AMDL Circle a conçu un bâtiment d'exposition en forme de tore pour la société pharmaceutique Novartis sur son campus de Bâle, en Suisse. Le pavillon est enveloppé d'une "façade médiatique" complexe programmée avec des expositions d'art numérique. La façade à énergie zéro est capable de produire l'électricité qu'elle consomme, chacune de ses 10 680 cellules photovoltaïques contenant une couche de substrat organique qui convertit la lumière du soleil en électricité.
Le siège de l'entreprise pharmaceutique Novartis abrite 8 000 employés ainsi que les bureaux, les laboratoires, les restaurants, les cafés et les magasins qui les soutiennent. Le campus, de taille généreuse et doté d'espaces verts, est situé le long du Rhin, dans le centre de Bâle. Il a été construit dans le cadre d'une grille urbaine selon un plan élaboré par l'architecte italien Vittorio Magnago Lampugnani en 2001. Novartis a clairement investi dans son infrastructure et, en l'espace de deux décennies, son campus s'est enrichi de bâtiments réalisés par des architectes internationaux de renom tels que David Chipperfield et Frank Gehry.
C'est dans ce contexte que le cabinet milanais AMDL Circle a remporté un concours pour la réalisation d'un nouveau bâtiment d'exposition pour Novartis, situé sur une colline en dehors de la grille du campus et dans un espace vert bordant la limite sud du campus, à l'interface avec la ville. Le parc naturel et accidenté qui l'entoure a été conçu par l'architecte paysagiste Gunther Vogt et se caractérise par une végétation dense fusionnée avec une série de terrasses en gradins évoquant les rives du Rhin.
Concevoir un bâtiment ouvert avec une interface publique
Les architectes du Pavillon ont dû relever le défi de concevoir un bâtiment public à plus d'un titre. Il devait être accessible au campus et à la ville, mais aussi raconter à ses visiteurs l'histoire et l'avenir de l'industrie pharmaceutique. "Novartis est en pleine transformation", explique Nicholas Bewick, directeur de projet pour AMDL Circle. "Le campus a toujours été un peu fermé au public, et l'une des raisons de ce projet était de l'ouvrir". Selon M. Bewick, le nouveau bâtiment a été conçu comme une destination où le public et les employés de Novartis pourraient se rencontrer et discuter de l'avenir de la médecine.
"Nous avions toujours imaginé un bâtiment circulaire", explique M. Bewick à propos de la forme du Pavillon, qui fait référence aux éléments purs de la biochimie et donc aux éléments fondamentaux de la vie. "Nous avons imaginé un bâtiment venu d'ailleurs et ayant atterri dans le paysage du parc. Le bâtiment, de plan circulaire, est doté d'une structure primaire en bois stratifié. Sur le plan programmatique, il abrite un centre d'éducation et d'information où l'entreprise pharmaceutique est présentée d'une manière innovante et originale. Selon M. Bewick, le bâtiment cherche à aller au-delà d'une simple vitrine pour l'entreprise en devenant un lieu flexible pour des événements et des expositions qui devient lui-même un outil de communication.
Le bâtiment est conçu comme un "anneau accueillant et reconfigurable" sur deux niveaux avec une mezzanine. Le rez-de-chaussée est consacré à l'accueil des visiteurs et offre des espaces pour l'enseignement, les réunions et les événements. Adjacent à un foyer d'entrée, on trouve un bar et un espace informel pour la présentation de publications, de documents scientifiques et culturels liés à Novartis. Le rez-de-chaussée est doté d'une façade en verre à 360 degrés qui assure la transparence visuelle et permet à la lumière naturelle de pénétrer à l'intérieur.
Un espace d'exposition immersif situé à l'étage supérieur est une galerie circulaire et fluide, sans murs ni éléments de séparation. Le profil incliné du toit fait partie intégrante de la façon dont l'espace fonctionne comme une toile sur laquelle des expositions sont organisées. Le bâtiment est informel et flexible, capable de changer et d'être reconfiguré pour mener à bien diverses activités. L'utilisation de rideaux acoustiques pour diviser les espaces et la large gamme de technologies numériques en font un modèle de centre d'information de pointe. Les couleurs vert-gris des textiles ont été choisies pour rappeler les couleurs naturelles du parc adjacent.
