Rapport d'activités UMR MAP 2012-2016 by UMR MAP3495

3495

tutELLES

EtABLiSSEMEntS PaRtenaiRes

SoMMAirE PRésentation du laBoRatoiRe

oRganigRamme de l’umR maP (mai 2017)

BILAN (2012-2016)

intRoduction des thématiques de RecheRche

PRoduction scientifique

[ AXE 1 - MODÈLES ET MÉTHODES D’ANALYSE DU PATRIMOINE ARCHITECTURAL ET CULTUREL ]

Relevé, restitution géométrique et caractérisation sémantique des formes architecturales

Analyse, structuration et visualisation d’informations et de connaissances

Dispositifs multi-modaux pour la simulation, la consultation et la diffusion culturelle

[ AXE 2 - MODÈLES ET ENVIRONNEMENTS NUMÉRIQUES POUR LA CONCEPTION EN ARCHITECTURE, URBANISME ET PAYSAGE ]

Assistances aux activités cognitives de la conception

Approches environnementales du projet : simulation, évaluation et réalisation du projet

Activités collectives de la conception à la réalisation

RaYonnement et attRactivité académiques

[ ANIMATION SCIENTIFIQUE ]

Intégration au sein de la communauté scientifique et académique

Organisation de séminaires et de journées d’études

[ INTERACTION AVEC L’ENVIRONNEMENT SOCIAL, ÉCONOMIQUE ET CULTUREL ]

Partenariats avec des acteurs culturels

Partenariats avec des acteurs universitaires

Partenariats avec des acteurs économiques

[ IMPLICATION DANS LA FORMATION PAR LA RECHERCHE ]

Implication pédagogique du MAP-Gamsau et du MAP-CICRP à Marseille

Implication pédagogique du MAP-Aria à Lyon

Implication pédagogique du MAP-Crai à Nancy

Implication pédagogique du MAP-Maacc à Paris

PRoJets de RecheRche

STRATÉGIE ET PERSPECTIVES SCIENTIFIQUES

aXe 1 - modÈles et méthodes d’analYse du PatRimoine aRchitectuRal et cultuRel PeRsPectives

[ RELEVÉ, RESTITUTION GÉOMÉTRIQUE ET CARACTÉRISATION SÉMANTIQUE D’ARTEFACTS PATRIMONIAUX ]

Méthodes, techniques et outils pour l’acquisition et l’intégration de données spatiales : instrumentation, effet de masse et besoins d’analyse

CAractérisation sémantique et variabilité : de la forme vers sa signature morphologique

Étude des processus de production et de construction du patrimoine bâti

Modélisation paramétrique de formes architecturales

[ CONSERVATION PRÉVENTIVE, CONSERVATION CURATIVE ET RESTAURATION DU PATRIMOINE CULTUREL ]

Connaissance matérielle des biens culturels par l’usage de moyens d’investigation non destructifs et la fusion de données multi sources

Interaction entre les biens culturels, leur matérialité et leur environnement

Développement d’outils de modélisation des mécanismes de dégradations

[ ANALYSE, STRUCTURATION ET VISUALISATION D’INFORMATIONS ET DE CONNAISSANCES ]

Intégration, exploitation et visualisation de données et d’informations hétérogènes : les enjeux de la quantité et de la qualité

Formalisation et visualisation comparative des processus de production de contenus numériques : l’enjeu de la traçabilité

Identification, structuration, modélisation des dynamiques de transformation : l’enjeu des données orientées temps 75 Modèles informationnels comme outils d’analyse diachronique, cumulative et comparée

[ INFRASTRUCTURES ET OUTILS TRANSVERSAUX : DES ENJEUX DE DÉPLOIEMENT ]

aXe 2 - modÈles et enviRonnements numéRiques PouR la concePtion en aRchitectuRe PeRsPectives [ MUTATION DES PRATIQUES DE CONCEPTION ARCHITECTURALE ]

77 77

Activités cognitives de la conception et de la perception

Activités collectives et collaboratives de la conception à la réalisation

Approches pédagogiques et professionnelles

Visualisation et interaction dans les espaces virtuels

[ ASSISTANCE À LA CONCEPTION EN PHASE AMONT ]

Modélisation générative

Eco-conception générative]

Approche par les ambiances et le confort

Approches biomimétiques

[ CONTINUUM NUMÉRIQUE CONCEPTION – FABRICATION ]

Modélisation et réalité numérique multi-échelle, de l’éco-conception à l’éco-construction

Conception et fabrication instrumentée par la CFAO

Mécatronique et impact de la fabrication numérique / construction robotisée sur la conception

PRoduction scientifique

[ OPPORTUNITÉS DANS LE DOMAINE DU PATRIMOINE ]

Sur le plan du développement de plateformes informatiques

Sur le plan de la valorisation

[ OPPORTUNITÉ DU CÔTÉ DE L’ARCHITECTURE “EN TRAIN DE SE FAIRE” ]

[ OPPORTUNITÉS DANS L’ENSEIGNEMENT ]

éléments administRatifs

cRédits iconogRaPhiques

anneXes numéRiques

92 5

PrÉSEntAtion du laBoRatoiRe Le profil de l’UMR 3495 CNRS/MCC MAP s’est constitué autour du développement et de la mise en œuvre de méthodes et d’outils relevant des nouvelles technologies de l’information et de la communication, dans leurs applications tant aux sciences humaines qu’aux sciences pour l’ingénieur et portant sur l’architecture et le patrimoine. Associant architectes, ingénieurs, historiens, informaticiens et scientifiques de la conservation, cette Unité Mixte de Recherche du Centre National de la Recherche Scientifique et du ministère de la Culture et de la Communication, fédère des équipes au CNRS et au sein des écoles nationales supérieures d’architecture de Lyon, Nancy, Marseille et Paris La Villette. Depuis 2015, elle est liée au Centre Interdisciplinaire de Conservation et Restauration du Patrimoine (CICRP) au travers d’une convention de laboratoire commun (LabCom MAP-CICRP).

