Des bâtiments faits de laine et de champignons ? Rencontrez l'expert textile Felecia Davis qui fait en sorte que cela se produise.

Imaginez que vous vous tenez dans un pavillon extérieur, dont la conception ressemble à une aire de pique-nique couverte dans un parc local ou un amphithéâtre, mais au lieu de colonnes de support en béton, en bois ou en pierre, cette structure est soutenue par ce qui semble être des poteaux de laine au crochet. Au-dessus de vous, une vaste étendue de toit ondulé est faite du même matériau tricoté. Les champignons recouvrent ce cadre en laine, formant les murs et le plafond, un peu comme le plâtre pourrait recouvrir la charpente en bois d'un mur.

C'est la prémisse d'un matériau expérimental connu sous le nom de MycoKnit. "Nous essayons de créer un bâtiment entièrement en fibre", explique la designer Felecia Davis, professeure agrégée d'architecture et chercheuse principale au Stuckeman Center for Design Computing de l'Université d'État de Pennsylvanie. Elle fait partie d'une équipe interdisciplinaire qui teste comment des matériaux tricotés, tels que des fils de laine, pourraient fonctionner comme charpente d'un bâtiment tandis qu'un mélange de paille et de mycélium mycélien s'incruste dans ce tissu tricoté pour créer le reste. Le mycélium est composé de fibres individuelles appelées hyphes, qui, dans la nature, créent des réseaux vastes et complexes à travers le sol, produisant des choses comme des champignons. La chose étonnante, me dit Davis, est que quelque chose d'aussi basique que la fibre peut devenir à la fois la structure (le fil de laine) et le remplissage (le champignon).

Davis et ses partenaires exploitent le pouvoir de croissance rapide du mycélium en régulant les conditions environnementales dans le laboratoire pour encourager l'expansion du champignon sur leur édifice tricoté. Avec l'aide d'un algorithme informatique créé par l'un des doctorants de Davis, l'équipe peut assembler et examiner virtuellement la structure point par point afin de prédire sa forme, avant de la construire et de laisser le champignon se propager par-dessus.

LA PROBLÉMATIQUE DES CRÉATEURS

"L'idée que les futurs matériaux de construction pourraient être" cultivés "plutôt que fabriqués est fascinante", a déclaré l'architecte Scott Duncan en 2021, après avoir décerné à MycoKnit un prix de recherche de la branche de fondation de SOM, l'entreprise où il est partenaire de conception. Il a noté qu'un matériau malléable et léger comme MycoKnit a le potentiel de changer la forme même des bâtiments.

Ce sont des projets comme celui-ci qui ont fait de Davis une star du design textile informatique, un sous-ensemble du domaine de l'architecture et du design qui utilise la technologie - processeurs, capteurs, actionneurs, cloud computing et réseaux - pour développer de nouvelles possibilités pour les matériaux souples. Davis travaille maintenant avec ses étudiants pour créer un prototype MycoKnit de 12 pieds sur 12 pieds sur 12 pieds qui peut être fabriqué et cultivé en un seul endroit, puis amené sur place pour être construit, comme un kit Ikea. Elle imagine un avenir où les matériaux biofabriqués remplaceront les matériaux de construction moins durables, dont beaucoup finissent dans des décharges.

Davis est un concepteur à triple menace : formé à la fois en tant qu'architecte et ingénieur, et avec un penchant pour la technologie. Dans son laboratoire de Penn State et par l'intermédiaire de son entreprise, Felecia Davis Studio, elle mélange des techniques artisanales séculaires et des matériaux humbles avec la haute technologie - de sorte que les vêtements puissent, par exemple, alerter le porteur de l'excès de monoxyde de carbone dans l'air ou signaler quand un bébé cesse de respirer dans son berceau. Davis travaille avec des textiles, dit-elle, parce que "vous pouvez l'aborder à l'échelle nano et micro avec de minuscules particules que vous pouvez faire tourner pour faire un fil ou un fil, ou vous pouvez le regarder à grande échelle. Un bâtiment. Une ville."

