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«L'ingénieur projette également»
Le symposium international sur la conception des structures, en anglais «Conceptual Design», aura lieu en septembre 2021. La thématique principale est «la conception comme base d'un projet de qualité»
Cette année, le symposium international sur la conception des structures se tiendra à Attisholz (Soleure) du 16 au 18 septembre. La société pour l'art de l'ingénieur soutient cet événement de trois jours. Son président Massimo Laffranchi et son administratrice Clementine Hegner-van Rooden se sont entretenus avec les organisateurs du symposium: Aurelio Muttoni de l'EPFL et Joseph Schwartz de l'ETHZ. Les deux professeurs de longue date sont également d'éminents professionnels qui conçoivent des structures innovantes. La discussion a porté sur le sens large du mot «conception», le rôle de la conception indépendamment de l'échelle, mais également les sources et inspirations. La discussion a montré combien la contribution des ingénieurs peut être créative et combien leur travail de conception peut être pertinent afin d'influencer positivement la qualité des projets dès les réflexions préliminaires.
Clementine Hegner-van Rooden (CvR): Pour comprendre ce que le «Conceptual Design of Structures» tente d'atteindre, nous devons tout d’abord comprendre quelle est la signification de «Conceptual Design of Structures».
Aurelio Muttoni (AM): Conceptual Design of Structures peut être traduit par «conception des structures» ou «projet de structure».
Joseph Schwartz (JS): Les mots «conception» en français ou «Entwurf» en allemand sont en fait des meilleures définitions, plus précises, que «Design» en anglais.
AM: La définition anglaise, avec la précision «conceptual», résulte du fait que le terme «Design» est compris de manière beaucoup trop large dans l'usage. Il peut même signifier «dimensionnement». C'est pourquoi nous parlons de «Conceptual Design», afin de mettre plus clairement en évidence la conception dans le processus du projet.
JS: Le mot «construction» ou le mot «détail» comportent également la même ambiguïté où l’usage est trop large en anglais. Avec le terme «Design» ce défaut linguistique est particulièrement prononcé. Parle-t-on du résultat ou de l'activité? «Concevoir" est souvent associé à l'action; «Projet», en revanche, est généralement lié au résultat. Ce sont des nuances importantes. Nous devons donc mettre quelque chose devant le mot anglais «Design», à savoir "Conceptuel». Ce n'est qu'alors que l'énoncé correspond au mot français «conception» ou au mot allemand «Entwurf».
Massimo Laffranchi (ML): Ce qui n'est pas assez exprimé dans toutes les langues et que le symposium voudrait aborder, c'est l'activité créatrice derrière le processus de conception. Ce travail s'effectue généralement en dialogue avec d'autres mandataires impliqués dans le projet. Ainsi, toutes les personnes impliqués dans le projet profitent les uns des autres.
JS: C'est l'essence même de ce que nous voulons transmettre. Parce que nous partons du principe que si la conception est bonne, le résultat sera également bon. Toutefois, les ingénieurs civils disparaissent du chantier relativement tôt, car lorsque la réalisation du gros œuvre est achevée, les travaux propres au génie civil sont également terminés. Le second œuvre ne les concerne qu'indirectement. Néanmoins, ils l'influencent. Par exemple, on entend dire par les équipes de conception qui fonctionnent bien que chaque contribution individuelle au projet final - ne peut finalement plus être séparée. Personne n'est plus en mesure de déchiffrer les apports de chaque mandataire - ni sur le plan chronologique, ni sur le plan du contenu. Cette pensée d'équipe - dans laquelle pas uniquement une ou deux personnes tirent en avant le projet et les autres le subissent, mais dans laquelle l’ensemble des mandataires essaient d'améliorer la qualité globale du projet - crée une valeur ajoutée à la construction. Etant donné que la construction est une activité de plus en plus complexe intégrant sens cesse de nouvelle thématique tel qu’aujourd’hui l'énergie grise et la durabilité. Tous les mandataires doivent être conscient qu’un résultat de qualité ne peut être la somme de la meilleure réponse individuelle de chaque discipline. Cela suppose que tous les mandataires s'ouvrent, au moins partiellement, aux autres disciplines et essaient de se comprendre le mieux possible.
