L'acier et la lumière
Premières expériences
De l'industrie à l'architecture
Tissages articulés sur tringles
Mailles tricotées
Mailles spiralées
Tôles perforées
Tôles de métal déployé
Grilles et caillebotis
Références fabricants
  Premières expériences

Laszlo Moholy-Nagy


Modulateur Espace-Lumière, 1930


Lorsqu’en 1930 Laszlo Moholy-Nagy montrait son « modulateur espace-lumière » à l’exposition du Werkbund à Paris, « presque personne ne comprit la performance technique que représentait cet essai et ce qu’il avait de prometteur pour l’avenir ».

En fait Moholy-Nagy cherchait à exprimer les effets concrets du rayonnement de la lumière, effets équivalents dans les domaines de la photo et du cinéma, aux effets picturaux classiques produits par la réflexion de la lumière sur les substances pigmentées. Il y voyait une réponse au « problème du futur de la cr éation optique, la création de la lumière directe », anticipant en cela les travaux d’après guerre d’artistes comme Martha Boto, Heinz Mack ou Jame Turrel.

L’appareil était fabriqué dans des matériaux divers – tôles d’acier poli et perforé, grilles de fils d’acier tissés, miroirs, plastique – mis en mouvement sur des axes et produisant des compositions mettant en scène les effets de la lumière en mouvement, par reflets, transparence et ombres portées.

Outre leurs applications dans le domaine de la photographie et du film, ces expériences aboutirent, au Bauhaus, à des créations industrielles fondées sur la lumière et le mouvement, en particulier des modèles de lampes et de meubles destinés à la production industrielle.

La redécouverte récente de l’alliance du métal et de la lumière est la digne héritière de ces expériences plastiques.

  De l'industrie à l'architecture

Tamis de contrôle.













Maison de Frank O.Gehry, Santa Monica.


Issus le plus souvent d’applications dans le monde de l’industrie – praticables et passerelles, tapis transbordeurs, grilles de filtration, protections mécaniques, etc. – les mailles, tissages et tôles perforées entrent aujourd'hui de plein pied dans le monde des arts plastiques, du design et de l’architecture.

D'un point de vue mécanique, ils sont remarqués pour leur résistance. D'un point de vue esthétique, ils agissent dans les registres ambigus de la matérialité et de la spatialité, du solide et de l’éphémère, de l’ombre et de la lumière, du montré et du caché.

La maison de l'architecte Frank O.Gehry, où il utilise du grillage standard pour créer un volume abstrait, est sans doute un premier exemple de détournement de ces produits industriels.

On reconnaît actuellement aux mailles et tissages métalliques de nombreuses qualités techniques issues des matériaux qu’ils emploient. La plupart d’entre eux utilisent des aciers inoxydables réputés pour leur grande résistance aux agressions environnementales et climatiques, ils supportent des températures élevées, des ambiances hygrométriques chargées ou encore des rayonnements solaires intenses. Ils se comportent très bien face aux sollicitations mécaniques et, du fait de leur texture, ils présentent des propriétés intéressantes de correction acoustique et de contrôle de la lumière.

Ces produits sont en constante évolution. En témoignent les dernières applications qui intègrent des fonctions techniques telles que chauffage ou éclairage.

Nous nous proposons dans ce présent bulletin de présenter les grandes familles de produits qui accompagnent l’architecture contemporaine.

  Tissages articulés sur tringles

Tissage sur tringles


Passerelle La Defense, Paris, EPAD


Aménagement d'un pont, Saint-Jean-de-la-Ruelle, Tectone


Les tissages articulés sur tringles utilisent des fils tréfilés ou profilés, dans des sections variant de quelques microns au demi centimètre, tissés ou tricotés dans de l’acier inoxydable, de l’aluminium, ou du laiton.

Des traitements de surface après tissage tels que polissage électrolytique, passivation, anodisation leur confèrent des qualités plastiques variées de couleur ou de reflexion de la lumière.

Les tissages forment des mailles très fines, de l’ordre du millimètre, ou plus grande, quelques centimètres, en spires rondes ou carrées, triangulaires ou spiralées, enroulée sur des tringles droites ou ondulées en fils ronds ou profilés plats. Le tissage peut être irrégulier et jouer sur des rythmes aléatoires, pour apporter une complexité supplémentaire dans les jeux de transparences et de reflets, comme on peut le voir dans l’exemple de la passerelle la Défense à Paris, conçue par l'EPAD, où le tissage dessine des horizontales et accentue ainsi l’élancement de la passerelle.

