1
2
Remerciements
A mes parents, qui ne cessent de me supporter et de croire en moi malgré les choix que j’ai pu entreprendre. A ma petite sœur, l’artiste de la famille. Je vous idolâtre.
A mes amis, compagnons et futurs confrères qui étaient là pour moi. Dans qui je vois un nouveau monde instruit.
A mon encadrante Mme. Asma Ghali qui a su m’orienter à prendre les bonnes décisions et sans qui ce mémoire ne verrait le jour. Ainsi que tous les professeurs qui m’ont permis d’acquérir la meilleure des formations.
Sommaire INTRODUCTION INTRODUCTION ................................................................................................................. 7 PROBLEMATIQUE .............................................................................................................. 8
APPROCHE THEORIQUE A.
LE NUMERIQUE ..................................................................................................... 10 I.
Définition ............................................................................................................. 10
II.
Domaines d’interventions ............................................................................... 10
B.
1)
L’informatique ............................................................................................. 10
2)
L’internet ...................................................................................................... 11
3)
L’intelligence Artificielle .............................................................................. 12
L’ARCHITECTURE A L’ERE DU NUMERIQUE ......................................................... 15 I.
Impact de la globalisation sur l’architecture ..................................................... 15 1)
Alter-modernisme post-industriel .............................................................. 15
2)
Lutter contre l'uniformisation de goûts ..................................................... 17
3)
Équilibre entre le spectaculaire et l'insipide .............................................. 17
II.
Intégration de l’outil informatique ................................................................. 19 1)
DAO et CAO .................................................................................................. 19
2)
Architecture paramétrique ......................................................................... 19
3)
Impact sur l’architecture ............................................................................. 19
III.
Impact sur l’environnement urbain ................................................................ 20 1)
Lumière architectonique ............................................................................. 21
2)
Lumière émotionnelle ................................................................................. 21
3)
Lumière communicative .............................................................................. 22
4)
Le Vidéo Mapping ........................................................................................ 22
3
4
C.
ARCHITECTURE ET INTELLIGENCE ARTIFICIELLE .................................................. 28 I.
L’intelligence artificielle dans le bâtiment ......................................................... 28 1)
Fonctionnement .......................................................................................... 28
2)
Avantages..................................................................................................... 29
3)
Bâtiments intelligents en Tunisie................................................................ 30
4)
Dans le monde ............................................................................................. 30
5)
Conclusion.................................................................................................... 31
II.
L’intelligence artificielle dans l’habitat ........................................................... 31 1)
Evolution de l’habitat au XIXème siècle ........................................................ 31
2)
L’habitat moderne ....................................................................................... 32
3)
La domotique ............................................................................................... 33
4)
La domotique en Tunisie ............................................................................. 36
5)
Synthèse ....................................................................................................... 36
III.
L’intelligence artificielle dans le transport ..................................................... 37 1)
Historique .................................................................................................... 37
2)
Apports ......................................................................................................... 38
3)
Exemples ...................................................................................................... 38
4)
Synthèse ....................................................................................................... 39
IV.
V.
L’intelligence artificielle dans la ville (Smart City) ......................................... 40 1)
Définition ..................................................................................................... 40
2)
Critères ......................................................................................................... 40
3)
Dans le monde ............................................................................................. 41
4)
En Tunisie ..................................................................................................... 46
5)
Synthèse ....................................................................................................... 47 Conclusion ....................................................................................................... 48
APPROCHE ANALYTIQUE Etat des lieux .............................................................................................................. 50 I.
Tour d’observation EFFEKT’s Treetop ................................................................ 55 1)
Présentation ................................................................................................. 55
2)
Concept ........................................................................................................ 56
II.
Centre d’innovation Merck - Darmstadt ........................................................ 57 1)
Présentation des architectes....................................................................... 57
2)
Situation ....................................................................................................... 58
3)
Concept ........................................................................................................ 58
4)
Programme .................................................................................................. 61
5)
Concepts retenus ......................................................................................... 64
III.
Siège du Green Climate Fund – Bonn ............................................................. 65 1)
Concept ........................................................................................................ 65
2)
Situation ....................................................................................................... 66
3)
Fonctionnalité .............................................................................................. 66
4)
Concepts retenus ......................................................................................... 67
APPROCHE CONCEPTUELLE I.
Le Site ................................................................................................................... 69 1)
Situation ....................................................................................................... 69
2)
Analyse climatique ....................................................................................... 70
3)
Servitudes..................................................................................................... 71
4)
Justificatif du site ......................................................................................... 71
II.
Le Terrain ......................................................................................................... 72 1)
Délimitation.................................................................................................. 72
2)
Règlementation ........................................................................................... 72
5
6
3)
Topologie ..................................................................................................... 73
4)
Photos du terrain ......................................................................................... 74
III.
Le Projet ........................................................................................................... 75 1)
Concepts et parti ......................................................................................... 75
2)
Programme .................................................................................................. 76
3)
Eléments graphiques ................................................................................... 77
DOCUMENTATION TABLE DES FIGURES ........................................................................................................ 80 WEBOGRAPHIE ............................................................................................................... 82
INTRODUCTION
« L'imagination est plus importante que le savoir. » Albert Einstein
Dans les années 50, on avait toujours tendance à imaginer le futur avec des voitures volantes, des robots en guise de citoyens égaux et un monde totalement numérique. On n’a pas cessé de nous ancrer ces images à travers les dessins animés et les films de science-fiction. Nous sommes parvenus de nos jours à briser la fiction et à percer grâce à la science dans ce domaine, mais comme disait Rabelais, « Science sans conscience n’est que ruine de l’âme ». De la bombe atomique vers la création de nouvelles technologies favorisant le développement de la vie, l’être humain a su axé son savoir avec sagesse, du moins il y parviendra très prochainement.
7
8
PROBLEMATIQUE
« L’architecture est-elle un art ou une science ? ». Cette question a été posée de la renaissance et reste posée jusqu’à nos jours. Perçue longtemps comme reflétant la beauté et la grandeur, l’architecture s’est vue limitée à la perception humaine pour les êtres humains. Qu’en est-il de la technologie dans une ère où le progrès est maître ? De ce pas, la notion d’une architecture futuriste naquit illustrant les notions et les idéologies du mouvement artistique futuriste. Plusieurs architectes se sont tournés vers cette pensée allant d’Antonio St. Elia à Zaha Hadid, révolutionnant ainsi la perception même de l’architecture de la macro au micro. Au fur et à mesure des avancées technologiques, de nouveaux outils ont fait leurs apparitions, tels que le domaine numérique. Cette transition devrait englober beaucoup plus de domaines tels que l’architecture, une discipline qui se marie de plus en plus avec le numérique, donnant naissance à une nouvelle perception de cette dernière. Comment le numérique arrive-t-il à révolutionner l’architecture et l’habitat ? Evoquée comme une machine à habiter par certains architectes au XX ème siècle, l’habitat évolue au fur et à mesure que la technologie aboutissant de nos jours à la domotique, permettant de joindre l’utile à l’agréable, entre fonctionnel et confort passant ainsi d’une machine à habiter à une maison intelligente. Par quels moyens pourrait-on développer ce nouveau concept ?
9
10
A.
LE NUMERIQUE
« Nous ne contrôlons plus le progrès technique car à présent, c'est lui qui gouverne nos actes » Jacques Ellul 1
Apparentée à la révolution de l’imprimerie ainsi qu’à la révolution industrielle, la révolution numérique tend à son tour vers une mutation humaine. A la différence des révolutions classiques, celles-ci sont le fruit du progrès et non d’un projet.
I.
Définition
On désigne par révolution numérique2, rarement appelée révolution technologique, une altération sociale profonde généralement dans les pays développés et provoquée par le développement des techniques numériques.
II.
Domaines d’interventions
1)
L’informatique
Terme
composé
de
« Information »
et
« automatique », mot crée par Philippe Dreyfus 3 en 1962 pour évoquer le traitement automatique de l’information. En anglais on utilise plutôt « computer science » ou « data-processing ». Domaine apparu vers la fin des années 1940. Or jusqu’à cette période, les recherches en – dite informatique – n’étaient que sur des feuilles et des tablettes perforées. Les premiers programmes fut écrits avant
Photo 1. Philippe Dreyfus – Wikicommon ©
même l’apparition du premier ordinateur.
1
Historien du droit, sociologue et théologien protestant libertaire français Terme vue pour la première fois dans le magazine Science et avenir (n°95), décembre 1993 3 Philippe Dreyfus, directeur du Centre national de calcul électronique de la société Bull dans les années 1950, ancien vice-président de Capgemini, est un pionnier de l'informatique en France. 2
2)
L’internet
Issu de l’anglais, amalgame entre « International » et « Network », traduit littéralement en français par réseau international. Grâce à cet outil, la distance n’est plus un problème et est même devenue négligeable. Ci-dessous la chronologie des évènements marquants dans l’histoire de l’internet. Tableau 1. Chronologie des évènements marquants dans l’histoire de l’internet.