LE MAP en chiffRes

TUTELLES

ÉQUIPES

ÉTABLISSEMENTS

MEMBRES

PARTENAIRES

[le maP-gamsau] est l’équipe fondatrice de l’UMR MAP. Historiquement installée au sein de l’École Nationale Supérieure d’Architecture de Marseille (équipe fondée en 1969), depuis janvier 2014 elle est hébergée par le CNRS au sein du campus Joseph Aiguier à Marseille. L’approche scientifique de l’équipe, ainsi que son positionnement interdisciplinaire, résulte d’une intégration de compétences permettant de prendre en charge d’une part, l’ensemble des éléments d’ordre technique

La-

concernant la conception et le développement d’outils et de procédés, et d’autre part de formuler des réflexions d’ordre méthodologique, au service de l’étude d’objets patrimoniaux. Au cours du dernier mandat, le laboratoire a renouvelé et étendu ses champs d’investigation notamment en terme d’échelles - par exemple en abordant la notion de dynamique spatiale de façon plus générique, à l’échelle territoriale, au travers de collaborations en France et à l’international. L’équipe a également abordé de nouveaux champs d’expérimentation – fusion d’imagerie pour la conservation d’œuvres d’art, données orientées temps, contenus textuels hétérogènes. [le maP-aria] est hébergé par l’École Nationale Supérieure d’Architecture de Lyon. Depuis 1988, l’équipe a orienté ses recherches et développements vers les méthodes et outils spécifiques de la conception assistée par ordinateur, depuis l’aide à la décision en phase amont aux techniques de fabrication numérique, en passant par les processus génératifs pour la recherche de solutions optimales. Depuis son intégration au sein de l’UMR MAP, MAPAria développe également ses compétences dans le champ patrimonial, de l’acquisition de la donnée spatiale – l’équipe pilote la plateforme “vecteurs aériens” du MAP – à son traitement et à sa mise à disposition à des publics variés. Enfin, l’ancrage de l’équipe au sein de son établissement a orienté une part non négligeable de ses travaux vers l’accompagnement des processus de conception et des stratégies projectuelles, observées notamment en situation pédagogique : ici, c’est l’hybridation créative entre modèles numériques et supports analogiques de la conception - de la maquette d’étude au prototype imprimé -, qui est interrogée. [le maP-maacc] est un des laboratoires de l’École Nationale Supérieure d’Architecture de Paris La Villette. Il est issu du laboratoire Ariam-Larea qui fut créé en 2005 et qui procédait lui-même du regroupement du Laboratoire d’Architecturologie et de Recherches Épistémologiques sur l’Architecture (le Larea), créé par Philippe Boudon en 1975, et de

Le nom des projets, ainsi que les thèses relatifs aux axes de recherche cités seront extraits en marge. Certains projets feront l'objet d'une fiche descriptive en milieu de livret (cf p.43 à 65). Néanmoins, tous les projets et thèses sont répertoriés dans les annexes du rapport, disponibles au format numérique (cf lien p.92).

l’Atelier de Recherche en Informatique Architecture et Modélisation (l’Ariam), créé en 1998 par François Guéna et Louis-Paul Untersteller. C’est à l’occasion de son rattachement à l’UMR MAP le 1er janvier 2012 que l’Ariam- Larea a modifié son acronyme en MAP-Maacc (Modélisations pour l’Assistance à l’Activité Cognitive de la Conception). L’objet de recherche du MAP-Maacc est l’assistance à la conception dans le cadre de la création et/ou de la préservation de l’architecture qu’il questionne selon trois approches complémentaires : les sciences cognitives de la conception, les sciences informatiques et les sciences de l’ingénieur. [le maP-crai], fondé en 1987 et habilité en 1989 en tant que laboratoire par le Bureau de la Recherche Architecturale du ministère de la Culture et de la Communication, est un des deux laboratoires de l’École Nationale Supérieure d’Architecture de Nancy. Il est depuis 1997 une équipe de l’UMR MAP. Le MAP-Crai conduit des travaux de recherche dans les domaines des modèles, des méthodes et des outils numériques dédiés à la conception architecturale, et à l’étude du bâti patrimonial. Ces recherches ont pour caractéristique commune de s’appuyer sur des expérimentations concrètes orientées métiers et des applications au domaine du bâtiment et de l’architecture. Elles débouchent majoritairement sur la production de logiciels et le développement d’outils numériques de simulation et d’assistance à la conception. Le laboratoire accueille des doctorants en “sciences de l’architecture” de l’école doctorale IAEM de l’Université de Lorraine et des stagiaires de Masters recherche et professionnel. [le maP-cicRP], entité créée par la mise en place d’une convention de Laboratoire Commun (LABCOM) en 2015 via l’accord cadre CNRS/MCC, comprend le pôle scientifique du Centre Interdisciplinaire de conservation et de restauration du patrimoine (CICRP, groupement d’intérêt public créé en 2002). Le CICRP conduit des missions d’assistance et mène des recherches dans le domaine de la conservation matérielle du patrimoine. Ces secteurs de compétence concernent essentiellement la peinture, la pierre, les matériaux contemporains, le patrimoine écrit et les contaminations biologiques. Il s’appuie sur une équipe pluridisciplinaire (conservateurs, scientifiques, photographes, entomologiste...) et participe régulièrement à des colloques, séminaires, formations...Ces actions l’ont amené à partir de 2009 à avoir des collaborations régulières avec le MAP-Gamsau qui ont amené la création du Lab-Com MAP-CICRP.

cHiFFrES cLÉS dE L'ActiVitÉ de l'umR maP (2012-2016)

2 dépots de Brevet

13 tHÈses soutenues

13 proJets de recHercHe À L’écHeLLe nationaLe et internationaLe

23 ouvraGes ou cHapitres d'ouvraGes

31 conférences sur invitation

55 articLes dans des revues internationaLes avec comité de Lecture repertoriées

19 3 communications avec actes dans des conGres nationauX et internationauX avec comité de Lecture

orGAniGrAMME de l’umR maP (MAI 2017) MAP-ARIA APPLICATIONS ET RECHERCHES EN INFORMATIQUE POUR L’ARCHITECTURE

RECHERCHE ET ENSEIGNEMENT [ 52 membres ] (3 HDR) 46 permanents 6 contractuels

11 Chercheurs 15 Enseignants-chercheurs 2 Conservateurs 18 Ingénieurs et techniciens 6 Chargés d'étude et de recherche en CDD [ 20 Doctorants ]

MAP-CRAI CENTRE DE RECHERCHE EN ARCHITECTURE ET INGÉNIERIE

DIRECTION

Hervé LEQUAY

Gilles HALIN

CHERCHEURS

Xavier MARSAULT (CR) Renato SALERI (CR)

Christine CHEVRIER (CR) Pascal HUMBERT (CR)

ENSEIGNANTS-CHERCHEURS

Hervé LEQUAY (MAEA) Kévin JACQUOT (MAEA)

