La vision d'Anish Kapoor de la sculpture Cloud Gate dans le Millennium Park de Chicago ressemble à du mercure liquide, reflétant organiquement la ville environnante. Atteindre cette plénitude est un travail d’amour.
« Ce que je voulais faire avec Millennium Park, c'était faire quelque chose qui imite l'horizon de Chicago… pour que les gens puissent voir les nuages dériver et que ces très hauts bâtiments se reflètent dans l'œuvre. Et puis, parce que c'est à la porte. La forme, le participant, le spectateur pourront entrer dans cette salle très profonde, qui fait en quelque sorte au reflet d'une personne ce que l'apparence de l'œuvre fait au reflet de la ville environnante. Anish Kapoor, sculpteur Cloud Gate
Rien qu’à la surface sereine de la gigantesque sculpture en acier inoxydable, il serait difficile de deviner la quantité de métal et de boyaux qui se cachent sous la surface. Cloud Gate contient les histoires de plus de 100 fabricants de métaux, coupeurs, soudeurs, finisseurs, ingénieurs, techniciens, ajusteurs, installateurs et gestionnaires – sur cinq ans de création.
Beaucoup travaillaient de longues heures, travaillaient dans des ateliers au milieu de la nuit, campaient sur des chantiers de construction et travaillaient sous une chaleur de 110 degrés en portant des combinaisons complètes de protection contre les matières dangereuses Tyvek® et des demi-masques respiratoires. Certains travaillent en position anti-gravité, avec des outils suspendus à des harnais, et travaillent sur des pentes glissantes. Tout va un peu (et bien au-delà) pour rendre possible l'impossible.
Pesant 110 tonnes, 66 pieds de long et 33 pieds de haut, la sculpture en acier inoxydable, qui incarne le concept éthéré de nuages envolés du sculpteur Anish Kapoor, est l'œuvre de Performance Structures Inc., une entreprise de fabrication. (PSI), Oakland, Californie et MTH. Mission, Villa Park, Illinois. À l'occasion de son 120e anniversaire, MTH est l'un des plus anciens entrepreneurs en construction d'acier et de verre de la région de Chicago.
La réalisation des exigences du projet nécessitera la performance artistique, l’ingéniosité, les connaissances en mécanique et le savoir-faire de fabrication des deux entreprises. Ils ont fabriqué sur commande et ont même créé des équipements pour le projet.
Certains des problèmes du projet étaient liés à sa forme étrangement incurvée – un cordon ombilical ou un nombril inversé – et d'autres à sa taille énorme. La sculpture, construite par deux sociétés différentes dans des endroits différents, distants de plusieurs milliers de kilomètres, a créé des problèmes de circulation et de style. De nombreux processus qui doivent être effectués sur le terrain sont difficiles à réaliser en atelier, et encore moins sur le terrain. De nombreuses difficultés surviennent simplement parce que de telles structures n’ont jamais été créées auparavant, donc il n’y a pas de références, pas de dessins, pas de feuilles de route.
Ethan Silva du PSI possède une vaste expérience dans l'encadrement, d'abord pour les navires, puis pour d'autres projets artistiques, et est particulièrement qualifié pour la tâche d'encadrement. Anish Kapoor a demandé à un diplômé en physique et en art de lui fournir un petit modèle.
« J'ai donc fabriqué une pièce de 2 m sur 3 m, une pièce très lisse, courbée et polie, et il a dit : « Oh, tu l'as fait, tu es le seul à l'avoir fait », parce qu'il cherchait depuis deux ans. Venez demander à quelqu'un de le faire », a déclaré Silva.
Le plan initial était que PSI fabriquait et construisait la sculpture dans son intégralité, puis l'expédiait dans son intégralité vers l'océan Pacifique Sud, via le canal de Panama, vers le nord dans l'océan Atlantique et via la Voie maritime du Saint-Laurent jusqu'à un port sur le lac. Michigan, selon le directeur exécutif. Edward's Millennium Park Corporation, un système de convoyeur spécialement conçu, l'emmènera au Millennium Park, a déclaré Ulliel. Les contraintes de temps et les aspects pratiques ont forcé à modifier ces plans. Les panneaux incurvés ont donc dû être préparés pour le transport, puis transportés par camion jusqu'à Chicago, où MTH a assemblé la sous-structure et la superstructure et a relié les panneaux à la superstructure.
