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Francisco Castaño, Sr., Père Fondateur du Freedome®

Francisco Castaño Sr.Pendant 23 ans, Geometrica a construit à travers le monde, des structures solides et économes en énergie. Mais la conception géodésique ne nous tombe pas du ciel. Nous devons notre expertise, en grande partie, aux pionniers de la technologie des structures à voiles minces.

Parmi eux se trouve Francisco Castaño Hernandez, un ingénieur mexicain qui, initialement spécialisée dans la construction des coques en béton dans les années 1960, a ensuite élargi l'horizon à la technologie des structures métalliques à voiles minces. Conformément à la convention pour les noms espagnols, Castaño est le nom de famille de son père et Hernandez le nom de jeune fille de sa mère. Cet article fait référence à lui comme Francisco Castaño Sr. pour le distinguer de son fils, Francisco Castaño, directeur général de Geometrica.

Castaño Sr. fut le premier à réaliser le potentiel des formes libres et des longues portées dans la conception des structure à voiles minces. Bon nombre des projets qu'il a construits sont aujourd'hui encore des icônes architecturales; parmi eux on peut retrouver notamment les Palais des sports, le dôme de l'atrium au Archivo de la Nación, différents châteaux d'eau hyperboloïdes, le théâtre de Rio 70.

Les dômes Geometrica, les voûtes en berceau et les structures de longue portée ont adopté la technologie des structures à voiles minces pour atteindre de nouveaux sommets dans le monde entier, grâce à ses efforts de pionnier.

Palacio de los Deportes à Mexico City

Premiéres Années

Francisco Castaño Sr. était l'aîné de six enfants. Son intérêt pour l'ingénierie a été allumé grâce à son père, un ingénieur qui a fabriqué des armoires et des dispositifs légers de support pour équipements, à partir des métaux en feuilles, pour utilisation dans des laboratoires industriels et des cuisines. Dans l'usine de son père, il s’est familiarisé avec les formes extrêmement fines communes dans les métaux en feuilles. Cette exposition lui a procuré une inestimable sensation intuitive pour les phénomènes de transformation des surfaces minces. Pendant ses études de génie civil dans les années cinquante, il a été inspiré par les œuvres de Candela, Torroja et Nervi. Il a écrit sa thèse professionnelle sur la conception de coques paraboloïdes hyperboliques en béton armé.

Pendant quelques années après son diplôme, Castaño Sr. a travaillé pour des grandes entreprises de construction, dans la conception et la construction des "parapluies" paraboloïdes hyperboliques en béton, pour des usines et des espaces d'exposition. Quand l'occasion se présentait, il invitait sa jeune épouse, Reyna García, afin de profiter avec elle de la brise au-dessus de ces constructions légères.

Reyna Garcia bénéficie de la brise au sommet d'une hypar. 

Au début des années 60, Castaño Sr. rencontra les frères Fentiman qui avaient développé une joint-compact pour la construction des portes des hangars d’avions sous forme de «cadres spatiaux». Il a vu l’immensité des possibilités qu’offraient l'utilisation d’un tel joint dans la construction des structures à voiles minces, puis a lancé sa propre entreprise dans une petite pièce à l’intérieur d'un appartement à Mexico. Son idée était d'appliquer la technologie de «structure spatiale» afin de rendre  possible les formes imaginées par les pionniers de la coque en béton. En fait, Castaño Sr. était capable de fusionner ces deux avancées technologiques naissantes et jeta ainsi  les bases pour la naissance du Freedome® d'aujourd'hui. Il comprit rapidement les énormes avantages d'expression des formes structurelles, avec un réseau de sections tubulaires circulaires. C’était comme si les toits colossaux qu’il concevait étaient plus légers que l'air et semblaient être attachés au sol pour éviter qu'elles s’envolent.

En 1964, il érigea le premier de ces hypar de structure à voiles minces à Mexico. Conçu par l'architecte Carlos Contreras, le diamant en forme de toit est soutenu sur les deux coins les plus proches et en porte à faux de 14 mètres dans chacune des deux directions opposées.

Double cantilever Concessionnaire automobile 

De Monterrey à Montreal

Le test d’envergure dans la carrière de Castaño Sr. survient en 1966 quand il fut chargé de la conception et la construction d’un beau paraboloïde hyperbolique à multi-feuilles pour le pavillon du Mexique à l'Expo 67, à Montréal. Les architectes étaient A. García Corona et L. Fabela. L’ingénierie venait de Castaño Sr. et Dr Douglas Wright, le tout dirigé par le département de génie civil de l'Université de Waterloo.