Franck BESANÇON (MAEA) Jean-Claude BIGNON (PREM) Gilles DUCHANOIS (MAEA) Gilles HALIN (MC) Damien HANSER (MAEA) Christophe HUON (MAA)

INGÉNIEURS ET TECHNICIENS Dimitri DOLOTY (T) INGÉNIEURS ET TECHNICIENS EN CDD Antoine GROS (IE) Tommy MESSAOUDI (IE) DOCTORANTS Églantine BIGOT-DOLL Benjamin RILEY Violette ABERGEL

INGÉNIEURS ET TECHNICIENS Vincent MARCHAL (T) Grégory STOCKY (AGA) INGÉNIEURS ET TECHNICIENS EN CDD Benjamin LOILLIER (AI) DOCTORANTS Aida SIALA-CHAKROUN Oscar GAMEZ Henri-Jean GLESS Julien MEYER Veronika BOLSHAKOVA Elodie HOCHSCHEID

DIRECTION Livio DE LUCA Directeur de l’UMR MAP

Gilles HALIN Directeur adjoint de l’UMR MAP

COORDINATION DES AXES SCIENTIFIQUES

GESTION

Jean-Yves BLAISE Coordinateur de l’axe de Recherche 1 de l’UMR MAP

Menehould CHATAIGNIER Gestionnaire de l’UMR MAP

François GUÉNA Coordinateur de l’axe de Recherche 2 de l’UMR MAP

MAP-GAMSAU

MAP-MAACC

MAP-CICRP

GROUPE DE RECHERCHE POUR L’APPLICATION DES MÉTHODES SCIENTIFIQUES À L’ARCHITECTURE

LABORATOIRE DE MODÉLISATION POUR L’ASSISTANCE À L’ACTIVITÉ COGNITIVE DE LA CONCEPTION

CENTRE INTERDISCIPLINAIRE DE CONSERVATION ET RESTAURATION

DIRECTION Livio DE LUCA

DIRECTION François GUÉNA

DIRECTION Roland MAY

CHERCHEURS

CONSERVATEURS

Jean-Yves BLAISE (CR1) Livio DE LUCA (DR2) Iwona DUDEK (CR1)

Catherine DESHAYES (CR2) Natasha HEIL (CDDIR)

Jean FOUACE Roland MAY

ENSEIGNANTS-CHERCHEURS

CHERCHEURS

François GUÉNA (PEA) Nazila HANNACHI-BELKADI (MAEA) Milovann YANATCHKOV (MAA) Anne TUSCHER-DOKIC (MAA) Vincent MONIER (MAA)

Philippe BROMBLET (IR) Jean-Marc VALLET (IR)

ENSEIGNANTS-CHERCHEURS Marine BAGNÉRIS (MAEA) Isabelle FASSE-CALVET (MAEA) INGÉNIEURS ET TECHNICIENS Philippe BEAUCHET (AI) Pascal BÉNISTANT (IE1) Laurent BERGEROT (IE2) Menehould CHATAIGNIER (AI) Ariane NÉROULIDIS (AI) Anthony PAMART (IE2) Noémie RENAUDIN (AI) INGÉNIEURS ET TECHNICIENS EN CDD Anas ALAOUI M’DARHRI (IE)

DOCTORANTS Amira BEJAOUI Layal KHALIL Louis VITALIS Thomas ZEDIN Malvina APOUSTOULOU Mohamed Nedjib BENLEULMI Emilien CRISTIA Maria VELAORA

INGÉNIEURS ET TECHNICIENS Katia BASLE (CTA) Fanny BAUCHAU (IE) Nicolas BOUILLON (IE) Alain COLOMBINI (IE) Fabien FOHRER (TR) Odile GUILLON (TR) Emilie HUBERT (TR) Vincent MERCURIO (TA)

CHERCHEURS EN CDD Adeline MANUEL Gamze SAYGI DOCTORANTS Nicola CARBONI Tommy MESSAOUDI Friederike PETELER

BiLan (2012-2016)

introduction dES thématiques de RecheRche

L’introduction du numérique, aussi bien dans la conception architecturale que dans l’étude et la conservation du patrimoine, s'impose aujourd’hui comme un enjeu interrogeant (traversant) à la fois les sphères des sciences pour l’ingénieur et des sciences humaines et sociales. Le MAP se distingue pour son positionnement hybride, à l’interface entre différents champs disciplinaires et postures scientifiques, ainsi que pour son rôle d’accompagnateur de l’évolution de ce que l’on appelait autrefois “l’informatique appliquée à l’architecture” vers une véritable intégration des méthodes de conceptualisation, d’analyse et de traitement numérique au sein de la production de connaissances sur l’architecture et les patrimoines. La pratique quotidienne de l’interdisciplinarité et de la transdisciplinarité, unie à la capacité de mêler distance critique et profondeur technique, permet au MAP d’être reconnu comme un laboratoire d’interface entre la formalisation des connaissances pluridisciplinaires et la construction de systèmes innovants capables de gérer les flux d’information qui caractérisent aujourd’hui la documentation des objets patrimoniaux aussi bien que les activités de conception et de production de l’architecture à l’ère du numérique. Grâce à un effort collectif, l’analyse de la stratification des avancées scientifiques des dernières années a enclenché un processus d’harmonisation des approches, de clarification des relations entre les objets d’études, puis d’identification de terrains de recherche communs aux différentes équipes.

•

L’acquisition, l’analyse/interprétation et la visualisation de données multidimensionnelles adaptés aux besoins spécifiques de la documentation des objets patrimoniaux et de l’architecture ;

•

La mise en œuvre d’un continuum numérique, de la conception à la fabrication de l’objet architectural, aussi bien que du relevé à la représentation de l’objet patrimonial ;

•

L’intégration des logiques de description sémantique pour la construction de représentations multidimensionnelles interrogeables (pour des applications à l’étude des patrimoines et à la conception/fabrication assistée par ordinateur) ;

•

L’utilisation de la représentation de la morphologie des objets (logiques de composition architecturale, analyse du comportement structurel, lecture multi-couches des surfaces et des matériaux…) comme point d’ancrage structurant des documents hétérogènes ainsi que comme interface d’accès à l’information ;

•

La prise en compte de la dimension temporelle dans l’étude du patrimoine architectural comme dans le processus de production des bâtiments ;

•

Le développement d’interfaces (software et hardware) pouvant s’adapter à plusieurs contextes d’utilisation et de collaboration (cadre scientifique, milieu professionnel, grand public).

