École d'architecture FAAAV, Université Laval
Plan de cours Hiver 2010
ARC 6046 (10626)
METHODES EN ARCHITECTURE VIRTUELLE ET FABRICATON NUMERIQUES Responsables : Pierre Côté & Philippe Barrière pierre.cote@arc.ulaval.ca & philippe.barriere@arc.ulaval.ca
Site web du cours: http://www.lima.arc.ulaval.ca/moodle/course/view.php?id=7
Description du cours Tout en étudiant les approches et méthodes avancées en algorithmique, en architecture virtuelle et fabrication numériques, ce cours s'intéresse aux théories et méthodes qui explorent l'architecture virtuelle et la fabrication numériques, à l'incidence de l’informatique, et en particulier de l'algorithmique et la fabrication numérique, sur le processus de conception architecturale et à la signification de l'architecture virtuelle et la fabrication numériques tant pour le projet d'architecture que pour la société.
Les objectifs généraux du cours À la fin du cours, l’étudiant pourra : 1. Comprendre la relation entre l’architecture (l’urbain) et l’algorithmique et la fabrication. 2. Comprendre les implications de l’algorithmique et de la fabrication sur le processus de conception architectural. 3. Comprendre la signification de l’architecture virtuelle et de la fabrication numériques sur le projet d’architecture (urbain) et la société. 4. Connaître les principales techniques informatiques génératives (algorithmes) applicables à la conception architecturale et urbaine. 5. Comprendre les algorithmes génératifs et les techniques de fabrication numérique comme autant de médium de conception architecturale.
Les objectifs spécifiques du cours À la fin du cours, l’étudiant devra être capable de : 1. Nommer des techniques informatiques génératives et leurs algorithmes applicables à la conception architecturale et urbaine. 2. Identifier et utiliser l’algorithme génératif pertinent au traitement de l’information d’un projet donné, dans un contexte donné. 3. Programmer (ex. Processing) un algorithme génératif répondant au besoin de traitement particulier d’un projet. 4. Décrire les raisons et conditions d’application de l’algorithme programmé. 5. Utiliser un algorithme génératif comme un médium de conception architecturale.
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MÉTHODES EN ARCHITECTURE VIRTUELLE ET FABRICATION NUMERIQUES
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Architecture virtuelle Fabrication numérique Algorithmique Algorithmes : o Interaction en temps réel o Récursivité o Automates cellulaires Autoreproduction Autoréplication o Fractals o L-Systèmes o Algorithmes évolutionnaires o Algorithmes génétiques Optimisation Population Sélection, Croisement Adaptation Mutation Chromosome • Gène Dominant, récessif Génome, génotype, phénotype Locus, télomère, centromère Mitose, méiose • Enjambement (Crossing-over) Complexité (système) : o Eléments, composants, relations, fonctions o Émergence o Organisation, auto-organisation o Distribution o Entropie o Téléologie o Téléonomie o Méta-système Intelligence artificielle distribuée Outils numériques : o Processing o Une suite d'applications reliées aux algorithmes couverts
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Méthodes et stratégies pédagogiques Le déroulement du cours suivra deux scénarios, soit : I. Première heure : exposé magistral et théorique de la famille d'algorithmes à couvrir ; Deuxième heure : tutorial, initiation à Processing ; Troisième heure : laboratoire assisté. II. Première période : exposé magistral et théorique de la famille d'algorithmes à couvrir + présentation d'applications et d'exemples architecturaux des algorithmes présentés ; Deuxième période : tutorial, initiation à Processing. Laboratoires : Il y aura plusieurs séances de laboratoires assistés, afin de familiariser les étudiants à l'utilisation des outils informatiques dont principalement Processing <http://processing.org/>. Les laboratoires ont lieu pendant la dernière heure de cours au local SEM-2246.
Ressources humaines et physiques Toutes les séances du cours auront lieu au local SEM-2246. L’utilisation d’un portable est obligatoire pour les tutoriaux et laboratoires (2e et 3e heures). Des rencontres individuelles sont possibles sur rendez-vous pierre.cote@arc.ulaval.ca . Des notes de cours seront disponibles et accessibles suivant chaque séance sur le site web du cours <http://www.lima.arc.ulaval.ca/moodle/course/view.php?id=7/>. La matière étant couverte par plus d’un manuel, il n’y en a pas d'obligatoire. Suit, une liste de bonnes références couvrant cette matière (voir documentation).