Année
Évènement
1958
Les Laboratoires Bell créent le premier Modem permettant de transmettre des données binaires sur une simple ligne téléphonique.
1961
Leonard Kleinrock du Massachusetts Institute of Technology publie une première théorie sur l'utilisation de la commutation de paquets pour transférer des données.
1962
Début de la recherche par DARPA, une agence du département de la Défense américain, où J.C.R. Licklider défend avec succès ses idées relatives à un réseau global d'ordinateurs.
1964
Leonard Kleinrock du MIT publie un livre sur la communication par commutation de paquets pour réaliser un réseau.
1967
Première conférence sur ARPANET.
1969
Création du Network Working Group et connexion des premiers ordinateurs entre quatre universités américaines via l'Interface Message Processor de Leonard Kleinrock.
1971
23 ordinateurs sont reliés sur ARPANET. Envoi du premier courriel par Ray Tomlinson.
1972
Naissance de l'International Network Working Group, organisme chargé de la gestion d’Internet.
1973
L'Angleterre et la Norvège rejoignent le réseau ARPANET avec chacune un ordinateur.
11
12
1973
Définition du protocole TCP/IP : TCP (Transmission Control Protocol) et IP (Internet Protocol).
1979
Création des NewsGroups (forums de discussion Usenet) par des étudiants américains.
1983
Adoption du protocole TCP/IP et du mot « Internet ».
1983
Premier serveur de noms de sites (serveur DNS).
1984
1 000 ordinateurs connectés.
1987
10 000 ordinateurs connectés.
1989
100 000 ordinateurs inter-connectés.
1990
Disparition d'ARPANET.
1990
Annonce publique du World Wide Web.
1992
1 000 000 ordinateurs connectés.
1993
Apparition du Navigateur web NCSA Mosaic.
1996
36 000 000 ordinateurs connectés.
2000
Explosion de la bulle Internet (368 540 000 ordinateurs connectés).
2014
La barre du milliard de sites web est franchie.
3)
L’intelligence Artificielle
Comment est née l'intelligence artificielle ? « L’intelligence artificielle vise à mimer le fonctionnement du cerveau humain, ou du moins sa logique lorsqu’il s’agit de prendre des décisions ». Jean-Claude Heudin, directeur du laboratoire de
recherche de l’IIM (Institut de l’Internet et du multimédia)
L’être humain, si on devait le définir comme une machine ressemblerait à un assemblage de tout ce qui est des plus modestes avec des rotules et une liberté de mouvement moyennement développée, lui permettant de chasser, fuir et de subvenir à ses besoins primaires. Ceci dit, ce n’est que de l’enveloppe qu’on vient de parler, or cette machine, serait capable de traiter des informations et d’apprendre à une vitesse incroyable. D’avoir une conscience et d’agir avec un libre arbitre, de choisir de faire des choses même si celle-ci lui seront nuisibles.
Dans le domaine de l’informatique, la dite conscience est représentée sous forme d’algorithmes, écrits par l’être humain en fonctions de ses besoins. Ceci est une définition surannée, cependant, de nos jours les algorithmes ne servent qu’à mettre sur pieds un programme, les données collectées (DATA Collect) quant à elles, permettent au programme de s’exécuter avec un large choix d’adaptation selon les profils recueillis.
Cette démarche vise à faire de la machine un outil avec « une conscience », du moins un algorithme qui traite l’information d’un point de vue plus « humain » que binaire. De nos jours on appelle ce processus l’Intelligence Artificielle, c’est le fait d’imiter l’intelligence humaine en collectant puis analysant l’information, pour pouvoir après déduire la façon dont la tâche devrait être exécutée. Etudier au maximum l’environnement pour donner un meilleur résultat.
13
14
L'IA se retrouve implémentée
4
dans un nombre grandissant de domaines
d'application. La notion voit le jour dans les années 1950 grâce au mathématicien Alan Turing. Dans son livre Computing Machinery and Intelligence, ce dernier soulève la question d'apporter aux machines une forme d'intelligence. Il décrit alors un test aujourd'hui connu sous le nom « Test de Turing » dans lequel un sujet interagit à l'aveugle avec un autre humain, puis avec une machine programmée pour formuler des réponses sensées. Si le sujet n'est pas capable de faire la différence, alors la machine a réussi le test et, selon l'auteur, peut véritablement être considérée comme «intelligente».
Schéma 1. Test de Turing
De Google à Microsoft en passant par Apple, IBM ou Facebook, toutes les grandes entreprises dans le monde de l'informatique planchent aujourd'hui sur les problématiques de l'intelligence artificielle en tentant de l'appliquer à quelques domaines précis. Chacun a ainsi mis en place des réseaux de neurones artificiels constitués de serveurs et permettant de traiter de lourds calculs au sein de gigantesques bases de données.
4
Mise en place sur un ordinateur d'un système d'exploitation ou d'un logiciel adapté aux besoins et à la configuration informatique de l'utilisateur. (LAROUSSE)
B.
L’ARCHITECTURE A L’ERE DU NUMERIQUE
I.
Impact de la globalisation sur l’architecture
L’architecture est une science mais aussi un art, ébauche entreprises par plusieurs penseurs à travers les âges. C’est une discipline qui s’adapte aussi bien historiquement que géographiquement. Alter-modernisme post industriel : simple locution ou nouveau style émergeant du 21ème siècle ? Actuellement on constate la présence de deux tendances architecturales : -
L’identité et l’histoire locale, se voyant en déclin à cause d’un goût dit universel.
-
L’architecture Augmentée, certains ont tendance à acclamer le slogan d’une « architecture Augmentée » à travers les nouvelles technologies, comme un critère obligatoire, de crainte d’être vus passéistes.
Ces deux références se reflètent dans ce qu’on peut appeler le nouveau courant de l’Alter-modernisme post industriel, analogie faite au modernisme du 20ème siècle avec son alter-ego du début du 21ème siècle.
1)
Alter-modernisme post-industriel
La mondialisation et les nouvelles technologies ont des visages multiples et ont également un impact confus et parfois un rapport complexe à l'architecture, ils apportent une nouvelle forme d'uniformisation et de standardisation. À l'instar du fonctionnalisme des années 50, happé par les impératifs économiques et industriels, elles peuvent produire des villes inhumaines. Ce phénomène est présent, par exemple, dans la rapidité et le 'style' avec laquelle la Chine construit ses nouvelles villes depuis quelques décennies. Inversement, la ramification mondiale des échanges a produit aussi une variété inépuisable de nouvelles inspirations. Les rencontres culturelles entre les pays sont en train d'être digérées et les référents sont enrichis par de nouvelles dimensions. C'est donc aussi une formidable occasion d'émergence d'une nouvelle façon de penser l'architecture, grâce à l'enrichissement
15
16
par des cultures locales exposées au monde entier, et à la rapidité de la circulation des images sur la planète. Les nouvelles technologies commencent à induire également de nouveaux usages. Regardons aussi les impacts intéressants sur les récentes évolutions de la production industrielle des matériaux de construction, des nouvelles exigences thermiques, de durabilité et des logiques de recyclages. L’industrie tire naturellement l'architecture vers la standardisation, mais la compétition marchande élargie de ce secteur, offre en même temps, un enrichissement indéniable de matériaux et de solutions. La conception BIM5 permet d'envisager des formes plus complexes et des matériaux de plus en plus sophistiqués permettant de s’affranchir des limites liées à la matière. Nous pouvons critiquer la production des constructions spectacles au goût universel et mondial, où construire le plus grand, le plus haut, le plus clinquant 6 semble être le concept central. Pour les architectes, il s'agit encore de cette recherche permanente du chemin étroit
Photo 2. Centre Heydar Aliev à Baku, en Azerbaïjan par Zaha Hadid (BEGA.com)
entre l'excès, l'extrême et le besoin de rester en mouvement en adoptant le progrès de manière attentive. Une telle architecture est rarement spectaculaire, car elle fonctionne dans la nuance, dans le respect et s‘exprime avec subtilité.
5 6
Building Information Modeling, Conception paramétrique et partagée Qui a un éclat très voyant, parfois agressif ou tapageur
La question qu'il convient de se poser est de savoir comment échapper à l‘uniformisation des goûts et intégrer correctement les technologies de rupture dans notre métier. Cette question n'est pas d'ailleurs propre à l'architecture, elle concerne également tout secteur d'activité humaine. Partout, les hommes essaient d'échapper au difficile et angoissant chemin de l'innovation par le réveil du passé. Cela dit, aussi bien en politique, qu'en création artistique.
2)
Lutter contre l'uniformisation de goûts
L'uniformisation du goût est souvent en rapport avec le dédain 7 du contexte et le besoin narcissique de créer l'architecture spectaculaire. Le goût de la forme visuelle et le déni du contexte dominent et domineront encore l‘architecture comme ces dernières décennies. Pourtant, l'objectif de l'architecture n'est pas d'imposer un mode de vie standardisé en ignorant les spécificités locales et géographiques.
