APPROCHE INVERSE POUR LA RESOLUTION DES CONTRAINTES SOLAIRES ET VISUELLES DANS LE PROJET ARCHITECTURAL ET URBAIN, DEVELOPPEMENT ET APPLICATION DU LOGICIEL SVR - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2003

APPROCHE INVERSE POUR LA RESOLUTION DES CONTRAINTES SOLAIRES ET VISUELLES DANS LE PROJET ARCHITECTURAL ET URBAIN, DEVELOPPEMENT ET APPLICATION DU LOGICIEL SVR

Abstract

Abstract The architectural and urban design project is a complex work (artistic and legislative, aesthetic and cultural, technical and sensible, etc.). In this research, we present a numerical tool and its applications that enable to take into account the ambient environment factors during the architectural and urban design process. Generally, solar or visual "direct" simulation allows analysing a situation at a given instant or for a given point of view. In architectural and urban spaces, our "inverse" approach solves problems of sunlighting, visibility and solar reflection in built environment. By applying the principles of inverse simulation, our numerical model enables to mix these parameters and proposes to consider the relation between a base (given observer positions or a solar area) and a target (solar period – part of the sky vault – or visual element like, monument, landmark, etc.). This relation represents a volumetric constraint. The CAD tool that is developed (SVR software) helps the designers to display architectural and urban constraints and also better to take into account solar and visual impact of urban projects. Our model enables to find solutions in order to satisfy these solar and visual constraints and to generate and manipulate geometrical volumes (3D solids) such as other architectural objects or urban blocks, with AutoCADs software. These solutions of the calculations are "volumes of solar or visual constraints". They represent the whole of the sunbeams or visual rays between the base and the target. Such a representation enables architects and urban planners to find the exact solutions of a given constraint, and to conceive more sustainable devices in the long-term. We observed eleven architects or students in architecture, which used our software prototype during sketches and draught phases of architectural design process. For analyse these designers, we have used the "think aloud" protocol.
Dans cette recherche, nous tentons d'évaluer la pertinence d'une approche de simulation inverse des facteurs physiques d'ambiances dans le processus de conception en architecture et en aménagement urbain. Dans cette perspective, un outil de simulation inverse est développé et interfacé en sur-couche du logiciel de CAO AutoCAD largement utilisé dans les agences d'architectures. Il agrége les méthodes développées au Cerma ces dernières années sur la simulation inverse, de l'ensoleillement d'une part, et de la visibilité d'autre part. Dans le projet architectural ou urbain, la simulation directe solaire ou visuelle permet l'analyse d'une situation à un instant donné ou pour un point de vue donné a posteriori (après la conception d'un projet), tandis que notre démarche inverse consiste à cadrer la génération de solutions architecturales à partir des intentions d'ambiances du concepteur, et ce pour des périodes solaires et des zones de contraintes définies au début d'un projet. Les modélisations inverses de volumes de contraintes solaires et visuelles – ensembles de solutions à une contrainte donnée – ou d'uniques solutions d'ouvertures ou d'écrans sont des réponses optimales aux problèmes spatio-temporels de l'ensoleillement et de la visibilité. Ces volumes englobent l'ensemble des rayons solaires ou visuels joignant une base de contrainte (une zone à ensoleiller ou à protéger du soleil, ou un ensemble de positions potentielles d'un observateur) à une cible de contrainte (période solaire sur la "voûte solaire" ou cible visuelle du type monument, repère...). Ces volumes de contraintes sont aisément manipulables dans le modeleur géométrique. Comme les autres entités qui composent une scène numérique, il est possible de leur faire subir des opérations booléennes, des sections, des translations... Dans un premier temps, nous présentons un état de l'art de cette recherche sur les différents outils et méthodes de simulation inverse 2D puis 3D de l'ensoleillement et de la visibilité. Dans un second temps, nous développons et présentons l'outil SVR ainsi que ses applications. Enfin, nous livrons un état de l'art de quelques observations et méthodes d'observation des concepteurs à l'œuvre et nous évaluons notre logiciel par l'observation des raisonnements et comportements de onze architectes et étudiants en architecture concevant avec notre outil durant des phases d'esquisses et d'avant-projet. Pour cette évaluation, nous mettons en œuvre un protocole d'observation simultané ("think aloud protocol").
Fichier principal
Vignette du fichier
tel-00004176.pdf (12.06 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates and versions

tel-00004176 , version 1 (15-01-2004)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00004176 , version 1

Cite

Sylvain Houpert. APPROCHE INVERSE POUR LA RESOLUTION DES CONTRAINTES SOLAIRES ET VISUELLES DANS LE PROJET ARCHITECTURAL ET URBAIN, DEVELOPPEMENT ET APPLICATION DU LOGICIEL SVR. Autre [cs.OH]. Université de Nantes, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00004176⟩
586 View
2105 Download

Share

Gmail Facebook X LinkedIn More