La souplesse des tissages également variable, permet d’utiliser ce matériau aussi bien en tant que voilage, qu’en tant que structure autoportante.

L’exemple de l’aménagement d’un pont à Saint-Jean-de-la-ruelle, conçu par l’équipe de Tectone nous montre l'utilisation d'une maille large et rigide glissée sur une armature métallique, qui remplit à la fois un rôle structurel et un rôle esthétique.

Les tissages sont fixés et tendus sur des structures primaires par des systèmes de ridoirs, des techniques de collage, des fixations à vis, crochets ou à agrafes accrochés sur des tringles. Ils peuvent aussi être sertis sur leurs supports ou montés traditionnellement sur des cadres à parecloses.

Les tissages peuvent être associés avec d’autres matériaux comme le verre ou utilisés de manière brute, simplement suspendus à des câbles pour former une cloison légère...

  Mailles tricotées

Mailles tricotées


"Paravent soleil".Tissage d'inox, cuivre et bronze sur chassis inox à tension règlable
Architecte: Mallebranche Sophie.


Expomedia, Sarrebruck.
Architectes: Kramm et Strigl


GKD - PHLIPS, Maille optique


Les mailles tricotées forment des voiles ou tissus en acier inox (quelquefois en laiton ou en aluminium) qui utilisent des fils et des câbles dont le diamètre varie de quelques dixièmes de millimètre à quelques millimètres.

Les espacements variables des fils de chaîne et des fils de trame (de quelques millimètres et plusieurs centimètres), leur rigidité et leur souplesse, la surface ouverte (de 5 à 50%), sont autant de modulations offrant une diversité d’applications mécaniques et d’effets plastique permettant de nombreuses utilisations dans les domaines du design et de l’architecture.

Des artistes comme Simone Prouvé, Pascale Lion et Sophie Mallebranche travaillent sur la combinaison de différents matériaux et l'irrégularité des trames, pour obtenir des jeux de reflets, de transparences et de couleurs d'une richesse remarquable.

La diversité des matériaux employé, les finitions d’aspect (mat, brillant…), l’ouverture et la forme de la maille (carrée, ronde, hexagonale ou en losange), permettent d’obtenir des effets variés de matérialité, d’opacité, de porosité, de transparence ou de réflexion.

Comme les fibres textiles organiques, le recto et le verso produisent des effets optiques différents.

Ces tissages peuvent être produits dans des largeurs allant jusqu’à 8 mètres et sans limite de longueur. C’est d’ailleurs une caractéristique du matériau qui a été exploitée par Kramm et Strigl. Leur bâtiment pour Expomedia est entièrement revêtu d’un textile métallique en inox constitué de cables de 2 mm et 1,5 mm de diamètre, espacés de 3,5 mm horizontalement et 17,5 mm verticalement, les différents lés de 8 mètres de large sont cousus entre eux pour donner l’impression d’une toile continue.

On remarquera le développement récent de tissages avec une incorporation de fibres optiques (jusqu’à 4,5mm de diamètre) qui permet de remplir des fonctions techniques ou des expressions plastiques nouvelles.

Les tissages sont accrochés par l’intermédiaire d’œillets fixés sur la trame ou par sertissage des câbles de chaîne sur la barre d’extrémité. Des gammes d’accessoires sont proposés par les fabricants : bordures à maille, à plaquette, à épingle, ridoirs extensibles. Ils peuvent aussi êtres fixés de manière plus conventionnelle sur des cadres à pareclose.

Leur grande résistance à l’usure permet d’utiliser les mailles métalliques en revêtement de sol.

Pour le magasin Nikon à Paris, l’architecte H. Takahashi utilise une maille très serrée (5% d’ouverture) en inox constituée de tringles de 1,5 mm et des câbles de 2mm de diamètre. La maille a une épaisseur de 4,5mm pour un poids de 10,4 kg/m2.

La souplesse de certaines mailles permet de créer de nouvelles formes qui dépendent de la structure de fixation du tissu, on retrouve ce procédé dans La maison Folie à Lille créée par NOX, avec ses façades qui semblent onduler comme la surface d’un liquide, ou chez les designers comme Ron Arad avec sa Chaise Looploop, formée d’une boucle continue en maille d’acier inox, soudée sur un profil flexible en acier noir.