Les thèmes de recherche relatifs aux deux axes recouvrent des outils, des méthodes, des modèles dispersés, relevant scientifiquement aussi bien des sciences historiques et de la conservation, que des sciences pour l’ingénieur et de l’aménagement, ou des sciences et technologies de l’information et de la communication. Leur intégration au sein d’approches méthodologiques transversales, constamment alimentées par les avancées des sciences informatiques, constitue certainement le caractère distinctif de la politique scientifique de l’unité.

Production scientifique Axe 1 Modèles et méthodes d’analyse du patrimoine architectural et culturel Concernant la sphère des patrimoines, le MAP concentre ses efforts autour d’un enjeu transversal : comment réellement mettre à profit les avancées technologiques et méthodologiques récentes pour observer, analyser, faire connaître et réinvestir notre héritage de façon plus rationnelle, plus ouverte, plus économe, plus pérenne ? Cette question est placée dans une double filiation : Tout d’abord, les avancées technologiques récentes en matière d’acquisition massive de données, et en particulier les progrès en matière d’acquisition de données spatiales (balayage laser 3D, photomodélisation, imagerie multi-spectrale, etc.) et les avancées relatives à la caractérisation des matériaux et du comportement des structures, d’analyse géométrique et d’interprétation sémantique de ces données (méthodes d’indexation, annotation sémantique, modélisation paramétrique, modélisation du comportement mécanique), et enfin de leur exploitation au sein de systèmes d’information multi-interfacés (bases de données 2D/3D, multi-représentation, multi-échelle, etc.) ; En contrepoint, les grandes avancées méthodologiques de la fin du XXème siècle, que ce soit la sémiologie graphique de J.Bertin, les principes d’analyse scientifique de J.M Pérouse de Montclos, la mise en évidence des rapports temps / lieu / société dans l’émergence du fait bâti que font lire les travaux de J. Cuisenier, ou encore les principes et applications d’E.R Tufte en matière de visualisation d’informations. Autrement dit, cette question est à placer dans une perspective aujourd’hui au cœur de ce qu’on appelle souvent “humanités numériques”, comme pour souligner le caractère extra-disciplinaire de l’enjeu : comment faire d’un plus (plus de données, plus d’informations, plus de contenus en ligne, etc.) un mieux (plus de compréhension, plus de valorisation, plus d’aide à la décision, etc.) ?

[ Relevé, restitution géométrique et caractérisation sémantique des formes architecturales ] Ce thème se concentre sur la définition de méthodes de relevé et de représentation innovantes des objets patrimoniaux intégrant des technologies d’acquisition de données spatiales, des approches de caractérisation sémantique des données tridimensionnelles ainsi que des solutions pour l’analyse morphologique des formes. Localisation spatiale et fusion de données métriques et visuelles Les travaux conduits de 2007 à 2012 portaient sur des méthodes d’intégration de données laser et photogrammétriques en prenant en compte les problèmes de résection spatiale et l’utilisation conjointe d’informations métriques et visuelles pour l’extraction d’informations pertinentes (profils, points de contrôle

pour l’ajustement de primitives,…). À partir de 2012, les avancées en analyse d’images et vision par ordinateur que le MAP-Gamsau a contribué à développer, ont permis de définir des traitements complètement automatiques concernant l’extraction de points homologues, la calibration et l’orientation d’images ainsi que la génération de nuages de points très denses par corrélation multi-stéréo.

Les résultats obtenus et explorés au sein du projet TAPEnADe ont permis de projeter l’usage de la photographie numérique comme moyen de collecte d’informations tridimensionnelles au sein des communautés scientifiques et professionnelles participant à la conservation et à la valorisation du patrimoine, en ouvrant les portes à l’opportunité de capitaliser, via des approches collaboratives, des analyses architecturales et archéologiques à plusieurs échelles. La concrétisation de cette perspective a nécessité la maîtrise d’aspects techniques pointus ainsi qu’une réflexion importante sur les modes opératoires des spécialistes du patrimoine afin d’identifier des “protocoles”, simples à appliquer, accessibles à tous, et répondant clairement aux besoins reliés à l’exigence de connaissance et de description des objets d’étude et non pas seulement à leur numérisation 3D. À partir de l’ouverture de ce cadre méthodologique, les avancées dans ce thème ont progressé vers :

•

La définition de protocoles d’acquisition photographiques applicables directement par les non-spécialistes du relevé et de la modélisation 3D (architectes, historiens, géographes, etc.) ;

•

La définition de traitements automatiques (et de logiciels adaptés) dépendant des protocoles visant à l’élaboration de supports d’analyse configurés en fonction des pratiques d’observation et d’interprétation consolidées au sein des communautés scientifiques et professionnelles du patrimoine ;

[ taPenade ] TOOLS AND ACQUISITION PROTOCOLS FOR ENHANCING ARTIFACT DOCUMENTATION

Le développement d’une plateforme de traitement informatique centralisé via le projet C3DC a répondu à un double besoin : permettre à des non-spécialistes d’accéder à une technologie très sophistiquée via des interfaces web standards, et capitaliser (archivage, structuration, etc.) les contributions provenant de différents utilisateurs au sein d’une base de données partagée. Les protocoles d’analyse et les outils de reconstruction 3D développés ont été mis à l’épreuve dans le cadre du projet du musée des monuments français d’Alexandre Lenoir et celle d’une église rupestre en Ethiopie.

[ c3dc ]

Le projet Fiat Lux, démarré en 2015 porte sur la fusion d’imagerie scientifique pour l’étude de peintures à géométrie complexe. Il vise à articuler des compétences en analyse et traitement d’images, physique des rayonnements, physico-chimie des matériaux et spatialisation 3D d’informations, autour de la documentation numérique pour la conservation des peintures du patrimoine à géométrie complexe. Durant la première année, le projet s’est concentré sur la spatialisation et la fusion géométrico-projective d’acquisitions hétérogènes : photogrammétrie macro, réflectance (RTI - Reflectance Transformation Imaging), imagerie hyperspectrale, LIBS (Spectroscopie sur plasma induit par laser), distribuées dans l’espace, à différentes échelles et à différents niveaux de densité, et dans le temps, avant et après les restaurations.

