Spectacle de rue : La Machine met en mouvement ses créations et les calcule avec FEMAP et NX Nastran

Constructeurs & Créateurs de spectacle vivant

Fondée en 1999, La Machine est une compagnie française de théâtre de rue née de la collaboration d’artistes, de techniciens et de décorateurs de spectacles autour de la construction d’objets de spectacle atypiques. Au cœur de la démarche artistique de la compagnie La Machine, le mouvement est interprété comme un langage, comme source d’émotion. A travers chacune de ces architectures vivantes, il est question de rêver les villes de demain et de transformer ainsi le regard que nous portons sur nos cités. La Machine développe de nombreux projets aussi bien dans le domaine de l’aménagement urbain que dans celui du spectacle de rue : Les Machines de l’Ile à Nantes, Les Animaux de la Place à la Roche-sur-Yon, le Minotaure de Toulouse, le Manège Carré Sénart, La Symphonie Mécanique, L’Expédition Végétale...

« Cette forme de spectacle vivant intègre l’architecture à l’écriture théâtrale. Les scènes doivent se jouer dans les lieux utilisés quotidiennement et pratiqués par les citoyens de la ville. Plus qu’à celui du théâtre, nous nous adressons à un public de rue. Ainsi, cet art de la rue, cet art dans la rue nous permet d’envisager un imaginaire collectif, fédérateur d’un rêve général : le vivre-ensemble », François Delarozière, Directeur artistique de la compagnie.

« Animer la ville, la mettre en mouvement, redonner vie à certains quartiers : c’est l’ambition que poursuit la Compagnie en plaçant le mouvement au cœur de sa démarche artistique », note Frédette Lampre, responsable de la diffusion des spectacles, de la communication et des partenariats pour la compagnie.

Le challenge : garantir la sécurité du public

Pour donner vie à ces projets ambitieux, l’association La Machine s’est dotée de moyens pour la conception, la fabrication et l’installation de structures hors normes : à titre d’exemple, avec une hauteur de 35 mètres, une couronne de 50 mètres de diamètre et un tronc de 15 mètres de diamètre, l’Arbre aux Hérons est une sculpture colossale en acier d’environ 1700 tonnes dont la construction va durer cinq années.

Le bureau d’études doit assurer la tenue des structures dans un contexte réglementaire très encadré, comme stipulé dans l’article 1 de la loi n°2008-136 du 13 février 2008 : ‘‘les manèges, machines et installations pour fêtes foraines ou parcs d’attraction ou tout autre lieu d’installation ou d’exploitation doivent être conçus, construits, installés, exploités et entretenus de façon à présenter, dans des conditions normales d’utilisation ou dans d’autres conditions raisonnablement prévisibles par le professionnel, la sécurité à laquelle on peut légitimement s’attendre et ne pas porter atteinte à la santé des personnes’’.

« Nos machines sont en interaction avec le public : usagers, spectateurs et opérateurs. Elles sont donc soumises à des règles de sécurité très strictes. En France, c’est la norme AFNOR, NF EN 13814 qui spécifie les exigences pour la conception, les calculs, la fabrication et l’installation des manèges et dispositifs de divertissement », explique Marc LAIRET, Directeur des études de la compagnie la Machine. « Le calcul de structures revêt donc une importance toute particulière pour nos projets. »

Le choix de FEMAP & NX Nastran de Siemens Digital Industries Software

Pour assurer le bon dimensionnement des structures et vérifier leur tenue en statique comme en dynamique, le bureau d’études a choisi le logiciel Femap de Siemens Digital Industries Software intégrant le solveur NX Nastran.

Marc LAIRET revient sur les raisons de ce choix : « Auparavant, nous utilisions un code de calcul open source développé par un fournisseur français d’électricité, mais nous passions beaucoup de temps pour la mise en données, et le post-traitement des résultats était laborieux. Nous avons souhaité nous doter d’un logiciel de calcul de structure par éléments finis avec un solveur robuste et performant, reconnu par les organismes de certification mais aussi de fonctions de pré et post-traitement puissantes et simples d’utilisation. »

Les croquis réalisés par le créateur artistique constituent le point de départ de la conception. A partir de ces croquis, les projeteurs créent les modèles CAO 3D. Suit alors la phase de dimensionnement et de calcul : une étape cruciale du projet. Comme il s’agit de structures en mouvement possédant des sous-ensembles articulés, il faut vérifier que les conditions de sécurité sont bien respectées dans tous les cas les plus défavorables. Il faut également s’assurer que les structures tiennent bien en conditions normales d’exploitation mais aussi en conditions exceptionnelles, par exemple au séisme pour ses réalisations fixes.

Aujourd’hui tous les calculs sont réalisés dans Femap : l’étape de pré-traitement qui permet de définir le modèle par éléments finis, les cas de charge et les contraintes. A ce stade, les modèles CAO 3D sont directement importés dans le logiciel. Femap dispose d’outils pour simplifier et nettoyer la géométrie pour le maillage. Suit l’étape de calcul avec NX Nastran qui propose de nombreuses options pour les calculs statiques linéaires et non-linéaires. Vient ensuite l’étape de post-traitement pour l’interprétation graphique des résultats de calcul et la génération de rapports. Les itérations de mise au point et d’optimisation sont faites dans Femap. Une fois les paramètres ajustés, le modèle est transmis à l’équipe CAO qui apporte les modifications requises au design initial.

SIGMEO, premier distributeur national des logiciels Femap et NX Nastran, a accompagné La Machine dans le déploiement du logiciel au sein du bureau d’études. Ses experts ont assuré la formation et le support des ingénieurs à la mise en œuvre de Femap.

« Les ingénieurs ont tout de suite adopté le logiciel. En seulement 3 jours de formation, ils étaient opérationnels », commente avec enthousiasme Thierry Bourdier, dirigeant de SIGMEO. « Femap possède une solide réputation dans le monde industriel, notamment dans l’outillage aéronautique. L’exemple de la compagnie La Machine montre qu’il a également toute sa place dans le cadre de projets plus atypiques de grande envergure ! ».

Bilan et perspectives

Pour la Machine, la mise en œuvre de Femap s’est traduite par des gains immédiats en temps et en qualité. L’étape de pré-traitement est beaucoup moins longue et laborieuse qu’avec le logiciel open source utilisé précédemment. Des gains de temps de 1 à 5 ont été mesurés dans la phase de mise en données (définition du maillage et des cas de chargement).

Libérés des tâches fastidieuses, les ingénieurs peuvent consacrer plus de temps à analyser des zones critiques, à faire varier certains paramètres pour trouver des solutions plus optimisées et plus innovantes. Comme les cycles sont plus rapides et les tests numériques plus nombreux, la compagnie a pu réduire les essais physiques et a ainsi gagné en agilité. Un temps précieux qu’elle consacrera à de nouveau projets créatifs pour continuer à surprendre en réinventant le paysage urbain.

« Nous revendiquons la surprise, le bouleversement du spectateur non captif qui devient public au coin d’une rue. » François Delaroziere.