Chaise Looploop,
Architecte: Ron Arad


Magasin Nikon, Paris,
Architecte:H. Takahashi


Ron Arad


  Les mailles spiralées

Mailles spiralées


Market Place, Hansjorg Molk


Bibliothèque Nationale de France, Paris
Architecte: Dominique Perrault


Expo 2000 Bertlsmann Planet M, Hanovre.
Archi: Triad


Au-delà de leurs applications industrielles originelles, les mailles spiralées sont utilisées comme habillages de façades (brise soleil, rideau), remplissages de gardes corps ou de plafond, parois intérieures, résilles, claustras, rideaux de protection, filets, armatures de sièges, mobilier urbain, etc.

Elles apportent de nouvelles thématiques dans le projet architectural. la variété des mailles, des matériaux, des capacités technique et des systèmes de fixations offrent une infinité de possibilité où se mêlent lumière, reflets et couleurs…comme dans le projet de Hansjorg Molk pour un supermarché, où il associe la maille métallique au verre pour créer des effets surprenants de reflets et de transparence.

Les mailles spiralées sont réalisées à partir de fils ronds, plats ou méplats enroulés entre eux ou sur des axes droits ou ondulés. La taille des fils, des quelques microns à plusieurs millimètres, la forme des mailles et les matériaux employés permet de créer une grande variété de produits. Pour les mailles les plus grosses, qui peuvent atteindre 10 cm d’entre axe entre les tringles et plusieurs centimètres d’épaisseur, l’utilisation en façade permet de mettre en évidence le volume de la maille et la richesse des effets de transparence, reflets et moirages qui varient selon le point de vue. Un bel exemple mettant en scène ces qualités sont les façades des cages d’escaliers extérieurs des tours de la bibliothèque nationale de France, conçue par Dominique Perrault. La maille métallique est utilisée sur toute la hauteur, et selon le point de vue, on observe la déclinaison complète, de la transparence en bas jusqu’à l’opacité complète en haut.

Les capacités mécaniques et la résistance aux différentes agressions (pluie, vent, gel, chaleur…) des mailles métalliques dépendent des matériaux employés pour les fabriquer. Ils sont assez variés : inox, aluminium, laiton, cuivre… cependant une grande majorité des mailles utilisent l’acier inoxydable pour ses qualité mécaniques et esthétiques. L’utilisation de cet alliage en extérieur ne pose aucun problème et permet donc de l’utiliser en simple ou en double peau en façade. Cela permet, comme le montre l’exemple du pavillon « planet M » réalisé par l’équipe de Triad architects pour l’expo 2000 à Hanovre en Allemagne, d’obtenir une peau quasi continue sur l’ensemble d’un bâtiment et ainsi dessiner un volume ambigu, qui joue entre transparence et réflexion au grès de la course du soleil.

  Les tôles perforées

Tôle perforée


State Street Village, Chicago,
Architectes: Murphy/Jahn


Parking Le Cardo, Nantes, M.
Archi: Rouleau & M. Puaud


Sarhatistraat Offices, Amsterdam.
Architecte: Steven Holl


Ces tôles sont embouties ou obtenues par poinçonnage à froid, produisant des perforations en râpe, en « persienne », de forme ronde, carrée, rectangulaire ou oblongue.

Les tôles peuvent être nervurées et pliées.

Plusieurs gammes de produits sont développées autour de ces techniques :

- Tôles nervurées ou pliées permettant d’associer à la légèreté des perforations une rigidité offrant des performances mécaniques intéressantes : franchissement d’entraxes importants de structures primaires (jusqu’à 6 mètres), applications en surtoitures ou en habillages de façades, ou véritables « murs porteurs » (murs perforés Cibbap permettant de réaliser des constructions jusqu’à 4 étages).

- Bacs d’habillage de façades présentant des jours emboutis de forme ronde ou persiennés permettant de réaliser des habillages de façades, des brises soleil ou des surtoitures par emboîtement de modules.

- Tôles perforée à ondes trapézoïdales.

Ces produits finis peuvent être obtenus dans de nombreuses nuances par traitement chimique ou électrolytique (nickelage, patinage…) et munis de traitements de surface (rugueux, lisse, poli, brossé).

Ils peuvent être équipés de bordures ou de plis. Les perforations peuvent faire l’objet de motifs et de compositions personnalisées. Le motif souhaité se présente sur informatique (image jpg) puis il est converti pour être découpé au laser sur une plaque de métal préalablement choisie.

Tous ces éléments modulaires manufacturés permettent une grande précision et une facilité de mise en œuvre sur chantier.