[ fiat luX ]

CULTURE 3D CLOUD cf. page 52

FUSION D’IMAGERIE ET SUIVI TEMPOREL POUR L’ÉTUDE DE PEINTURES À GÉOMÉTRIE COMPLEXE cf. page 47

Au-delà des aspects liés à la localisation spatiale d’acquisitions multi-capteurs et multi-échelles, ces travaux ont également permis de mener une réflexion plus profonde (et plus radicale) sur l’établissement d’une relation cohérente et continue entre les données hétérogènes qui sont susceptibles d’être utilisées pour l’analyse, la compréhension et la modélisation des artefacts patrimoniaux. L’originalité de l’approche introduite pour rapprocher la phase d’acquisition des données avec celle de leur structuration et corrélation sémantique, réside dans l’établissement d’une relation projective entre ces données. C’est à dire qu’au lieu d’utiliser des liens entité/ relation entre les formes représentées et les données reliées (notion au coeur des systèmes d’informations), on utilise les rayons visuels comme voie de communication, de distribution et de propagation de l’information entre l’ensemble des représentations (2D et 3D) sur lesquelles les analyses sont menées. Cette approche innovante, est introduite et développée au sein de la thèse d’Adeline Manuel soutenue en 2016.

thèse [ adeline manuel ] SÉMANTISATION 2D/3D D’ÉLÉMENTS ARCHITECTURAUX BASÉE SUR L’ANNOTATION D’UN ENSEMBLE D’IMAGES SPATIALEMENT RÉFÉRENCÉES

modéLisation Géométrico/sémantique d’éLéments arcHitecturauX Concernant la modélisation et la caractérisation géométrico-sémantique de formes architecturales, l’introduction de nouveaux protocoles d’acquisition et de traitement de données géométriques (complètement automatiques) à l’échelle architecturale a fait émerger de nouvelles préoccupations soulevées par la possibilité d’envisager la collecte de masses de données contenant relevés, analyses géométriques et caractérisations sémantiques d’artefacts patrimoniaux pouvant servir à des démarches nouvelles d’analyse comparative et de classification.

[ eloquentia ] VERS L’ÉLABORATION DE FORMES NUMÉRIQUES ÉLOQUENTES POUR L’ÉTUDE D’ARTEFACTS PATRIMONIAUX cf. page 51

thèse [ david lo Buglio ] ÉTUDE SUR LA DIMENSION COGNITIVE DU RELEVÉ ARCHI-

Dans le cadre de la thèse de David Lo Buglio, une approche expérimentale a été introduite pour l’analyse des similarités morphologiques de collections de formes architecturales. À partir de ce travail, une démarche exploratoire a été initiée à travers le projet PEPS Eloquentia pour l’élaboration de nouveaux modèles de signature morphologique. À l’intersection de deux approches : une approche descendante en représentant la géométrie à partir de descripteurs sémantiques de haut niveau, et une approche ascendante en faisant émerger la sémantique à partir de descripteurs géométriques de bas niveau, cette méthode tend à faire émerger la définition de modèles de description géométrique/sémantique de formes architecturales intégrant toute la richesse informationnelle des numérisations 3D au sein de représentations intelligibles et interrogeables. Les résultats de ce projet sont au cœur des réflexions actuelles sur :

TECTURAL. OBJECTIVATION DES CONNAISSANCES IMPLI-

•

La définition de structures de description (sémantique/géométrique) permettant l’analyse croisée de paramètres géométriques et visuels d’éléments typés ;

•

La constitution de bibliothèques de formes architecturales à partir de protocoles d’acquisition et de traitement géométrique organisés autour d’un jeu de connaissances pré-structurées ;

CITES CONTENUES DANS LE SYSTÈME DE REPRÉSENTATION ISSU DU RELEVÉ

•

La définition de méthodes de classification d’éléments d’architecture croisant à la fois des critères qualitatifs (annotation sémantique) et morphologiques (analyse géométrique).

Le projet Monumentum vise l’introduction d’éléments de sémantique architecturale dans les procédures de relevé et à l’extraction d’informations dimensionnelles dès les premières phases du traitement des données. Cette recherche, menée dans le cadre de la thèse de Tommy Messaoudi, a été exploitée avec deux objectifs :

•

L’élaboration de représentations géométriques 2D/3D structurées au regard des annotations sémantiques réalisées au travers d’une ontologie de domaine ;

•

La lecture directe de paramètres dimensionnels, géométriques et visuels correspondant aux annotations sémantiques ;

Ce projet a permis la conception d’un module assurant un continuum depuis le nuage de points issu de l’acquisition 3D jusqu’à la génération d’un modèle de calcul pour l’étude du comportement des structures en pierre massive. La méthode identifiée comprend :

•

La segmentation contrôlée du nuage de points à partir d’une image orientée pour isoler des éléments géométriques remarquables ;

•

La génération quasi-automatique de chaînages et de murs d’enceinte comme entités volumétriques 3D (volumes de bézier) à partir de la recherche de plans moyens ;

•

Les discrétisations par subdivisions des volumes 3D pour la génération des appareillages de blocs ;

•

Le pré-traitement pour la simulation du comportement mécanique (chargements, conditions d’appuis, paramétrage de calculs…).

[ monumentum ] MODÉLISATION NUMÉRIQUE ET GESTION DE DONNÉES POUR LA CONSERVATION DES STRUCTURES MAÇONNÉES cf. page 50

thèse [ tommy messaoudi ] ÉTABLISSEMENT D’UN CONTINUUM D’INFORMATIONS ENTRE L’ESPACE RÉEL ET SA REPRÉSENTATION NUMÉRIQUE POUR L’ANALYSE ET LE SUIVI DE L’ÉTAT DE CONSERVATION D’ÉDIFICES PATRIMONIAUX

numérisation et restitution virtueLLe de pLans-reLiefs La numérisation des plans-reliefs est un enjeu important pour la préservation de centaines de maquettes qui composent la collection, mais aussi pour la valorisation des anciennes places fortes françaises. Pour favoriser la pérennité et la transmission de la collection des plans-reliefs et des connaissances qui lui sont liées, le MAP-Crai a développé une approche dont l’objectif est d’établir un continuum numérique allant de l’acquisition 3D jusqu’à l’exploitation de plans-reliefs virtuels dans un système d’information (SI) patrimoniale (SIG ou autre). Les connaissances décrivant la morphologie des architectures civile et militaire présentes sur les plans-reliefs ont été modélisées afin d’identifier les grandes typologies et de créer des modèles paramétriques de bâtiments et de fortifications. Cette méthode permet d'automatiser l’ajustement de ces modèles aux dimensions des objets présents dans le nuage de points ou dans les cahiers de développement et à appliquer automatiquement les informations chromatiques des différents objets reconstruits. Deux approches ont été développées selon la ressource initiale utilisée : d'après le plan-relief lui-même (Toul et Strasbourg) ou les documents préparatoires ayant servi à leur réalisation (Verdun).

