Les Ouvertures 2.0

LES OUVERTURES Vers une nouvelle méthode de conception 2.0 d’ouverture à l’aide des outils paramétriques

Ik-sou SHIN

Mémoire de fin d’études

Étudiant Ik-sou SHIN Enseignant tuteur M. Bruno PERSON École École Nationale Supérieure d’Architecture de Paris Val-de-Seine Domaine d’étude DE2 : Matérialité de l’édifice - forme / usage / technique Séminaire Enveloppes Structurelles Années 2015/2016

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SOMMAIRE

REMERCIEMENTS

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INTRODUCTION

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FENÊTRE ET OUVERTURE

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Qu’est-ce qu’une fenêtre ?

L’histoire de la fenêtre La fenêtre, entre orient et occident

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DÉLIVRANCE DE LA FAÇADE L’architecture moderne et l’apparition de la façade libre et la fenêtre en bande.

VERS UNE NOUVELLE MÉTHODE Les outils paramétriques Rhino, Grasshopper et ses add-ons Conception paramétrique - Pourquoi pas pour les ouvertures?

UNE NOUVELLE FAÇON DE CONCEVOIR UNE OUVERTURE Les éléments permanents Les contraintes extérieures à prendre en compte Les contraintes intérieures à prendre en compte Exemple de réalisation Pour aller plus loin - Projet personnel

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35 36 37 47 61 62

CONCLUSION

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ANNEXES

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Bibliographie

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REMERCIEMENTS Pour commencer, je souhaite adresser mes remerciements à mon tuteur, Bruno Person, pour sa grande disponibilité et ses précieux conseils pour la rédaction de ce mémoire.

Je remercie également mon enseignant, Robert March, qui a su décupler mon intérêt de la conception paramétrique sur Grasshopper Je tenais aussi à remercier Barthélemy Gros pour ses différentes relectures et corrections.

Enfin, j’adresse mes plus sincères remerciements à ma famille : Mes parents, ma petite sœur et tous mes proches et amis, qui m’ont accompagné, inspiré, aidé, soutenu et encouragé tout au long de la réalisation de ce mémoire.

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INTRODUCTION

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Si l’on demande à un enfant de dessiner une maison, comment la dessinera-t-il ? Elle sera sûrement en forme pentagonale avec fenêtres et portes rectangulaires. Elle pourrait également avoir une cheminée d’où sortira de la fumée. Dans un pays où nombreuses sont les tours et bars d’immeuble comme la Corée du Sud, les enfants grandissants dans cet environnement auront tendance à dessiner ce genre de bâtiments. La maison passera alors de la forme pentagonale à la forme quadrangulaire et nous assisterons à la disparition de la cheminée. Concernant les proportions, la grande porte deviendra plus petite ou sera omise. Cependant, les fenêtres resteront rectangulaires.

Même avant de pouvoir décrire le principe d’une fenêtre et d’une porte, les enfants comprennent par expérience qu’elles sont des éléments indispensables pour la maison. De fait, sur la façade d’une maison, on peut apercevoir plusieurs éléments excepté porte et fenêtres, à savoir tuyaux d’écoulement et lampes. Selon les cas, on peut apercevoir également une belle texture sur le mur de la maison. Néanmoins, il est certain que la porte et la fenêtres sont les éléments dominants qui donnent à la façade de la maison une forme particulière.

La fenêtre est un élément principal pour l’apparence de la façade. Son rôle le plus important vient de ses principales fonctions. Elle fait entrer ou sortir plusieurs éléments, comme la lumière, la chaleur, le bruit, l’air, tout ceci, de l’extérieur à l’intérieur de l’espace qu’elle couvre.

En Corée, cherchant une chambre pour habiter près de mon université, de nombreuses personnes me conseillaient de trouver une chambre bien éclairée s’orientant vers le sud. Il fallait donc trouver une chambre avec fenêtres et éviter les chambres au sous-sol. En France, les gens ont tendance à chercher davantage de soleil. Ainsi, un logement peu éclairé sera moins apprécié . Peu importe le pays d’où l’on vient, chacun a le désire de sentir le soleil dans son habitat. Ceci est lié directement à la qualité de l’espace où l’on souhaite vivre.

Ayant commencé mes études en ingénierie et continuant mes études en architecture, je garde toujours à l’esprit l’importance de l’ingénierie et des mathématiques. Cela me paraît aussi important que l’aspect artistique en architecture. Après mon arrivée en France pour continuer mes études d’architecture, j’ai eu la chance d’apprendre plus profondément la conception et le dessin paramétrique. Avec mes camarades et professeurs, en nous tournant vers l’avenir, nous étions assez convaincus du fait que l’on se trouve au milieu d’un mouvement innovateur. Si la première innovation dans le monde de l’architecture correspondait au changement dans la façon de dessiner et de partager les plans notamment à travers l’informatique et le développement de nombreux logiciels, la deuxième innovation sera le renouveau de la façon de concevoir

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Fig.1∥Dessin de maison, Ik-sou SHIN, Cahiers de poésie CE2 1992-1993

l’architecture. Les logiciels ne serviront non plus seulement à transférer le plan fait à la main au numérique (CAD : Computer-Aided Design, DAO : Dessin Assité par Ordinateur), mais permettront également à l’architecte de pouvoir concevoir des formes totalement différentes et innovantes, non-imaginable sans l’aide de ce logiciel. Grâce aux logiciels BIM (Building Information Modeling), il est possible désormais de calculer le prix et le temps de construction instantanément à chaque changement dans le projet. De plus, les logiciels paramétriques et ses add-on nous donnent la possibilité d’analyser la performance environnementale, l’ensoleillement et aussi la structure, et tout ceci en temps réel. Tous ces logiciels paramétriques (notamment BIM) nous permettent de gagner considérablement en temps et en fiabilité. Dans les années 60, quand le dessin informatique apparu au monde pour la première fois, beaucoup de personnes s’inquiétaient de la perte de main de l’architecte. Aujourd’hui, on aurait du mal à imaginer le dessin de plans sans aide informatique. Il est évident que le domaine de l’architecture va passer à une nouvelle ère. La seule question réside dans la direction que va prendre cette évolution.

Ces nouveaux outils ont donné plus de liberté dans la façon de concevoir la forme des bâtiments mais ont aussi repoussé les limites dans la complexité des structures en permettant d’élaborer et de créer des formes beaucoup plus originales. On peut constater de plus en plus autour de notre ville des bâtiments avec des formes et des structures très particulières que l’on aurait eu du mal à imaginer il y a seulement vingt ans.

Concernant la fonctionnalité de l’architecture, on peut bénéficier aussi de ces outils. La forme n’est pas seulement conçue en prenant en compte uniquement l’esthétique mais aussi en tenant compte de la fonction de l’espace. De plus, avec le développement des matériaux et des nouvelles techniques de construction, nous sommes devenus capables de transformer l’architecture qui avait pour simple fonction d’abriter les résidents. Désormais, l’architecture cherche avant tout à abriter ses mêmes résidents dans un espace fonctionnel, qui plus est, en harmonie avec son environnement. Nous pouvons donc désormais mieux prendre en compte l’écosystème pour répondre aux nouvelles problématiques du développement durable.

Cependant, la question des fenêtres et de l’ouverture d’un bâtiment reste en demeure. En effet, l’ouverture d’un bâtiment reste très importante puisqu’elle relie l’extérieur et l’intérieur à travers des éléments naturels tels que la lumière, l’air, le son. Cependant, il est également question d’éléments perçus par l’homme comme la vue. Il s’agit bien évidemment d’éléments importants pour créer un espace de vie. Néanmoins, chaque élément garde une importance variée selon l’utilisation de l’espace. Par exemple, pour la cuisine, l’ensoleillement, l’aération et la vue

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sont les éléments les plus importants. En revanche pour une salle de classe qui se déroule souvent à l’aide d’un écran, on a besoin de moins de lumière naturelle, ainsi l’isolation acoustique sera le critère le plus important. Chaque espace a une fonction différente et se doit d’avoir un moyen pour contrôler les éléments externes répondant à l’utilisation de l’espace. Le plus souvent, les éléments externes agissent non individuellement mais collectivement. Cela étant, il semble ainsi plus raisonnable d’optimiser la fonctionnalité de l’ouverture à l’aide de nouveaux outils performants. Cependant, jusqu’à présent il semble difficile de trouver de bonnes solutions à part de concevoir toutes les fenêtres en forme rectangulaires.

Ainsi pourquoi ne pas profiter des outils numériques relativement récents dans le domaine architectural pour créer des ouvertures plus performantes et plus fonctionnelles? En synergie avec l’évolution des techniques de construction, on pourra faire évoluer la forme des ouvertures d’un bâtiment, ce qui pourra peut-être changer l’apparence des façades et donc en somme l’apparence globale de la ville. Cette question est dès lors le point de départ de ce mémoire.

Dans une première partie, nous commencerons par la description de la fenêtre ou de l’ouverture dans le domaine architectural. Ensuite, nous continuerons par l’historique de la fenêtre nous permettant enfin de pouvoir expliquer la forme rectangulaire actuelle de celle-ci.

Dans une deuxième partie, nous parlerons de l’architecture moderne pour décrire le principe architectural qui a révolutionné le secteur. Nous effectuerons également une comparaison du système de fenêtre entre l’orient et l’occident pour expliquer la différence de méthode pour la création d’une fenêtre.

Dans une troisième partie, nous traiterons des outils paramétriques et de ses extensions afin de présenter l’actualité de ce domaine mais également pour introduire son grand potentiel pour le monde de l’architecture. Ainsi, la question principale de ce mémoire deviendra plus nette et précise.

La quatrième et dernière partie sera consacrée à l’explication des contraintes à prendre en compte pour l’élaboration d’une nouvelle méthode. A la fin de cette partie, quelques exemples déjà existants vous seront présentés, ainsi que des exemples plus personnels. Ceci, afin d’apporter une nouvelle vision dans la conception des ouvertures.