Dans leur immeuble d’habitation, rue des Suisses à Paris, Herzog et De Meuron en font un matériau de prédilection pour la composition de la façade. A la fois volets et brise soleil, ils créent des visages différents de la façade selon l’occupation des locaux. Et si par un soleil d’été ils viennent ombrer la façade, ils peuvent rayonner la nuit de multiples points lumineux.

Immeuble de logements rue des Suisses, Paris.
Archi: Herzog et De Meuron


Détail des volets.



  Les tôles de métal déployé

Métal déployé


bar à journaux
Designer: Philippe Gazeau


O Museum, Nagano, Japon,
Archi:Kazuyo Sejima et Ryue Nishizawa


Le métal déployé est produit par cisaillage, étirement et emboutissage de tôles d’acier doux, nu ou revêtu, d’acier inox, de titane ou d’alliages de cuivre ou d’aluminium.

C’est la dimension des mailles (de 1cm à plus de 20cm de diagonale), la forme des lanières (en carré, losange ou en hexagone) ainsi que l’épaisseur de la tôle (du demi millimètre au demi centimètre) qui confèrent ses qualités mécaniques au métal déployé. Certains produits atteignent une épaisseur visuelle de 11 cm avec une tôle initiale de 3 mm d’épaisseur.

Le chantournement des lanières assure une répartition homogène des efforts et confère à ce matériau une grande inertie. D’autre part, le pas est indémaillable et permet une grande liberté de découpe. On peut ainsi créer, à partir d’une même matière brute, une grande diversité d’utilisations allant du parement de façade au mobilier.

Le bar à journaux de Philippe Gazeau utilise le métal déployé aussi bien pour ses qualités esthétiques que ses qualités mécaniques. Sa structure bouleverse le vocabulaire traditionnel du meuble et contribue à sa dématérialisation.

La tôle peut aussi, après étirement, être post-laminé et retrouver ainsi son épaisseur originelle.

Les tôles perforée et déployées sont utilisées en bacs autoportants, brise soleils, habillages de façades, surtoiture, plafonds acoustique, escaliers, écrans de séparation, grilles de ventilation, mobilier urbain, etc.

En façade, le métal déployé accroche la lumière de manière hétérogène et différente selon l’orientation héliotropique, l’exemple du « O Museum » à Nagano, au Japon montre la richesse plastique des jeux de lumières, reflets et transparence qui se confondent pour former une composition lumineuse éphémère.

Le collège Frédéric Chopin illustre également le caractère aléatoire de la matérialité du métal déployé. Du totalement opaque à l'effacement complet selon le point de vue. Depuis l'intérieur, il guide le regard et filtre la lumière en une multitude de point lumineux.

Collège Frédéric Chopin, C. Zomeno, J.M. Gremillet et Clark


Collège Frédéric Chopin, C. Zomeno, J.M. Gremillet et Clark


  Les grilles et les caillebotis

Caillebotis


Collège Jean Moulin, Montreuil,
Archi: Lipa et Serge Goldstein


Les caillebotis pressés ou électro-soudés sont formés de fers plats constituant des barres portantes et de fers de liaison assurant la stabilité du caillebotis.

Les nappes ainsi constituées sont parfaitement rigides et absorbent des charges allant jusqu’à plusieurs tonnes par mètre carré.

Une autre technique de fabrication par structure circulaire permet de réaliser les caillebotis par enroulement continu de profilé autour d’un cylindre généré par des profils supports, et soudés par points sans métal d’apport. Les structures sont ensuite refendues et mises à plat pour former des caillebotis.

Les profilés employés, les compositions et espacements multiples permettent d’obtenir des formes, dimensions et géométries variées.

Ces produits sont habituellement employés pour réaliser des marches d’escalier, des planchers industriels et des grilles (arbre, caniveaux…). Mais on peut également les utiliser pour des garde-corps parfaitement sécurisés tout en conservant une transparence.

Pour le collège Jean Moulin à Montreuil, les architectes Lipa et Serge Goldstein utilisent une grille inox, transparente à 50%. Cette transparence permet de mettre en résonance le dessin de la façade primaire avec celui de la double peau, qui joue avec les variations de forme et de calepinage des brise-soleil, et qui alterne transparence complète et transparence contrôlée.


  Références fafricants

SPRINT METAL

GKD TEAM FRANCE

GANTOIS

QUERE

GONDREXON

RM BESSON

MEVACO

HAVER & BOECKER

AFRACOM

PMA

METAL DEPLOYE SA

TOLARTOIS