Le Pavillon est implanté sur le paysage en terrasses de manière à ce que les sentiers s'étendent depuis le parc et s'intègrent au programme. L'un d'entre eux passe même en dessous et à travers le centre ouvert du bâtiment pour souligner encore davantage son accessibilité et sa connectivité avec la verdure et la ville environnantes.
En ce qui concerne la forme du bâtiment, M. Bewick déclare : "Nous avions, comme cela arrive souvent, un projet plus élaboré au départ en termes d'intégration dans le sol et d'ancrage physique dans son contexte. Mais au fur et à mesure de l'évolution du projet, nous sommes arrivés à quelque chose de plus pragmatique, de plus simple". Il décrit la solution géométriquement pure comme une solution qui met davantage l'accent sur la qualité de l'expérience. "L'exposition semble plus intéressante lorsque le bâtiment est relativement neutre. Cela permet à l'utilisation simple de l'espace d'être un ingrédient important".
Conception d'une "façade médiatique" en photovoltaïque
Le processus de conception n'a pas simplifié tous les aspects du projet. Le Pavillon a d'abord été spécifié avec une enceinte faite de panneaux métalliques pliés. Mais au fur et à mesure de l'évolution du projet, Novartis a cherché une solution de façade plus attrayante. "Ils voulaient voir comment le bâtiment pouvait représenter et démontrer de manière technologique et durable le nouvel objectif et la nouvelle orientation de l'entreprise", explique M. Bewick. "Ils voulaient aussi donner quelque chose à la ville. Même s'il s'agit d'un bâtiment situé sur le campus, il doit jouer un rôle et participer au paysage urbain dans son ensemble."
L'équipe de M. Bewick a émis l'idée de développer une membrane qui intégrerait des panneaux solaires et des moyens de communication, ce que le client a accepté. "Nous avons eu la chance d'avoir ce type de réflexion", déclare M. Bewick. Pour concevoir la façade high-tech, AMDL Circle a travaillé avec la société bâloise iart, qui se décrit comme "un studio pour les architectures médiatiques" et qui améliore les espaces physiques grâce à la technologie numérique.
Ensemble, iart et AMDL Circle ont conçu une membrane unique alimentée par l'énergie solaire et capable de produire l'électricité qu'elle consomme. Ses 10 680 cellules photovoltaïques organiques contiennent une fine couche de substrat organique qui génère quelque 55 kilowattheures d'énergie par jour. La toile médiatique a une superficie d'environ 1 700 mètres carrés, avec une surface photovoltaïque active d'un peu moins de 900 mètres carrés.
Un système photovoltaïque organique a été choisi pour ses propriétés de transparence. La fine pellicule laisse passer la lumière, au lieu de se comporter comme une surface noire opaque comme la plupart des produits photovoltaïques courants. La lumière du jour peut être absorbée des deux côtés du film organique et, parce qu'il est imprimé, il permet une grande flexibilité en termes de forme, de dimension et de motifs graphiques. Le film est enfermé dans des feuilles de polycarbonate qui lui confèrent rigidité et protection. Il est ensuite intégré à un agencement pixellisé de luminaires LED à l'arrière qui éclairent l'extérieur et le toit métallique. "Il est possible de jouer avec la technologie de l'éclairage et de l'utiliser de manière très créative", explique M. Bewick à propos du système en couches.
Une fois que l'équipe de conception a établi que la technologie pouvait fonctionner en testant des maquettes et des prototypes, elle a commencé à travailler avec des artistes pour concevoir l'affichage numérique. Des artistes spécialisés dans la technologie des médias ont été sélectionnés pour concevoir des idées sur la manière dont cette toile pourrait être utilisée pour décrire visuellement la recherche et la pensée de Novartis. Les artistes ont collaboré avec les ingénieurs pour développer des installations lumineuses inspirées par les formes et les couleurs des cellules et des molécules, ainsi que par les thèmes de la durabilité et de la convergence de l'art et de la science.