[ Plan-Relief de la ville de toul ]

thèse [ Kévin Jacquot ] NUMÉRISATION ET RESTITUTION VIRTUELLE DES MAQUETTES DE LA COLLECTION DE LOUIS XIV: LE CAS DES FORTIFICATIONS BASTIONNÉES

[ Plan-Relief de la ville de veRdun ] cf. page 60

En 2010, un premier outil a été mis au point pour la numérisation du Plan-Relief de Toul associé à une application de valorisation accessible en ligne et destinée au grand-public. En février 2014, Kévin Jacquot a proposé dans sa thèse une méthode de rétro-conception des plans-reliefs appliquée aux fortifications bastionnées. La méthode KASToR (Knowledge based Approach: from Scale Model To 3D Replica) a pour centre une ontologie de la fortification bastionnée élaborée à partir de traités d’architecture militaire. Une bibliothèque d’objets paramétriques a ensuite été implémentée dans Grasshopper, un outil de programmation visuelle, afin de segmenter sémantiquement les relevés pour y ajuster automatiquement les ouvrages de fortification paramétriques. La proposition permet ainsi d’optimiser et de corriger la géométrie, mais également d’enrichir sémantiquement les données relevées, conditions auxquelles doivent répondre dorénavant les modèles 3D pour leur intégration dans des systèmes d’information.

En 2013, le MAP-Crai a été sollicité pour la modélisation d’une partie du planrelief de Verdun. Les trois quarts de la ville et des fortifications ont été modélisés entre 2013 et 2015. Une quatrième phase est prévue afin de finaliser la modélisation des parties ville et fortifications. Hormis la modélisation, cette étude a permis la réalisation d’une application grand-public, permettant de visualiser et de naviguer dans ce Plan-Relief. L’application réalisée a expérimenté une gestuelle naturelle nommée “métaphore de l’avion”” en exploitant un système de repérage 3D constitué de caméras et de leds infrarouges qui réalise cette interface gestuelle de navigation sans que les mains n’aient besoin de tenir un quelconque périphérique d’interaction. Cette réalisation a été évaluée par un ergonome, ce qui a permis de faire évoluer la gestuelle de navigation afin d’augmenter les degrés de liberté possibles sans augmenter sa complexité et ainsi mieux répondre aux attentes du public. Ces évaluations ergonomiques ont également optimisé la facilité de l’interface et l’appropriation rapide par un public non averti.

Le projet d’ANR Urbania a débuté en 2015 (pour une période de deux ans) autour d’une équipe pluridisciplinaire mêlant des géomètres, des informaticiens spécialistes de la 3D, des historiens et des spécialistes en photogrammétrie. Elle a pour objectif de définir un protocole de numérisation (acquisition/reconstruction) pour l’exploitation de modèles virtuels de maquettes historiques de villes. Pour cela, il est d’abord nécessaire de traiter les données géométriques brutes issues de l’acquisition 3D en vue de l’obtention d’un modèle géométrique pertinent et sémantique capable d’être ensuite exploité dans un système d’information géographique web multi-interfacés (bases de données 2D/3D, multi-représentation, multi-échelles, etc.). Cette proposition s’inscrit à la croisée de plusieurs domaines, vecteurs de recherche, que sont la segmentation sémantique de relevés 3D, la modélisation géométrique paramétrique, la caractérisation sémantique des formes architecturales et l’exploitation de modèles d’information dans des SI 3D.

[ uRBania ] VALORISATION NUMÉRIQUE DES MAQUETTES HISTORIQUES DE VILLES DÉDIÉES À DES USAGES ADAPTATIFS ET INNOVANTS

[ analYse, stRuctuRation et visualisation d’infoRmations et de connaissances ] Ce champ d’activités questionne l’impact des nouveaux outils de gestion d’informations, des nouvelles technologies d’acquisition de données et de représentation volumétrique du bâti sur notre capacité à faire comprendre et transmettre le bâti patrimonial (i.e. la chose bâtie, un artefact matériel, mais aussi la chose mentale, un jeu de connaissances). Les travaux menés ont permis d’expérimenter et d’évaluer au travers de cas d’études très différents (en termes d’échelles spatiale et temporelle, en termes de données sous-jacentes) une méthode de travail caractérisée par une forte perméabilité aux modèles et pratiques issus des champs Infovis/Visual Analytics. Ils ont mis en évidence l’apport potentiel d’un tel croisement disciplinaire pour l’analyse du bâti patrimonial, croisement agissant comme une sorte de contrepoint méthodologique à une approche classique, individucentrée, par “monographie”.

intéGration, eXpLoitation et visuaLisation de sources documentaires et d’informations L’étude du lieu bâti est marquée par la nécessité d’intégrer au sein du processus d’analyse des jeux de données fortement hétérogènes : depuis des données métriques brutes issues de relevés contemporains jusqu’à des témoignages humains indirects ou partiels. Ces données - tout comme les données issues des SHS - sont très souvent marquées par de fortes incertitudes ce qui incite la communauté à se pencher collectivement sur les problèmes de modélisation du “doute”, et d’intégration de celui-ci dans une démarche de construction de SI (Système d’Information).

L’émergence de nouveaux modes de production de la donnée, dits “participatifs”, renforce encore l’acuité de ces questions. Plus généralement, les travaux menés ont souligné le caractère fortement interprétatif, en SHS, du passage données > informations > connaissances. Le constat est simple : sans que ne soient explicités les choix faits tout au long du processus d’analyse, un résultat n’est plus qu’un témoignage de plus, non vérifiable, et in fine sans grande valeur scientifique. Les travaux menés ici se sont orientés successivement autour des questions de modélisation et de visualisation de données imparfaites, puis de mémorisation de ce processus interprétatif qu’est dans notre champ d’application la production d’un “extrant”. [ memoRia ] MEMORISATION DE RESSOURCES NUMÉRIQUES ET D’ACTIVITÉS cf. page 49

[ teRRitogRaPhie ] UNE APPROCHE SCIENCE OUVERTE POUR L’IDENTIFICATION, LA LOCALISATION ET LA CARACTÉRISATION PARTICIPA-

Le projet Memoria vise à développer un système d’information permettant la description, la structuration et l’archivage des ressources numériques produites au sein du laboratoire MAP. L’objectif sous-jacent du projet est de mémoriser non seulement un résultat – i.e. une ressource numérique – mais aussi et surtout son historique de production, autrement dit la façon dont ce résultat a été obtenu. Le projet Territographie part de l’hypothèse générale que la démarche de science ouverte, et notamment les pratiques de science participative peuvent contribuer à lever une partie des verrous existants en matière d’observation d’analyse du patrimoine dit mineur, et à faire émerger de nouvelles synergies entre la communauté scientifique, les acteurs culturels et le monde associatif.

