MAP-MAACC

CoDesigning Microalgae with Brazilian Cobogós : towards New Vital Materiality in Architecture

Heil Natasha — 2024-09-10T11:45:08Z

Author(s) :
Natasha HEIL, architect, researcher in biomimetics, URM MAACC ENSAPLV
Sahima HAMLAOUI, algologist, MNHN
Alice Araujo Marques de SÁ, designer, PhD candidate ENSAPLV / Lisboa University

Keywords : microalgae | cobogós | natural light | colour perception | bioeconomy

@making FUTURE Journal, UK, 2024 (In process of publication)

Résumé :

The use of algae biomass is one of the best energy sources that can be converted into bioenergy by supplying CO2 from the atmosphere through photosynthesis. Building is a machine of energy consumption, there is a progress on design explorations of algae building façade system based on the idea of utilized bio-chemical process of photosynthesis for the design of energy efficient buildings. But the integration of algae to architectural materiality encounters some challenges. There are a few proposals of algae façade system designs but it particularly needs more geometrical varied explorations and manufacturing methods and techniques in order to fit better architectural scale, function, social and cultural considerations. Moreover, algae colony limits visibility, not being fully transparent, thus the algae façade panel system does not allow natural light to enter in the interior of the building because of the density of the algae liquid mass. ‘Natural light' is an essential element in architectural design considerations enhancing both aesthetic and functional excellence to a healthier indoor environment. Cobogós are architectural elements used in Brazilian modernist architecture. Cobogó is a visual permeability - solar control element that allows the entrance of sunlight for lighting and thermal comfort used in construction openings. It is one of passive building façade design strategies in vernacular architecture. Today, with climate changes and other environmental challenges, active or dynamic façades co-designing with living organisms are needed to compensate the passive ones.

With the interdisciplinary collaboration between architect, artist/designer and microbiologist, in this research work, we propose to study microalgae strains and description to understand better the parameters of microalgae growing condition in order to identify better algae building façade design specifications. The microalgae strains and the culture methods that we study are from the collection of The National Museum of Natural History of Paris. We will study and observe important criteria of algae bioreactor system so that it can integrate with traditional Brazilian cobogó building façade design as a living materiality. Finally, we also demonstrate the design of varied geometrical complex blending with traditional latticework of cobogó for a prefabricated modular façade to support better algae reproduction and life process. Thus, the living façade prototype will achieve both aesthetic and functional excellence, emerging biological materiality into the unique character of Brazilian architecture.

The Potential of Co-Designing with Living Organisms : Towards a New Ecological Paradigm in Architecture

Heil Natasha — 2024-01-23T14:32:17Z

Chayaamor-Heil, N. ; Houette, T. ; Demirci, Ö. ; Badarnah, L. The Potential of Co-Designing with Living Organisms : Towards a New Ecological Paradigm in Architecture. Sustainability 2024, 16, 673. https://doi.org/10.3390/su16020673

A research collaboration between MAACC/ENSAPLV France + The University of Akron USA + Middle East Technical University Turkey + University of the West of England UK

Living organisms have been progressively used by designers to propose alternative design outcomes aiming towards more ecological aspects. The design development and manufacturing of new materials or design components from living organisms are more achievable in textile, fashion, or product design than in architecture and construction due to the scale, multi-layer constraints, and requirements. The aim of this paper is to investigate the interdisciplinary framework, the opportunities, and limitations of introducing living organisms into the design process, including the implementation from the design ideas to prototyping until commercialization. In this paper, we focus on three types of living organisms : algae, bacteria, and fungi. Firstly, we overviewed and studied existing projects and experimentations to understand the design process and fabrication of living organisms in other domains in comparison to architecture. Secondly, we selected three case studies in architecture for each organism to analyze. We collected the data and conducted interviews with multidisciplinary experts involved in each case. Our findings show a better understanding of the potential to integrate living organisms in architectural design, the advantages, and the difficulties towards ecological awareness. The results from the interview and a comparative analysis show the advantages and constraints of each case. The future outlooks towards the use of living organisms as part of design in architecture are also discussed.

Keywords : algae ; bacteria ; mycelium ; living materials ; building construction ; biofabrication ; large-scale production ; sustainability

Architecture et sciences du vivant - Études critiques

Heil Natasha, Vitalis Louis — 2023-09-06T20:24:00Z

Louis Vitalis, Natasha Chayaamor-Heil, Architecture et sciences du vivant - Études critiques, Editions Hermann, 2023, 306 p., ISBN : 9791037022950. Préface d'Anne-Françoise Schmid.

Bioinspired, biobased and living material designs : a review of recent research in architecture and construction

Heil Natasha — 2023-07-09T10:21:19Z

The article provides an overview of recent advances in the development of three type of nature-based material designs in architecture and construction fields : : bioinspired, biobased and living building materials.
Natasha Chayaamor-Heil et al 2023, Bioinspired, biobased and living material designs : a review of recent research in architecture and construction, Bioinspir. Biomim. 18 041001, DOI 10.1088/1748-3190/acd82e

The article provides an overview of recent advances in the development of three type of nature-based material designs in architecture and construction fields : : bioinspired, biobased and living building materials. In conclusion, an outlook of promising avenues for future interdisciplinary research and specific questions associated with methods and techniques of implementation of the different types of bioinspired, biobased and living material designs and fabrications in architecture are highlighted.