En septembre, Davis a été nommée lauréate du National Design Award 2022 par le Cooper Hewitt, Smithsonian Design Museum pour son portefeuille de projets. "Nous ne faisons pas que reconnaître le travail que des gens comme Felecia ont fait dans le passé", me dit l'un des jurés, le designer industriel Raja Schaar. "Nous sommes également intéressés par la façon dont le travail qu'ils ont fait et continuent de faire inspirera et catalysera leur domaine." Ce que Davis imagine dans son laboratoire et son studio, dit Schaar, "c'est l'avenir du design".

Davis a toujours aimé expérimenter avec des objets et des matériaux. L'aînée de trois frères et sœurs, sa première collaboratrice était sa sœur Audrey (aujourd'hui néonatologiste). Enfants dans les années 60 et 70, ils ont exploré les contreforts d'Altadena, en Californie, près de chez eux, rassemblant des feuilles de laurier fraîches et d'autres matériaux naturels pour des projets. Avec leurs amis, ils ont façonné des poupées en papier mâché à base de farine, sculptant des pommes pour les têtes. "Certaines choses ont fonctionné, d'autres ont moisi et étaient horribles et ont dû être jetées", a déclaré Davis dans une vidéo pour la série PBS "Women in Science Profiles". La joie, me dit-elle, était en train de se faire, même si "nous étions essentiellement en train de créer les conditions optimales pour la croissance fongique".

La mère de Davis a fait du bénévolat au Pasadena Art Museum et a initié ses enfants à l'art abstrait et au modernisme; elle a également été enseignante à la Gamble House de Pasadena, l'un des exemples de design Arts and Crafts les mieux conservés du pays. Davis attribue à cette maison, en partie, son désir précoce de poursuivre l'architecture. "Nous ferions nos devoirs dans le grenier pendant qu'elle lui faisait des visites", explique Davis. "Cette maison était époustouflante."

Lors d'une récente journée d'octobre, le SoftLab de Penn State est "désordonné", dit Davis, mais ce désordre est une nécessité de la pièce qui conduit à des étincelles créatives de perspicacité. Des échantillons de tissu ont été étirés et épinglés à un panneau de liège, partageant l'espace à côté de minces conduits électriques et de croquis de conception de réseau. Il existe des boîtes transparentes remplies de fils cuivrés et de tissus torsadés en acier inoxydable capables de conduire l'électricité. Davis est agréablement agnostique quant à son approvisionnement, utilisant une combinaison de techniques et de matériaux artisanaux existants – de la laine aux cheveux humains – en combinaison avec les derniers logiciels et matériels, tels que le LilyPad Arduino, un microcontrôleur conçu pour fonctionner avec les textiles électroniques.

Une paire de leggings noirs s'étend sur la moitié inférieure d'une forme de robe. De loin, ils ressemblent à quelque chose qu'une rock star pourrait porter, ébloui et trompé avec des lignes de fil métallique, mais à y regarder de plus près, ces accents sont des fils électriques et des processeurs. Les leggings sont le résultat d'un partenariat avec l'ingénieur de Penn State Conrad Tucker, qui voulait créer un moyen d'alerter les personnes atteintes de la maladie de Parkinson aux changements subtils dans leur démarche de marche, ce qui peut préfigurer l'apparition de symptômes plus débilitants. "Nous nous sommes retrouvés avec un algorithme qui pouvait dire comment les gens bougeaient", dit Davis, "et nous avons appris que nous pouvions avoir un algorithme qui fonctionnait à travers nos capteurs dans les vêtements."

Les leggings étaient à l'origine une expérience de collecte d'informations, mais "nous sommes revenus sur ce projet maintenant que nous avons un fil lavable", dit-elle. "Nous pensons que nous pouvons faire une version plus simple de nos leggings." Davis voit le potentiel d'autres vêtements "intelligents" comme une chemise d'hôpital qui libère les patients de l'attache des fils fixés aux machines, leur permettant de se déplacer librement ou, idéalement, de rentrer chez eux plus tôt car leurs vêtements, connectés à Internet, seraient en mesure de communiquer des données critiques aux médecins.