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J'aime ma maison

J'aime ma maison chaude L'hiver quand le vent rôde.

Le printemps y pénètre Par toutes les fenêtres Sous le soleil qui sèche, L’été, comme elle est fraîche !

Elle est douce en automne Dans le parfum des pommes Je t'aime bien, maison Souriant aux saisons.

- Louis Guillaume -

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FENÊTRE ET OUVERTURE

Qu’est-ce qu’une fenêtre ?

L’histoire de la fenêtre La fenêtre, entre orient et occident

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Fig.2∥Fenêtre ouverte à Collioure, 1905, Henri Matisse “Pour mon sentiment, l’espace ne fait qu’un depuis l’horizon jusqu’à l’intérieur de ma chambre-atelier et le bateau qui passe, vit dans le même espace que les objets familiers autour de moi et le mur de la fenêtre ne créent pas deux mondes différents” - Henri Matisse

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Qu’est-ce qu’une fenêtre ?

L’ouverture d’un bâtiment est le seul élément qui autorise la communication entre l’intérieur et l’extérieur d’un espace fermé. La porte sert au passage de l’habitant quant à la fenêtre, elle est spécialement placée pour le passage des éléments environnementaux et sensoriels.

Du point de vue de l’habitant qui se place à l’intérieur d’un habitat, l’ouverture amène la lumière et la chaleur naturelle du soleil et permet la circulation de l’air entre l’extérieur et l’intérieur. De plus, grâce à l’ouverture, une vue se dégage de l’intérieur et permet d’entendre les bruits venants de l’extérieur permettant de savoir ce qu’il se passe à l’extérieur. Par exemple, une fête se déroule dans le jardin, la fenêtre nous permettra donc de sentir la bonne odeur du barbecue sans le voir directement. De plus, en étendant son bras à l’extérieur de la fenêtre, on peut sentir la chaleur du soleil par beau temps et inversement la pluie fraîche par mauvais temps. Ainsi, on peut affirmer que la fenêtre est un élément qui relie directement ou indirectement l’habitant, se trouvant à l’intérieur, à l’environnement extérieur.

A l’inverse, la fenêtre relie extérieur à intérieur, on peut aussi appeler quelqu’un de l’extérieur vers l’intérieur. On peut aussi entendre, de la fenêtre, les bruits provenant de la maison ou apercevoir les mouvements des habitants. On peut, également, communiquer à distance, à travers la fenêtre, par des gestes ou oralement.

Aujourd’hui, les ouvertures comme les portes et fenêtres ne sont pas seulement fonctionnelles mais se doivent aussi d’être esthétiques. Selon la taille, la proportion, la position ou la couleur et la façon de les décorer, l’aspect d’une fenêtre ou même du bâtiment entier peut changer radicalement. On peut facilement le vérifier en observant les changements de forme d’une fenêtre d’une culture à une autre et par des changements de styles selon la période historique.

Il n’est guère imaginable de vivre dans un espace sans fenêtre, même si des exceptions subsistent. Dans un logement, une ouverture semble indispensable, sa taille et sa position doivent être considérées attentivement. L’ensoleillement, l’aération et l’isolation sonore sont des éléments à prendre en compte à part entière mais entre tous ces éléments, l’ensoleillement est le critère le plus important. C’est pourquoi, il est nécessaire de bien orienter l’ouverture pour optimiser son efficacité. Cela équivaut également pour les bureaux d’entreprise. Dans tous les cas, l’ouverture est un dispositif d’une importance primordiale qui détermine la qualité de l’espace intérieur relié avec l’extérieur. Tous les étudiants en architecture en apprennent l’importance de cet aspect-là au cours de leurs études.

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Fig.3∥Grotte dans une roche calcaire source : www.popco.net la première fenêtre de l’être-humain.

L’histoire de la fenêtre Il est nécessaire d’introduire l’histoire de la fenêtre pour mieux comprendre le sujet de ce mémoire. Comment a-t-elle évolué jusqu’à aujourd’hui? Sa forme et sa fonction sont-elles restées identique à travers les époques?

Une fenêtre se définie et existe par le fait de connecter un espace intérieur et extérieur.

Au commencement de l’ère humaine, les hommes vivaient dans des grottes. Dans les temps préhistorique, les êtres humains se protégeaient dans ces dernières, allumant des feux pour lutter contre le froid, les intempéries et les animaux sauvages rôdant à l’extérieur. On peut observer sa fonctionnalité d’alors, par les peintures rupestres qui sont arrivées jusqu’à notre ère.

Les êtres humains ont su trouver un abri pour se protéger de la nature. Bien que la grotte ne soit pas une construction humaine, on peut la considérer comme son tout premier habitat dans l’histoire. Il est fort probable que des ouvertures faisaient alors office de fenêtre. Par exemple, une brèche entre des roches ou des trous s’ouvrant vers l’extérieur. Ce n’étaient pas des dispositifs conçus par l’être humain mais, servant comme ouverture, qui ont imprégné l’image de la fenêtre dans son ADN. Au cours du temps et de son développement, l’être humain est sorti de sa grotte et a commencé à construire des habitations par ses propres moyens. La première ouverture de ces habitats se trouve être bien sûr la porte qui autorise la circulation entre l’extérieur et l’intérieur. La porte est devenue donc le premier et seul passage qui fonctionne comme connexion entre l’intérieur et l’extérieur. Avec les débuts de l’agriculture, l’être humain a évolué de nomade à sédentaire. Ce changement a aussi affecté la vision de l’habitat puisqu’à l’époque nomade il s’agissait uniquement d’avoir un abri pour une courte période. Désormais, étant nomade, l’homme a eu besoin d’un endroit où il pouvait rester durablement et même, si possible, vivre plus confortablement. Accueillir le soleil dans son habitat est donc devenu important. La création d’une ouverture est devenue alors nécessaire pour permettre à l’air de mieux circuler améliorant ainsi le confort à l’intérieur même de l’habitat.

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Fig.4∥Maison occidentale, maison éclusière du site de l'écluse 07 du versant Seine à La Collancelle Fig.5∥Maison coréenne, Sim Gum Dang, Yeoju, Corée du Sud

La fenêtre, entre orient et occident En occident, le principal matériau pour la construction d’une fenêtre fut la pierre. On utilisait aussi du bois pour la structure du toit ou pour la décoration, mais seulement de manière ponctuelle. La pierre était le matériau le plus répandu dans l’architecture occidentale. Pour placer une baie, afin de mettre une fenêtre, on laissait une place dans le mur et posait un linteau.

On pouvait donc continuer de monter le mur sur la partie supérieure de la baie. Le linteau était un élément essentiel pour résister au lourd poids des pierres se trouvant au-dessus des ouvertures. Le linteau se devait alors d’être plus long que la largeur de l’ouverture. Bien évidemment, il y avait une limite de longueur possible pour le linteau, ce qui dans le même temps limitait la largeur des ouvertures. Pour avoir une plus longue largeur, le linteau devrait être plus épais. Ceci n’était pas facile à réaliser et moins esthétique en proportion. Ainsi, dans l’architecture occidentale, les fenêtres avaient tendance à s’agrandir de manière verticale.

En revanche, dans les pays orientaux, le bois était le matériau principal qui permettait une construction par assemblage. Le principe n’était pas de créer des murs structurels mais plutôt de mettre des gros poteaux en bois pour soutenir le toit qui souvent était grand. Pour cette raison, dans les pays orientaux, depuis très tôt, le mur était déjà libéré de la structure et les personnes qui construisaient les maisons pouvaient plus facilement réfléchir à comment placer une ouverture en créant un mur entre deux poteaux. Selon l’utilisation il existait même des bâtiments sans mur qui donnaient de grands espaces ouverts. C’est la raison pour laquelle, dans les pays orientaux, la question posée par rapport au soleil fut l’inverse de celle posée dans les pays occidentaux. Les bâtiments avaient souvent trop de soleil et il était nécessaire d’empêcher une surchauffe à l’intérieur. L’avant-toit prolongé vers l’extérieur était une solution optimale puisqu’il permettait d’avoir plus d’ombre en été et permettait aux rayons de soleil (ce dernier passant plus bas) d’atteindre le fond de la chambre en hiver. De plus, le principe de remplir un mur au lieu d’y percer une ouverture, a permis le développement de plusieurs genres de persiennage traditionnels, spécialement en Chine et en Corée. Au Japon, la nature était davantage présente dans le champ de vision de l’habitat grâce à une sensation d’ouverture, via la technique de l’assemblage du bois, qui permettait ainsi de pouvoir apprécier la nature depuis l’intérieur de la maison.

Concernant la création d’une ouverture dans un mur, l’histoire de l’architecture occidentale se résume à la lutte pour créer un trou et l’élargir, quant à l’histoire de l’architecture orientale la question concernait plutôt l’espacement entre deux poteaux afin de créer un mur et de laisser une partie disponible pour une fenêtre.

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Fig.6∥ECC(Ewha Campus Complex), 2008, Dominique Pérrault, Université pour femmes Ewha, Séoul, Corée du Sud

DÉLIVRANCE DE LA FAÇADE L’architecture moderne et l’apparition de la façade libre et la fenêtre en bande

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l’architecture moderne et l’apparition de la façade libre et la fenêtre en bande Au 20ème siècle, l’architecture entre dans une nouvelle ère. L’invention du béton armé a rendu possible une nouvelle méthode de construction. Le Corbusier est le pionnier qui a mené cette révolution. En effet “dès 1927, Le Corbusier définit les cinq éléments pour une architecture moderne : Les pilotis, Le plan libre, La fenêtre en longueur, La façade libre et Le toit-jardin1”. Plus tard, ces éléments exerceront une grande influence sur l’architecture du 20ème siècle. Entre autres, le plan libre, qui a amené la fenêtre en bande, a surtout innové la façon de concevoir une fenêtre. La façade, une fois délivrée, peut accueillir toutes les formes de fenêtres et ouvertures.