3)
Équilibre entre le spectaculaire et l'insipide 8
La généralisation des logiciels informatiques en architecture nous a permis de concevoir et de visualiser des espaces très complexes. À ce titre, il est plus facile d'éviter de nombreuses erreurs techniques et oser projeter des espaces très imbriqués et fluides.
Toutefois, ces outils ne remplacent pas la créativité et n'offrent pas plus d'humanité aux projets, sans un effort constant et sans réflexion. En même temps, le développement des communications numériques a permis de diffuser les images des
7 8
Mépris orgueilleux, exprimé par l'attitude, le ton, les manières Sans goût ni saveur
17
18
réalisations spectaculaires internationales de plus en plus rapidement et très largement, Mais, il s'agît souvent que d’une présentation médiatisée et superficielle de « l'enveloppe extérieure ». Dans l'architecture parfois, la voie de la facilité pour créer des émotions, des sensations est de produire une succession d'émotions digne d'un parc d’attractions. Il suffit pour s'en convaincre d'observer certaines constructions muséales. Trop souvent, il s'agit d'enveloppes spectaculaires, sans contenu de qualité, vide de sens et hors contexte historique ou local, abritant une boutique de gadgets de plus en plus centrale. Nous sommes submergés depuis une dizaine d'année dans le monde, par des images d'une architecture iconique de ces bâtisses colossales, qui vue du ciel ressemblent à des objets volants posés au sol. Il est utile sans doute de se rappeler avec plus de rigueur que la forme extérieure de l'objet, l'enveloppe, n'est pas toujours la plus essentielle pour procurer un bien-être aux occupants. Ce qui est très important aussi, c'est l'espace, le "vide" que l'homme occupe. Cet espace doit être conçu dans un contexte précis climatique, géologique, historique.
Dans
ce
qu'il
autorise
comme
interaction
avec
l’environnement et comme usage pour l'homme. Mais, ce partage rapide d‘images à fort impact visuel favorise parfois une architecture d'imitation sans talent et sans ancrage dans l'environnement naturel. Il est certain que l'architecture a besoin d‘échapper à la monotonie répétitive de ce style international standardisé, recherchant principalement un effet visuel esthétique rapide et pas toujours très subtile.
II.
Intégration de l’outil informatique
L’architecture, entre science et art est un domaine évolutif. Après la généralisation des outils informatiques vers la fin du XXème siècle, la conception s’est vue prendre un autre envol, libérateur par rapport à la conception et intégrant des calculs mathématiques complexes allants des caractéristiques des matériaux jusqu’à l’aérodynamisme, comme fut le cas de l’architecte Frank Gehry.
1)
DAO et CAO
Une confusion est souvent faite entre ces deux notions DAO (Dessin Assisté par Ordinateur) et CAO (Conception Assisté par Ordinateur). Certes les outils informatiques ont débuté en tant qu’outils de dessins, mais on les a aussi vite adapté aux exigences des concepteurs, ainsi cela a permis à l’architecture d’évoluer vers des formes dites-futuristes. D’ailleurs on trouve aujourd’hui une nouvelle notion, CAAO (Conception Architecturale Assisté par Ordinateur).
2)
Architecture paramétrique
Parmi ces logiciels on en trouve certains qui sont caractérisé, ou défini comme étant paramétriques. Ceux-là sont plus complexes et intègrent en leurs programmes des calculs encore plus compliqué, aidant ainsi les concepteurs à créer des chefs-d’œuvre tels que le musée de Bilbao ou même les « sculptures » de Zaha Hadid.
3)
Impact sur l’architecture
Photo 3. Architecture paramétrique (Dezeen)
Grace aux nouveaux outils, on se trouve parfois immergé dans un univers de sciencefiction où les seules les limites de l’imagination sont présentes.
19
20
III.
Impact sur l’environnement urbain
Figure 1. Rendu de la ouvelle façade du Lac Palace
Les façades mises en scène par la lumière modèlent notre environnement nocturne. Ces éclairages servent à l’orientation, créent des ambiances et des émotions et attirent l’attention. Les solutions lumière modernes pour façades de bâtiment doivent offrir une plus-value aux municipalités, à l’architecture et à l’économie – en embellissant le lieu et en améliorant la sécurité, en mettant le bâtiment en valeur ou en transmettant une image positive de l’entreprise. L’aménagement lumière exige toutefois une grande sensibilité esthétique. Maintenant, les solutions doivent de plus être durables, respectueuses de ressources et éviter une pollution lumineuse inutile. Elles utilisent d’efficaces LED haute puissance qui réduisent la charge énergétique. Ses solutions sont complétées par des systèmes de commande de l’éclairage capables de remplir toutes les exigences, depuis le monument discrètement illuminé jusqu’à la façade médiatique.
Photo 4. Structure en grillage d'Edoardo Tresoldi - Abu Dhabi
Photo 5. La façade du monument culturel de Guadalajara au Mexique
1)
Lumière architectonique
Ce type d’éclairage met l’accent sur les éléments architectoniques des bâtiments, souvent utilisé sur les monuments mais aussi sur les nouveaux buildings.
2)
Lumière émotionnelle
L’architecture a pour but d’influencer l’occupant en agissant sur ses émotions. Outre
l’utilisation
d’éléments
architectoniques et architecturaux, la lumière quant à elle joue directement sur la psychologie à travers les couleurs qu’elle transmet. Rien que le fait de pénétrer un bâtiment éclairé naturellement peut submerger Figure 2. Psychologie des couleurs
l’usager d’émotions, qu’en est-il de rajouter des couleurs ?
21
22
Photo 6. Allianz Arena à Munich, Allemagne
3)
Lumière communicative
Assigné au marketing et au domaine publicitaire, ce type de lumière s’incruste aisément dans les bâtiments, aussi bien à l’extérieur qu’à l’intérieur.
Photo 7. Time Square, New York
4)
Le Vidéo Mapping
Passéisme ou anti-modernisme, d’autres ont décidés de maquiller l’ancienne architecture (pour cause que la nouvelle architecture possède moins de relief sur sa façade). Les constructions ont renvoyés plusieurs messages grâce à leurs images. Qu’en est-il alors d’une image projetée sur la façade ? a.
Définition
Le mapping vidéo, est une technologie multimédia permettant de projeter de la lumière ou des vidéos sur des volumes, de recréer des images de grande taille sur des structures en relief, tels des monuments, ou de recréer des univers à 360°. Grâce à l'utilisation des logiciels spécifiques, les volumes sont dessinés et reproduits, afin d'obtenir des projections vidéo à grande échelle qui adhèrent le plus près possible
aux endroits choisis. Les logiciels permettent de projeter un ou plusieurs clips sur différentes sorties. Animés par des vidéo-jockeys9, ces jeux d’illusion optique peuvent rendre confus la perception ou induire en erreur le spectateur à partir de la déconstruction illusoire de ce qui était statique. Le mapping vidéo est une technique qui permet de projeter des vidéos sur des volumes en jouant avec leur relief. Qu’elle soit sur une basket, une voiture ou une cathédrale, la projection joue sur l’illusion optique entre le relief réel et sa seconde peau virtuelle. Elle augmente et sublime l’objet ou l’architecture qu’elle éclaire. La technique de « projection mapping », également connue sous le nom de mapping vidéo, est une technologie de projection utilisée pour transformer des objets, souvent de formes irrégulières, en surface d'affichage pour la projection vidéo. Ces objets peuvent être des paysages industriels complexes, tels que les bâtiments. En utilisant un logiciel spécialisé, un objet à deux ou trois dimensions est mappé dans l'espace virtuel qui imite l'environnement réel. De cette façon, l'ordinateur sait exactement où projeter ses informations et mettre en évidence toute sorte de forme. Presque n'importe quelle surface peut être utilisée pour « devenir une surface vidéo dynamique d’images 2D et 3D qui peuvent transformer ce qui est réel pour le public par des illusions et des images aux possibilités infinies ». Grâce à ces informations, le logiciel peut interagir avec un projecteur pour s'adapter à toute image souhaitée sur la surface d’un objet. Cette technique est utilisée par des artistes et des annonceurs pour ajouter des dimensions supplémentaires, des illusions optiques et des animations de mouvement sur des objets statiques. La vidéo est couramment associée ou déclenchée par de l’audio pour créer un récit audiovisuel.
9
Appelé aussi VJ, c’est comme les DJs mais au lieu de la musique ils jouent des vidéos
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b.