«Ce qui n'est pas assez exprimé dans toutes les langues et que le symposium voudrait aborder, c'est l'activité créatrice derrière le processus de conception. Ce travail s'effectue généralement en dialogue avec d'autres mandataires impliqués dans le projet. Ainsi, toutes les personnes impliqués dans le projet profitent les uns des autres.» Massimo Laffranchi
AM: La signification de la conception structurelle est peut-être plus claire dans le cas de la construction de ponts. Mais là aussi, la collaboration entre l'ingénieur civil et les autres mandataires impliqués dans le projet, qui lui apportent des points de vus extérieurs, est souvent décisive. Par exemple, il n'est pas facile de mesurer la contribution d'un architecte lors de la conception d'un pont. Dans certains cas, il s'agit simplement d'une remarque critique ou d'une suggestion au cours d'une brève conversation. Souvent, il s'agit même d'une simple question à un stade crucial du projet. Néanmoins, l'effet est éminent et peut avoir une influence significative sur le résultat final. Ces questions posées par d’autres mandataires sont extrêmement importantes dans le processus de conception.
JS: ...parce que l'apport extérieur est un effort intellectuel. Ce travail mental doit se faire dès le début de la conception, du projet. Les heures de travail sont secondaires. Contrairement, soit dit en passant, aux heures de travail qui doivent être consacrées au projet d'exécution. Lors de la conception, les mandataires ne peuvent éviter d'investir du temps. Le processus intellectuel, quant à lui, est une caractéristique importante de la conception, qui rend possible une approche mutuelle et génératrice de qualité. Les différents mandataires, spécialistes dans leur domaine, doivent poser les bonnes questions et donner les bonnes réponses en expliquant clairement les conséquences dans leur domaine d’expertise de chaque décision. C’est ça le «Conceptual Design».
ML: Ce dialogue ne peut résulter de la délégation de tâches précises. Il ne s'agit pas de la réalisation d’une prestation spécifique par chaque mandataire spécialisé. Sinon, vous pourriez tout simplement décomposer la tâche globale en plusieurs parties, demander à l'architecte de faire la conception architecturale, puis à l'ingénieur civil de dimensionner la structure porteuse, etc... et finalement tout assembler. Ce principe serait une mauvaise connotation du terme. Au contraire, un dialogue doit découler de l'ensemble des réflexions. A partir de considérations parfois à première vue «inappropriées», profanes et non conventionnelles - même au-delà de sa propre compétence professionnelle. Avec toutefois une oreille attentive pour les autres domaines spécialisés mais avec la liberté de parler et de critiquer.
JS: L’ancien professeur Bruno Thürlimann de l’ETHZ l'a dit et répété avec brio: «Ruminer le projet!». Dans la conception, ce n'est pas une question d'heures. C'est un processus intellectuel qui peut également être réalisé de manière intuitive. La conception ne doit pas être appréhendée dans le sens d'un processus d'optimisation. Le projet doit émerger par lui-même dans le cadre d’une discussion constructive, dans le respect de l'échange des aspects et contraintes principales de chaque mandataire. Alors le processus de conception peut être tout simplement beau et enrichissant.
CvR: Quelle est la part de la créativité, de la contribution intellectuelle. Quelle partie du processus de conception est encore incompris aujourd'hui et doit être mise en lumière et communiqué lors du symposium? Est-ce le partage? Le temps du projet?
AM: Nous voulons montrer que l'inspiration peut provenir de sources très différentes – par exemple de la géologie ou de la topographie. Un concepteur doit développer sa propre créativité à partir de cela et donne ainsi au projet son caractère pertinent. C'est la passion et la curiosité que ces sources suscitent. Nous voulons motiver les ingénieurs jeunes et talentueux à consacrer suffisamment de temps à la partie créative de notre travail.
«Dans la conception, ce n'est pas une question d'heures. C'est un processus intellectuel qui peut également être réalisé de manière intuitive. La conception ne doit pas être appréhendée dans le sens d'un processus d'optimisation.» Joseph Schwartz
JS: L'essentiel est de ne pas considérer les questions comme quelque chose d'ennuyeux, mais comme une force motrice du projet. Les questions portent sur des points imprécis, ouverts, qui mènent à ce que l'on appelle des problèmes. Nous tous, ingénieurs civils, devrions développer notre capacité de savoir ce qu'il est possible de surmonter et ce qui est fondamentalement inutile d’étudier. Ce qui est disproportionné et ce qui est possible de surmonter avec des efforts. De nombreux ingénieurs civils ne sont pas très doués pour cette tâche. Cette capacité devrait être davantage développée afin de permettre le dialogue avec les autres mandataires du projet.
