Maquette numérique

par Lucas Willems

Introduction

La modélisation de la maison tournante est, en quelque sorte, la conclusion de ce TPE, et si son but premier est de synthétiser les recherches qui ont été effectuées, elle a toutefois permis leur avancement en fournissant des données importantes comme les différents volumes, surfaces, matériaux... Cette modélisation, sous forme de maquette numérique, s'est déroulée en plusieurs parties :

• Le choix du logiciel et sa prise en main
• La définition des contraintes
• La modélisation de la maison

Le choix du logiciel et sa prise en main

Le choix du logiciel a été la première étape de mon travail. J'ai, dans un premier temps, opté pour Blender, logiciel pour lequel le Site du Zéro proposait une formation. Cependant, au cours de celle-ci, je me suis rendu compte que ce logiciel était complètement inadapté pour notre projet, n'étant pas un logiciel d'architecture mais d'infographie 3D.

J'ai, par conséquent, dû changer de logiciel et, suite aux conseils de mon professeur de mécanique, je me suis orienté vers Revit, le logiciel d'architecture d'Autodesk, payant, mais que l'on peut obtenir gratuitement avec une licence de 3 ans, si l'on s'inscrit en tant qu'étudiant. Voici une petite capture d'écran de ce logiciel :

Malgré la lourdeur et la lenteur de ce logiciel (sur mon ordinateur en tout cas), celui-ci est très simple à prendre en main et remarquable par sa capacité à fournir une quantité d'informations qui se sont rendues très utiles par la suite (surfaces des étages, des pièces, leur volume et pleins d'autres choses).

Une fois le bon logiciel choisi, il a fallu le prendre en main, et comme Autodesk Revit est un logiciel d'architecture très utilisé, j'ai pu trouver de nombreux tutoriaux, vidéos et en anglais pour la plupart. En voici les principaux et les plus complets :

• Tutoriaux vidéos de niveaux allant de débutant à professionnel
  http://forums.augi.com/showthread.php?126287-FREE-video-tutorials-for-Revit-Architecture-2011
• Réalisation d'une maison de A à Z en 9 vidéos
  http://www.lynda.com/home/Player.aspx?lpk4=109884&playChapter=true
• Réalisation aussi d'une maison en 20 vidéos
  http://www.youtube.com/playlist?list=PL666EBDCBBF08117A
• Tutoriaux vidéos présentant les différentes partie du logiciel
  http://www.cadtutor.net/tutorials/revit/learning-revit-architecture-2012.php

La définition des contraintes

La deuxième étape du travail a été de définir les contraintes pour ne pas partir tête basse dans la modélisation de la maison et perdre du temps inutilement. Cette partie s'est révélée assez rapide par rapport au temps passé sur les deux autres parties, mais m'a permis un gain considérable de temps.

Comme défini dans la présentation de notre travail, nous sommes partis sur une maison de 150m². Seulement, savoir sa superficie ne suffit pas pour la modéliser. D'autres données sont à connaître comme son rayon, sa hauteur ou encore sa sphéricité. Comme je n'ai pas pu inventer ces données, je me suis mis à la recherche de plans, et j'ai pu en trouver pour diverses tailles de maisons tournantes (plus ou moins grandes) en m'inscrivant sur le site de Domespace (société construisant des maisons tournantes).

Il ne me restait plus qu'à trouver ceux qui correspondrait à une maison tournante de 150m², et comme le rayon de ces maisons était spécifié dans chacun des plans de coupe, j'ai pu trouver les plans qui correspondaient à la maison tournante que nous voulions. Cependant, comme seul le plan de coupe de cette maison m'a été utile pour la modéliser, je ne vous montre que celui-ci :

Ce plan m'a permis d'obtenir les données suivantes :

• le rayon : 6,65 m
• la hauteur de la maison : 5,6 m
• la hauteur des étages : 1,2 m pour la base (1), 2,4 m pour le rez de chaussée (2) et 2 m pour l'étage (3) 

En plus des plans, j'ai aussi pu trouver sur ce même site une vingtaine de photos d'une maison similaire prise lors de sa construction et une fois finie, qui ont permis de mieux comprendre comment modiliser la maison. En voici 3 :

Dans la définition des contraintes, je n'ai pas inclu le choix des matériaux car cela n'a causé aucun problème pour la modélisation de la maison, Revit permettant de les changer très facilement, et puis à ce moment là, je ne les connaissais pas encore.