Par ce changement, il devient possible désormais de faire entrer plus de soleil. Egalement, il devient possible d’agrandir la vue de l’intérieur vers l’extérieur afin d’améliorer l’espace de vie.

La fenêtre n’est plus seulement un dispositif coincé entre deux murs structurels limité par la largeur du linteau. Libéré de ses contraintes, elle peut désormais être conçue selon sa véritable fonction et amène une question : Quelle doit être la forme optimale d’une fenêtre?

Jusqu’au début du 20ème siècle, les ouvertures dans l’architecture occidentale avaient une limite, celle de ne pas pouvoir s’étendre en largeur. Elles se devaient donc d’être fortement agrandies, ce qui apportait aux ouvertures une proportion inégale et particulière. Cependant, après l’apparition de la façade libre, les contraintes se sont amoindries. L’histoire des recherches pour des ouvertures plus larges se termina avec succès. De cette façon la fenêtre a pu se rapprocher de sa principale fonction. Avec l’évolution des techniques de construction, on peut voir ces derniers temps des bâtiments couverts de mur-rideau qui permettent de faire entrer davantage de lumière vers l’intérieur. Ainsi, Le manque de soleil et ainsi de lumière n’est plus un défi à surmonter pour l’architecture contemporaine.

Au contraire, il n’est plus nécessaire de s’efforcer à faire entrer le plus de lumière possible. Chaque espace a sa propre façon de se relier avec l’environnement. Pour des bureaux, une ambiance claire et ouverte peut être requise mais pour un logement privatif, l’ensoleillement, l’aération et l’intimité sont des critères très importants. C’est la raison pour laquelle les ouvertures doivent être dessinées avec soin notamment pour la taille qui est déterminée à l’avance.

Néanmoins, la fonction de la fenêtre n’est pas que de faire rentrer le soleil dans l’habitat.

Un soleil brillant et chaleureux, un vent rafraîchissant, des bruits animant l’ambiance, et une vue magnifique, tout cet environnement extérieur rentre à l’intérieur par l’ouverture. Cependant, la qualité de vie dans l’habitat ne dépend pas que de ces critères. Dès lors, de l’ombre en été sera apprécié ainsi que du calme pendant la nuit ou la sieste. Egalement, être protégé du froid en hiver et avoir de l’intimité doivent être comptés.

1. http://usine.duval.free.fr/mieux_comprendre_le_corbusier.htm

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Fig.7∥Ancien siège de l’entreprise Gong Gan(공간空間), Séoul, Corée du Sud On peut constater une grande différence de transparence entre l’ancien partie à gauche et la nouvelle à droite couvert en mur-rideau.

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Fig.8âˆĽUbiquitous Urbanism, Nonstandardstudio source : www.pinterest.com

VERS UNE NOUVELLE MÉTHODE Les outils paramétriques Rhino, Grasshopper et ses add-ons Conception paramétrique - Pourquoi pas pour les ouvertures?

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Fig.9âˆĽParametric Tower Design, Poria Abaci source : worldarchitecture.org

Les outils paramétriques De nos jours, l’architecte est devenue seul maître dans la conception de l’ouverture des espaces. Nombreux sont les architectes à avoir tenté de donner un aspect particulier à la façade de leurs œuvres. L’ont-ils fait au détriment de la fonctionnalité des ouvertures ou ont-ils cherché, dans le même temps, à développer leurs potentiels?

Actuellement, l’architecture est en pleine transformation. Le développement informatique et la croissance des outils numériques dans le domaine architectural ont accru le potentiel de l’architecture pour l’avenir. L’ordinateur n’est plus seulement un outil pour passer du dessin manuel au dessin numérique mais est aussi devenu un instrument pouvant inspirer l’architecte dès l’étape de la conception. Par ces outils paramétriques, on peut désormais élaborer des ouvrages avec des formes et structures complexes et originales qu’on ne pouvait pas imaginer il y a de cela des dizaines d’années.

Par exemple, les formes libres que l’on peut voir dans les œuvres de Zaha Hadid ou Frank Gehry étaient inimaginables dans les années 1980. Non seulement pour la forme mais aussi pour les calculs structurels et davantage pour la construction. Pour la création de ces formes relativement récentes, les outils numériques et paramétriques ont joué un rôle primordial.

Lorsque l’on pense à l’étape de la conception, le potentiel des outils paramétriques devient beaucoup plus important. Il suffit d’observer quelques images conceptuelles pour imaginer un monde nouveau qui sera le nôtre dans quelques décennies. Ce qui est certain, c’est que tous ces développements techniques, que l’on peut qualifier de prodigieux, présents dans le monde de l’architecture seraient impossibles sans le développement des outils numériques et paramétriques.

Fig.10∥Nuragic and Contemporary Art Museum in Cagliari, Italy by Zaha Hadid Achitects source : http://www.zaha-hadid.com/

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Fig.11∥Jellyfish House, IwamotoScott Architecture with proces2 source : http://www.flickr.com

Rhino, Grasshopper et ses add-ons Le logiciel paramétrique le plus répandu dans le domaine architectural est sûrement Grasshopper, un add-on de Rhinoceros, un logiciel de dessin 3D. Grasshopper n’est disponible qu’en couplage avec Rhinoceros. Sur le logiciel Grasshopper, le concepteur élabore l’algorithme en reliant des boîtes qui contiennent chacun une fonction. Les boîtes sont relativement simples et intuitives par rapport aux autres langages numériques et le résultat apparaît instantanément sur l’écran de Rhinoceros. Cela permet au concepteur de recevoir un feed-back très rapide afin de pouvoir vérifier et d’optimiser son algorithme plus efficacement.

Le potentiel de Grasshopper va encore plus loin. Non seulement Il fournit de nombreuses fonctions mathématiques et géométriques, mais également, il contient des générateurs comme Voronoi ou Galapagos qui nous permettent d’accélérer le processus de conception. De plus, il peut adapter plusieurs add-ons afin d’exécuter des fonctions plus précises et complexes. Les développeurs du monde entier développent des add-ons et innovent encore Grasshopper dans le système open-source. Il y a Kangaroo et Karamba pour les analyses structurelles, Geco et Ladybug+Honeybee pour les analyses environnementales, RhinoVAULT pour la génération de voûtes et structures et encore beaucoup d’autres add-ons performantes. Il y a des centaines d’add-ons sur le site Food4Rhino, ici, on peut les télécharger, partager des avis ou encore poser des questions. Les développeurs publient une explication de l’add-on et reçoivent des feed-back pour l’améliorer et la mettre à jour.

Les add-ons deviennent de plus en plus répandus et leurs développements s’accélèrent.

Plusieurs agences ont déjà introduits ces nouveaux outils paramétriques pour les conceptions les plus innovantes.

Cependant, concernant la conception paramétrique, il ne s’agit pas uniquement d’imaginer des formes fluides pour donner un aspect spécial et joli. Le principe de cette méthode ne s’applique pas à la forme finale mais sur le processus de la conception. Elle est souvent basée sur des théories mathématiques et géométriques et nous permet de créer suffisamment de formes en lignes droites mais, bien sûr, aussi des formes fluides pour lesquelles on avait du mal à se représenter leurs formes et à analyser leurs structures.

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Fig.12∥Involution, savannah GEORGIA source : http://harropdesign.com/

Conception paramétrique Pourquoi pas pour les ouvertures?

La fenêtre en bande qui était présentée pour la première fois au public par Le Corbusier était assez innovante, en a étonné plus d’un, allant même jusqu’à en choquer certain. Nos contemporains sont habitués aux fenêtres en longueur. Cependant, à l’époque de Le Corbusier, dans l’esprit commun, une fenêtre se devait d’être toujours de forme verticale. Des proportions différentes n’étaient pas acceptables pour de nombreuses personnes. Ainsi, la fenêtre en bande a subi de nombreuses critiques. On peut clairement le constater dans le débat entre Perret et Le Corbusier.

Une fois qu’une forme s’est imposée au public, il n’est pas facile d’en faire accepter une nouvelle, complètement différente de la précédente. La Tour Eiffel considérée aujourd’hui et depuis de nombreuses décennies comme le symbole de Paris était pourtant critiquée par plusieurs intellectuels de l’époque, avant et pendant sa construction mais aussi après son inauguration. Pour accepter les révolutions coperniciennes, il faut parfois accepter de faire des sacrifices.

Cependant, la conception et création à l’aide des outils paramétriques ne sont plus une révolution copernicienne car elle date déjà de quelques décennies. Il y a beaucoup d’ouvrages avec des formes fluides qui sont entrés dans notre vie quotidienne. Les citoyens ont commencé à s’y habituer et au cours du temps ont accepté ces changements visuels. Il est sûr que les ouvrages en forme informel créent sans réflexion, fabriqués uniquement pour donner une belle image se doivent d’être critiqués.

Néanmoins, n’est-il pas le bon moment pour réfléchir au fait de pouvoir justifier les formes en boîte qui sont un stéréotype accolé à la forme d’un immeuble? Pour améliorer la fonctionnalité d’un immeuble, il semble plus cohérent qu’il ne soit pas en forme de boîte. Par exemple, en considérant l’influence du vent, il est plus judicieux pour un immeuble d’avoir une façade fluide au lieu d’être en face droite ce qui a pour effet de bloquer le vent.

En observant autour de nous, pratiquement toutes les fenêtres sont rectangulaires. Même dans les œuvres en forme fluide, comme si les fenêtres étaient des éléments de décoration.

Cela est peut-être dû à un stéréotype : une fenêtre est un trou, de forme rectangulaire, percé sur un mur. On peut le constater facilement dans un logiciel utilisé quotidiennement par des millions de personnes. Quand Microsoft a présenté son nouveau système d’exploitation pour la première fois en 1983, au lieu de garder son nom de code, Interface Manager, un nouveau nom a été retenu pour la raison suivante : il décrivait mieux le caractère du système d’exploitation. L’inno-

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vation de ce système fut l’introduction de zones, de forme rectangulaire, facilitant l’utilisation. Dès lors, il n’y avait plus utilité à taper des commandes en langage informatique à chaque utilisation. Le nouveau nom était né : Windows, signifiant fenêtres en français. Cet exemple est typique de la perception qu’ont nos contemporains de la forme d’une fenêtre.

