Le 23 Octobre 2014

L'excellence architecturale à Médine et à La Mecque avec Virtual Performance Solution d'ESI

SL Rasch a exploré diverses conceptions innovantes et remplacé les modèles physiques par des tests virtuels

Domaines

Paris, France – Octobre, 2014

ESI Group, pionnier et leader mondial des logiciels de Prototypage Virtuel pour les industries manufacturières, annonce le succès récent de son client SL Rasch, bureau d’architectes basé en Allemagne et spécialisé  dans l’innovation architecturale et les structures légères. SL Rasch a récemment achevé deux projets complexes sur les sites sacrés de La Mecque et Médine. Le premier consistait en la conception de parasols pliables qui protègent désormais les pèlerins du soleil dans la Haram Piazza de Médine, et le deuxième concernait la conception de l’Horloge en haut de la Tour de l’Hôtel Royal de La Mecque. En utilisant le logiciel phare d'ESI, Virtual Performance Solution, SL Rasch a exploré en toute confiance diverses conceptions innovantes et remplacé les modèles physiques par des tests virtuels.

Aujourd'hui, les millions de pèlerins qui se rendent chaque année à la Grande Mosquée de Médine, en Arabie Saoudite, sont protégés par plus de 250 parasols pliables à commande hydraulique, chacun mesurant 26 x 26 mètres. Ces parasols translucides sont repliés la nuit et ouverts la journée pour créer un microclimat dont la température est jusqu'à 8°C inférieure à la température ambiante. Quant aux pèlerins qui visitent le site sacré de La Mecque, ils peuvent désormais admirer l’horloge de l’Hôtel Royal de La Mecque, une œuvre architecturale juchée au haut d’une tour de 601m, devenue le deuxième bâtiment le plus haut du monde en 2012.

L'excellence architecturale à Médine et à La Mecque avec Virtual Performance Solution d' ESI
Les parasols sont maintenant sur la Place de la mosquée du Prophète sacré à Médine. ©SL Rasch (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Afin de tester ses conceptions de parasols pour Médine, SL Rasch a d'abord utilisé des modèles physiques réduits, mais a considéré cette approche trop limitative. Le Dr. Mahmoud Bodo Rasch, Directeur Général de SL Rasch, s’est donc rapproché du Dr Eberhard Haug, co-fondateur d'ESI et auteur du code d'analyse de structure légère "LISA", pour collaborer à l'application de méthodes de simulation, et ainsi concevoir un design plus complexe pour ces structures.

SL Rasch a ensuite virtuellement construit et testé différents types de structures à l’aide de Virtual Performance Solution, le logiciel d'ESI permettant l’évaluation de tous les domaines de performance d’un produit à l’aide d'un modèle unique. Cette étape fut un travail délicat, en raison de la géométrie complexe et de l'importance de l’aspect esthétique de la structure à double courbe des parasols. En particulier, un processus de recherche de forme a été utilisé pour déterminer la forme qui  résulterait en une énergie minimale – une caractéristique nécessaire pour garantir la durabilité des membranes, y compris dans des conditions météorologiques extrêmes.

Pour l'analyse structurelle des chargements de vents turbulents sur les structures légères, l'équipe a utilisé des simulations d’Interaction Fluide-Structure (FSI), couplant la Dynamique des Fluides (CFD) avec des Calculs de Dynamique Structurelle (CSD); tous deux disponibles dans Virtual Performance Solution. SL Rasch et ESI ont également co-créé des modules spéciaux pour la modélisation de chargements de vents naturellement turbulents et l'optimisation de la forme et de la structure des parasols. Ceux-ci ont ensuite été utilisés dans des simulations numériques afin d’étudier le pliage et le rangement en toute sécurité des parasols géants, en tenant compte de la gravité, des chevauchements des membranes, et des chargements de vent. L'expertise unique d'ESI dans la simulation de pliage d’airbags pour l'industrie automobile s'est avérée très utile tout au long de ces études.

Pour le Dr Rasch, fondateur et propriétaire de SL Rasch GmbH : « La conception de nos systèmes de structure innovants est devenue possible grâce au savoir-faire des experts d'ESI, et aux fonctionnalités avancées des logiciels d’ingénierie virtuelle d'ESI »

Virtual Performance Solution a également permis à SL Rasch de surmonter des défis d'ingénierie importants lors de la conception de l’horloge de l’Hôtel Royal de La Mecque; construite comme un squelette en acier à haute résistance structurelle, revêtu de panneaux sandwich légers en carbone-époxy. Les aiguilles composites géantes à profils creux de l’horloge – 23 mètres de long pour l'aiguille des minutes – ont présenté un défi particulier. SL Rasch a dû s'assurer qu'elles seraient aérodynamiquement stables, y compris par vent fort, et en particulier dans la position la moins favorable où les aiguilles marquent midi, où le danger de battements aéro-élastiques périodiques était le plus élevé. L'équipe a effectué des tests en soufflerie et des calculs de CFD avant simulation FSI, qui leur ont permis de valider leurs conceptions.

En faisant appel à la simulation pour ces deux projets complexes, au lieu de construire et de tester des prototypes physiques, SL Rasch a pu explorer de nombreuses conceptions différentes et obtenir des résultats optimaux, tout en répondant à toutes les exigences de sécurité en vigueur. Cette étude a également épargné à SL Rasch la production de prototypes physiques, leur faisant économiser du temps, des coûts considérables et des déchets environnementaux.

Pour plus d’information à propos de Virtual Performance Solution, veuillez consulter www.esi-group.com/VPS

Pour plus de photos de ces projets surprenants, visitez la page dédiée au pliage des parasols et celle sur l’Horloge de La Mecque sur le site web de SL Rasch.


Plus sur ESI Group : www.esi-group.fr

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