AM: Ce qui est intéressant et motivant, c'est que nous pouvons développer cette capacité et cette intuition en partageant nos expériences et les processus qui ont permis de développement les projets. C'est pourquoi nous avons imaginé et structuré le symposium de manière à permettre de nombreux échanges interdisciplinaires. D'après mon expérience, les architectes sont également intéressés par la compréhension du fonctionnement statique des structures. Avant tout, il s'agit de savoir si la structure est réellement adaptée à la tâche à accomplir ou si elle est «seulement» calculée pour répondre aux exigences normatives. Tout ingénieur civil doit s'efforcer d'être honnête et de travailler de manière à produire une structure pour l'ensemble du projet et non une structure pour laquelle sa propre responsabilité est la moins engagée. Dans le cas où l'ingénieur civil n'est intéressé que par la recherche du rapport coût-bénéfice optimum, son objectif n’est probablement pas identique aux autres partenaires impliqués dans le projet.
ML: Il s'agit aussi de connaître quel est l'objectif commun. Si, par exemple, l'objectif est de concevoir la meilleure solution possible avec des ressources financières limitées, il peut en résulter une configuration tout aussi passionnante dans laquelle tout le monde devra jouer le jeu. Cela ne signifie pas nécessairement que le dialogue fonctionnera moins bien.
AM : C'est exact. Les bâtiments construits à des fins spécifiques devraient également être projetés à travers un dialogue inspiré et inspirant. Bien sûr, selon des critères différents. Même le dialogue avec les entreprises peut être «constructif». Dans ce cas, le projet peut consister à réaliser le meilleur projet avec comme contraintes la simplicité constructive et l’économicité. Parfois, même lorsque le projet ne semble pas facile sur le papier, il peut conduire à une mise en œuvre intéressante pour le maître d’ouvrage voir lucrative pour les entreprises.
JS: C'est précisément pour cela que le «Conceptual Design» concerne l'idée initiale du projet jusqu'à la dernière vis qui est mise en place sur le chantier. Ce n'est qu'à cette condition que des projets bien pensés pourront être mis en œuvre de manière cohérente. Cette approche globale du projet va à l’encontre du développement de la façon de concevoir qui se développe dans le monde entier, dans laquelle l'équipe dite de conception ne fait que concevoir et produire des images. Ici, en Suisse, nous sommes dans une position privilégiée. Nous pouvons participer dès les premières esquisses jusqu’à la mise en service du projet. J'aime concevoir, j'aime être sur le site et j'aime parler au contremaître. Lorsque cela semble compliqué sur le papier, mais que tout se met en place comme par magie sur le chantier, c'est extrêmement satisfaisant.
AM: Si le travail est divisé - l'ingénieur développe un concept, puis une entreprise de construction élabore un projet de construction et l'exécution est reprise par d'autres personnes encore - le projet devient forcément plus compliqué. Enfin, cette configuration conduit également les concepteurs à ne pas réfléchir ni à de nouvelles possibilités structurelles, ni à de nouvelles solutions constructives, et – de faite - la qualité du projet en souffre.
JS: Dans cette configuration, généralement seules les solutions éprouvées sont considérées car dans le cas contraire, on rétorque trop souvent aux concepteurs que les solutions développées ne sont pas possibles, pas réalisable et/ou trop risquées - financièrement, techniquement ou autre...
AM: Nous devons nous battre pour que la situation ici en Suisse reste telle qu'elle est. On discute encore et toujours du fait que le contrôle de l’exécution sur chantier n'est pas bien rémunéré et devrait donc être externalisé. C'est absurde! Si l'ingénieur abandonne cette tâche, la qualité de la construction va se détériorer. Pas nécessairement parce que le contrôle sera moins bon, mais parce que l’ingénieur concepteur deviendra beaucoup plus prudent et n’osera plus proposer des solutions qui sortent de l’ordinaire. Il faut absolument que les ingénieurs garantissent/assument la responsabilité de leurs concepts depuis les prémisses du projet jusqu'à la mise en œuvre. Dans le cas contraire, les concepts innovants ne pourront plus être mise en œuvre.