L’invention du béton armé à la fin du 19 ème siècle a libéré la façade du bâtiment en permettant de nouvelles structures, quant aux outils paramétriques, ils sont en train d’ouvrir de nouvelles possibilités, non seulement pour la forme mais aussi pour la structure devenant complètement innovante. Les problèmes structurels se règlent et, au fur et à mesure du développement des matériaux et techniques, les formes des immeubles n’auront plus aucune raison de rester en forme de boîte. Ce mouvement architectural peut être considéré comme un effort de se rapprocher au plus près de la fonction principale d’un immeuble. De la même manière, on peut prévoir que les formes des ouvertures vont suivre ce changement en faisant évoluer ses formes actuellement simplement carrées.

Il est grand temps d’imaginer une nouvelle méthode de conception pour les ouvertures et notamment ce, à l’aide des outils paramétriques.

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Fig.13∥Maison Dansante, 1996, Frank Gehry Des fenêtre toujours rectangulaires, tout droites insérées sur un mur en forme fluide

Fig.38âˆĽDes bulles (Bubbles), Mila Plum's source : www.facebook.com

UNE NOUVELLE FAÇON DE CONCEVOIR UNE OUVERTURE Les éléments permanents Les contraintes extérieures à prendre en compte Les contraintes intérieures à prendre en compte Exemples de réalisations Pour aller plus loin - Projets personnels

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Les éléments permanents Dans l’histoire de l’architecture, on peut observer différents styles. La forme principale, les matériaux et aussi leurs façons d’être utilisées ont évolué au cours de l’histoire. Toutefois il y a quelques éléments qui restent les mêmes et qui ne vont pas évoluer à l’avenir. <Le soleil> Le premier élément est le soleil, la source primitive de toute énergie sur terre. Le soleil qui est âgé d’à peu près 4,5 milliards d’années va encore perdurer pour 10,9 milliard d’années.

Certes, la terre ne demeurera pas une planète vivable plus de 700 millions d’années du fait de l’expansion du soleil. De plus, Il y a un risque que cette période se raccourcit de par le réchauffement climatique dû à l’activité humaine. Cependant, « l’espérance de vie » du Soleil est d’encore de 10 milliard d’années. Ainsi, il éclairera notre planète durant toute cette période et continuera d’apporter sur la terre le jour et la nuit. Par conséquent, l’importance de la gestion de la lumière du soleil sera toujours d’actualité dans le futur. <L’air> L’homme ne peut vivre sans oxygène. Les éléments de l’atmosphère ne vont pas changer brutalement et le pourcentage idéal d’oxygène dans l’air nécessaire à la vie sera le même dans des milliers d’années. La nécessité de vivre sous une atmosphère propre sera constante. Il y aura sûrement des dispositifs pour purifier l’air et augmenter le taux d’oxygène, cependant l’air frais naturel venu de l’atmosphère ne sera pas substituable à l’infini. <La perception> Le dernier élément est la perception humaine. Ainsi, l’habitat existe de par le fait que l’homme y réside. Dès lors, le but ultime de l’architecte est de créer un espace optimal pour le résidant. Pour créer un espace agréable, il est indispensable de penser à plusieurs choses, à savoir, l’ambiance sonore, l’aération, l’insolation et essentiellement l’esthétique de l’habitat.

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Les contraintes extérieures à prendre en compte Dans l’esprit commun, la fenêtre a toujours été de forme rectangulaire. Dans l’histoire de la fenêtre, la période où la façade s’est libérée de sa structure est relativement très récente. Elle est restée la majorité du temps une ouverture carrée sur la façade d’un immeuble. Malgré cette libération, cette notion est toujours très présente dans l’esprit des architectes contemporains.

Néanmoins, à l’aide du développement des outils numériques, on peut chercher à optimiser la fonctionnalité des ouvertures. En conséquence, on pourra désormais décider de leurs formes en fonction de leurs fonctions.

Quels sont les conditions ou éléments que l’on doit prendre en compte pour concevoir une ouverture? Une chose qui doit être pensé est le fait qu’une ouverture est le seul passage qui relie l’intérieur avec le monde extérieur. Par ce passage, la lumière, l’air, le son, le chaud et le froid, l’humidité pénètrent et sortent d’un côté à l’autre. L’élément qui les relie ensemble est l’ouverture quand l’élément qui les divise est la fenêtre fermée qui est souvent fabriquée avec du matériau transparent comme le verre. Sa fonction principale est de bloquer ou de faire passer les éléments cités précédemment en les filtrant.

A cause de son ouverture et de son matériau à haute conductibilité par rapport au mur, la fenêtre fermée laisse traverser beaucoup plus facilement tous les éléments de l’environnement.

Il est vrai que l’on peut entendre les bruits à travers un mur sans ouverture et le froid peut y pénétrer également, cependant il est certain que la fenêtre ou l’ouverture d’un mur sera beaucoup moins performant en terme d’isolation de ces mêmes éléments. C’est pour cette raison que l’on doit penser l’ouverture comme seul passage entre les deux côtés.

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Analyse de soleil Contrainte : région Projet personnel chambre : 4m(L)*4m(W)*3m(H)

<Le soleil> Comme cité précédemment, le soleil, qui est le premier élément, nous fournit deux éléments importants : la lumière et la chaleur. La lumière a toujours éclairé l’intérieur des espaces au cours de l’histoire. Il jouait particulièrement un rôle important avant l’invention de la lumière artificielle. Néanmoins, il reste toujours important puisque la lumière naturelle a bien des avantages comparé à la lumière artificielle. La chaleur aussi a toujours été très importante pour créer une place bien réchauffée et agréable près des ouvertures. Le soleil se lève et se couche quotidiennement mais l’heure et la position du levé et du couché varient chaque jours selon une règle naturelle. Cette règle vient de la rotation et révolution de la terre autour du soleil. Cependant, l’axe de rotation de la terre est connu, aussi, il est penché de 23.5 dégrés, ceci nous permet de facilement prévoir les mouvements du soleil. Les seules choses qui peuvent empêcher ces prévisions sont, premièrement, le ciel qui parfois peut entièrement cacher le soleil et deuxièmement, des éléments naturels comme des arbres ou encore des structures humaines comme des bâtiments qui peuvent empêcher le soleil d’atteindre la fenêtre. Néanmoins ces éléments, humains ou naturels, peuvent être considérés comme des contraintes. Ainsi, il sera possible de les intégrer dans la modélisation et l’analyse du projet.

Le chemin de soleil régulier nous permet de concevoir un cadran solaire numérique. Tous les 20m l’ombre change sa forme selon le passage du soleil.

Fig.15∥Cadran solaire numérique, 2015, mojoptix source : http://www.mojoptix.com/

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Fig.16∥Summer Breeze, 1995, Alice-Dalton-Brown source : http://www.alicedaltonbrown.net/ lumière, couleur, chaleur, fraîcheur, bruit, mouvement et vent

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<L’air> L’air doit également être pris en compte. L’atmosphère est toujours présente autour de nous dans un même espace mais sa qualité n’est pas assurée tant qu’elle n’est pas renouvelée continuellement. Ceci étant, l’aération est très importante. Pour augmenter l’efficacité de l’aération, la hauteur et position de l’ouverture doit être soigneusement choisie en prenant en considération la convection de l’air. De plus, le vent, venant de l’extérieur, doit être considéré quand la façade extérieure s’oriente vers la direction du vent. Dans ce cas-là, il sera plus cohérent de réduire la taille de l’ouverture. Dans des bâtiments de très grande taille comme les gratte-ciels, sauf exception, beaucoup de lumière pénètre par la façade. Cependant, les fenêtres ne peuvent pas s’ouvrir vers l’extérieur à cause d’un vent trop puissant dû à la haute altitude. Dans ce cas-là, l’aération doit s’exécuter par la ventilation intérieure. <Le bruit> Le troisième élément est le bruit. Le calme est une qualité très demandée pour un logement. Certes, le bruit amène parfois ambiance vivante très appréciable mais un bruit trop excessif peut diminuer la qualité de vie. En effet, quand un logement est prévu d’être construit à côté d’une route ou d’une place très dynamique avec beaucoup de passages, il est nécessaire de réduire la taille des fenêtres. La communication entre l’intérieur et l’extérieur est importante mais une ambiance trop bruyante deviendra vite invivable. La fonction ultime de la fenêtre est de faire passer les sons mais aussi de les bloquer. <La pluie> Le contrôle du quatrième élément, l’humidité est indispensable pour une ambiance confortable. De plus, il est important de protéger l’intérieur de la pluie. Naturellement, la pluie tombe perpendiculairement vers le sol de par la gravité. La pluie est souvent accompagnée du vent et il n’est pas rare que des gouttes se dirigent vers l’intérieur de l’habitat. De plus, l’eau peut s’accumuler en coulant le long d’un mur et faire augmenter la quantité d’eau présente près de l’ouverture. Généralement, la fenêtre isole bien la pluie, cependant, on peut tout de même penser à améliorer le fonctionnement de l’ouverture afin de permettre, même quand il pleut, de laisser la fenêtre ouverte sans connaître le risque de faire pénétrer de l’eau à l’intérieur.

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<La vue> Le cinquième élément est la vue. Une vue ouverte sur l’extérieur nous donnera une sensation plus forte, plus directe, et nous donnera la sensation d’être connectés avec l’environnement extérieur. Elle permettra non seulement une connexion de l’intérieur vers l’extérieur mais également l’inverse. Par exemple, prenons une boutique qui se situe au rez-de-chaussée, la vue de l’extérieur vers l’intérieur sera le facteur le plus important d’un point de vue commercial.

