du parc, le pavillon apparaît. Mâts, câbles et membranes se
disposent dans une configuration audacieuse.
Villa Cedri Pavillon

51. 6.46
3.7
La structure se fait lumière et transorme la matière. La technologie revient …
Villa Cedri Pavillon

52. 6.47
3.7
… et matérialise l’intuition: mâts en fibres translucides (GRFP).
Villa Cedri Pavillon

53. 6.48
3.7
Etudes géométriques et …
Villa Cedri Pavillon

54. 6.49
3.7
détails du joint entre mâts et câbles (études et dimensionnement en cours):
connection entre mâts par anneau central
Villa Cedri Pavillon

55. 6.49
3.7
colliers extérieurs (supérieur et inférieur)
Villa Cedri Pavillon

56. 6.49
3.7
câbles continus avec sphère de blocage
Villa Cedri Pavillon

57. 6.49
3.7
serrage des colliers par vis
Villa Cedri Pavillon

58. 6.49
3.7
positionnement des colliers intérieurs
Villa Cedri Pavillon

59. 6.49
3.7
Serrage des colliers intérieurs pas vis.
Le joint peut être mis en service.
Villa Cedri Pavillon

61. 7.50
Etapes de la recherche
Step n°10: la coque porteuse, l’union des forces
(Twin Shape Composed Beam)
7. Carbon Fiber
Coques porteuses

62. 7.51
F. Broggini, architecte – Airlight ltd.+ Thomas Keller, SUPSI-ICIMSI ingénieurs, Michi Composites
Twin Shape Composed Beam, Bissone (Suisse)
Bellinzona, Biasca, Lausanne, Lugano (Suisse), 2008-2014
Step n°10: la coque porteuse, l’union des forces
Twin Shape Composed Beam

63. 7.52
N e x t m e e t i n g !
Sala Angelo Marino – CETMA – Cittadella della Ricerca
Twin Shape Composed Beam

64. © Filippo Broggini blueoffice.broggini@bluewin.ch
BlueOffice Architecture - Piazza Governo 3, 6500 Bellinzona (Suisse) Juillet 2013