La modélisation de la maison

La modélisation de la maison tournante a été la dernière étape de mon travail et aussi la partie la plus longue. Elle s'est décomposée en deux parties : dans un premier temps, la modélisation d'une maison en forme de dôme, qui n'a pas aboutie mais qui a été utile pour les données qu'on a pu en tirer, puis, dans un second temps, la modélisation d'une maison, non pas en dôme mais hexagonale, dont le but a été de concrétiser les travaux menés et de montrer à quoi une maison tournante peut ressembler.

1) Une maison pour les calculs

J'ai commencé par la modélisation d'une maison en forme de dôme grâce aux plans et images que j'avais pu trouver sur le site internet de Domespace. Cependant, la forme en dôme étant spéciale, je n'ai pas pu faire la maison avec les murs par défault proposés par Revit, il a fallu créer un nouveau volume conceptuel.

Pour réaliser ce volume, j'ai d'abord fait une face (1) en utilisant les dimensions trouvées plus tôt, puis j'ai procédé à une révolution pour obtenir un volume (2).

Ensuite, j'ai créé le projet principal, y ai ajouté un terrain et y ai défini les "élévations" (ce sont les hauteurs des étages, voir 3). Puis, j'ai "chargé" le volume conceptuel, créé juste avant, dans le projet principal et lui ai appliqué les élévations (4).

La modélisation de cette maison s'est, en quelques sortes, arrêtée là, car transformer le volume conceptuel en mur avec le "Mur par face" proposé par Revit ou encore ajouter des portes et des fenêtres s'est avéré impossible à cause de la forme en dôme (inhabituelle pour une maison, donc mal analysée par le logiciel) et du manque d'aide à ce sujet sur internet. Et pourtant, ce n'est pas faute d'avoir cherché et passé beaucoup de temps.

Néanmoins, si cette maison n'a pas abouti, ne ressemblant pas du tout à une maison, elle en avait la forme et a ainsi permis de fournir de nombreuses données, qui ont permis l'avancement des autres parties du TPE. Tout cela grâce aux nomenclatures fournies par Revit. Voici quelques données données fournies par le logiciel :

On a donc pu savoir grâce à cette nomenclature :

• la superficie : 160m²
• le volume d'air à chauffer : 300m^3
• la surface des murs extérieurs : 61m²
• la surface de la baie vitrée : 18m²

2) Une maison à titre d'exemple

Comme la première "maison" n'a pu être exploitée que pour obtenir des valeurs, je me suis dis qu'il aurait été bien de faire une autre maison, dans une forme qui ne cause plus de problème, qui puisse cette fois-ci aboutir et ressembler à une vraie maison. Et en cherchant, j'ai pu trouver, sur le site Everingham Rotating House, une maison tournante ayant une autre forme : une forme hexagonale.

Cette forme là étant beaucoup moins contraignante, j'ai décidé de m'en inspirer (ne pouvant pas la reproduire par manque de plan) pour faire la nouvelle maison. Seulement, d'autres données étaient maintenant à connaître, et comme nous voulions toujours une maison de 150m² comprenant un rez de chaussée et un étage, les calculs suivant ont été effectués :

• Aire du rez de chaussée et de l'étage : 75m²
• Le rayon et la longueur des côtés : 5,4 m calculés avec la formule  où A = aire de l'hexagone et a = longueur des côtés de l'hexagone

A l'opposé de la première maison, celle-ci a été très rapide à modéliser (j'y ai passé 3 fois moins de temps) car je n'ai été confronté à aucune difficulté. Par conséquent, je ne vous détaille pas toutes les manipulations qui n'ont pas d'intérêt. Voici juste qu'elle a été ma façon de procéder dans les grandes lignes :

1. Récupération de la base de la maison précédente pour l'utiliser en tant que support
2. Ajout des murs porteurs
3. Création des plans du rez de chaussée (première image) et de l'étage (seconde image)

4. Ajout des portes, fenêtres et grande baie vitrée au rez de chaussée
5. Application des matériaux trouvés (chêne pour la structure et le plancher)

Enfin, voici le résultat final :

A noter que je n'ai pas meubler la maison car cela n'avait plus aucun intérêt pour le TPE.

Conclusion

La modélisation de la maison tournante a été bénéfique :

• sur le plan du groupe : elle a permis l'avancement des travaux et leur concrétisation en proposant un aperçu visuel de la maison sur laquelle on travaillait. Malheureusement, je n'ai pas réussi à la faire tourner (j'aurai pu en utilisant des animations) et à vérifier les valeurs trouvées comme son prix ou encore l'énergie nécessaire pour la chauffer.
• sur le plan personnel : modéliser la maison m'a permis de découvrir de nouveaux domaines (architecture en particulier) que je ne connaissais absolument pas avant, même si cela a été au prix d'un énorme investissement (presque 70 heures de travail)