Dans le monde
La Fête de la lumière - Chartres Chartres en lumières est une manifestation artistique et culturelle initiée par la ville de Chartres en 2003. Chaque année, cet événement se déroule d’avril à octobre. Pendant plusieurs mois, les principaux monuments de la ville sont mis en lumière et en musique. L'élément principal de Chartres en lumières est la Fête de la lumière, qui a lieu habituellement mi-septembre. Photo 8. Église Saint-Aignan, 2006
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Photo 7. Cathédrale Notre-Dame, 2015
Atelier des lumières – Paris
Photo 9. Exposition immersive -Nuit étoilée de Van Gogh (LADN.EU)
Photo 10. Exposition Gustave Klimt (atelier-lumieres.com)
L’espace, qui est définit par ses dimensions, se voit rajouter une nouvelle. La lumière ou dans ce cas « l’immersion graphique », détrônant ainsi la notion de la profondeur permettant à l’usager d’être immergé dans un environnement spécifique.
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c.
En Tunisie
Théâtre Municipal En collaboration avec plusieurs artistes, la société Sybel10 spécialisée dans l’éclairage et le mapping vidéo a célébré les 3000 milles ans d’histoire de la Tunisie.
Photo 11. Théâtre Municipal de Tunis - 2013
Mosquée de Kairouan Chaque année le jour du Mouled (Naissance du prophète Mahomet) la ville de Kairouan célèbre ce jour avec des festivités dont un vidéo mapping sur la mosquée Ôqba-Ibnu-Nefâa.
Photo 12. Mosquée Ôqba-Ibnu-Nefâa - 2017 10
Société tunisienne d’éclairage, Sonorisation et Mapping vidéo
Les remparts de Sfax Sfax, capitale de la culture arabe, société Sybel aussi. Projection qui représente l’histoire de la construction des remparts de la ville de Sfax.
Photo 13. Rempart de Sfax - 2016
Mosquée Ez-Zitouna A l’occasion de la nomination de Tunis, capitale de la culture islamique, la mosquée Ez-Zitouna s’est vue éclairée en plusieurs couleurs. Valoriser le patrimoine à travers la vidéo mapping.
Photo 14. Mosquée Ez-Zitouna - 2019
27
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C.
ARCHITECTURE ET INTELLIGENCE ARTIFICIELLE
I.
L’intelligence artificielle dans le bâtiment
Un bâtiment intelligent, appelé aussi « Smart Building », est une version évolué du bâtiment. Grâce à l’intégration d’outils numériques lui offrant plusieurs avantages, qui vont de l’optimisation des ressources énergétiques au confort des collaborateurs.
1)
Fonctionnement
La plupart des bâtiments intelligents reposent sur l’utilisation de capteurs permettant de récupérer de nombreuses données : la température, l’hygrométrie, le niveau sonore, la présence ou non de personnes dans un espace donné…
Schéma 2. La GTB expliqué par la société Sustainair
Aux données de ces capteurs, on peut ajouter les informations issues des systèmes de GTB (gestion technique de bâtiment : alarmes, éclairage, vidéosurveillance, contrôle d’accès…) mais aussi des données externes au bâtiment : horaire des transports en
commun à proximité, météo, menu du restaurant d’entreprise… En fait, toutes les données qui peuvent influer sur la vie du bâtiment.
En parallèle, des actionneurs permettent d’exécuter des commandes sur les équipements électriques auxquels ils sont connectés. Grâce à ces actionneurs, il est donc possible de réaliser automatiquement certaines actions, comme régler un équipement de chauffage à une certaine température ou allumer/éteindre un éclairage.
2)
Avantages
Outre la consommation énergétique, le smart building permet de proposer aux équipes des conditions de travail optimales. Imaginons un bâtiment capable de reconnaître le visage des collaborateurs pour contrôler leurs accès, mais aussi pour leur offrir un espace de travail qui satisfait à tous leurs besoins : des lumières qui s’allument à leur passage, des écrans qui les aident à se diriger dans le bâtiment, une température adaptée à leurs goûts… Rien de futuriste : ce sont des fonctionnalités qui peuvent être déployées dès maintenant.
29
30
Le smart building est une composante essentielle de la « digital workplace
11
».
Aujourd’hui, les entreprises sont de plus en plus nombreuses à chercher de nouvelles manières de travailler, notamment pour favoriser l’échange entre les salariés. Souvent, cela passe par une nouvelle organisation des bureaux. Dans cette optique, le smart building est un véritable allié : réservation d’une salle de réunion, géolocalisation des occupants (qui est où ?), accès à toutes les informations et tous les services de l’entreprise… Le smart building, c’est aussi par exemple la possibilité de bénéficier d’une vision plus précise des taux de remplissage de chaque espace. Imaginons une salle de réunion de 30 personnes qui ne serait réservée que pour des réunions d’une dizaine personnes. Avec une solution de smart building, il est possible de monitorer ces réservations et de prendre des décisions en conséquence : pourquoi pas des travaux pour diviser l’espace en deux salles pouvant accueillir une quinzaine de personnes ?
3)
Bâtiments intelligents en Tunisie
Appellation un peu poussée mais on en trouve bien. Plusieurs hôtels et entreprises, souvent de nouvelles constructions possèdent bien des systèmes de GTB. Le seul bémol, leur utilisation est plus axée sur le confort et l’automatisation que sur la réduction de la consommation énergétique.
4)
Dans le monde
On peut citer le Robot Science Museum à Séoul, dépassant même les simples principes de la GTB, conçu par le groupe turc Melike Altınışık Architects. Ce projet sera construit entre 2020 et 2022, sa particularité est qu’il va être construit en sa majorité par des robots.
11
Les
Mobilité au travail
ingénieurs
et
Figure 3. Le Robot Science Museum
techniciens de l’MIT 12 sont en train d’élaborer des programmes leurs permettant, à part l’assemblage, de tordre et de souder avec une précision de pointe à travers Turbo Track. Les différentes pièces du bâtiment seront posées à l’aide de drones et des machines intelligentes.
5)
Conclusion
D’un bâtiment traditionnel vers un bâtiment intelligent connecté, ce secteur évolue à grande échelle. Hormis le volet architectural, de point de vue besoins, le bâtiment tend vers un apprentissage de ces derniers pour mieux s’adapter à l’Homme, jusqu’où peut-on aller avec ce nouveau concept technologique ? De quelle manière peut-on l’adapter à notre vie quotidienne ?
II.
L’intelligence artificielle dans l’habitat
1)
Evolution de l’habitat au XIXème siècle Au milieu du XIXème siècle, une nouvelle approche de l’habitat vit le jour, celle d’un bâtiment collectif et polyfonctionnel. Composé
de
commerce en bas, des appartements et Figure 12. Immeuble Marengo, Paris
des
chambres
de
service tout en haut. Aidé en majeure partie par la révolution industrielle, l’habitat s’est vu octroyé l’apport de nouveaux outils, tels que les ascenseurs. Sans oublier l’électricité, découverte vers la fin de ce siècle, qui permit à l’habitat d’évoluer rapidement.
12
Massachussetts Institute of Technology
31
32
2)
L’habitat moderne
De grands noms ont révolutionné l’architecture, fonctionnellement parlant, tels que Rem Koolhas, Frank Lloyd Wright, Le Corbusier et bien d’autres… Prenant Le Corbusier, pour lui, la maison devait être une « machine à habiter » en citant ses dires : « Une maison (doit être) comme une auto, conçue et agencée comme un omnibus ou une cabine de navire, écrit-il. Il ne faut pas avoir honte d’habiter une maison sans comble pointu, de posséder des murs lisses comme des feuilles de tôle, des fenêtres semblables aux châssis des usines. Mais ce
Figure 21. Plan de la villa Savoye avec garage
dont on peut être fier, c’est d’avoir une maison pratique comme sa machine à écrire. » (Le Corbusier, 1923). Toujours selon les besoins, Le Corbusier a intégré la voiture dans le bâtiment, devenu élément essentiel dans la vie quotidienne, elle devait avoir sa place dans la maison. Entre autres des fonctions de plaisance comme le toit-terrasse.
3)
La domotique
a.
Définition
Domotique, du latin «Domus» qui signifie maison avec le suffixe «-tique» pour renvoyer vers un emploi scientifique du mot, c’est le terme utilisé pour désigner une spécialité dans les bâtiments qui regroupe différentes techniques permettant le contrôle, l’automatisation et la programmation de certaines fonctions dans l’habitat. Un système domotique est programmable et fonctionne selon
Schéma 3. Concept de la Domotique
des scénarii préétablis ou créés suivant les besoins des utilisateurs. La domotique est issue de l'application de la programmation informatique à l'habitat. b.
Fonctionnement A travers une connexion entre les différents équipements électriques les connectant à un système central
permettant
de
les
commander, ils se déclenchent d’un Figure 30. Ecran de contrôle
simple
geste
ou
automatiquement. A l’aide d’un
écran de contrôle d’une des pièces de la maison, l’utilisateur peut visualiser à tout moment les fonctions du système. La domotique est une forme d’intelligence artificielle. En effet, la domotique est conçue sous forme de programmes exécutables. Elle agit dans une volonté de coordination : il s’agit donc d’automatiser des tâches en les programmant et en les coordonnant entre elles. La domotique est un exemple type de l’intelligence artificielle. Elle permet de mettre en œuvre plusieurs fonctions dans l’habitat normalement accomplies par l’homme.