La finition et le polissage des soudures du Cloud Gate pour leur donner un aspect homogène ont été l'un des aspects les plus difficiles de l'installation et de l'assemblage sur site. Le processus en 12 étapes est complété par l’application d’un blush éclaircissant, semblable au vernis à bijoux.
"En gros, nous avons travaillé sur ce projet, fabriquant ces pièces pendant environ trois ans", a déclaré Silva. «C'est une entreprise sérieuse. Il faut beaucoup de temps pour comprendre comment procéder et régler les détails ; tu sais, tout simplement parfait. Notre approche, qui utilise l’informatique et le bon vieux travail du métal, est une combinaison de technologie de forge et d’aérospatiale.
Selon lui, il est difficile de fabriquer avec une grande précision quelque chose d’aussi grand et lourd. Les plus grandes dalles mesuraient en moyenne 7 pieds de large et 11 pieds de long et pesaient 1 500 livres.
« Réaliser tout le travail de CAO et créer les dessins d'atelier pour ce produit était un gros projet en soi », explique Silva. « Nous utilisons la technologie informatique pour mesurer les plaques et évaluer avec précision leur forme et leur courbure afin qu'elles s'emboîtent correctement.
"Nous avons fait une simulation informatique, puis nous l'avons démonté", a déclaré Silva. "J'ai utilisé mon expérience dans la construction de coques et compris comment diviser le moule afin que les lignes de couture fonctionnent afin que nous puissions obtenir des résultats de la meilleure qualité."
Certaines assiettes sont carrées et d'autres en forme de tarte. Plus ils sont proches d’une transition nette, plus ils ont la forme d’un secteur et plus le rayon de la transition radiale est grand. Au sommet, ils sont plus plats et plus grands.
La découpe au plasma de 1/4 à 3/8 de pouce d'épaisseur en acier inoxydable 316L est suffisamment résistante à elle seule, explique Silva. « Le véritable défi était de donner aux immenses plaques une courbure assez précise. Cela a été réalisé grâce à un façonnage et une fabrication très précis du système de nervures de chaque plaque. Cela nous a permis de déterminer avec précision la forme de chaque plaque.
Les tôles sont roulées sur des rouleaux 3D conçus et fabriqués par le PSI spécifiquement pour le laminage de ces tôles (voir Fig. 1). « C'est un peu une cousine de la patinoire anglaise. Nous les roulons en utilisant une technique similaire à celle utilisée pour fabriquer des ailes », explique Silva. Pliez chaque feuille en la déplaçant d'avant en arrière sur les rouleaux, en ajustant la pression sur les rouleaux jusqu'à ce que la feuille soit à moins de 0,01″ de la taille souhaitée. Selon lui, la haute précision requise rend difficile le formage des plaques en douceur.
Les soudeurs soudent ensuite la plaque pliée à la structure interne du système nervuré à l'aide de noyaux de flux. « À mon avis, l'absorption du flux est un très bon moyen de créer des soudures structurelles en acier inoxydable », explique Silva. « Il fournit des soudures de haute qualité, est très axé sur la production et est superbe. »
Toute la surface des planches est poncée à la main et usinée pour les couper au millième de pouce de précision requis afin qu'elles s'emboîtent parfaitement (voir Figure 2). Vérifiez les dimensions avec un équipement de mesure et de numérisation laser précis. Enfin, le panneau est poli pour obtenir une finition miroir et recouvert d'un film protecteur.
Environ un tiers des panneaux, ainsi que la base et la structure interne, ont été installés lors d'un assemblage d'essai avant leur expédition depuis Auckland (voir figures 3 et 4). Une procédure de suspension des plaques a été prévue et des soudures ont été réalisées sur certaines des plaques plus petites pour les maintenir ensemble. "Donc, lorsque nous l'avons mis en place à Chicago, nous savions que cela conviendrait", a déclaré Silva.
La température, le temps et les vibrations du chariot peuvent provoquer le desserrage du produit laminé. Le maillage nervuré est conçu non seulement pour augmenter la rigidité de la planche, mais également pour conserver la forme de la planche pendant le transport.
Par conséquent, les plaques sont soumises à un traitement thermique et à un refroidissement afin de soulager les contraintes du matériau en renforçant le treillis de l'intérieur. Pour éviter davantage les dommages pendant le transport, des supports ont été fabriqués pour chaque planche et chargés dans des conteneurs environ quatre à la fois.
