L'homme des chiffres : Dr.-Ing. Christoph Diekmann et la statique des Talons Rouges

L'homme des chiffres : Dr.-Ing. Christoph Diekmann et la statique de Red Heels

5 février 2021

Le 20 mars 2021, la sculpture RED HEELS de Heiner Meyer sera dévoilée à la LUDWIGGALERIE Schloss Oberhausen. Installée en plein centre, devant la façade du château sur la Konrad-Adenauer-Allee, elle ne manquera pas d'impressionner les passants, qui s'exclameront sans doute : « Quelle merveille ! » Certains se demanderont peut-être aussi : « Comment est-elle arrivée là si vite ? On dirait qu'elle est tombée du ciel ! » Pourtant, il n'en est rien. De l'idée initiale à l'inauguration, il a fallu près de deux ans. L'équipe de la LUDWIGGALERIE trouve ce processus tellement fascinant qu'elle souhaite partager avec ses lecteurs quelques anecdotes au cours des prochaines semaines. Nous publierons donc des articles de blog, sans ordre particulier, décrivant les différents corps de métier impliqués dans sa création. Nous espérons que ces récits vous passionneront autant que nous et vous donneront envie d'aller admirer la sculpture dès que vous en aurez l'occasion.

Nous commençons aujourd'hui par des explications sur la statique de la sculpture , fournies par le Dr.-Ing. Christoph Diekmann , du cabinet d'ingénierie Diekmann à Oberhausen.

Lorsque Jutta Kruft-Lohrengel, première présidente des Amis de la LUDWIGGALERIE, a demandé la statique d'une sculpture destinée à la LUDWIGGALERIE, ma première réaction, qui, du point de vue d'aujourd'hui, était assez banale : je n'ai pas besoin de statique pour ma fontaine de jardin. Mais la question évidente et structurelle m'est immédiatement venue à l'esprit : une sculpture n'est-elle pas un bâtiment ou une structure conforme aux réglementations de construction de l'État qui exigent de la statique ? En fin de compte, la stabilité d’un bâtiment doit être garantie, d’une manière ou d’une autre. Ma réaction face à une demande aussi inhabituelle et pas quotidienne a été : « Voyons voir ».

Il s'avère rapidement que la conception artistique prévoit une sculpture d'environ six mètres de haut composée de sept modèles de chaussures différents disposés spatialement les uns au-dessus des autres.

Disposition des chaussures et désignations des surfaces © Rapport statique Ingenieurbüro Diekmann

Pour moi, cela se traduit par un certain nombre d’aspects à prendre en compte :

Épaisseur et déformation de la feuille

Pour garantir la stabilité des différents éléments, une épaisseur de tôle d'environ 30 mm a été prescrite. La plaque de base doit supporter environ 2,2 tonnes de poids mort et les composants ne doivent pas se déformer à cause du soudage et du transport. La déformation du soudage peut être provoquée, par exemple, par l'apport de chaleur pendant le soudage. Cela provoque une déformation des pièces en tôle. Cela peut être évité en planifiant soigneusement le processus de soudage.

La détermination du focus

Chacun des éléments individuels de la chaussure a sa propre géométrie. Cela rend complexe la détermination des points focaux. Afin de reproduire le plus fidèlement possible la conception artistique à l'original, toute la chaîne de traitement a été réalisée à l'aide d'un logiciel de modélisation 3D. Les formes individuelles ont été extraites numériquement du design de l'artiste Heiner Meyer et représentées sous forme de modèle 3D. Un modèle de calcul en a ensuite été dérivé pour déterminer la progression de la force ; Les données de production ont été générées en parallèle. Ceux-ci servent finalement de base à la découpe assistée par ordinateur des pièces en tôle chez l'entreprise Franken Apparatebau à Oberhausen.

Sensibilité au vent

Chaque modèle de chaussure mesure environ 1 m², ce qui signifie qu'il y a une surface assez importante exposée au vent. De plus, chaque élément de chaussure pèse environ 300 kg, de sorte que les détails en porte-à-faux sur les éléments génèrent des forces de connexion élevées. Afin de créer une construction globale stable, la surface de contact respective entre deux pièces doit résister à des contraintes de pression et de flexion élevées.

surfaces de contact

Un défi majeur réside dans le fait que certains éléments ne se touchent qu'à certains endroits, ce qui signifie qu'il n'y a que de petites zones de contact. La transmission des forces de liaison impose des exigences particulières en matière de conception géométrique et de technologie de soudage. (Les surfaces de contact sont marquées en bleu.)

Chaussure 5 avec soudures marquées © Rapport statique Ingenieurbüro Diekmann

Le transport

La sculpture doit être assemblée en atelier car le montage sur place ne répond pas aux exigences de qualité élevées décrites. Cela signifie que le modèle global, grand et lourd, doit être déplacé dans l'atelier avec une grue, transporté avec une remorque surbaissée et installé et assemblé avec une grue mobile. Les forces qui en résultent doivent également être transmises en toute sécurité à travers les cordons de soudure aux points de contact. La fondation est destinée à l'installation, qui est située à côté du chemin piétonnier devant le château et mesure environ 3,30 x 5,50 mètres. L'ensemble de la structure est érigé et chevillé dessus. À propos : la sculpture de l'artiste Keith Haring, Head through Belly, y était auparavant exposée.

Résumé

Le calcul statique proprement dit est la simulation mathématique des charges sur la sculpture pour déterminer la progression de la force. Ceci est utilisé pour calculer les zones particulièrement sollicitées. Cela représente une tâche inhabituelle pour les éléments de chaussures irréguliers et plats dans une disposition spatiale.