TIVE D’OBJETS PATRIMONIAUX cf. page 46

[ aPPlications eXPéRimentales ]

Different faces of one ‘idea’, Scoreline, Wordcount, myPoleo, candlestickCharts, Impact sparklines, BubbleViz, data rings, etc.

identification, structuration, modéLisation de transformations arcHitecturaLes Dans ce volet, nous cherchons à appréhender la transformation comme relevant de deux filtres distincts : filtre spatial, permettant de lire, de décrire, et enfin de modéliser le bâti comme composants et composition, dans l’espace et filtre temporel, permettant de qualifier les transformations du bâti, les passages d’un jeu composants/composition au suivant, puis de raisonner comparativement sur les mécanismes de transformations en fonction de critères géographiques, historiques, économiques, etc. Or, encore aujourd’hui, l’étude des dynamiques de transformation du bâti (et son instrumentation en termes de méthode comme d’outils) se focalise largement sur le seul volet “spatial” (quelles formes successives ?). En résulte une vision largement altérée de ce qu’est une dynamique de transformation, décrite par une suite d’instantanés. Les travaux menés ici confirment donc la nécessité qui s’impose aujourd’hui de mieux comprendre, de mieux modéliser, de mieux visualiser la dimension temporelle d’une dynamique de transformation. [ RePRésentations dYnamiques des temPoRalités des teRRitoiRes ] [ stoRYmaPs ]

État des lieux de différents développements et solutions pour analyser et rendre compte des temporalités des territoires.

Segmentation et restitution visuelle de textes.

Flight schedule viz, carte ou grille de cohérence, movement analysis, spatial sequences, diagramme chronologique multi-hypothèses, Mesure visuelle de complexité, représentation multi-granulaire du temps, Sectorized densities of change, etc.

[ aPPlications eXPéRimentales ]

modÈLes informationneLs comme outiLs d’anaLYse diacHronique, cumuLative et comparée Comprendre, au-delà d’un item, d’un individu, les relations que celui-ci entretient avec le ou les concept(s) dont il relève, avec la collection à laquelle il appartient (collection au sens large, i.e. jeu d’individus considérés comme relevant d’un groupe cohérent correspondant à un filtre d’analyse), avec enfin un contexte géographique, culturel, historique, etc., impose de mettre en œuvre des méthodes de cumulation et de comparaison. C’est le sens des travaux menés ici autour de la démarche de modélisation informationnelle, se traduisant par un jeu de dispositif d’analyse visuelle expérimentaux qui ont comme caractéristique commune la mise en évidence de motifs (patterns) et de discordances, le croisement de cas et la corrélation de données. Ce volet se concentre sur la notion de visualisation au sens de R.Spence, i.e. une activité cognitive. Dans ce sens le résultat attendu n’est pas tant un graphique mais ce que ce graphique permet de comprendre du jeu de données. Contextualisation et corrélation de données orientées temps ;

[ histoRYsKYline]

Éléments de classification de l’architecture Polonaise - Etude de motifs de diffusion spatiaux et temporels débouchant sur une série de dispositifs visuels ;

[ classification dmochoWsKi ]

Space-and-time impact, Flower fields, Icônes multidimensionnels groupés, graphes d’interactions potentielles, Diagramme chronologique multi-hypothèses, Temps concentrique etc.

[ aPPlications eXPéRimentales ]

[ disPositifs multi-modauX PouR la simulation, la consultation et la diffusion cultuRelle ]

Ce thème se concentre sur la conception et le développement de systèmes d’analyse et de consultation permettant la diffusion et le partage des représentations numériques d’édifices patrimoniaux au sein des communautés scientifiques et professionnelles reliées aux problèmes de la conservation, de la restauration et de l’aménagement du patrimoine, ainsi que sur la mise en œuvre de dispositifs de présentation pour la valorisation auprès du grand public.

annotation sémantique de représentations 3d [ nuBes ] AN INTEGRATED PLATFORM FOR DESCRIBING, ANALYSING, DOCUMENTING AND SHARING DIGITAL REPRESENTATIONS OF HERITAGE BUILDINGS

[ sinetomB ] SYSTÈME D’INFORMATIONS NUMÉRIQUES DE L’EMPLOI DES TEXTES DANS

La plateforme NUBES est un système d’informations 3D pour la description, l’analyse, la documentation et le partage de représentations numériques d’édifices patrimoniaux. Depuis 2013, il fait l’objet d’une action de transfert gérée par la SATT et a été le terrain d’expérimentation pour la conception et l’expérimentation de différentes modalités d’annotation de formes architecturales au travers de la définition de concepts et le développement d’applications :

•

La définition de plusieurs scénarii d’annotations en fonction de la structuration du modèle (annotation d’entités géométriques hiérarchisées, ajout de régions sur des textures, distributions de points de repère) et du contexte applicatif (description de la morphologie du bâti, analyse de l’état de conservation des surfaces), puis conception et développement informatique des interfaces adaptées aux scenarii identifiés (y compris l’intégration de thésaurus spécialisés) ;

•

L’introduction d’une méthode de distribution/projection d’annotations sémantiques du modèle 3D vers les sources 2D et l’implémentation informatique des modalités de requêtes multi-critères (spatial, morphologique, sémantique) qui en dépendent.

•

L’introduction d’un concept original permettant d’explorer des descriptions de morphologies d’édifices en établissant une relation bilatérale entre la représentation tridimensionnelle de l’artefact et les réseaux de concepts et de relations sémantiques susceptibles de le représenter au sein d’un domaine de connaissances.

