Les enjeux de la ville durable

L’architecture doit faire face à de plus en plus de demandes en termes de fonctionnalités, respect de l’environnement et de performance qui se superposent avec les enjeux de la mobilité durable.

Morphosis Architects a toujours été intéressé par les possibilités d’amélioration du processus de design grâce aux outils numériques les plus performants. Les bâtiments et les projets de ce cabinet d’architecture fondé par Thom Mayne sont reconnus dans le monde entier, et caractérisés par des innovations majeures au regard de la forme, de la constructibilité et de leur caractère durable.

Comptant parmi les premiers bureaux d’architecte à avoir adopté CATIA et la modélisation paramétrique, Morphosis utilise la plateforme 3DEXPERIENCE à toutes les phases : de la conception à la livraison, de la visualisation immersive du concept à l‘optimisation de systèmes de façades économes en énergie.

L‘architecture devient un système de plus en plus complexe qui nécessite des outils et des innovations toujours plus en pointe en termes de conception et de construction. Cette complexité grandissante est le miroir des demandes croissantes posées à l’architecture en termes de fonctionnalités, respect de l’environnement et de performance qui correspondent aujourd’hui aussi aux enjeux de la ville durable. Ainsi la croissance urbaine pose-t-elle, partout dans le monde, des problèmes de circulation et de congestion du trafic.

Avec une emprise au sol limitée, les axes de circulation actuels pourront difficilement absorber l’augmentation des déplacements, c’est pourquoi la mobilité urbaine aérienne ou UAM (Urban Air Mobility) constitue un champ d’investigation particulièrement actif. Cinquante entreprises, acteurs traditionnels du monde de l’aérospatial et de l’automobile ou start-up technologiques, travaillent aujourd’hui sur la question. Les systèmes de propulsion hybride représentent le futur immédiat, mais le véhicule tout électrique, à décollage et atterrissage verticaux constitue le développement de l’avenir : faibles émissions et bruit limité sont la combinaison gagnante dans la ville.

Les véhicules aériens sans pilote (UAV) sont également une application importante de l’UAM. La conception de tels véhicules et la démonstration de leur fiabilité dans la complexité de l‘environnement urbain posent de nombreux défis. Des analyses multidisciplinaires doivent être entreprises, dans un cadre réglementaire très précis. Le volume considérable de données en jeu nécessite une gestion de projet intégrée permettant le prototypage virtuel et la simulation physique sur une plateforme collaborative

Les techniques de simulation aérodynamiques et aéroacoustiques les plus avancées sont intégrées dans la solution SIMULIA pour comprendre et résoudre les enjeux particulièrement complexes, à commencer par celui du bruit provenant principalement de l‘impact des pales du rotor principal avec les tourbillons générés par les autres pales. Les véhicules ont souvent de nombreux rotors, certains pouvant être coaxiaux et à contre-rotation, à inclinaison et vitesse variable, entraînant une complexité au-delà de la capacité des simulations classiques de dynamique des fluides.

Pour maximiser la portée de ces véhicules, la simulation est également vitale dans la conception des batteries. La recherche permanente de légèreté et de robustesse signifie que les composants et les assemblages, soumis à de multiples charges non linéaires, doivent être optimisés.

Enfin, tous ces avions volant à basse altitude doivent communiquer et se coordonner de manière iable afin de pouvoir fonctionner en toute sécurité dans le cadre d‘un système de transport urbain, ce qui nécessite des simulations électromagnétiques multi-échelles intégrées. Les technologies incluses dans les suites SIMULIA et CATIA permettent aux utilisateurs de s‘éloigner des voies de conception traditionnelles, ce qui est nécessaire pour réaliser un concept de véhicule rapidement et efficacement viable, dans ce marché émergent compétitif.