C’est-à-dire, qu’il sera primordial d’exposer à la vue des passants l’intérieur de la boutique un maximum. Au contraire, pour un logement privé, il sera préférable de réduire la transparence de la façade pour des questions d’intimités.

La vue varie également en fonction de la hauteur des façades. Généralement, il est plus facile de voir l’intérieur de l’habitat d’en face quand on est plus haut que ce dernier. Il est donc important de connaître la situation aux alentours du bâtiment à savoir : la hauteur et distance et même l’orientation des autres bâtiments. Une fois certain qu’on est plus haut que les autres bâtiments, il sera plus aisé d’ouvrir les façades des étages supérieurs aux autres bâtiments.

La vue de l’extérieur vers l’intérieur atteint l’intimité du résidant en question quant à la vue de l’intérieur à l’extérieur, elle atteint directement l’émotion de l’habitant. La raison pour laquelle la vue est très importante est due à son influence considérable sur l’émotion humaine. Même dans le cas d’une chambre bien éclairée et bien aérée, l’absence d’ouverture permettant de voir le paysage extérieur rendra la vie de l’habitant particulièrement difficile.

Ainsi, le film « Equilibrium » pourrait être un bon exemple. L’histoire du film met en scène la citadelle Libria dans les années 2070 où les émotions sont strictement contrôlées. Les citoyens ont inconsciemment la nécessité de prendre une drogue appelée le Prozium qui a pour effet d’effacer leurs émotions. Tout ce qui est considéré comme pouvant susciter une sensation est strictement interdit. Les personnes chargées de la surveillance des habitants sont appelés les clercs, ils ont pour mission de poursuivre les rebelles et de détruire tout objet interdit. Dans ce monde, le principal dispositif mis en place pour supprimer l’émotion des citoyens est bien sûr le Prozium comme vu précédemment. Cependant, on peut constater quelques détails supplémentaires. Dans les espaces intérieurs de la citadelle Libria, il y a peu de fenêtres. Aussi, les personnes vivent dans des appartements futuristes éclairés principalement par de la lumière artificielle. Une fois réveillé après avoir fait un mauvais rêve, le personnage principal, John Preston perçoit une lumière traversant la vitre opaque de sa chambre. Attiré par cette lumière, il s’approche de la fenêtre et commence à la gratter pour enlever la couche opaque jusqu’au moment

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Fig.17â&#x2C6;¥Equilibrium, 2002, Kurt Wimmer

où il remarque un merveilleux levé de soleil. Cette scène le touche très fortement et lui donne conscience qu’il peut refuser de prendre ses doses de Prozium. L’émotion étouffée de John Preston ressuscite rapidement et l’amène à provoquer une rébellion.

Cet exemple nous montre entre autres que la vue de l’environnement extérieur via la fenêtre d’un habitat est primordiale dans la psychologie humaine. C’est également la raison pour laquelle les chambres d’hôtel ou autre logements avec une vue importante sont souvent valorisés et affichent des prix plus élevés que des appartements ou chambres sans belles ou grandes vues. Il existe aussi des contraintes que l’architecte doit prendre en compte pour assurer l’ensoleillement et dégager une vue pour des logements ou bureaux. En Corée, il existe un type de logement appelé « Goshiwon(고시원考試院) » présentant des chambres sans fenêtre ouvertes vers l’extérieur. Ces chambres sont considérées comme étant défavorisées. Il y est déconseillé d’y vivre longtemps sous peine de fragiliser son équilibre psychique. Ainsi avoir une vue ouverte dans son habitat apparaît comme essentiel.

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Fig.18∥Jeune Fille à la Fenêtre, 1925, Salvador dali

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Les contraintes intérieures à prendre en compte Il est également important de comprendre les éléments internes pour concevoir une ouverture, ils sont : <La taille> Premièrement, la taille de l’ouverture. Trouver la taille de l’ouverture la plus convenable sur une façade est essentiel pour créer un espace de vie plus confortable. Avant l’apparition de l’architecture moderne, les architectes ont poursuivi un but, celui d’élargir les fenêtres. Grâce à l’invention du béton armé et d’une nouvelle méthode de structure, tous les problèmes se sont dénoués instantanément. Au contraire, il est même devenu nécessaire de limiter la surface de l’ouverture afin de contrôler les effets du soleil, le bruit, la chaleur et le froid mais aussi la vue. On peut ainsi dire que le manque a cédé sa place à l’excès en voulant surmonter cet obstacle.

Analyse de soleil Contrainte : taille de la fenêtre Projet personnel Paris : 48.857 , 2.352 (GMT+1:00) chambre : 4m(L)*4m(W)*3m(H)

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<La proportion> Le deuxième élément est la proportion. L’ouverture peut avoir plusieurs formes en gardant la même superficie. Prenons en exemple la forme rectangulaire, la forme la plus générale. Il peut y avoir deux types de rectangle, c’est-à-dire, verticale et horizontale. Le premier à l’avantage d’attirer davantage de lumière. “De plus, la fenêtre verticale se découpe dans le paysage un cadre de la plus grande profondeur perspective ainsi que d’une large variété et gradation dimensionnelle, chromatique ou lumineuse2” Elle permet également d’avoir une vue plus profonde au cas qu’elle touche le sol. En revanche la fenêtre horizontale amène une expérience différente. Elle apporte une vue panoramique mais coupe la partie supérieure et inférieure de notre vue. La première fois que Le Corbusier a présenté sa nouvelle fenêtre en bande, il y avait alors un grand débat entre ce dernier et M.Auguste Perret. Aujourd’hui, il n’est plus utile de débattre sur ce sujet. Le plus important réside dans la compréhension de ces deux types de proportion qui ont chacun leurs propres particularités avec leurs points forts et points faibles nous permettant de choisir la forme de l’ouverture en fonction de la situation.

Analyse de soleil Contrainte : proportion de la fenêtre Projet personnel Paris : 48.857 , 2.352 (GMT+1:00) chambre : 4m(L)*4m(W)*3m(H) 2. DEPLAZES Andrea (2008), Construire l’Architecture du Matériau brut à l’édifice (2e édition), p208, Birkhäuser, ISBN : 978-3-03821-453-3

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<La position> Troisième particularité, la position. La position de l’ouverture peut tout changer même si la taille et la proportion de cette dernière restent les mêmes. Si l’ouverture est de forme horizontale, qu’elle sera sa hauteur idéale? Si elle est placée proche du plafond, la lumière, le bruit et l’air pourront passer. Cependant la vue sera limitée, sauf si l’ouverture est dirigée vers le ciel. De plus, la lumière naturelle pourra pénétrer dans l’habitat plus profondément. Dans le cas contraire, si la fenêtre horizontale est plus proche du sol, peu de lumière atteindra l’intérieur et la vue sera délimitée vers le bas.

Le principe est le même pour l’ouverture en forme verticale. Dans une chambre orientée vers le sud, quand on met une ouverture du côté est de la façade, la lumière du lever du soleil pénétrera dans toute la chambre quant à la lumière du coucher du soleil, elle éclairera que le mur de l’est. Par contre, quand on place l’ouverture à l’autre côté, à savoir, au côté ouest de la façade, la lumière bleue du matin illuminera le mur de l’ouest et la lumière rouge du soir entrera dans toute la chambre. Choisir la bonne position d’une ouverture est si important qu’il doit être exécuté avec soin selon la fonction de l’espace.

Fig.19∥Blade Runner, 1982, Ridley Scott L’ouverture horizontale en haute position permet de faire passer la lumière mais pas la vue.

Analyse de soleil Contrainte : position de la fenêtre Projet personnel Paris : 48.857 , 2.352 (GMT+1:00) chambre : 4m(L)*4m(W)*3m(H)

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<La section du mur> Quatrième élément, la section du mur. En effet, le mur également joue un rôle important dans la conception de l’ouverture. Son épaisseur détermine la profondeur de l’ouverture. Deux ouvertures de même taille chacune percée sur une planche en bois et sur un mur en béton massif nous donnera une impression largement différente. C’est par la section du mur que l’on peut s’apercevoir de l’épaisseur de l’ouverture. On peut la constater par sa couleur ou texture mais aussi par la lumière et ombre qui varient fréquemment.

Généralement, l’épaisseur d’un mur extérieur mesure près de 30 centimètres. Cette épaisseur est suffisamment large pour influencer le caractère de l’ouverture. Quand l’ouverture en carré mesure 30cm sur 30cm, on peut alors imaginer un cube transparent dont chaque côté mesure 30cm inséré au plein milieu du mur. Cela n’est plus un carré percé sur une surface mais un petit espace. Ce point de vue permet, pendant la conception d’une ouverture, d’imaginer un axe supplémentaire .

Quand l’ouverture s’élargit, l’influence de ce nouvel axe, à savoir, l’épaisseur du mur diminue. Pourtant son utilité ne s’arrête pas là pour autant. Particulièrement concernant les éléments avec un caractère linéaire comme la lumière ou la vue. Ce nouvel axe pourra, dès lors, jouer un rôle inestimable. En contrôlant la forme de la section du mur ou de l’ouverture, il devient possible de doser la quantité de lumière de différentes manières selon l’orientation de l’ouverture. Par exemple, si l’on souhaite avoir plus de lumière venant de l’est et dans le même temps avoir moins de lumière venant de l’ouest, dans l’habitat, il suffira d’agir sur la section du mur. Il est encore possible de différencier la direction de l’ouverture et son orientation sur la façade.

Cela devient possible en mettant la section du mur à contribution dans le processus de conception et de plus, en changeant son épaisseur, plus ou moins épais. Egalement, en prolongeant le cadre de l’ouverture vers l’extérieur ou l’intérieur, on pourra augmenter la possibilité de l’usage de ce critère au cours de la conception de l’ouverture.