33
34
Pour une meilleure compréhension, la domotique, sous sa forme d’intelligence artificielle, peut être schématisée de la façon suivante :
Schéma 4. Fonctionnement de la domotique
Les capteurs réagissent à l’état de l’environnement. Ils rendent compte d’un état du système à la partie commande. Un capteur est donc capable de détecter un phénomène physique (vent, chaleur, lumière, humidité, présence,…) et de rendre compte de ce phénomène à la partie commande. Il existe différents types de capteurs : caméras, radars, thermomètres, cellules photoélectriques (capteurs sensibles à la lumière)…
Le système programmé est la partie intelligente. Il fonctionne de façon autonome. C’est pour cette raison qu’un opérateur le programme et donne donc des consignes au système. Il existe différents langages de programmation. Les actionneurs exécutent les ordres reçus. Ce sont principalement des moteurs, des lampes, des ventilateurs, des alarmes… L’alimentation électrique est indispensable pour faire fonctionner les capteurs, le système programmé et les actionneurs. Tout est relié par câbles ou par wifi. Le wifi est un réseau qui permet de relier sans fils plusieurs équipements grâce à des ondes radio (électromagnétiques). Les types de domaines auxquels a été appliquée la domotique sont principalement les deux suivants : le bien-être et la sécurité.
c.
Scénario Domotique • Exemples
La domotique d’un autre côté agit selon des scénarios bien définis par les opérateurs selon les besoins du client. On prend le cas d’une personne vivant seule avec un scénario qui commence à s’exécuter dès le réveil, soit vers 7h. • Scénario : Réveil Au réveil, le chauffage se met au mode confort, les volets se lèvent, la radio se met en marche dans la salle de bain et dans la cuisine. En sortant de douche, la lumière et le chauffage de la salle de bain s’éteignent et la cafetière se met en marche dans la cuisine. • Scénario : Départ Il se met en marche dès qu’on quitte la maison, que ce soit pour aller travailler ou même aller en vacances. Ce scénario comporte la mise en veille des appareils électriques, l’extinction des lumières oubliées, l’adaptation des volets à la lumière du jour, mise en mode économique du chauffage et le plus important, c’est la mise en route du système d’alerte. • Scénario : Intrusion Ce scénario se met en route dès qu’une présence est détectée. Les volets se ferment, les lumières externes s’allument, l’alarme sonne, l’enregistrement commence et une vidéo
en
temps
réel
est
transférée
directement sur le smartphone.
35
36
• Scénario : Retour De retour à la maison, grâce à la géolocalisation (de la voiture ou du smartphone), le portail s’ouvre automatiquement et en même temps le chauffage se met en marche. En entrant, les lumières des pièces les plus fréquentées s’allument, et rien qu’en posant votre smartphone sur la table, la radio/télé s’allume grâce à la technologie NFC 13.
4)
La domotique en Tunisie
S’il y a bien un domaine dans lequel on a pu profiter de l’intelligence artificielle en Tunisie, c’est bien celui de la domotique. Dans les quartiers aisés, les nouvelles constructions sont bien dotées de systèmes de gestion intelligents, plusieurs entreprises dans ce secteur voient le jour, telles que Chifco, HTM, Domotique Tunisie, et bien d’autres…
5)
Synthèse
L’habitat à travers les différentes époques a toujours été le produit de l’Homme, c’est l’attente à ses besoins. Au fur et à mesure qu’ils évoluèrent, son habitat suivit. D’un simple abri vers une maison intuitive, l’Homme a su comment adapter son microenvironnement à ses besoins. De point de vue macro, avec l’aide de l’intelligence artificielle dans l’habitat, la consommation énergétique décroit et les émanations gazeuses sont réduites. Donc réciproquement, l’Homme s’est adapté à son tour à son environnement, une fois encore après une rupture.
13
Near Field Communication est une technologie de communication sans fil à courte portée et à haute fréquence
III.
L’intelligence artificielle dans le transport
1)
Historique
Même sort que l’habitat, le domaine des transports connut une évolution selon des besoins que l’Homme éprouvât au fil du temps. Débutant par un char tiré par des chevaux pour finir avec une voiture intelligente et autonome. Le concept d’une voiture a évolué d’un engin consommateur pollueur à un autre intuitive et « protecteur ». a.
Voiture hybride
Une voiture est dite hybride lorsqu’elle possède au moins deux sources énergétiques lui permettant de se déplacer. Généralement les voitures de ce type marchent sous carburant et électricité grâce à deux moteurs, l’un thermique et l’autre électrique. b.
Figure 34. Principe de l'hybridation
Voiture électrique
Une voiture électrique par du principe de la voiture hybride, sauf que celle-ci est entièrement électrique. Une fois les stations de recharges électriques sont devenues abondantes, la voiture électrique voit le jour. C’est dans l’initiative de réduire l’utilisation des énergies fossiles et la réduction de l’émanation des gaz toxiques que de telles inventions sont nées. c.
Voiture autonome (intelligente)
Tesla, Google, Apple et plein d’autres concessionnaires travaillent sur des voitures autonomes, un véhicule dépossédé de son conducteur. A l’aide de capteurs et d’une connexion au réseau internet, ces voitures peuvent emmener les passagers à leurs destinations
en
prenant
compte
des
contraintes
routières
(circulation,
signalétiques,…).
37
38
2)
Apports
Si on parvient à parler et à débattre de l’intelligence artificielle dans maints domaines
aujourd’hui,
c’est
que
forcément on ne peut émettre le fait que celle-ci soit impliquée dans le domaine du transport et ce à grande échelle. On a souvent entendu parler
Figure 36. Accident prédit par la Tesla
des voitures électriques, celles-ci se voient être intelligentes après qu’on leur ait intégré un système d’IA. Devenues capables même de prédire des accidents avec une simple analyse et compréhension de l’environnement proche, tel fut le cas de la voiture Tesla 14. De nos jours, la voiture intelligente permet même d’enregistrer les paramètres de ses utilisateurs (position du siège, hauteur du volant, réglage des rétroviseurs et même la playlist qui peut dépendre de l’humeur du conducteur).
3)
Exemples
Voiture autonome : Google Car
Figure 38. Schéma de fonctionnement de la Google Car
14
Société américaine spécialisé dans les équipements électrique
Voiture PRT15 de Masdar City 16:
Figure 39. La PRT de Masdar
Ce véhicule ne dispose pas de commande directe permettant le pilotage, une simple interface utilisateur sous forme d’écran permet de choisir la destination. La voiture suit des chemins bien précis reliant les différents composants de la cité.
4)
Synthèse
Perçu comme deuxième lieu de vie, la voiture se voit évoluer de la même manière que l’habitat. Procurant ainsi plus de confort et offrant plus de fonctionnalités à son utilisateur. Performante mais aussi écologique, les smart cars sont conçus afin de limiter la pollution et pour la préservation de l’environnement.
15 16
Personal Rapid Transit, voiture autonome utilisé dans la cité intelligente Masdar Cité universitaire intelligente à Abu Dhabi, par Norman Foster
39
40
IV.
L’intelligence artificielle dans la ville (Smart City)
1)
Définition
Dans un premier sens, une Smart City ou ville intelligente, est une ville durable, préservant l’environnement et limitant au maximum la consommation de l’énergie quitte à en produire au-delà de l’autosuffisance. Même principes que les bâtiments mais à grande échelle, le recours à des capteurs connectés à un serveur Data est indispensable. Dans un deuxième lieu, une ville intelligente pour être considéré comme tel, doit avoir les conditions citées ci-dessus, mais aussi, être en majorité automatisée, utopiquement parlant totalement robotisée. C’est une ville dont le concept est d’intégrer les TIC (Technologies de l’Information et de la Communication), cela permet aux représentants municipaux d’être directement connectés avec les citoyens, mais aussi de suivre l’évolution e la ville.
2)
Critères
Les villes intelligentes peuvent être caractérisées par six critères principaux cités comme suit : « économie intelligente », « mobilité intelligente », « environnement intelligent », « habitants intelligents », « mode de vie intelligent » et « administration intelligente » selon Rudolf Giffinger, professeur de sciences régionales et responsable du Centre de sciences régionales, qui fait partie du département du développement territorial, des infrastructures et de la planification environnementale de l'Université technologique de Vienne.
Figure 40. Critères de Giffinger
3)
Dans le monde
a.
Masdar City
Architecte : Norman Foster
Lieu : Abu Dhabi, E.A.U.