Les conteneurs ont ensuite été chargés sur des semi-remorques, environ quatre à la fois, et expédiés à Chicago avec les équipes de PSI pour être installés avec les équipes de MTH. L'un est logisticien qui coordonne les transports, et l'autre est le responsable technique du site. Il travaille quotidiennement avec le personnel de MTH et aide à développer de nouvelles technologies selon les besoins. "Bien sûr, il a joué un rôle très important dans le processus", a déclaré Silva.
Le président de MTH, Lyle Hill, a déclaré que MTH Industries était initialement chargé d'ancrer la sculpture éthérée au sol et d'installer la superstructure, puis d'y souder des plaques et d'effectuer le ponçage et le polissage finaux, avec PSI fournissant des conseils techniques. Terminer la sculpture signifiait art. Équilibre avec la pratique, la théorie avec la pratique, le temps requis et le temps prévu.
Lou Czerny, vice-président de l'ingénierie et chef de projet chez MTH, s'est dit fasciné par le caractère unique du projet. "Au meilleur de nos connaissances, plusieurs choses se sont produites sur ce projet particulier qui n'ont pas été réalisées ou envisagées auparavant", a déclaré Czerny.
Mais développer le premier du genre nécessite une ingéniosité sur place pour répondre aux problèmes imprévus et aux questions qui se posent en cours de route :
Comment installer avec soin 128 panneaux en acier inoxydable de la taille d’une voiture sur une superstructure permanente ? Comment souder des flexbeans géants sans compter dessus ? Comment rentrer dans une soudure sans pouvoir souder de l’intérieur ? Comment obtenir une finition miroir parfaite des soudures en acier inoxydable sur le terrain ? Que se passe-t-il si la foudre le frappe ?
Czerny a déclaré que la première indication qu'il s'agirait d'un projet exceptionnellement difficile était le début de la construction et de l'installation de la plate-forme de 30 000 livres. Structure en acier supportant la sculpture.
Bien que la fabrication de l'acier de construction à haute teneur en zinc fourni par PSI pour assembler la base de la sous-structure soit relativement simple, la sous-structure est située à mi-chemin entre le restaurant et à mi-chemin du parking, chacun à une hauteur différente.
"La base est donc en quelque sorte en porte-à-faux, bancale à un moment donné", a déclaré Czerny. « Là où nous avons installé une grande partie de cet acier, y compris au début des travaux de dalles, nous avons dû enfoncer la grue dans un trou de 1,50 m de profondeur. »
Czerny a déclaré avoir utilisé un système d'ancrage très sophistiqué, comprenant un système de prétension mécanique similaire à celui utilisé dans les mines de charbon et certaines ancres chimiques. Une fois la sous-structure en acier ancrée dans le béton, il faut installer la superstructure à laquelle sera fixée la coque.
«Nous avons commencé par installer un système de fermes avec deux grands joints toriques en acier inoxydable 304, un à l'extrémité nord de la structure et un à l'extrémité sud», explique Czerny (voir Figure 3). Les anneaux sont fixés avec des fermes tubulaires qui se croisent. Le sous-châssis à noyau annulaire est sectionné et boulonné en place à l'aide de renforts GMAW et soudés à l'électrode.
« Il y a donc cette superstructure massive que personne n’a jamais vue ; tout dépend du cadre structurel », a déclaré Czerny.
Malgré les meilleurs efforts de conception, d'ingénierie, de fabrication et d'installation de tous les composants nécessaires au projet d'Oakland, la sculpture était sans précédent et les nouveaux chemins sont toujours accompagnés de bavures et d'éraflures. De même, associer les concepts de fabrication d’une entreprise à ceux d’une autre n’est pas aussi simple que de passer le relais. De plus, la distance physique entre les sites entraîne des retards de livraison, rendant logique une certaine production sur site.
"Même si les procédures d'assemblage et de soudage ont été préconçues à Auckland, les conditions réelles du site ont obligé chacun à faire preuve de créativité", a déclaré Silva. "Et le personnel syndical est vraiment génial."