Citation :
Natasha Chayaamor-Heil et al 2023, Bioinspired, biobased and living material designs : a review of recent research in architecture and construction, Bioinspir. Biomim. 18 041001, DOI 10.1088/1748-3190/acd82e

From Bioinspiration to Biomimicry in Architecture : Opportunities and Challenges

Heil Natasha — 2023-03-13T16:31:00Z

Heil Natasha, From Bioinspiration to Biomimicry in Architecture : Opportunities and Challenges, Encyclopedia of Engineering 2023, 3(1), 202-223 ;

Matériaux inspiré par la nature : Etat des connaissances

Heil Natasha — 2022-11-03T17:02:39Z

Les travaux du MAP-Maacc sur l'usage des matériaux bio-inspirés pour la conception architecturale a débuté en 2022 par la réalisation d'un état des connaissances sur le sujet. Ce travail a été réalisé en collaboration avec Petra Gruber (architectes, Vienna University of Technology) et Valentina Perricone (Biologiste, Department of Engineering, University of Campania “Luigi Vanvitelli”).
Il a donné lieu à un article de synthèse qui sera publié fin 2022 dans le journal Bioinspiration & Biomimetics - IOPScience publishing.
Le phase suivante consiste à construire un projet de recherche en collaboration avec le GDR Biomimn, le Muséum National d'Histoire Naturel et des partenaires européens.

GDR 2088 BIOMIM Member sheet

Partenariats & Réseaux professionnels

Heil Natasha — 2022-09-14T18:10:00Z

Depuis 2015, MAACC fait partie des partenaires opérationnels du CEEBIOS (Centre d'études & d'expertises et Réseau d'acteurs industriels & académiques national pour le biomimétisme)

Voir le lien : https://ceebios.com/partenaires-clients/

Depuis 2018, le theme biomimétisme appliqué à la conception architecturale spatiale fait partie du RST ARCH (Le réseau disruptif sur les architectures en milieux extrêmes)

Voir le lien : http://www.arches.urbicoop.eu/

Depuis 2020 (jusqu'en décembre 2024), MAACC fait partie des membres du GDR 2088 BIOMIM CNRS

Voir le lien : https://gdr-biomim.com/

Grand public

Heil Natasha — 2022-09-14T17:49:09Z

Le 6 octobre 2021
Audition avec Mme la députée Huguette Tiegna, membre et vice-présidente de l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPECST) à l'Assemblée nationale sur les travaux en architecture et urbanisme bioinspirés.

Note scientifique de l'OPECST sur le biomimétisme

Le 8 novembre 2019
Entretien avec Florence Rosier, journaliste dans le domaine des sciences et de la santé pour Le Monde sur l'architecture inspirée par le vivant.

Paru dans les cahiers du Monde N° 23296 daté du mercredi 4 décembre 2019

Le 27 juillet 2018
Entretien avec Béatrice Durand pour la revue Architecture à Vivre
dans l'article S'inspirer du vivant, le monde du biomimétisme.

Paru dans A à vivre N°104 en novembre 2018

Le 3 décembre 2019
Rédaction un article pour l'Attribut/NECTART/DARDDARD intitulé Le biomimétisme : révolution dans l'architecture ?

Paru dans NECTART N°10, page 123-129

GDR 2088 BIOMIM

Heil Natasha — 2022-09-10T11:44:59Z

MAP-MAACC fait partie du partenariat au Groupement de Recherche (GDR) intitulé « Biomimétisme et Bioinspiration » (BIOMIM) prévu de décembre 2020 jusqu'en décembre 2024. Le GDR BIOMIM a été créé par l'institut de chimie du CNRS en janvier 2020. L'objectif est de fédérer l'ensemble des acteurs français travaillant dans le domaine du biomimétisme et de la bio-inspiration.

Les travaux de recherche envisagent autour du sujet des matériaux bioinspirés pour l'architecture et la construction durable avec certains membres de l'équipe MAACC, des partenaires extérieurs qui font partie du GDR BIOMIM CNRS, ainsi que d'autres partenaires internationales.

Fiche d'équipe du GRD (MAACC)

Présentation : Bioinspired materials for sustainable architecture and construction learning from Echinoids (Sea Urchins) : new research avenue au GDR 2ème réunion annuelle

[Publication à venir : Bioinspir. Biomim. IOPScience Journal - Natasha, Valentina, Petra, François]

BIOPAD

Heil Natasha — 2022-09-09T12:34:07Z

Proposition du projet

L'objectif de cette recherche est de créer une plateforme d'outils qui facilite le processus de conception et la collaboration interdisciplinaire du biomimétisme en architecture. L'utilisation de la plateforme est destinée à différents groupes d'utilisateurs dans le domaine de l'architecture. Elle est également destinée à accompagner la recherche et l'enseignement du biomimétisme au niveau universitaire.

Hypothèse de la plate-forme d'outils

Test de réseau bayésien comme outil aide à la décision pour sélectionner des stratégies biologiques adaptées aux particularités de chaque projet architectural