Surface construite : 63.000 m²
Construction : 2007 – 2010
Description Transcription phonétique de l’équivalent du mot « source » en arabe, pour but de faire progresser le développement, la commercialisation et l’abondance des énergies renouvelables et des technologies propres, l’éco-cité de Masdar accueillerait 50.000 habitants et 1.500 entreprises. Composants -
Masdar City
-
Masdar Power
-
Masdar Carbon
-
Masdar Capitalism
-
Masdar Institute
Figure 41.Fonctionnement de la ville (Masdar Institute 2012)
41
42
Photos Construction d’un squelette géant fait en acier recyclé « tour à vent », concept du passé : au sommet de la tour il y a des orifices qui font entrer le vent avec une injection dans son système d’air humide « gouttes d’eau ».
Figure 42. Tour à vents – Masdar City
Des ruelles étroites, ombragées et rafraichies par des cours d’eau, la création de « couloirs » traversés par le vent pour une aération naturelle de la ville. Les
fenêtres
sont
orientés
différemment pour qu’elles laissent entrer la lumière sans la chaleur.
Figure 43. Ruelles – Masdar City
b.
Lilypad
Architecte : Vincent Callebaut
Lieu : Les océans (départ de la baie de Monaco)
Surface : 500 000 m²
Etudes : 2008-2017
Achèvement : 2050-2058
Description Dans une approche smart, durable et visionnaire comme pour toute ville intelligente, celle-ci se voit projetée loin avec la vision de son architecte. A cause de l’activité anthropique (causé par l’Homme), le réchauffement climatique provoque une ascension du niveau océanique rendant ainsi un pourcentage important des territoires déjà occupés submergé. Principes Une ville amphibie auto-suffisante, ainsi décrite par Vincent Callebaut, terrestre et aquatique à la fois. Pouvant abriter jusqu’à 50.000 habitants et favorisant le développement de la faune et de la flore autour d’un lagon central d’eau douce parvenue des eaux pluviales après épuration.
43
Programme La programmation multifonctionnelle s’articule autour de trois marinas et de trois montagnes dédiées respectivement au travail, au commerce et aux loisirs. Le tout est recouvert d’une strate de logements végétalisés en jardins suspendus et traversée par un réseau de rues et de traboules17 au tracé organique. Le but est d’instaurer une coexistence harmonieuse du couple Homme/Nature et d’explorer de nouveaux modes d’habiter la mer en construisant avec fluidité des espaces collectifs de proximité , des espaces d’inclusion sociale agréables et propices à la rencontre de tous les habitants – autochtones ou allochtones, habitants récents ou anciens, jeunes ou âgés. Figure 44. Coupe longitudinale sur la ville
Totalement autosuffisante, Lilypad relève ainsi les quatre principaux défis lancés par l’OCDE en mars 2008 : climat, biodiversité, eau et santé. Elle atteint un bilan énergétique positif à émission de carbone zéro par l’intégration de toutes les énergies renouvelables (énergies solaires thermique et photovoltaïque, énergie éolienne, énergie hydraulique, maréthermique, marémotrice, osmotique, phyto-épuration, biomasse) produisant ainsi durablement plus d’énergie qu’elle n’en consomme. Cette Ecopolis flottante tend ainsi vers l’éco-compatibilité positive du bâti au sein des écosystèmes océaniques en produisant lui-même de l’oxygène et de l’électricité, en recyclant le CO2 et les déchets, en épurant et en adoucissant biologiquement les eaux usées, des champs
44
d’aquaculture et des corridors biotiques sur et sous sa coque pour subvenir à ses propres besoins alimentaires. 17
Passage étroit qui traverse un pâté de maisons, des cours d'immeubles.
Photos de rendu
45
46
4)
En Tunisie
On ne trouve pas encore de Smart Cities en Tunisie mais la volontÊ y est, des initiatives telles que Bizerte 2050 vise à faire de cette ville tunisienne la première ville intelligente du pays.
Figure 45. Image du projet Bizerte Smart City
5)
Synthèse
« Il faut de tout pour faire un monde » La Smart City serait une synthèse des différents apports technologiques dans la société, un va et vient entre avancée technologique et un retour aux sources. Essayer d’atteindre l’équilibre entre nature et bâti dans une optique de durabilité.
47
48
V.
Conclusion
De pratiques quotidiennes vers des bâtiments où elles peuvent être exercées, d’un réseau les liant vers une ville connectée, les besoins de l’Homme évoluèrent à un point où la définition de la simplicité change et devient complexe. Paradoxalement parlant, c’est grâce à des algorithmes complexes qu’on peut exécuter des tâches à l’aide d’un simple toucher. Autrefois on se basait sur des bibliothèques pour récolter le savoir qui nous est nécessaire à l’accomplissement de certaines tâches, de nous jours grâce à la connectivité, on a une base de données monumentale niveau contenu, légère niveau poids. Celle-ci est répartie tout autour du globe et est accessible via le Cloud 18 , l’intelligence artificielle puise ses ressources dans ce dernier, ainsi elle accède à des données régulièrement à jours. « On rend indispensable ce dont vous n’avez pas besoin », réplique satyrique dite dans Les Guignols 19 suite à la mort de Steve Jobs, fondateur d’Apple Inc. On pouvait auparavant s’en passer de technologie et profiter de la vie, mais l’avancée technologique et l’intelligence artificielle sont présentes dans la moindre action qu’on entreprend, des régulateurs de sommeil aux flux d’informations proposé.
Un robot doté d’intelligence artificielle à même bénéficié d’une citoyenneté dans l’un des pays les plus strictes concernant sa délivrance, il s’agit du robot Sophia, qui, lors du forum économique Future Investment Initiative qui s’est déroulé à Riyad du 24 au 26 octobre s’est vue devenir une citoyenne Saoudienne.
18 19
Figure 46. Sophia, premier robot citoyen
Plateforme de stockage en ligne, littéralement traduite en « nuage » Emission satirique qui passe sur Canal+
49
50
Etat des lieux En Tunisie, généralement quand on évoque le domaine numérique et robotique, on se tourne directement vers les établissements pédagogiques, voir ci-dessous : Tableau 2. Etablissements ayant des formations en TIC et robotique
Université
Etablissement
Spécialité
Université de Tunis
Institut Supérieur de Gestion de Tunis
Stratégies d’Optimisation et Informatique Intelligente Informatique, Parallélisme et de Productique
Université de Tunis El Manar
Faculté des Sciences de Tunis
Informatique en Programmation, Algorithmique et Heuristique
Algorithmique Parallèle et Optimisation
Ecole Nationale d’Ingénieurs de Tunis
Signal, Image et Technologies de l’Information
Ecole Polytechnique de Tunis
Systèmes Electroniques et Réseaux de Communication Communications, Signal et Image
Université de Carthage
Ecole Supérieure des Communications de Tunis
Systèmes des Communications Verts et Intelligents Innovation des Systèmes Mobiles, Communicants et Coopératifs Sécurité Numérique
Université de la Manouba
Ecole Nationale des Sciences de l'Informatique
Université de Monastir
Faculté des Sciences de Monastir
Réseau Image Système Architecture et Multimédia Electronique et Micro-électronique Microélectronique et Instrumentation
Université de Sfax
Etablissements d’Enseignement Supérieur Militaire
Ecole Nationale d'Ingénieurs de Sfax
Académie Militaire
Sciences et Techniques de l’Automatique et de l’Informatique Industrielle Technologies Avancées pour Médecine et Signal Réalité Virtuelle et Technologies de l'Information
Mais du point de vue pratique et industrialisation on en est qu’aux premiers pas. Différentes start-up surgissent chaque année dans le but d’innover ce secteur, faute de moyens, le business plan s’arrête à l’aboutissement de programmes et non à la conception matérielle. Pourtant, chaque année plusieurs concours et évènements permettent au public d’admirer les créations robotiques des jeunes tunisiens. Partant de ce fait, des ateliers de création ont commencé à voir le jour en Tunisie afin de permettre à tout porteur d’idée de la concrétiser, ce sont les Fab Lab. Fab Lab - Définition Un fab lab (contraction de l’anglais fabrication laboratory, « laboratoire de fabrication ») est un lieu ouvert au public où il est mis à sa disposition toutes sortes d’outils, notamment des machines-outils pilotées par ordinateur, pour la conception et la réalisation d’objets.
À la fin des années 90, inspiré par un cours intitulé How To Make (Almost) Anything (Comment fabriquer (presque) tout et n’importe quoi), un professeur du MIT (Massachussets Institute of Technology), créé le concept de FabLab. Une démarche qui a permis de familiariser un grand nombre d’individu avec les outils informatiques de conception.
51
52
En Tunisie, ils ont commencé à apparaitre à partir de 2015 sous forme de communautés.
Figure 47. Carte des communautés Fablab en Tunisie
Apports Quelques photos d’objets créés dans des fablab :
Figure 48. Imprimante 3D Hand-made
Figure 50. Prothèse de main commandÊe par des capteurs musculaires
Figure 49. Drone marin de surface
53
54
Sans oublier l’apport dans le secteur architectural, où des drones aériens sont même capables d’assurer la surveillance, le suivi de chantier voir même le pilotage.