Il était évident dès le début que ce serait un défi incroyable pour la compagnie de Castaño Sr. Afin d’éviter de construire dans le dur hiver canadien, la plupart des 120 pays de l'exposition avait presque terminé ses installations bien avant l'ouverture de la foire au mois d’Avril. Mais le Mexique n'a octroyé le contrat qu’à quelques mois de la journée d'ouverture. Afin de répondre à l’insoutenable calendrier, la structure serait préfabriquée à Monterrey et transportée par camion jusqu’à Montréal. Une quarantaine de travailleurs mexicains formés monterait le pavillon, conformément à la conception nouvellement adoptée par Castaño. L'équipe de construction mexicaine était ravie de gagner un salaire canadien plus les frais, y compris des vêtements d'hiver, des repas et l’hébergement. La construction commença sur une note optimiste en Septembre, car l'été doux s’était transformé en une chute colorée.

Chaparro Garcia hissa le drapeau.

Puis le temps changea, car tout devait se passer au-dessus du 45e parallèle. Les travailleurs, habitués à la chaleur du désert sec de Monterrey, affrontèrent la pleine vigueur de l'hiver amer de Montréal. Les tortillas seraient devenus instantanément froids, même s’ils avaient été sortis directement d’un bain bouillant, donnant ainsi un tout nouveau sens aux tacos croustillants. Les larmes, les oreilles et les arrières gelaient - un scénario encore plus désagréable à 60 pieds au-dessus du sol. Le jour le plus froid de cet hiver, le thermomètre avait atteint -40 ° C. Tous les travaux sur tous les bâtiments de l'Expo étaient arrêtés. Juste à ce moment, José "Chaparro" García, soudeur et leader naturel dans l'équipe, grimpa au sommet de la plus haute feuille du hypar, y souda un mât et hissa le drapeau mexicain sous les acclamations de ses collègues.

Avec un esprit renouvelé, l'équipage termina la construction mexicaine quelques semaines plus tard, juste à temps pour l'Expo. L'exposition Mexicaine ouvrit à l'acclamation générale. La réputation de la compagnie de Castaño avait explosé.

Le Pavillion Mexicain à l’Expo '67 à Montreal, Canada

Expansion et innovation

La conception et la fabrication de structures à voiles minces nécessite des calculs exigeants, des mesures, des dispositifs et des accessoires. Cela est moins difficile de nos jours avec des ordinateurs électroniques à haut débit. Mais dans les années 1960, les "ordinateurs" étaient des personnes et la conception des formes libres était au-delà de l'imaginable. Castaño Sr. avait développé un système de conception qui consistait notamment à poser des paires parallèles de cartes coordonnées, représentant la géométrie d'une structure à voiles minces.

Usine Metarsa, Architecte Ricardo Sein

Chaque carte était dessinée sur une «couverture» de papier d’une surface avoisinant  10m2. En utilisant des calculatrices mécaniques, des règles à calcul, des tables trigonométriques, des fonctions algébriques et logarithmiques, les ordinateurs humains devaient imprimer des coordonnées sur des blanquets géométriques, puis devaient calculer les longueurs, les angles coupés, les rebondissements et autres paramètres de fabrication pour chacun des composants d'une structure à voiles minces.

Le Rio Cinema 70 divertit encore cinéphiles aujourd'hui.

Pour atteindre les volumes de calculs nécessaires, les "ordinateurs" qui étaient recrutés allaient souvent au-delà d’eux-mêmes et des employés, des amis, des femme et enfants. Tout était fait deux fois, une fois sur chacun des blanquets. Les résultats étaient ensuite totalisés et recoupés puis minutieusement contrôlés. Malgré la technologie limitée, l'ensemble du processus devait être conforme à la norme moderne ISO 9001. Les formes résultantes étaient révolutionnaires: hypars, dômes géodésiques, coquilles de forme libre, hyperboloïdes de révolution. Les projets étaient orientés vers : de multiples cinémas, des arénas, des salles d'exposition, des centres commerciaux, des enclos de zoo et étaient construits à partir des structures métalliques à voiles minces.

Lors d'un salon, fin des années 1970.

L'Auditorium de Ville, à Toluca, au Mexique, a été la première structure à voiles minces de forme libre. Achevé en 1968, il a remporté le prix national de conception la même année, pour les architectes G. Gallo et A. Azorín.

Auditorium Toluca   

L'expérience de Castano Sr. dans le domaine du béton fut utile pour la conception de châteaux d'eau performants et de taille impressionnante. La structure à voiles minces faisait office d’échafaudage, les plaques d'acier fournissaient de la résistance de tension et faisaient office de coffrage pour le béton et ce dernier fournissait de la résistance en compression dans un hyperboloïde innovant de la géométrie circulaire. Castaño, Sr. planta des dizaines de ses réservoirs dans presque tous les États de la République du Mexique. Certains s’élançaient à des hauteurs supérieures à un bâtiment de 10 étages, avec des capacités allant jusqu'à 4 millions de litres d'eau.