ML: C'est ce que le symposium, en collaboration avec la société pour l'art de l'ingénieur, veut promouvoir. En particulier que les ingénieurs civils puissent suivre leurs concepts depuis les prémisses jusqu'à la mise en œuvre. Nous, ingénieurs civils, avons la prétention et aussi la volonté de nous améliorer dans l'exécution de nos propositions et de nous perfectionner grâce à cela - et non de nous isoler dans un secteur fermé. Les ingrédients du dialogue - la curiosité, la capacité à communiquer, la volonté d'accepter la critique, la capacité à accepter des idées extérieures à notre discipline - s'apprennent avant tout dans la pratique. En Suisse, les planificateurs sont également des exécutants et assument leurs idées et approches jusque sur le chantier. Grâce à cette prestation globale, les ingénieurs apprennent beaucoup au-delà de la phase conceptuelle. La mise en œuvre de ces concepts a à son tour une forte influence sur le développement du projet suivant car nous apprenons des difficultés rencontrées et quelles approches sont les plus pertinentes pour nous permettent d’aller dans une direction adéquate.
JS: C'est tout simplement la plus belle chose de notre profession que d'avoir affaire à tant de personnes différentes, une multitude de spécialistes et d'artisans compétents. C'est pourquoi la psychologie est également un élément important dans ce processus de conception - de construction en général. Comment gérer un chantier de manière à ce que tout le monde soit enthousiaste. C'est là que réside le potentiel de la dynamique. J'arrive sur le site et je dis honnêtement que quelque chose de compliqué va être réalisé, je l'explique au contremaître. C'est précisément parce que je ne cache pas la difficulté qu'il y a de fortes chances qu'il revienne après le travail et me dise: «C'était délicat, mais tout de même réalisable et ça s'est bien passé!». Grâce à cet enseignement et cet apprentissage mutuels, vous vous améliorez toujours. Et mieux, cela signifie aussi que vous êtes plus confiants dans votre approche et vos compétences techniques. Ces considérations n'excluent en rien le travail quotidien qu’est la conception et le dimensionnement d’éléments ordinaires comme par exemple des dalles de plancher. Même dans ces cas, cette approche conceptuelle n'est pas une chimère éloignée de toute réalité.
ML: Au contraire. Cette façon de travailler n'est pas réservée à une élite. Elle touche tout le monde. Parce que le «Conceptual Design» se trouve dans chaque phase du projet et, surtout, à chaque échelle. Pour dimensionner des dalles, nous pourrions ouvrir un catalogue technique et nous référer à la solution existante la plus proche de notre problème. Ce serait une possibilité, mais ce n'est pas le raisonnement technique que nous recherchons dans la culture de la construction car elle ne permet pas de développements intellectuels.
JS: A petite échelle, il est possible d'avoir des réflexions tout aussi intéressantes qu'à grande échelle. Il serait également concevable - dans le sens d'une délimitation des domaines de compétence - d'avoir des équipes dans lesquelles les mandataires disent clairement quelle est la délimitation de leur tâche. Cette coopération serait possible mais réductrice et signifierait qu’aucun dialogue ne puisse naître dans une phase de construction plus détaillée. La profondeur de la coopération peut se manifester de différentes manières et conduit dans tous les cas à de meilleures projets.
CvR: Que signifie «meilleur» en fin de compte?
AM: Mieux signifie avant tout ne jamais être satisfait de ce que nous avons créé auparavant. C'est le processus d'apprentissage qui rend l'amélioration possible. On apprend toujours des projets et des erreurs que l'on a faites. Aucun projet ne peut être parfait. Grâce à chaque projet effectué, mais également grâce à chaque itération inhérente au projet lui-même, nous apprenons.
JS: C'est ce vœux pieu que l'on entend sans cesse: «Si je pouvais recommencer, je le ferais différemment». Pas mieux, mais différemment. Ce n'est que lorsque la construction est achevée que nous pouvons la juger. Ensuite, nous pouvons réfléchir à la façon dont nous aurions pu faire les choses différemment. Cependant, les changements peuvent améliorer un problème donné, mais en créer ou accroître un autre. En fin de compte, il s'agit de concevoir/projeter de manière itérative. Le bien et le faux sont difficiles à définir. Il n’y a jamais une solution parfaitement idéale ou complètement fausse. En outre, nous jugeons très différemment aujourd'hui les projets que nous avons réalisées 20 ans auparavant.
«Mieux signifie avant tout ne jamais être satisfait de ce que nous avons créé auparavant. C'est le processus d'apprentissage qui rend l'amélioration possible.» Aurélio Muttoni
AM: Et notre jugement est parfois meilleur qu’à la fin du chantier… (sourires).