Analyse de soleil Contrainte : section du mur Projet personnel Paris : 48.857 , 2.352 (GMT+1:00) chambre : 4m(L)*4m(W)*3m(H)

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Fig.20∥Schéma d’analyse de soleil selon la forme de la section de l’ouverture (coupe) projet personnel

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Fig.21∥Fenêtre en bois source :http://www.economiesolidaire.com/

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Fig.22∥Schéma d’analyse de soleil selon la forme de la section de l’ouverture (plan) projet personnel

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<L’orientation> L’orientation est un élément très important. Une chambre qui s’ouvre vers le nord ne peut pas recevoir les rayons du soleil ce qui défavorise la qualité de l’espace. Cependant, les chambres qui s’ouvrent vers le sud ou même vers l’est ou l’ouest ont la chance d’être ensoleillées une partie de la journée mais pourtant, ils n’ont pas la même qualité d’espace de vie selon leurs orientations. Naturellement, quand le soleil est bas comme par exemple en hiver ou comme le matin ou soir, il peut pénétrer plus profondément dans l’espace mais sa puissance est faible. Au contraire, quand le soleil trace un arc plus haut dans le ciel comme en été ou comme quand il a atteint son zénith, la puissance du soleil sera plus forte mais ses rayons rentreront moins profondément à travers l’ouverture. Par conséquent, l’orientation de l’ouverture peut exercer une influence sur la quantité de soleil pénétrante à l’intérieur.

Analyse de soleil Contrainte : orientation de la chambre Projet personnel Paris : 48.857 , 2.352 (GMT+1:00) chambre : 4m(L)*4m(W)*3m(H)

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Modénature de la structure Façade Sud

Modénature de la structure Façade Nord

Modénature de la structure Façade Ouest

Modénature de la structure Façade Est

L’épaisseur et l’habillage de la structure L’habillage en aluminium laqué blanc sert de déflecteur, il augmente le coefficient de lumière naturelle à l’intérieur.

L’aluminium anonisé sert de réflecteur, il diminue les apports solaires ayant tendance à faire surchauffer les bureaux.

Fig.23∥Immeuble de bureaux - ZAC Rive Gauche Austerlitz, Paris 13, Parc Architectes (image et texte) source : http://www.parc-architectes.eu Il pourra être un exemple qui montre l’introduction des matériaux et de la section de l’ouverture pour contrôler le soleil.

Fig.24∥Immeuble de bureaux - ZAC Rive Gauche Austerlitz, Paris 13, Parc Architectes source : http://www.parc-architectes.eu

<La matière et la couleur> Une fois que l’on commence à considérer l’épaisseur du mur, l’ouverture n’est plus seulement un élément percé sur une surface. Elle devient un cube entouré de six faces, à savoir, une face dirigée vers l’extérieur, une face vers l’intérieur et quatre surfaces de la section du mur. En quelque sorte, l’ouverture devient un «espace» qui permet de créer un pont entre le monde intérieur et le monde extérieur. Dans cet espace, il y a des éléments traversant directement mais aussi des éléments traversant de manière indirecte tel que le reflet de la lumière ou encore le son. Concernant la lumière, la couleur et la texture des faces sont importantes quant au son, cela sera plutôt la texture. Dans tous les cas, l’inclinaison des faces de la section du mur sera également à considérer. En changeant l’angle des sections, on peut déterminer la direction du reflet de la lumière et du son. Pour gérer la nature de la lumière et du son, c’est-à-dire direct ou diffusé, le choix de la matière, y compris la couleur, ainsi que la finition de l’ouverture seront aussi importants que l’inclinaison de la section, notamment pour modifier la direction du reflet. <Le nombre> Le dernier élément est le nombre d’ouverture. Il n’y a pas toujours qu’une seule fenêtre par chambre. Aussi, elle peut être exposée vers l’extérieur par plusieurs côtés. Dans ce cas-là, La conception et l’analyse des contraintes deviennent plus complexes. Ce mémoire a ainsi pour but de chercher une méthode ou un mécanisme pour concevoir une ouverture dans un mur. Il ne traitera ainsi que les espaces avec une seule ouverture.

Fig.25∥Sugamo Shinkin Bank, Tokiwadai Branch / Emmanuelle Moureaux Architecture + Design, 2010 source : www.archidaily.com

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Exemples de réalisations On a parlé des éléments à prendre en compte pour concevoir une ouverture. Néanmoins, avons-nous, autour de nous, des exemples de fenêtres élaborées avec soin? En fait, il n’est pas aisé de trouver des exemples nous montrant une vraie intention, de la part de l’architecte, de prendre en considération tous les éléments directs et indirects liés à la fonctionnalité de la fenêtre, lors de son élaboration. Cependant, on peut tout de même sentir un changement de mentalité dans la conception de fenêtres à travers quelques exemples.

Le changement le plus facile à constater est l’effort d’introduire le soleil dans la conception de l’ouverture. En variant l’inclinaison de la section du mur, le soleil peut entrer dans l’intérieur avec plus d’efficacité. De plus, par cette variation, la lumière du soleil qui tombe sur la façade se déforme en lui donnant une image particulière.

Il est sûr que ce jeu d’ombre et de lumière coloriant la façade en plusieurs nuances de couleur ne s’est toujours pas répandu ces dernières années. Mais est-ce que cette façon de prendre en compte le soleil au cours de la conception de l’ouverture est véritablement un processus de création d’une ouverture plus fonctionnelle? Ou répond-elle seulement au même principe de seulement élargir l’ouverture pour introduire plus de lumière à l’intérieur? Il est certain qu’il est important d’influencer sur l’inclinaison de la section du mur pour faire entrer plus de lumière dans l’habitat. Cependant, il faut toujours garder à l’esprit que le soleil ne traverse pas le ciel en ligne droite. Il faut ainsi que la forme soit adaptée au mouvement du soleil.

Fig.26∥Immeuble, Yellow Architecture.

Fig.27∥Adattamento Di Un Ex-edifisource : http://www.yellow-architecture.fr/ cio Postale Per La Sistemazione Di Uffici Provinciali - Bolzano source : http://divisare.com/ Fig.28∥Bentini Headquarters, Piuarch Architecture source : http://www.piuarch.it/

Fig.29∥Mission Bay Block 27 Parking Structure, WRNS Studio source : http://www.archdaily.com/

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Pour aller plus loin - Projets personnels La question «Pourquoi ne pas profiter des outils numériques relativement récents dans le domaine architectural pour créer des ouvertures plus performantes et plus fonctionnelles?» était le point de départ de ce mémoire, il était donc cohérent de présenter de vrais exemples pour donner une vision plus concrète de la question. Ainsi, beaucoup de mes recherches se portaient sur le fait de trouver, ou plutôt finalement, de créer des solutions pouvant montrer le potentiel de ces techniques. S’il s’agissait d’une question facile, elle se serait déjà rependue dans la conception numérique du domaine architectural. Cependant, le problème n’est pas simple et plusieurs critères se mélangent complexifiant la recherche de solution. De ce fait, dans ce mémoire, nous n’allons pas tenter de trouver la solution optimale mais nous allons nous pencher plus particulièrement sur le soleil, élément le plus important à prendre en compte lors du processus de conception.

Puisque le but premier de ce projet était de trouver une méthode de conception d’ouvertures en fonction du mouvement du soleil, il semblait logique de se baser sur deux critères principaux de celui-ci, à savoir, la surface d’éclairage et l’ensoleillement. Cependant, il semblait moins opportun de se baser sur la surface d’éclairage puisque la puissance des rayons du soleil dépend de l’altitude. Ainsi, il était plus pertinent de s’appuyer sur l’ensoleillement comme élément à analyser, autrement dit en comparant l’ensoleillement en fonction de chaque forme possible pour savoir laquelle est la plus performante. L’objectif était d’avoir une forme concrète, générée par les données obtenues lors de l’analyse.

Pour atteindre cet objectif, un outil paramétrique, capable de calculer et d’analyser les informations est requis afin de pouvoir concevoir une forme en fonction des informations obtenues. Galapagos semble un add-on efficace pour mettre en place ce processus. Il est, en effet, un générateur de solutions qui, grâce aux paramètres attribués par le concepteur, fait plusieurs calculs pour donner plusieurs pistes de résultat. Au cours des calculs et analyses effectués, il sélectionne les données qui s’approchent au maximum de l’objectif recherché par l’utilisateur afin d’obtenir un résultat optimal. Il affiche ainsi les résultats obtenus jusqu’à ce que l’utilisateur décide d’arrêter l’analyse.

En amont de l’add-on Galapagos il est indispensable d’obtenir des informations précises sur la position exacte du soleil. C’est alors qu’apparaît Heliotrope, cet add-on est mis à profit au cours de la création de l’algorithme. En effet, Heliotrope nous permet de connaître le vecteur du soleil à tout moment et ce à la seconde près. De plus, il reçoit les coordonnées géographiques de Rhinoceros afin de localiser le site du projet. On est donc assuré de connaître les coordon-

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nées exactes et d’avoir des informations précises sur le projet. Ceci est primordial pour ensuite effectuer les analyses sur le soleil.

Avant d’avoir pris connaissance d’Heliotrope, j’ai pu créer un algorithme sur Grasshopper. Il n’était pas loin d’un add-on mais il est sûr que Heliotrope est plus rapide et plus précis.

Fig.30∥Algorithme par Grasshopper pour l’analyse du soleil, Projet personnel Ce programme était assez performant pour profiler des formes selon une analyse du soleil mais Héliotrope est largement plus simple et précis

Fig.31∥Chemin du soleil de l’algorithme représenté sur Rhinoceros, Projet personnel Fig.33∥Algorithme de Heliotrope sur Grasshopper, Projet personnel

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Fig.32∥Analyse du soleil sur un site virtuel, Rhinoceros et Grasshopper, Projet personnel Fig.34∥Forme générée depuis l’analyse du soleil à l’aide de grasshopper, Projet personnel

Presque tous les add-on que l’on peut trouver de nos jours sont créés par plusieurs développeurs. Par exemple l’add-on Kangaroo a été développé par Daniel Piker quant à Ladybug + Honeybee, il a été créé par Mostapha Sadeghipour Roudasri. La création d’un add-on vient toujours répondre à un besoin. Un besoin venant des personnes extérieures ou du développeur lui-même. On peut donc estimer que le besoin d’une fonction entraînera le développement d’un add-on. Cela aussi arrivera peut-être pour un add-on formant des ouvertures plus fonctionnelles. S’il ne sort toujours pas, c’est qu’il est trop compliqué à créer ou parce qu’il n’y a pas de réel besoin. Aussi, de par le fait qu’il y a, de nos jours, peu d’ouvertures de forme rectangulaire, la raison est donc très probablement celle de l’absence véritable de besoins et donc de demandes. Toutefois, il est tout à fait certain que ce besoin apparaîtra dans un futur proche et donc, que cet add-on attendu sortira par la suite.