Photo 15. Chantier d'un stade de basket-ball - ©The Sacramento Bee
Dans ce chantier des Sacramento Kings, des drones filment l’avancement des travaux puis retranscrivent les photos prises en modélisation 3D. Ainsi le chef de chantier pourra déceler les éventuels retard et les équipes responsables en temps réel.
Photo 16. Capture d'une video de suivi de chantier - © Technology Review
Cette illustration publiée par Technology Review20 montre un autre projet qui consiste à utiliser un logiciel d'analyse vidéo pour identifier chaque ouvrier par sa fonction, déterminer ce qu'il est en train de faire et même dans quelle position il se trouve : penché ou debout. De quoi en extraire des statistiques sur le niveau d'efficacité des travailleurs et pouvoir ainsi les surveiller plus étroitement.
20
MIT Technology Review est un magazine américain publié par Technology Review, Inc, une société de médias appartenant au Massachusetts Institute of Technology.
I.
Tour d’observation EFFEKT’s Treetop
1)
Présentation
Nom du projet
Camps Adventure
Vocation
Education, Recherche
Localisation
Haslev, Danemark
Année
2017
Statut
Finit
Superficie
Passerelle 900m, Tour 50m
Design Team
Tue Hesselberg Foged, Sinus Lynge, Toni Rubio Soler, Anders Hjortnæs, Yulia Kozlova, Evgeny Markachev, Oscar Elfving, Nicolai Duedahl Hende, Marco Antonio Ravini, Paula Madrid Bergillos, Carlos Suriñach
Prix
ICONIC Award 2017 - Visionary Architecture
Le projet consiste en un parc d’aventure constitué d’une passerelle de 900m et d’une tour haute de 50m surplombant le site et enrobé d’une rampe en spirale.
55
56
2)
Concept
Débutant de la plus simple des structures, les manipulations faites permettent une stabilité de la structure du fait de la réduction de la taille. Le choix de la rampe en spirale offre ainsi une promenade en montée, sans oublier la fonction primaire de cet élément, qui est l’accessibilité pour tous, autant en faire un parcours. Sans oublier la structure qui joue le rôle de protection aussi « garde-corps ».
Concepts retenus
Figure 51. Centre d'innovation Merck, Darmstadt en Allemagne
II.
Centre d’innovation Merck - Darmstadt
Le site de la société scientifique et technologique Merck de Darmstadt (Allemagne) est progressivement transformé d’une usine de production en un campus technologique et scientifique. Le centre d'innovation avec un nouveau monde du travail est au cœur de cette transformation.
1)
Présentation des architectes
HENN est un bureau international d’architecture basé à Munich, Berlin et Pékin, qui compte plus de 70 ans d’expérience dans les domaines de l’espace de travail, de la culture, de la santé, de l’éducation et de la recherche, ainsi que de la production et de la planification urbaine. Le bureau est dirigé par Gunter Henn et vingt-deux partenaires. 350 employés ; architectes, designers, concepteurs et ingénieurs provenant de 30.
57
58
Figure 52. Situation du Centre d'innovation Merck
2)
Situation
Frankfurter Str. 250, 64293 Darmstadt, Allemagne
3)
Concept
Le bâtiment est en retrait face à Frankfurter Straße, générant ainsi l'espace pour une place publique - Emanuel Merck Platz. La forme orthogonale du volume architectural découle du contexte des bâtiments voisins, tout en contrastant avec l’animation du fonctionnement interne du bâtiment.
Figure 53. Morphologie urbaine
L'intérieur est caractérisé par le déploiement d'une structure spatiale qui coule en permanence. Des connexions de type pont couvrent diagonalement l'espace entre les noyaux ovales, reliant les espaces de travail individuels les uns aux autres. Les marches, les rampes et les zones de plancher montent en spirale. Les itinéraires entre les groupes de travail, d’un niveau à l’autre, s’effectuent presque imperceptiblement et sans effort. Un continuum spatial dynamique singularise les lieux de travail individuels tout en les connectant pour former un réseau spatial.
Figure 54. Coupe longitudinale
Figure 55. Classification des espaces selon le bruit
59
60
Les ponts qui se croisent, qui densifient le point central du bâtiment et diminuent la hauteur spatiale de 6 à 3 mètres, semblent flotter. La souche des charges est absorbée par des supports le long de la façade et seulement quatre colonnes intérieures. Grâce à leurs revêtements en acier inoxydable très polis, les colonnes ont une présence pratiquement dématérialisée.
Figure 56. Zone de travail
Chaque niveau comporte deux zones de travail, disposées en diagonale l'une par rapport à l'autre. Chaque espace de travail est conçu pour constituer un groupe de projet composé de personnel externe et interne, coopérant ensemble sur des innovations, que ce soit de manière temporaire ou par projet. Des salles de concentration et de réunion sont aménagées le long de la façade et sur les mezzanines. Figure 57. Espace de travail et mezzanine
4)
Programme
Le rez-de-chaussée contient un café, un salon et un auditorium.
Figure 58. Plan du rez-de-chaussée
Au premier étage, une bibliothèque et des postes en open space.
Figure 59. Plan du premier étage
61
Le dernier étage accueille un atelier.
Figure 60. Plan du cinquième et dernier étage
Les façades sont placées derrière des lattes extérieures ouvertes qui forment des angles variables, ce qui confère à l'extérieur un aspect dynamique et rend lisible le caractère à double étage des espaces intérieurs. Les façades transparentes hautes de tous les étages et les plafonds très absorbants
62
offrent des conditions de travail idéales en termes de lumière du jour et d’acoustique.
Figure 61. Bureaux open-space
En outre, le centre d'innovation propose toute une série de nouveaux produits et technologies Merck dans les domaines de l'éclairage, des finitions et des puits de lumière. La dernière technologie OLED a été appliquée dans l’installation graphique Light Cloud, ainsi que dans l’installation du moniteur Media Wall.
Figure 62. Installation électriques suivant le concept
63
64
5)
Concepts retenus
Forme générale du bâtiment assez
simple
suivant
la
morphologie du tissu urbain. ► Insertion urbaine
Scission
du
bâtiment
pour
répartir le flux et les fonctions. ► Séparation formelle
Ecran vitré en guise de façade permettant une lecture du bâtiment de l’extérieur et une ambiance lumineuse agréable de l’intérieur. ► Transparence et éclairage naturel
Absence
d’effet
cloisonnement. ► Circulation libre
de
Figure 63. Le Green Climate Fund à Bonn, Allemangne
III.
Siège du Green Climate Fund – Bonn
Dans le cadre de la création du siège du Green Climate Fund à Bonn, filiale des Nations Unis, le groupe allemand L-A-V-A (LABORATORY FOR VISIONARY ARCHITECTURE) a proposé un projet de 13.000 m².
1)
Concept
Le bâtiment est un "projet modèle écologique" sous la devise : « Green is the new black » littéralement traduite en (Le vert est le nouveau noir), dans le but d’accueillir le siège du secrétariat du Fonds Vert pour le Climat (GCF). La structure à trois niveaux
sera
conforme
aux
normes
les
plus
récentes en matière d'efficacité
et
d'écologie
du
bâtiment, répondant Figure 64. Vue d'intérieur
aux exigences les
plus élevées en termes de durabilité (certificat d'or allemand) et d'énergie nette zéro.
65
66
2)
Situation La future structure sera située le long du Rhin, à proximité
de
plusieurs
départements, dont le ministère
fédéral
de
l'Environnement, de la Protection de la nature et de la Sécurité nucléaire, Figure 65. Vue d'ensemble
ainsi
que
de
la
coopération et du développement économiques.
3)
Fonctionnalité
Figure 66. Diagramme fonctionnel
La façade prend une forme curviligne qui accueille des puits de lumière naturelle, des jardins sur le toit et une grande terrasse en contrebas du restaurant. L'aménagement intérieur comprend une zone d'accès et de logistique avec des contrôles de sécurité,
une zone d'accueil des visiteurs, une bureautique ultramoderne, un auditorium, une salle de conférence, une cantine / cafétéria et un parking souterrain. Selon les dires d’Alexander Rieck, un dirigeant du groupe, LAVA a travaillé en étroite collaboration avec les installations de recherche de pointe et les experts du renommé mondial « Fraunhofer IAO » pour créer des systèmes intelligents, des matériaux et des peaux qui répondent aux influences extérieures telles que la pression atmosphérique, la température, l’humidité, le rayonnement solaire et la pollution.
4)
Concepts retenus Modification morphologique de la forme initiale en forme irrégulière. ► Forme irrégulière
Implantation
à
coté
de
bâtiments administratif mais faisant face à la nature. ► Contact direct avec la nature
Intégration
de
l’élément
végétal à l’intérieur avec une ambiance
lumineuse
particulièrement apaisante. ► Jardin intérieur
67
68
I.
Le Site
1)
Situation
Figure 67. Situation géographique
Le site se trouve dans le gouvernorat de Tunis, précisément sur la Cité Olympique de la commune de la Cité El-Khadhra.