Évaluation de l'apprentissage Les étudiants seront, entre autres, évalués sur leur participation active au cours, sur la qualité de leur réflexion ainsi que la clarté et la qualité de leurs interventions. L’évaluation des apprentissages du cours suit la répartition des activités suivantes (notation voir en annexe): 1. Participation/assiduité/effort : 10 % 2. Exercices (6 tps) : 30 % 3. Travail long : 30 % 4. Projet : 30% Le travail long consistera en un compte-rendu de lecture et une réflexion critique et documentée (2 000 mots) sur la notion de « virtuel » et ses implications sur l’architecture et l’urbain, à partir du livre de Pierre Levy "Qu'est-ce que le virtuel?".
Documentation Gary William Flake, 1998, “The Computational Beauty of Nature: Computer Explorations of Fractals, Chaos, Complex Systems, and Adaptation”, The MIT Press. <http://mitpress.mit.edu/books/FLAOH/cbnhtml/index.html > *Pierre Lévy, 1998, “Qu’est-ce que le virtuel?”, Paris : La Découverte. *Jean-Philippe Rennard, 2002, “Où la biologie rencontre l’informatique : Illustré avec java”, Paris : Vuibert informatique. <http://www.rennard.org/iva/> Daniel Shiffman, 2008, “Learning Processing; A Beginner’s Guide to Programming Images, Animation, and Interaction”, Burlington: Morgan Kaufmann. <http://www.learningprocessing.com/> (* À la réserve de la salle de lecture EAUL) ARC-6046
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Calendrier – H2010 Méthodes en AV&FNs (Local 2246) er
Mercredi
e
1 Période
2 Période
Présentation et lecture du plan de cours…
Intro à Processing… Présentation du travail long
1-I
13 janvier
2-I
20 janvier Fractales 1 : L-Systèmes (tp1)
Processing 1 : pixels, traitement et interaction
3-II
27 janvier Fractales 2 : MRCM, IFS, (tp2) M et J-Ensembles
Processing 2 : variables, conditions et boucles
4*-I
03 février Automates cellulaires 1 (tp3)
Processing 3 : fonctions et objets Exercices 1 et 2 : Remise1
5-II
10 février (tp4)
Processing 4 : listes (arrays)
6*-I
17 février Algorithmes génétiques 1 (tp5)
Processing 5 : les algorithmes Exercices 3 et 4 : Remise2
7-II
24 février
Processing 6 : débogage et librairies
8
03 mars
9*-II
10 mars (tp6)
Fabrication (Benoît Lafrance)
Processing 7 : les mathématiques Remise du travail long
10*-I
17 mars
Complexité (système)
Processing 8 : transition et rotation (3D) Présentation du projet final Exercices 5 et 6 : Remise3
11-II
24 mars
Complexité (émergence)
Processing 9 : images et vidéo
12
31 mars
Atelier projet final
Processing 10 : son et exportation
13
07 avril
Atelier projet final
Processing 11 : OOP et java
14*
14 avril
Automates cellulaires 2
Algorithmes génétiques 2
Semaine de lecture
Remise et présentation du projet final
15 21 avril * Remise ; scénario i ou II
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-FIN-
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ANNEXE : Cours théoriques — 2e cycle (M.Arch.) Correspondance des notes numériques et des notes alphanumériques
Excellent Très bien
Échelons
Notation (%)
A+ A AB+ B B-
91,67 à 100 88,34 à 91,66 85,00 à 88,33 81,67 à 84,99 78,34 à 81,66 75,00 à 78,33
4,33 4,00 3,67 3,33 3,00 2,67
Signification Travail témoignant de l’atteinte convaincante de l’ensemble des objectifs visés. Travail qui rencontre très bien la majorité des objectifs visés.
Bien
C+ 2,33 71,67 à 74,99 C 2,00 68,34 à 70,00
Travail satisfaisant qui comporte cependant des lacunes importantes à l’égard de certains des objectifs visés.
Insuffisant (échec)
E
Travail insuffisant qui ne rencontre pas les objectifs visés.
0,00 < 70,00
Appréciation de la qualité des présentations (écrites, orales et graphiques) L’évaluation de l’apprentissage tiendra compte de la qualité de la langue française (dans les travaux écrits et les présentations orales). Les fautes seront sanctionnées par une dévaluation pouvant aller jusqu’à une note (par exemple, de A à B). Les travaux incompréhensibles, dont le français est trop déficient, seront à reprendre et seront systématiquement dévalués d’une note. Retards Travaux : les travaux doivent être remis aux dates prévues. Un travail remis en retard, sans justification et sans entente avec le professeur ou la direction de programme, sera pénalisé d’un échelon de notation (par exemple, de A- à B+) par jour de retard. PC 2010-01-06
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