Sachant qu’il n’existe pas encore de générateur de forme de fenêtres selon leurs fonctions et que cela n’est pas un obstacle facile à surmonter, J’ai simplifié la condition de l’environnement en diminuant le nombre de contraintes afin de pouvoir avoir un résultat le plus abouti possible. Le but était de présenter un échantillon du potentiel de cette nouvelle méthode.

Restant dans la volonté de simplifier la situation, l’espace intérieur a été délimité en rectangle avec une seule ouverture, celle-ci s’ouvrant vers le sud. De plus, tous les autres critères cités précédemment dans ce mémoire (cf. partie sur les contraintes à prendre en compte) excepté le matériau et la couleur, sont paramétrables. Avec les coordonnées géographiques du site et les paramètres du temps donnés par les différentes add-ons, il est possible de créer pratiquement toutes les formes d’ouverture possible et d’analyser les effets résultant le changement des formes, comme l’ombre par exemple. Cela est possible à partir de n’importe quel point géographique et de n’importe quelle période.

La prochaine étape est le calcul de la quantité de lumière pénétrant à l’intérieur. Pour cette étape, je me suis appuyés sur Grasshopper sans l’aide des add-ons afin d’avoir les données les plus fiables possibles. En combinant les chiffres obtenus pour chaque surface, c’est-à-dire, le sol et les trois murs (hormis le mur orienté vers l’intérieur), la quantité de la lumière globale venue du soleil a été calculée. Cependant, pour obtenir la quantité d’ensoleillement, il est d’abord nécessaire de modifier les chiffres en fonction de l’altitude du soleil. Cette modification sera faite en multipliant cosθ à chaque surface. L’angle θ est celle entre le vecteur de la lumière du soleil et la normale de la surface.

64

“L’ensoleillement, aussi appelé insolation, est la mesure du rayonnement solaire que reçoit une surface au cours d'une période donnée, s'exprimant en mégajoules par mètre carré, MJ/m2 (comme recommandé par l'Organisation météorologique mondiale) ou en watts-heures par mètre carré, Wh/m2 (surtout par l'industrie solaire). Cette mesure divisée par le temps d'enregistrement fournit la mesure de densité de puissance, appelée l'éclairement énergétique/irradiance, exprimé en watts par mètre carré (W/m2)3” La plus grande épreuve à surmonter était de définir une logique dans la création de l’ouverture. Pour cela, deux domaines paramétrables, ont été définis, sur toute la surface du mur extérieur, où l’ouverture se posera. Chacun des domaines définit la limite minimale et maximale du cadre de l’ouverture. Le cadre de l’ouverture se formera librement entre ces deux domaines.

Il est possible d’ajouter des sommets pour augmenter la subtilité de la forme, mais pour simplifier l’analyse et les calculs, le cadre en forme quadrangulaire sera gardé. Les quatre sommets du cadre pourront bouger indépendamment à travers deux axes perpendiculaires entre eux.

4.00 3.00 0.80

Surface du mur

Cadre min

3.00

2.00

Ouverture

1.20

Cadre max

La taille du cadre maximun et minimum sont paramétrables. On peut les considérer comme des contraints pour optimiser la forme Fig.35∥Principe de la génération du cadre de l’ouverture. Les sommets peuvent se déplacer dans les zones jaunes

Afin de donner la capacité de changer la section de l’ouverture, une fois projetés sur la surface extérieure du mur, les quatre nouveaux sommets ont encore la possibilité de se déplacer de la même façon. De cette façon-là, elles formeront la partie extérieure de l’ouverture qui peut être complètement différente par rapport à celle de l’intérieure. Il est ainsi possible de définir trois types de principe pour façonner une ouverture.

3. http://fr.wikipedia.org/wiki/Ensoleillement

65

Le premier est le type A. La partie intérieure reste en forme rectangulaire comme les fenêtres ordinaires. Par contre, les sommets de la partie extérieure peuvent se déplacer librement pour créer une forme particulière mais toujours fonctionnelle. On peut considérer ce type comme le plus similaire aux formes des exemples de réalisation présentés dans la partie précédente mais la différence réside dans le fait que les lignes du cadre du type A ne sont pas obligées d’être parallèles aux segments de la façade entière.

Le deuxième est le type B. Dans ce cas-là, les sommets du cadre de la partie intérieure peuvent se déplacer librement. Par contre, celles de la partie extérieure sont attachées à celles de la partie intérieure. Par conséquent, la section de l’ouverture reste perpendiculaire à la surface du mur. Ce type d’ouverture est relativement moins performant mais la fabrication reste la plus simple comparé aux autres types également nouveaux.

Pour envisager le plus de possibilités possibles, un type C est envisagé. Les sommets du cadre des deux côtés peuvent se déplacer. C’est le type qui a le plus de liberté et donc il est attendu qu’il soit le plus performant. En revanche, puisqu’il a deux fois plus de paramètres à prendre en compte, les calculs et analyses prennent beaucoup plus de temps que les autres types pour obtenir un même résultat.

Les contraintes mises en place pour donner une condition ou un objectif à laquelle doit répondre la forme générée par le Galapagos sont basés sur le soleil. Supposant un espace où on a besoin d’un ensoleillement maximal au matin et, au contraire, minimal pendant le reste de la journée, il n’y a qu’à demander à Galapagos de générer la forme dont le pourcentage de l’ensoleillement de la matinée(X) est le maximum.

Prenons M, dont la somme de l’ensoleillement est de 5 heures, à savoir de 8h à 12h, et prenons N, dont la somme de l’ensoleillement est de 5 heures, à savoir de 13h à 17h, la formule donnée à Galapagos à calculer est donc X=M/(M+N).

66

θS

θ Q = total ensoleillement par heure à cette endroit = Q0*cosθ, Q0 = ensoleillement par heure quand le soleil tombe perpendiculairement θ = angle entre le vecteur du soleil(θs) et la normale de la surface

Les chiffres M et N sont des données relatives pour comparer la quantité d’ensoleillement par heure. Pour les calculs il est nécessaire de multiplier cosθ. En effet, l’altitude du soleil change perpétuellement. Cependant, la perte d’énergie par l’atmosphère est négligée pour simplifier les calculs sachant qu’il ne s’agit pas d’un critère définitif.

Pour éviter que l’ouverture devient trop petite il était nécessaire d’ajouter un autre élément : la vue minimale vers l’extérieur. Il est bien évidemment paramétrable et je l’ai fixé à 0.5㎡.

Pour comparer plus facilement la performance entre les plusieurs types de génération de forme, j’ai noté les données concernant la lumière du soleil, à savoir, la surface globale de la lumière directe du soleil et l’ensoleillement ainsi que la surface de la vue ouverte vers l’extérieur.

De plus, pour une comparaison plus intuitive, l’analyse d’une fenêtre ordinaire, intitulé typeR, s’ajoute aux autres types.

Galapagos est très performant et assez rapide mais pour avoir un bon résultat, il est souvent nécessaire d’attendre un certain temps. On voit bien qu’au fur et à mesure du progrès, les résultats que Galapagos nous donne s’améliorent petit à petit. En essayant d’attendre un temps équivalent de 8 à 10 minutes pour chaque génération, Je me suis aperçu que dans tous les cas, les résultats du type A étaient les meilleurs. Cependant, en laissant Galapagos calculé sur une durée plus longue afin d’optimiser la forme et afin de vérifier sa compétence, il était possible de constater, qu’au bout d’un certain moment, les résultats du type C étaient meilleurs que ceux du type A. Il est certain que Galapagos est compétant pour générer des formes en les calculant et en les faisant évoluer instantanément, justifiant ainsi son nom.

67

Fig.36∥Galapagos. Génération de forme par 16 paramètres. Projet personnel

En ajoutant davantage de paramètres comme les sommets qui constituent le cadre de l’ouverture, on pourra obtenir un résultat qui s’approche de plus à la forme optimale. De plus l’épaisseur du mur pourra être aussi importante. Ce qui est encore important, c’est de compter aussi sur d’autres éléments comme le bruit ou la vue afin d’assurer la performance de l’ouverture. Dans ce mémoire le nombre de contraintes s’est réduit pour des raisons de temps. Néanmoins par le développement informatique, cela ne sera bientôt plus un problème.

Ces exemples permettent de montrer une certaine perspective dans la conception des ouvertures à l’aide des outils paramétriques. Elles ont le potentiel de changer la position de l’ouverture de passif à actif menant très probablement à un changement révolutionnaire dans la fonction et forme des ouvertures.

