• GALLAS Mohamed-Anis
• HALIN Gilles

Ce projet propose une méthode qui accompagne le concepteur pendant les phases conceptuelles du projet pour l'aider à dépasser la complexité de prise en compte, d'intégration et de contrôle des ambiances lumineuses. Elle lui permet de déclarer, de définir ses intentions en terme d'ambiances lumineuses et de les matérialiser à travers la proposition de configurations architecturales créant ainsi ces ambiances. Le passage de l'intention à la solution architecturale nécessite un travail d'identification et de caractérisation des différents types d'ambiances lumineuses présentes dans un cadre architectural pour créer des classes d'intentions. La méthode a été implémentée dans un dispositif d'assistance à la conception composé de deux outils distincts Day@mbiance et DaylightGen. L'outil Dayambiance (Chaabouni 2011) permet au concepteur de déclarer ses intentions en terme d'ambiances lumineuses en parcourant différentes collections d'images représentant des ambiances lumineuses et en sélectionnant celles qui correspondent à ses attentes. Chacune des images représente un ou plusieurs types d'effets de lumière naturelle. Ces images sont indexées par des mots clés possédant un poids qui varie entre 0 et 1. La sélection des images issues des différentes navigations dans Dayambiance permet de définir la valeur du poids pour chacun des mots clés. Le résultat de la sélection d'images est stocké dans une base de données. Un composant de l'outil DaylightGen va parcourir cette base de données pour sélectionner la liste des mots clés ayant le plus de poids représentant ainsi la liste des images et des effets de lumière signifiant pour le concepteur. Le résultat de cette opération est une liste de mots clés dont chacun représente un type d'effet de lumière. Cette liste représente les intentions du concepteur en terme d'ambiances lumineuses classées selon leurs importances. L'utilisateur (concepteur) doit choisir un des effets identifiés afin de lancer l'opération de génération de solution.
Le type d'effet de lumière sélectionné est caractérisé par un ensemble de fonctions appelées fonctions de fitness. Elles sont définies par une base de connaissance intégrée à l'outil DaylightGen. Ces fonctions mettent en relation des valeurs physiques qui décrivent le mode de propagation et de répartition de la lumière naturelle dans l'espace architectural. Le résultat de caractérisation des types d'effet de lumière naturelle identifiés (intentions du concepteur) permet de générer des solutions architecturales. Cette tâche fait appel à un algorithme génératif (Galapagos®), un modèle paramétrique d'un espace architectural (DaylightBox) et un moteur de simulation de la lumière naturelle (Diva-For-Rhino® intégrant le moteur de simulation Radiance®) (Jakubiec & Reinhart 2011) réalisés sous le modeleur Rhinoceros® et son éditeur d'algorithme graphique GrassHopper®. L'algorithme génératif modifie les paramètres qui caractérisent l'espace architectural afin d'atteindre un objectif déterminé par les fonctions de caractérisation des intentions. Les valeurs des paramètres physiques définissant les fonctions de caractérisation sont déterminées par le moteur de simulation. Cet ensemble permet de générer des configurations architecturales (des solutions) dont les résultats de simulations vérifient les fonctions de caractérisation des classes d'ambiances et ainsi les intentions du concepteur. Une interface de visualisation (DaylightViewer) réalisée sous le même environnement logiciel permet de trier les solutions et de récupérer leurs propriétés pour afficher une grille de configurations optimisées avec un ensemble d'annotations aidant le concepteur à faire ses choix. Le concepteur peut évaluer les propositions apportées par l'outil en réalisant des simulations photo-réalistes et vérifier si les effets produits par ces solutions correspondent à ses intentions de départ. D'autres types de simulations peuvent être réalisées aidant ainsi le concepteur à choisir et développer une ou plusieurs solutions. DaylightGen propose des fonctions itératives de modélisation paramétrique et de simulation permettant à l'utilisateur de modifier et faire évoluer les solutions sélectionnées.
Nous avons évalué la capacité d'assistance et d'intégration de l'outil DaylightGen dans un contexte de conception à travers une expérimentation réalisée avec des étudiants suivant une formation d'architecte. Cette expérimentation a permis de définir l'apport de la méthode que j'ai proposée dans des conditions réelles de conception.

Références bibliographiques:
Chaabouni, S., 2011. Voir, savoir, concevoir: une méthode d'assistance à la conception d'ambiances lumineuses par l'utilisation d'images références. Nancy, France: Institut National Polytechnique de Lorraine.
Jakubiec, J.A. & Reinhart, C.F., 2011. DIVA 2.0: Integrating daylight and thermal simulations using Rhinoceros 3D, Daysim and EnergyPlus. In Building Simulation. Sydney.