Au cours des premiers mois, la tâche principale de MTH consistait à déterminer ce qui était nécessaire pour une journée de travail et la meilleure façon de fabriquer certains des composants nécessaires à la construction du faux-châssis, ainsi que certaines des jambes de force, des « amortisseurs », des bras, des broches. , et, comme Hill l'a dit, des bâtons sauteur. étaient nécessaires pour créer un système de revêtement temporaire.
« Il s'agit d'un processus continu de conception et de fabrication à la volée pour que tout continue de bouger et d'arriver rapidement sur le terrain. Nous passons beaucoup de temps à trier ce que nous avons, dans certains cas à repenser et à redessiner, puis nous fabriquons les pièces nécessaires.
"Mardi seulement, nous aurons 10 choses dont nous aurons besoin sur le terrain mercredi", a déclaré Hill. « Nous effectuons beaucoup d’heures supplémentaires et la plupart du travail dans l’atelier se fait au milieu de la nuit. »
« Environ 75 % des assemblages de revêtement sont fabriqués ou modifiés sur place », explique Czerny. « Il y a eu plusieurs fois où nous l’avons fait 24 heures sur 24. J'étais au magasin jusqu'à 2 ou 3 heures du matin et je rentrais à la maison à 5h30 du matin, j'ai pris une douche, j'ai pris le matériel, encore mouillé. »
Le système de suspension temporaire MTN utilisé pour assembler la coque est constitué de ressorts, de jambes de force et de câbles. Tous les joints entre les plaques sont temporairement fixés avec des boulons. "Toute la structure est reliée mécaniquement et suspendue de l'intérieur par 304 fermes", a expliqué Czerny.
Nous avons commencé par le dôme à la base de la sculpture du nombril – « le nombril à l’intérieur du nombril ». Le dôme est suspendu aux fermes à l'aide d'un système de support à ressorts de suspension temporaire à quatre points, composé de cintres, de câbles et de ressorts. À mesure que d’autres planches sont ajoutées, les ressorts deviennent un « cadeau », a déclaré Czerny. Les ressorts sont ensuite ajustés en fonction du poids supplémentaire de chaque plaque pour équilibrer l'ensemble de la sculpture.
Chacune des 168 planches possède son propre système de suspension et de ressorts à quatre points, de sorte qu'elles sont maintenues individuellement en place. "L'idée n'est pas de surcharger l'une ou l'autre des articulations car elles sont reliées par un espace 0/0", explique Czerny. "Si la planche heurte la planche en dessous, cela peut entraîner une déformation et d'autres problèmes."
Un témoignage de la précision du PSI est son excellent ajustement, pratiquement sans jeu. « PSI a fait un travail fantastique en fabriquant ces comprimés », a déclaré Czerny. « Je leur donne du crédit car, au final, il était vraiment en forme. L'ajustement était vraiment bon, ce qui est fantastique pour moi. Nous parlons littéralement de millièmes de pouce. .»
« Une fois l'assemblage terminé, beaucoup de gens pensaient que c'était terminé », explique Silva, non seulement à cause des coutures serrées, mais aussi parce que la pièce entièrement assemblée et ses panneaux soigneusement polis ont fait l'affaire. ses environs. Mais la couture bout à bout est visible, le mercure liquide n'a pas de coutures. En outre, la sculpture devait encore être entièrement soudée pour conserver son intégrité structurelle pour les générations futures, a déclaré Silva.
L'achèvement de Cloud Gate a dû être retardé lors de l'ouverture officielle du parc à l'automne 2004, donc omphalus était une tache de GTAW, c'est pourquoi il est resté pendant des mois.
"On pouvait voir de petits points bruns tout autour de la structure qui étaient des soudures TIG", a expliqué Czerny. « Nous avons recommencé à monter des tentes en janvier. »
« Le prochain grand défi de production de ce projet consistait à souder les cordons sans perte de précision de forme due au retrait de la soudure », a déclaré Silva.
Selon Czerny, le soudage au plasma offre la résistance et la rigidité nécessaires avec un risque minimal pour la tôle. Un mélange de 98 % d'argon et 2 % d'hélium est le meilleur moyen de réduire l'encrassement et d'améliorer la fusion.
Les soudeurs ont utilisé une méthode de soudage plasma en trou de serrure utilisant une source d'alimentation Thermal Arc® et un ensemble spécial tracteur et torche conçu et utilisé par PSI.
Heure de publication : 04 février 2023