68

S : surface de l’ouverture EB : ensoleilement de 8h à 12h EA : ensoleilement de 13h à 17h SB : surface de lumière de 8h à 12h SA : surface de lumière de 13h à 17h %EB : EB/(EB+EA)*100 %SB : SB/(SB+SA)*100

S

Génération d’ouverture Projet personnel Paris : 48.857,2.352 (GMT+1:00)

EB EA %EB

SB SA %SB

chambre : 4m(L)*4m(W)*3m(H) orientation : +15CW but : B>A et B<A le 4 mars 2016

B<A (max %EA)

-

B>A (max %EB)

0.805541

0.96

0.74693

0.04067 1.448542 2.730975

0.046101 2.058086 2.190917

0.690325 2.612954 20.898174

69

1.202127 4.906183 19.68019

0.797134 2.7 22.793922

1.368639 5.327203 20.440133

Séoul

Mexico

Moscou

0.96

0.96

0.96

0.96

Type R

Paris

1.202127 4.906183 19.68019

0.545751 1.961772 21.764546

2.373002 3.568296 39.940801

0.101419 0.916672 9.961683

0.116644 1.197073 8.878929

1.051392 2.796495 27.323879

2.036869 5.811094 25.954111

Type C

0.690325 2.612954 20.898174

0.74693

0.797134 2.7 22.793922

1.368639 5.327203 20.440133

1.030585

1.552469 2.499533 38.313629

%EB +9.07%

1.005405

2.366817 3.841097 38.125802

0.325934 0.960725 25.331809

%EB +76.04%

0.38398 1.252633 23.461869

%EB +154.29%

0.964374

2.574577 2.81336 47.784096

4.63511 5.974453 43.688039

%EB +74.88%

Génération d’ouverture Différente Condition : Région (ville) Projet personnel Paris : 48.857,2.352 (GMT+1:00) Séoul : 37.542,126.935 (GMT+9:00) Mexico : 19.427,-99.128 (GMT-6:00) Moscou : 55.764,37.938 (GMT+3:00) chambre : 4m(L)*4m(W)*3m(H) orientation : +15CW but : B>A le 4 mars 2016

Génération d’ouverture Différente Condition : Orientation Projet personnel Paris : 48.857,2.352 (GMT+1:00) chambre : 4m(L)*4m(W)*3m(H) but : B>A le 4 mars 2016

70

0˚

15˚CW

30˚CW

0.96

0.96

0.96

0.96

Type R

15˚CCW

4.070051 2.246759 64.432063

1.329768 2.01542 39.751667

2.373002 3.568296 39.940801

0.690325 2.612954 20.898174

1.202127 4.906183 19.68019

0.273382 2.910276 8.58704

0.466554 5.863077 7.370951

Type A

2.19266 1.290323 62.953509

0.511073

4.164179 0.988688 80.812856

1.411635 0.761793 64.949702

0.519123

2.447288 1.377433 63.986053

1.078502 1.467495 42.360694

1.829536 2.749568 39.954017

0.568385

0.602934 1.959935 23.525744

1.024605 3.841118 21.057611

Type B

2.329896 0.564832 80.487562

0.515548

2.3608

9.745207 4.917238 66.463724

4.931072 5.279236 48.295037

2.392

8.302588 9.33155 47.082472

3.094733 6.800751 31.274195

5.122977 12.932981 28.372779

2.4604

1.40787 7.965608 15.019718

2.852475 16.617344 14.650753

Type C

5.393408 2.812206 65.728268

2.3608

0.50143

2.326964 0.37973 85.970708

4.176662 0.670527 86.166683

1.268778

3.332055 2.784218 54.47852

5.718266 4.881658 53.946292

0.74693

71

0.797134 2.7 22.793922

1.368639 5.327203 20.440133

1.089342

1.017115 4.403433 18.764062

1.701731 8.708841 16.346182

Chambre

Fenêtre Rectangulaire

Cadrage

Heliotrope

Sommet intérieur Sommet extérieur

Galapagos

Fig.37∥Programme Grasshopper, Projet personnel

72

Partie B

Partie A

Forme générée

Rotation Ombre

Taille min et max

Tableau

73

Fig.14∥Auditorio de León, 2002, COURTESY MANSILLA + TUNON source : http://www.flickr.com

CONCLUSION

75

A travers notre vie quotidienne, nous sommes exposés de manière permanente à un environnement où les fenêtres sont omniprésentes. Ces ouvertures quelles soient vides ou remplies d’activités sont très souvent de forme rectangulaire. Cependant, personne n’essaye de comprendre pourquoi elles sont toutes uniformes. Même s’il est vrai que l’homme peut vivre dans un espace sans fenêtre avec l’éclairage artificiel et la ventilation intérieure, personne ne voudrait vraiment imaginer vivre dans ce genre d’habitat. Dès sa naissance, l’homme est confronté à des espaces ouverts vers l’extérieur et vit dans ces mêmes espaces. Il n’est pas vraiment curieux de savoir ce qu’est une fenêtre parce qu’il ne l’a pas apprise mais l’a seulement utilisée au cours de sa vie. Après tout, on ne se demande pas non plus pourquoi le sol est toujours plat. Une ouverture existe dans notre esprit comme étant forcément rectangulaire. Le soleil y pénètre chaque matin, on entend le chant des oiseaux l’après-midi, et le soir, on assiste paisiblement au coucher du soleil. Personne n’ose vraiment imaginer une chambre sans ouverture.

Cependant, la forme rectangulaire de la fenêtre n’est pas une invention humaine.

L’homme a pu obtenir à peine ce qu’il a désiré en substituant la structure du mur à une petite ouverture. Ce manque de lumière fut un véritable combat dans l’histoire de l’architecture occidentale jusqu’au 20ème siècle et donc le contrôle de la lumière ne constituait pas un vrai intérêt.

L’intérêt portait sur l’agrandissement des ouvertures.

La plupart des choses créées par l’homme existant dans notre monde ont une raison logique ou historique d’être comme elles le sont aujourd’hui. Ainsi, le lit existe en plusieurs tailles s’adaptant à l’homme. Les tables et chaises ont une dimension particulière suivant la même logique. La taille de la feuille A4, la durée d’une seconde, la longueur d’un mètre, le poids d’un gramme ne sont pas non plus apparus sans raison valable. Concernant les éléments propres à l’architecture, le toit est pensé pour protéger l’intérieur de l’habitat du soleil et des intempéries mais il est incliné de façon à laisser couler l’eau pour ainsi éviter une fâcheuse accumulation.

Les escaliers sont conçus avec soin pour que leurs utilisateurs y marchent avec confort.

Par contre, le principal objectif souhaité dans la conception d’une fenêtre a longtemps été de gagner en surface. C’est-à-dire que sa forme n’était pas décidée suite à des études ou de vraies réflexions. Certes, il y avait un effort constant d’analyser la fonction des fenêtres selon leurs tailles, proportions, positions et selon l’épaisseur du mur. Cependant, cela n’était pas suffisant pour provoquer la question suivante: pourquoi ne pas s’émanciper de la forme rectangulaire? ou pourquoi ne pas changer la section du mur?

76

Suite à l’apparition de la façade libre, on a pu constater quelques essais ces dernières années, mais cela a été réalisé afin de donner aux ouvertures une esthétique original et non pas pour les rendre plus fonctionnelles. Avec le développement des outils numériques on peut observer de plus en plus dans notre environnement des bâtiments avec des formes originales.

Entre autres, il y a eu beaucoup d’œuvres architecturales en forme fluide conçues notamment grâce à l’aide des outils numériques. La conception architecturale devient de plus en plus répandue dans le monde quant à la forme des ouvertures, elle n’a pas beaucoup évolué. Les architectes possèdent maintenant des outils numériques et paramétriques très performants évoluant de jour en jour. Malgré cela, leur utilisation dans la conception des ouvertures semble encore limitée.

En fait, les matériaux et les détails des ouvertures ont évolué davantage. Mais alors pourquoi rester figé dans une forme rectangulaire qui ne semble pas être la forme optimale de l’ouverture?

Il est probable qu’à l’avenir, on n’aura plus besoin de fenêtres. Avec le développement prodigieux des matériaux et de la technique, on pourra imaginer un nouveau matériau capable de changer sa transparence. Si ce matériau devient flexible et en même temps assez résistant, il pourra dès lors, s’ouvrir et se fermer, devenir opaque ou transparent plus librement. La façade de tous les nouveaux bâtiments va ainsi pouvoir voir sa forme et transparence évoluer en fonction des contraintes, et ce plus facilement. Ce sera alors une nouvelle révolution dans la conception des ouvertures ou de la façade. La frontière entre le mur et l’ouverture, et entre le vide et le plein s’amoindrira considérablement. Néanmoins, cette vision ne pourra se développer si les architectes actuels ne s’intéressent pas plus à la fonction radicale de l’ouverture et à l’introduction des outils paramétriques durant sa conception. De plus, les techniques, matériaux et outils de conception vont se développer dans l’avenir.

La dernière chose dont nous aurions vraiment besoin ne serait-elle pas la nécessité de sortir de notre inconscient la forme rectangulaire des ouvertures qui se veut systématique?

77

78

ANNEXES

Bibliographie

79

Bibliographie OUVRAGES CRAGOE C. Davidson (2013), Comprendre l’Architecture, Larousse, ISBN : 978-2-03-585402-5 DEPLAZES Andrea (2008), Construire l’Architecture du Matériau brut à l’édifice (2e édition), Birkhäuser, ISBN : 978-3-03821-453-3 KRIPPNER Roland, MUSSO Florian (2007), Basics Baies et Fenêtres, Birkhäuser, ISBN : 978-3-76438-467-8 LENCLOS Dominique, LENCLOS Jean Philippe (2001), Fenêtres du Monde, Le Moniteur, ISBN : 978-2-281-19149-3

MEMOIRE AKOPIAN Serge (2015), De Nouvelles Perspectives pour la conception architecturale, École Nationale Supérieure d’Architecture de Paris Val-de-Seine

80

SITE INTERNET Béton armé, http://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9ton_de_ciment Le Corbusier, http://usine.duval.free.fr/mieux_comprendre_le_corbusier.html DAO, http://fr.wikipedia.org/wiki/Dessin_assist%C3%A9_par_ordinateur Ensoleillement, http://fr.wikipedia.org/wiki/Ensoleillement Equilibrium, http://www.imdb.fr/ Henri Matisse, http://www.beaudouin-architectes.fr/2002/01/musee-matisse/ L’histoire de Microsoft Windows : http://www.microsoft.com/fr-fr/ Rhinoceros, Grasshopper, add-ons, http://www.food4rhino.com/ Solar irradiance, http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_irradiance Soleil, http://fr.wikipedia.org/wiki/Soleil

81