Château d'eau

Une autre première dans l'utilisation des dômes pour le stockage des matériaux en vrac. Il appliqua d'abord cette technologie pour stocker des céréales et des agrégats dans des volumes jusque-là insoupçonnés, démarrant ainsi un domaine d'activité dans lequel Geometrica prospère jusqu’à ce jour.

Avicultores sorghum silo

Des constructions de paraboloïdes hyperboliques ont été utilisées pour des sites de Jeux Olympiques et de Coupe du Monde. Castaño Sr. a collaboré avec le Dr Douglas Wright pour la conception d'une grande salle de concert en Ontario, sur les hypars de Candela pour le Palais des Sports de Mexico et sur plusieurs autres projets. Même après 45 ans, en 2013, l'entrée de Geometrica du Palais des Sports a remporté l’American Society for Quality, le concours  « Qualité Durabilité ».

Stade Puebla de la Coupe du monde                                                        Palais des sports                                           

Héritage

La construction est un effort d'équipe. Architectes, ingénieurs, entrepreneurs et fournisseurs agissent de concert pour réaliser des installations complexes qui servent aussi bien les propriétaires que les occupants. Les architectes dirigent l'équipe en fournissant la vision de l'édifice. Les ingénieurs et les entrepreneurs concrétisent cette vision en utilisant les technologies disponibles ou en développant de nouvelles. Ces derniers morceaux sont où Castaño Sr. a formulé ses contributions.

   
(A gauche): Dr Douglas Wright et Francisco Castano Sr. (à droite): Harold «Bud» Fentiman, Reyna et Francisco García Castano Sr. c. 1984
 
Sans être directement sous les projecteurs, ses œuvres d'ingénierie et de construction ont néanmoins rendu possibles des visions audacieuses et primées, par l’intermédiaire des architectes de renom tels que Candela, Gallo et Azorin, García Corona et Fabela, et bien d'autres.
 

Plus tard dans sa carrière, à la troisième Conférence internationale sur les structures spatiales, Castaño Sr. avait été reconnu par le Centre de Recherche sur les Structures Spatiales à l'Université de Surrey en Angleterre, comme un "Pioneer spécial". Ce prix reconnaît sa contribution exceptionnelle au développement de structures de cadres spatiaux ". Les co-lauréats du prix étaient le Dr Max Mengerinhausen, Prof. Yoshikatsu Tsuboi, le Dr Stéphane du Château, les frères Fentiman, Fujio Matsushita et Don Richter.

Castaño Sr. a souffert de maladie, ce qui l’a forcé à une retraite anticipée et l'a empêché de poursuivre son travail au cours de ses dernières années. Mais son plus grand hommage a été sa famille. Il a été inspiré et soutenu par son épouse, Reyna García, qui lui a survécu. Elle a souvent joué un rôle dans la réalisation des structures et a permis à son mari de poursuivre une carrière mondiale alors qu'elle élevait leurs quatre fils et une fille, et entretien encore un vaste réseau d’enfants, de petits-enfants et de parents dans sa maison au Mexique.

Leurs fils, Francisco et Roel, ont suivi les traces de leur père et continuent de s’étendre sur ses innovations. Ils ont fondé Geometrica en 1992, et aujourd'hui, la société continue de fournir la technologie qui inspire les architectes et les designers dans la réalisation des visions audacieuses. Les structures Geometrica ont été construites dans plus de 30 pays pour une variété de solutions parmi lesquelles la protection de l'environnement, les stades de sport et les musées. Les innovations se poursuivent sur plusieurs fronts, parmi lesquels la géométrie structurelle, un joint amélioré, de nouveaux logiciels et la gestion de la qualité de type wiki.

Au fil des années la technologie de dôme a continué d'évoluer et a conduit au Freedome® - la marque déposée de Geometrica pour les dômes de style libre. Comme dômes circulaires, les Freedome peuvent avoir des lamelles, des Dentelles ™ ou sol ™ des motifs en surface et des couches de grille simples ou doubles. Mais ces structures peuvent également être conçues sur un plan non circulaire, apportant une liberté de conception complète pour les architectes et les ingénieurs dans le monde entier. En utilisant la force inhérente des surfaces à double courbure, les Freedome peuvent s’étendre sur des  distances allant jusqu’à 300m (environ la longueur de trois terrains de football) sur tous les terrains, y compris sur des pentes brutales à flanc de montagne ou sur des zones ayant une forme irrégulière nécessitant une enceinte non conventionnelle.

La question est: "Que peut construire Geometrica pour vous?" Pour en savoir plus, veuillez-vous renseigner ci-dessous.