Aéroport Tunis-Carthage El Menzah
Le belvédère
Lac de Tunis
Figure 69. Situation Google Earth Figure 69. Localisation
Le site est entouré de repères présentés à l’échelle macro comme suit : -
Au nord-est l’aéroport de Tunis-Carthage
-
Au sud-est le Lac de Tunis
-
Au sud-ouest Le Belvédère et le centre-ville
-
Au nord-ouest les Menzah
A l’échelle micro il est entouré par le Centre Urbain Nord, le stade El-Menzah et d’autres équipements publics.
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2)
Analyse climatique
Figure 70. Graphes des données climatiques de Tunis
Conclusion :
Température moyenne allant de 15° en hiver et de 30 en été Humidité élevée Ensoleillement fort en été et assez présent tout au long de l’année (≈ 8 mois) Pluviométrie importante en fin d’année, un peu moins entre Février et Mars Vents dominants généralement du Nord-Ouest
3)
Servitudes
Transport public – Métro/Bus Voie express
Avenue Rue
4)
Justificatif du site
Le choix du site n’étant pas anodin, il a été choisi afin de standardiser les domaines technologiques au sein de la société et non dans des endroits spécifiques. Mis à part les faits que le terrain est entouré d’établissement s universitaires, espaces culturels et scientifiques et moyens de transport en communs.
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II.
Le Terrain
1)
Délimitation
2)
Règlementation
C.O.S. = 0,5
La hauteur maximale autorisée est celle du plus haut bâtiment avoisinant, soit R+7 (25m).
La construction doit avoir une voie qui la sert d’une douzaine de mètres (12m), en cas de non-lieu elle doit être construite
Figure 71. Plan d'Aménagement Urbain de Tunis - Cité Olympique
3)
Topologie
Coupe transversale
Coupe longitudinale
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4)
Photos du terrain
III.
Le Projet
Futurama, centre de recherche sur la domotique. Dédié aux entreprises comme aux particuliers. Son but premier est de promouvoir la technologie dans l’habitat et de faciliter le mode de vie et l’ergonomie.
1)
Concepts et parti
Accessibilité : Un atout dans le projet montrant ainsi l’accession à tout le monde
Transparence : Minimiser le cloisonnement et la rupture visuelle au maximum afin de laisser libre cours à l’échange de l’information
Durabilité : Il ne peut y avoir de progrès technologique sans raisonnement durable
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2)
Programme
3)
Eléments graphiques
PLAN DE SITUATION
PLAN MASSE
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Façade avant (Sud-est)
Façade arrière (Nord-est)
Vue 3D sur la façade
Intention
ConcrĂŠtisation
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TABLE DES FIGURES Photo 1 Schéma 1 Photo 2 Photo 3 Figure 1 Photo 4 Figure 3 Photo 5 Photo 6 Photo 7 Photo 8 Photo 9 Photo 10 Photo 11 Photo 12 Photo 13 Photo 14 Photo 15 Schéma 2 Figure 4 Photo 16 Figure 5 Figure 6 Schéma 3 Schéma 4 Figure 7 Figure 8 Photo 17 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12 Figure 13 Figure 14 Photo 18 Figure 15 Figure 16 Figure 17 Figure 18 Photo 19 Photo 20 Figure 19 Figure 20 Figure 21
Philippe Dreyfus – Wikicommon © Test de Turing Centre Heydar Aliev à Baku, en Azerbaïjan par Zaha Hadid (BEGA.com) Architecture paramétrique (Dezeen) Rendu de la ouvelle façade du Lac Palace Structure en grillage d'Edoardo Tresoldi - Abu Dhabi Psychologie des couleurs La façade du monument culturel de Guadalajara au Mexique Allianz Arena à Munich, Allemagne Time Square, New York Cathédrale Notre-Dame, 2015 Église Saint-Aignan, 2006 Exposition immersive -Nuit étoilée de Van Gogh (LADN.EU) Exposition Gustave Klimt (atelier-lumieres.com) Théâtre Municipal de Tunis - 2013 Mosquée Ôqba-Ibnu-Nefâa - 2017 Rempart de Sfax - 2016 Mosquée Ez-Zitouna - 2019 La GTB expliqué par la société Sustainair Le Robot Science Museum Immeuble Marengo, Paris Plan de la villa Savoye avec garage Ecran de contrôle Concept de la Domotique Fonctionnement de la domotique Principe de l'hybridation Fonctionnement de la Google Car Accident prédit par la Tesla La PRT de Masdar Critères de Giffinger Fonctionnement de la ville (Masdar Institute 2012) Tour à vents – Masdar City Ruelles – Masdar City Image du projet Bizerte Smart City Sophia, premier robot citoyen Carte des communautés Fablab en Tunisie Imprimante 3D Hand-made Prothèse de main commandée par des capteurs musculaires Drone marin de surface Chantier d'un stade de basket-ball - ©The Sacramento Bee Capture d'une video de suivi de chantier - © Technology Review Morphologie urbaine Coupe longitudinale Classification des espaces selon le bruit
9 13 15 18 19 19 20 20 21 21 23 23 24 24 25 25 26 26 27 29 30 31 32 32 33 36 37 37 38 39 40 41 41 45 47 51 51 52 52 53 53 57 58 58
Photo 21 Photo 22 Figure 22 Figure 23 Figure 24 Photo 23 Figure 25 Figure 26 Figure 27 Figure 28 Figure 29 Figure 30 Figure 31
Zone de travail Espace de travail et mezzanine Plan du rez-de-chaussée Plan du premier étage Plan du cinquième et dernier étage Installation électriques suivant le concept Vue d'intérieur Vue d'ensemble Diagramme fonctionnel Situation géographique Localisation Graphes des données climatiques de Tunis Plan d'Aménagement Urbain de Tunis - Cité Olympique
59 59 60 60 61 62 64 65 65 68 68 69 72
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WEBOGRAPHIE [1] Microsoft, “Business Forward : Les outils numériques au service de la performance des entreprises,” Microsoft experiences, 27-Feb-2019. [Online]. Available: https://experiences.microsoft.fr/business/intelligent-business-solutions/businessforward%e2%80%af-outils-numeriques-au-service-de-la-performance-des-entreprises/. [2] Vincent Callebaut Architectures, “Lilypad,” Vincent Callebaut Architectures, 2017. [Online]. Available: http://vincent.callebaut.org/object/080523_lilypad/lilypad/projects/user. [3] “Les Smart cities / Masdar, un exemple concret de ville intelligente,” Smartgrids-cre.fr, 2012. [Online]. Available: http://www.smartgrids-cre.fr/index.php?p=smartcities-masdar. [4] Baptiste Condominas, “L’Arabie saoudite accorde la citoyenneté à un robot,” RFI, 28-Oct2017. [Online]. Available: http://www.rfi.fr/moyen-orient/20171028-arabie-saouditeintelligence-artificielle-robot-sophia-nationalite-citoyenne. [5] Microsoft, “Microsoft experiences,” Microsoft experiences, 2019. [Online]. Available: https://experiences.microsoft.fr/categorie/business/intelligence-artificielle-ia-business/. [6] “Intelligence artificielle et voiture autonome : « L’humain aura toujours le choix »,” Les Echos, 25-Apr-2018. [Online]. Available: https://www.lesechos.fr/partenaire/macif/partenaire1527-intelligence-artificielle-et-voiture-autonome-lhumain-aura-toujours-le-choix2171806.php. [7] Microsoft, “Smart building : qu’est-ce que c’est ?,” Microsoft experiences, 27-Sep-2018. [Online]. Available: https://experiences.microsoft.fr/business/intelligence-artificielle-iabusiness/smart-building/. [8] J. Robbe, “L’intelligence artificielle révolutionne la médecine,” Microsoft experiences, 11-Oct2017. [Online]. Available: https://experiences.microsoft.fr/business/intelligence-artificielleia-business/intelligence-artificielle-medecine/. [9] Futurasciences, “Intelligence artificielle,” Futurasciences, 2015. [Online]. Available: https://www.futura-sciences.com/tech/definitions/informatique-intelligence-artificielle555/. [10] Futurasciences, “Voiture hybride,” Futurasciences, 2010. [Online]. Available: https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/energie-renouvelable-voiturehybride-7282/. [11] Pro-domotic, “Automatismes et scénarios de vie et domotique | Pro-domotic,” Prodomotic.com, 2019. [Online]. Available: https://pro-domotic.com/content/automatismes-etsc%C3%A9narios-de-vie-et-domotique. [12] C.M, “L’Intelligence artificielle envahit l’habitat: le jour où votre frigo sera la mémoire de votre maison,” Lalibre.be, 03-Feb-2018. [Online]. Available: https://www.lalibre.be/economie/digital/l-intelligence-artificielle-envahit-l-habitat-le-jourou-votre-frigo-sera-la-memoire-de-votre-maison-5a72ec73cd70f924c7c66f93. [13]
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