M. Bewick souligne que le projet devait fonctionner comme une œuvre d'art plutôt que comme un panneau d'affichage, l'enveloppe intégrant quelque chose de culturel au lieu de devenir le genre d'étalage brillant que l'on peut trouver à Las Vegas. "Nous avons cherché un moyen d'afficher des messages liés à la pensée de Novartis et à ses idées sur l'avenir de la médecine", explique M. Bewick. "Un élément fondamental du projet était l'idée que, lorsqu'un artiste crée quelque chose, il le fait très sérieusement. Il fallait donc aussi penser à l'identité de l'artiste".
L'élément d'exposition de la façade, basé sur des LED, fonctionne pendant de courtes périodes, avec des spectacles d'une durée d'environ 30 minutes. L'affichage est limité par la quantité d'électricité solaire stockée par les panneaux photovoltaïques.
Résolution de géométries complexes
Même les formes les plus simples peuvent être difficiles à réaliser dans la construction. Les joints des matériaux de la façade du Pavillon, par exemple, sont verticaux. Les dimensions des panneaux de l'enveloppe se réduisent en fonction de la géométrie du bâtiment, commençant large à la base et s'amincissant vers le haut, ce qui crée une gamme assez complexe de géométries de panneaux. L'équipe de conception a proposé un module graphique dimensionnel pour la façade, composé de formes rhomboïdales. Ce module a été maquetté dans le laboratoire d'iart à Bâle, que M. Bewick décrit comme "une sorte de caverne de chauve-souris remplie d'ingénieurs entourés de lumières et de câbles, inventant des technologies" pour divers projets.
L'un des défis de la conception de la membrane a été de définir la distance entre les éléments de câblage qui déterminerait la densité des points de pixels LED, afin d'obtenir une définition visuelle précise et lisible de loin. Cette tâche a été compliquée par le fait que le bâtiment présente une courbure complexe. Les modules ont été conçus de manière paramétrique par iart et des panneaux d'environ 40 tailles ont été conçus pour maintenir un motif fixe et constant sur la surface sans distorsion visuelle sur l'écran LED.
La conception a été testée pour les charges de vent et de neige, et une maquette grandeur nature a été produite pour approbation par le client, comprenant une partie de la structure du bâtiment avec une partie de la membrane appliquée dessus. Les produits utilisés pour le système de membrane proviennent de différentes régions du monde, notamment d'Europe et d'Asie. "Nous avons créé une chaîne de production sur le campus pour fabriquer des unités de panneaux et de structure", explique M. Bewick. Les modules ont été fabriqués avec 144 panneaux photovoltaïques chacun, pliés en fonction de la courbure du bâtiment, puis transportés et hissés sur la façade.
L'un des principaux défis de la réalisation de la membrane était lié à la performance du système électrique et à la fonctionnalité de son câblage. "L'énergie va d'abord dans une direction pendant la journée, pour être stockée et accumulée, puis elle est renvoyée dans l'autre direction pendant la nuit, pour éclairer le système de LED", explique M. Bewick. Il y a donc eu une certaine perte d'efficacité du stockage de l'énergie solaire. Et comme le produit photovoltaïque est un film, il n'a pas les performances d'un panneau solaire standard. "Il faut accepter le fait que l'on n'obtient pas les mêmes performances, mais que l'on bénéficie d'un sérieux avantage en termes de légèreté, de flexibilité et de forme", explique M. Bewick.
M. Bewick estime que ce projet est un excellent témoignage du potentiel de l'énergie photovoltaïque. "Souvent, lorsqu'un bâtiment a besoin d'un système de stockage d'énergie, celui-ci est relégué au second plan, parce qu'il n'est pas esthétiquement plaisant", explique-t-il. "Mais cette technologie particulière permet de concevoir la façade ou l'enceinte d'un bâtiment d'une manière beaucoup plus intéressante et flexible. Le bâtiment est doté d'une membrane qui fait office d'écran géant ou de télévision. L'impact du bâtiment en tant que lieu de rencontre et lieu qui raconte une histoire a été très réussi et bien accueilli. Il présente l'évolution de l'industrie pharmaceutique".