Alors que Davis obtenait sa maîtrise en architecture à l'Université de Princeton, elle "a remarqué à quel point les gens parlent peu de l'expérience émotionnelle des gens dans [un] espace". Et pourtant, notre environnement construit par l'homme - tout ce qui est créé par nous et non par la nature - est essentiel à ce que nous ressentons. "Vous êtes tout le temps en réaction de base avec votre environnement", déclare Davis. "Vous vous associez à cela, c'est pourquoi il est si important de penser à l'émotion humaine dans le design." De ce point de vue, l'esthétique de ce que nous concevons est plus qu'un accessoire, mais un besoin fondamental pour soutenir la santé émotionnelle humaine. "En tant que designers, nous pouvons être plus conscients du rôle que joue l'émotion dans le design et de ce qui est communiqué en voyant et en touchant des objets dans notre environnement", déclare Davis. "Les objets que nous voyons et touchons façonnent les expériences dans notre cerveau."

En tant qu'êtres humains, nous avons tendance à imprégner les matériaux de nos vies d'une résonance émotionnelle - une couverture de sécurité pour enfant ou un pull préféré - et Davis s'est demandé si nous pouvions également imprégner les matériaux eux-mêmes de capacités de rétroaction émotionnelle. En 2012, elle s'est associée à deux autres designers pour créer et installer un projet appelé Textile Mirror au Microsoft Research Lab de Redmond, en Californie. À l'arrière d'un panneau de tissu, des fils de nitinol, constitués d'un alliage nickel-titane à forme changeante, ont été activés après qu'une personne ait entré des informations sur son état d'esprit dans un téléphone portable. Le panneau s'ajusterait, se rétrécirait et se froisserait pour refléter la douleur ou la tristesse, par exemple, puis se relâcherait. Comme le textile "se détendait", il aidait également les personnes agitées à se détendre. Les textiles capables de refléter l'émotion ont le potentiel d'alerter les architectes, les propriétaires de bâtiments et les habitants de l'effet que des choix de conception et de matériaux spécifiques ont. Nous pouvons commencer à créer des habitations et des objets émotionnellement réactifs, comme les appelle Davis.

Cela a conduit à un projet de recherche en 2016 appelé FELT, ou Feeling Emotion Linked by Touch, qui comprenait un panneau textile informatique capable de changer de forme par lui-même. Davis était intéressé à comprendre comment les émotions des gens pouvaient changer en voyant, puis en ressentant, un matériau qui change de forme. Son étude a révélé qu'un textile informatique peut être un communicateur non verbal efficace, les participants notant une variété de nouveaux sentiments basés sur les interactions avec le panneau. Comme Davis l'a écrit dans le livre de 2017 "Textiles for Advanced Applications", un textile qui peut bouger ou changer de forme "pourrait être utilisé sur un robot comme peau de robot, par exemple, pour les personnes qui pourraient bénéficier d'une certaine communication par la vision et le toucher". Des recherches comme la sienne contribuent à stimuler une architecture émergente de l'émotion qui donne la priorité à la façon dont les expériences esthétiques affectent notre bien-être.

En tant que personne qui croit en la méthode scientifique de présentation des données et des résultats, Davis reconnaît que travailler avec les émotions est délicat. Il est presque impossible de déterminer scientifiquement, avec précision, ce que les gens ressentent à un moment donné. "C'est un peu à la limite de ce que le calcul peut réellement vous dire", dit-elle. "Nous ne pouvons pas lire dans l'esprit des gens, et pourtant nous fonctionnons comme une espèce parce que nous pouvons intuitivement lire les émotions."

Ce que Schaar trouve particulièrement convaincant dans les créations de Davis, c'est qu'elles sont esthétiquement étonnantes et fonctionnelles. "Le travail de Felecia vient de ce point de vue architectural, mais vous regardez son portfolio et vous pourriez penser qu'il vient d'un designer textile, d'un créateur de mode, d'un designer industriel ou d'un sculpteur", explique Schaar. Son travail "n'est pas seulement enfermé dans un laboratoire", poursuit Schaar. "Elle cherche à créer des technologies plus accessibles, saines et inclusives qui sont également accessibles à tous."

Elizabeth Evitts Dickinson est écrivain à Baltimore.