Un mur de respiration pneumatique. Crédit: Chrisoula Kapelonis

Une maison calme est une maison intelligente

Les peaux réceptives imaginent un bâtiment vivant qui interagit silencieusement avec l'air et la température

Imaginez une maison en interface avec les personnes qui l’habitent. En traversant les pièces, les murs se séparent pour devenir des portes; à mesure que le soleil se déplace et que la température change tout au long de la journée, la maison s'ouvre et se ferme pour se ventiler. Plutôt qu’une maison «intelligente» standard réglée électroniquement via un smartphone ou un module de commande, cette maison module son propre environnement via une interface pneumatique: l’air lui-même interagit avec les murs.

C’est cette vision qui a conduit Chrisoula Kapelonis (MS’18), jeune diplômée, à créer des peaux réceptives, une approche théorique pour repenser les matériaux et la construction des enveloppes de bâtiments. Le projet présente une preuve de concept d’un mur «respirant» qui module l’environnement d’un espace intérieur via une interface pneumatique. En mettant de côté la notion traditionnelle de bâtiment en tant qu'artefact statique, les peaux réceptives supposent qu'un bâtiment peut être une interface organique vivante.

Origines sans poids
Kapelonis, architecte et designer, cherche à intégrer de nouvelles disciplines et de nouveaux matériaux à la manière dont nous concevons les espaces - elle est particulièrement fascinée par l’idée de l’atmosphère comme interface. Inspiré par l'historique Sanitarium de Cunningham (centre expérimental de traitement de l’air pur construit comme une chambre hyperbare à plus grande échelle pour traiter les patients de façon ambiante), Kapelonis a étudié la pneumatique comme technique d’exploration du potentiel de l’air en architecture. Au cours de sa première année d'études supérieures au groupe City Science du MIT Media Lab, elle a développé des wearables pneumatiques et des architectures spéculatives afin d'explorer le potentiel de la pneumatique comme interface. Spatial Flux, qu'elle a co-créé avec Carson Smuts, un autre membre du groupe City Science, a été le premier projet à les intégrer dans un contexte architectural.

L’équipe a conçu le projet Spatial Flux en réponse à un appel à projets de recherche pour le premier vol en gravité zéro du Media Lab Space Exploration Initiative. Kapelonis et Smuts souhaitaient examiner les défis spatiaux et architecturaux du vol spatial et de l’environnement en apesanteur. Ils ont décidé de créer une interface architecturale hybride portable adaptable pour ancrer une personne dans un environnement en gravité zéro. Au cours de la phase de prototypage minutieuse de Spatial Flux, combinant la silicone et la pneumatique de manière innovante, Kapelonis a eu l’idée de créer des peaux réceptives, qui deviendraient un projet de thèse de maîtrise.

S'amuser avec les thermochromiques
Il restait souvent des restes de silicone liquide issus des expériences de prototypage avec Spatial Flux et, juste pour le plaisir, Kapelonis mélangeait les restes avec une multitude de matériaux - pigments thermochromiques, béton, pigments phosphorescents, tout ce qui pouvait produire un résultat surprenant - pour créer de nouveaux hybrides Cette expérience l’a amenée à réfléchir au potentiel de nouveaux types de substrats de matériaux en tant qu’interfaces architecturales.

Un autre élément clé du projet Spatial Flux est la réalité désagréable de la pneumatique traditionnelle. Pour qu'une interface pneumatique fonctionne, elle doit être pompée à l'air plein. Cela se fait généralement par le biais d'une pompe électronique. Kapelonis trouva le contraste choquant. «Ce bateau pneumatique souple et silencieux devait dépendre de moyens mécaniques aussi puissants et mécaniques pour s'activer. Je pensais toujours qu'il devait exister un autre moyen de préserver la douceur et la tranquillité de l'unité en silicone avec un actionneur de gonflage respectant également le système de matériau », explique-t-elle. "Cette curiosité a conduit à expérimenter de nouveaux moyens et matériaux d'inflation, tels que l'utilisation du sous-produit de la respiration de levure ou le changement de phase d'un liquide à point d'ébullition bas."

Peaux réceptives. Crédit: Chrisoula Kapelonis

Kapelonis a conçu et construit des prototypes qui utilisent à la fois des solutions chimiques et biologiques pour actionner à la place de l'électronique. Le prototype des peaux réceptives est constitué d'un substrat de silicone mélangé à des pigments actifs - thermochromiques à différents seuils de température - et incorporé dans un liquide à changement de phase à basse température ou dans une levure inhalée afin de gonfler - produisant des systèmes pneumatiques en boucle fermée. Les matériaux contenus dans le silicium détectent la confluence de la lumière solaire et de la température ambiante et réagissent: ouverture lorsque la ventilation est nécessaire et fermeture lorsque ce n’est pas le cas. Le processus est silencieux, aussi ambiant que l’air qu’il détecte.

Une maison calme
En s'éloignant des actionnements mécaniques, Kapelonis adopte le concept de «technologie silencieuse», une activité de plus en plus populaire parmi les concepteurs. «L'idée est que la technologie ne devrait pas requérir notre attention, mais plutôt vivre à la périphérie et nous permettre de nous concentrer sur les choses les plus importantes pour nous», déclare Kapelonis. «Je résonne profondément avec ces principes car, en tant qu'architecte, le concept de quiessence est l'une des qualités les plus importantes de la conception de l'espace. L'architecture doit toujours vivre à la périphérie, jouant le rôle de scène et non de centre de notre vie quotidienne.

Kapelonis envisage une fusion de la technologie et de l'architecture calmes comme une alternative aux interfaces numériques traditionnelles. «La technologie devient encore plus amplifiée lorsque ces interfaces sont introduites dans la maison et commencent à entourer notre vie quotidienne. Nous devons donc être sensibles à ce que cela signifie. Mark Weiser a estimé que le concept traditionnel de «maison intelligente» fait trop de l’ordinateur au centre de l’attention. Les principes de la technologie calme nécessitent plutôt des interfaces qui facilitent, mais ne détournent pas de notre vie quotidienne », dit-elle.

Futur
Le prototype des peaux réceptives est plus petit que ce dont il aurait besoin pour moduler les environnements. Le matériau est difficile à travailler et, comme le béton, il n’est pas facile à changer une fois durci. Mais les avancées récentes dans les processus de fabrication 3D permettent l’impression de substrats multi-matériaux et de matériaux comme le silicone. Kapelonis espère que cette technologie sera bientôt à la hauteur et à la précision requise par le secteur de la construction. L’ampleur du projet est également actuellement limitée par la disponibilité de matériaux «intelligents» et, plus encore, de matériaux biologiques et chimiques pouvant être actionnés.

"Mon espoir est que de plus en plus de personnes commencent à" concevoir "leurs propres matériaux et que les matériaux de fabrication deviennent aussi omniprésents que la conception d'espaces", a déclaré Kapelonis.