JS: Nous sommes toujours confrontés à de nouveaux prototypes. En tirer des leçons, encore et encore, c'est se perfectionner. Nous n’apprenons qu'indirectement des choses que nous avons réalisées et nous n’en seront jamais entièrement satisfait car un projet strictement identique ne se reproduira jamais. On ne pourra jamais appliquer une méthodologie toute faite pour un nouveau projet.
AM: C'est et reste l'exercice de la conception. Nous pouvons l'expliquer, le démontrer avec des exemples concrets, l'illustrer lors de symposiums. Toutefois, dans le cas des ingénieurs civils, la conception ne peut être séparée de la vérification et de la pratique.
JS: C'est vrai. Même si nous prenons la tâche de conception au sérieux dès le départ, nous ne pouvons pas nous épargner l’apprentissage de la réalisation des projets dans la pratique ? Nous disons souvent "liberté de conception contre réalité physique". Mais ce travail de conception est sans aucun doute aussi alimenté par l'intuition - façonné par tout ce que nous avons étudié et tout ce que nous avons déjà mis en œuvre. De la soi-disant expérience. ... mais d'une certaine manière, il y a plus derrière... Nous pourrions en discuter pendant des heures... ce qui ne fait que montrer le potentiel de la conception, du projet - le «Conceptual Design».
ML: Il s'agit de l'apprentissage de sa propre écriture, individuelle, façonnée subjectivement, motivée personnellement et composée d'une manière qui lui est propre.
AM: Tout simplement: l'ingénieur projette également.
JS: Mais nous le savons depuis longtemps, c'est juste que le reste du monde ne l'a pas encore compris (rires).
Interlocuteurs
Dr. Massimo Laffranchi - Dipl. Bauing. ETH/SIA - est cofondateur et directeur général du bureau d'ingénieurs Fürst Laffranchi et, depuis 2019, président de la Société pour l'art de l'ingénieur. Fürst Laffranchi a notamment remporté des concours et a de nombreuses réalisations à son actif, notamment dans la construction de ponts qui se caractérisent par des structures porteuses innovantes.
Prof. Dr. Aurelio Muttoni - dipl. Bauing. ETH/SIA - est professeur ordinaire et directeur du Laboratoire de construction en béton de l'EPFL (IBETON) . Il est cofondateur et associé de Muttoni & Fernández, qui est connu pour ses structures créées en étroite collaboration avec des architectes. Cette interrelation se manifeste de nombreuses façons dans les bâtiments réalisés.
Prof. Dr. Joseph Schwartz - Dipl. Bauing. ETH/SIA - est professeur ordinaire de conception structurelle au département d'architecture de l'ETH Zurich. Disposant de son propre bureau d'ingénierie, il travaille en étroite collaboration avec plusieurs grands architectes suisses, ce qui se traduit par des bâtiments dans lesquels architecture et ingénierie sont interdépendantes.
Conceptual Design of Structures 2021 – International FIB Symposium
The conceptual design of structures is at the heart of the design process and when the most fundamental and influential decisions are taken for a project. It merges experience, intuition, tradition, site constraints, technical solutions and, above all, the genius and sensitivity of the designers.
The aim of the International fib Symposium on Conceptual Design of Structures 2021 is to generate a fruitful exchange event for academics and practitioners from engineering, architecture and other disciplines on the topic of the conceptual design of structures. The focus is placed on experiences made particularly during the design process. The discussions should reflect how a project emerges, how design decisions are taken, how responsibilities are distributed, how obstacles and constraints are handled, how fundamental design principles are applied and the way the individual members of the design team collaborate.
The International fib Symposium on Conceptual Design of Structures 2021 is jointly organized by the Laboratory for Structural Concrete Engineering at EPFL Lausanne (Prof. Aurelio Muttoni) and the Chair of Structural Design at ETH Zurich (Prof. Joseph Schwartz) in collaboration with the fib (International Federation for Structural Concrete). The event continues a series of symposia opened by fib and whose first edition was held in Madrid in 2019.
The International fib Symposium on Conceptual Design of Structures 2021, which is planned for September 16-18 2021, will follow an innovative hybrid format with both in-person and online contributions. Please note that the symposium will be held entirely online, on the same dates, if restrictions to prevent the spread of the coronavirus pandemic will make this necessary.
Informations: http://conceptualdesign2021.com