Quitter l’écran : Prototypage et fabrication numérique située

• Se familiariser avec la fabrication et la pensée numérique
• Acquérir des bases en modélisation 3D et en fabrication numérique, avec une initiation possible à la programmation
• Passer d’une approche formaliste du numérique et du paramétrique à une conception concrète et située, en mobilisant ces outils non pour produire du spectaculaire, mais pour les articuler aux savoir-faire et aux matériaux locaux, tout en tenant compte des enjeux sociaux, environnementaux et économiques contemporains
• Mobiliser les équipements du fablab de l’ENSAM : fraiseuse CNC, imprimante 3D à argile, four à céramique et parc de machines pour le travail du bois et du métal
• Lier les outils numériques à l’enseignement du projet de semestre, en réalisant des prototypes concrets et en développant une approche critique de leurs usages et de leur pertinence dans le contexte du projet
   

Ce cours propose d’explorer les liens entre conception numérique, matériaux et fabrication. L’objectif est de passer du modèle numérique à la réalisation d’un prototype à l’échelle 1, puis de l’intégrer au projet architectural. Les équipements du fablab de l’ENSAM permettent d’expérimenter différents procédés à partir de matériaux tels que le bois, l’aluminium, l’argile et la pierre.

L’option débute par un cours théorique sur les usages du numérique en architecture, suivi de TD's d’initiation à la modélisation 3D, à l’usinage CNC et à l’impression 3D d’argile, complétés par une brève initiation à la programmation paramétrique. Aucune compétence préalable en numérique n’est nécessaire : les étudiant.es sont formé.es progressivement afin de gagner en autonomie dans l’utilisation des outils et des procédés. Des séances sont ensuite consacrées à la découverte et à l’expérimentation des techniques de fabrication, de leurs possibilités et de leurs contraintes, à travers des exercices pratiques et des essais sur différents matériaux.

Dans un second temps, chaque étudiant.e développe et réalise un prototype à l’échelle 1 en lien avec son projet architectural, en choisissant les matériaux et les techniques adaptés. Les séances de fabrication sont aussi l’occasion d’observer les essais des autres étudiant.es et de partager les méthodes. En fin de parcours, chaque prototype est représenté à travers un détail technique montrant son intégration au projet architectural, notamment dans ses relations avec la structure, les assemblages ou la menuiserie. Ce travail permet de faire le lien entre fabrication et conception architecturale.

Le programme :

1. TD – Modélisation 3D et initiation paramétrique
   Cours de prise en main de Rhinocéros pour la modélisation 3D, complétés par une initiation à Grasshopper pour découvrir la conception paramétrique et ses applications en architecture. La modélisation est abordée comme un acte actif et non passif : réfléchir à la manière de modéliser, c’est aussi réfléchir au projet dans sa globalité, en tenant compte des spécificités et des enjeux de chaque situation.
2. TD – Du modèle à la fabrication
   Ces séances abordent le passage de l’écran et de l’objet numérique à son équivalent réel. Différents procédés sont présentés (usinage CNC, impression 3D, matériaux divers). L’accent est mis sur la méthode : chaque cas demande un processus propre, véritable acte de recherche fait d’allers-retours, d’essais et d’ajustements.
3. Atelier de fabrication
   L’atelier permet aux étudiants de développer un prototype concret, directement lié à leur projet. Chacun identifie ses enjeux, choisit les matériaux et les techniques adaptés, et définit un procédé unique. Les machines sont mobilisées selon les besoins : par exemple, l’imprimante à argile pour des moucharabiehs, claustras, parements ou systèmes de refroidissement passifs ; la CNC pour des parements, brise-soleils, platines d’assemblage en aluminium, pierre ou bois. Le travail se déroule en mini-atelier, mêlant discussions, croquis, détails techniques, modélisations et essais. L’objectif est d’aboutir à un prototype à l’échelle 1, intégrable dans le projet architectural.
4. Réalisation de l’objet architectural final
   Une fois les recherches abouties, les étudiants passent à la confection du prototype final. L’usinage CNC et l’impression 3D sont combinés au pliage, à la découpe, à l’assemblage, à la soudure et au rivetage, ainsi qu’au travail à la main, là où la machine n’est pas justifiée.
5. Représentation et intégration du prototype
   Les dernières séances portent sur la représentation du prototype dans un détail technique (coupe, axonométrie éclatée, etc.), pour montrer son lien avec, par exemple, la structure, un espace ou un élément de menuiserie.
6. Présentation finale du prototype
   Les dernières séances portent sur la représentation du prototype dans un détail technique (coupe, axonométrie éclatée, etc.), pour montrer son lien avec, par exemple, la structure, un espace ou un élément de menuiserie.

Modalités pédagogiques 

• Analyse critique 
• Expérimentation 
• Modélisation paramétrique et programmation appliquée 
• Prototypage et fabrication numérique 
• Réalisation de croquis et détails techniques 
• Intégration et représentation dans le projet 
• Revue collective / discussion des choix

Modalités de l’évaluation

L’évaluation repose sur la participation aux séances, la qualité et l’originalité des prototypes, la capacité à documenter le processus de conception et de fabrication, et le développement d’un regard critique. Les étudiants justifient leurs choix à partir de principes théoriques et techniques. L’intégration du prototype dans le projet est un critère essentiel. 

Compétences en fin d'enseignement

À l’issue de l’enseignement, les étudiant.e.s seront capables de concevoir et réaliser un prototype à l’échelle 1, en combinant outils numériques et techniques de fabrication, de l’intégrer dans un projet architectural, de justifier leurs choix, de documenter leur démarche, et de porter un regard critique sur l’usage du numérique en architecture.

Adossement potentiel à la recherche

• Développement de sujets de mémoire liés aux technologies et méthodes abordées.
• Diffusion des résultats des expérimentations ou mise en place de stages de recherche au sein des réseaux MAP ou ACCN, spécialisés dans le numérique en architecture.