Ce concept permet d’explorer de manière interactive au travers d’interfaces mêlant un modèle 3D et un graphe 2D de concepts :

•

l’explicitation visuelle des relations géométriques, topologiques et hiérarchiques que l’on peut lire au sein d’une composition architecturale

•

la mise en relation entre la représentation de la forme d’un édifice et les concepts abstraits vers lesquels l’interprétation de cette forme renvoie, dans le cadre du projet ANR SINETOMB ;

L’ORNEMENTATION DES MONUMENTS BOUDDHIQUES cf. page 55

du modÈLe numérique À La maquette pHYsique : vers desdispositifs muLti-usaGes et de médiation scientifique et cuLtureLLe Dans le cadre d’un partenariat avec le MHK (Musée d’histoire de la ville de Cracovie) le MAP-Gamsau a développé un prototype appelé Tactichronie, permettant de réexploiter des modèles numériques sous la forme de dispositifs tactiles exploitables dans des contextes de médiation scientifique et culturelle variés, mais présentant la particularité d’être adapté aux déficients visuels. Tactichronie est un dispositif ludo-pédagogique visant à favoriser la compréhension des transformations de l’espace bâti au cours du temps au travers d’un jeu de formes alternatives différentiables au toucher. Il permet de disposer dans une maquette-puzzle représentant un fragment de tissu urbain les évolutions successives de lieux architecturaux, repérées dans le temps et l’espace de façon univoque par des codes tactiles (i.e. tridimensionnels). Le dispositif a fait l’objet d’un dépôt de brevet par le CNRS - il constitue une réponse originale à la question de la réutilisation de contenus numériques, mais aussi à celle de l’offre de médiation puisqu’exploitable dans des contextes allant de la visite supervisée à la découverte autonome.

[ tactichRonie ]

Les expérimentations conduites au MAP-Aria sur la réalité virtuelle et les dispositifs de visualisation immersive au service du projet architectural et urbain ont donné lieu au design et à la réalisation d’un prototype de casque à réalité virtuelle low-cost, KIVI, accueillant le smartphone de l’utilisateur pour une expérience immersive au sein de projets virtuels. Ce dispositif open-source a été développé et amplifié pour autoriser une navigation fluide et ergonomique au sein de bases de données d’objets patrimoniaux, à destination des chercheurs ou du grand public.

[ Kivi ]

Des travaux exploratoires sont menés au sein de l’équipe MAP-Aria sur l’extension du continuum numérique acquisition-modélisation vers la production d’artefacts tangibles facilitant la diffusion culturelle des connaissances concernant un objet donné, à partir de son clone virtuel. Les outils de prototypage actuels (impression 3D, découpe laser, machines-outils numériques) permettent d’envisager aisément de prolonger le chaînage artefact/modèle numérique vers une re-matérialisation facilitant l’interaction avec l’objet initial. Les travaux et expérimentations conduits au sein de l’équipe envisagent le modèle numérique multidimensionnel, augmenté de ses couches sémantiques, comme une mémoire et une ressource, comme un support de dialogue et d’échange entre experts, et comme un outil de communication à fort potentiel. Il s’agit dès lors de concevoir des dispositifs logiciels et matériels permettant aux non-experts de surmonter d’éventuelles difficultés d’appréhension de l’espace pour bénéficier sans obstacle de contenus patrimoniaux riches et dynamiques.

[ PRoduction d’aRtefacts

MAQUETTES TACTILES DE REPRÉSENTATION DE CONTENUS PATRIMONIAUX POUR DÉFICIENTS VISUELS cf. page 62

KIT DE VISUALISATION IMMERSIVE cf. page 64

tangiBles ]

modéLisations et simuLations numériques des structures maÇonnées : appLication au patrimoine et À L’arcHitecture contemporaine Les activités de recherche conduite au sein du MAP-Gamsau et relevant de ce volet portent sur la modélisation géométrique et la simulation du comportement mécanique des structures maçonnées. Parmi les solutions constructives contemporaines employées dans le bâtiment, on constate l’absence de la pierre dans sa fonction structurale et sa présence très minoritaire y est généralement canton-

née à un rôle de parement. Or, de tous les matériaux de construction disponibles, la pierre présente des intérêts non négligeables en termes d’énergie grise. La raison principale de son délaissement provient d’une carence d’outils de modélisation pour justifier du dimensionnement et de la stabilité des structures maçonnées. Cette carence se retrouve ainsi logiquement dans le domaine de la conser-

vation et de la restauration du patrimoine. Pourtant, l’architecte responsable d’une opération de restauration peut être désireux d’être assisté dans son diagnostic par une compréhension du fonctionnement mécanique afin de minimiser l’impact de son intervention. Il est paradoxal que l’emploi de ce matériau, grâce auquel l’humanité a constitué la richesse d’un patrimoine bâti et qui présente autant de potentialités pour répondre à la fois à une tenue structurelle dans la durée et aux ambitions environnementales contemporaines, soit écarté par la limitation de nos moyens de calculs. Sur la base de différents critères scientifiques, techniques, méthodologiques et économiques, le choix s’est porté sur une plate-forme de simulation et de modélisation [ monumentum ] MODÉLISATION NUMÉRIQUE ET GESTION DE DONNÉES POUR LA CONSERVATION DES STRUCTURES MAÇONNÉES cf. page 50

[ alBa la Romaine ] ÉTUDE ET ÉVALUATION DES POSSIBILITÉS DE REDRES-

numérique innovante : LMGC90. Ce logiciel, développé au Laboratoire de Mécanique et Génie Civil de l’Université de Montpellier (LMGC, UMR CNRS 5508) depuis l’année 2000, est dédié à la simulation des systèmes multi-corps en interaction. Les applications visées sont par exemple la modélisation des milieux granulaires, des milieux fracturés, des milieux biologiques et les maçonneries. Des efforts conjoints visent à développer des modélisations spécifiquement adaptées aux maçonneries, menées dans le contexte des monuments historiques et des constructions récentes.

Le projet Monumentum est axé sur la conception d’un module assurant un continuum depuis le nuage de points issu de l’acquisition 3D jusqu’à la génération d’un modèle de calcul ; Au sein de ce projet, le MAP-Maacc travaille plus spécifiquement à développer des outils web pour l’étude du comportement macro-mécanique des structures maçonnées basés sur le calcul à la rupture. À partir d’une coupe effectuée dans le modèle 3D d’un édifice il s’agit de fournir des outils permettant de paramétrer le calcul du comportement de la structure en émettant des hypothèses de charges et de réactions et en indiquant la position d’ouvertures de joints à partir de fissures observées sur l’édifice par exemple. À partir de ces données le système doit calculer les lignes de pressions minimums et maximums pouvant expliquer le comportement de la structure. En collaboration avec le MAP-CICRP, l’équipe du MAP-Gamsau a été sollicitée par le MuséAL d'Alba La Romaine pour évaluer les possibilités de redressement par soclage d'une statue d'Empereur en marbre blanc.

SEMENT DE LA STATUE DE L’EMPEREUR AU MUSÉAL cf. page 48 [ vivieR PieRRe massif centRal ]

Le projet Vivier Pierre Massif Central vise à produire un état de l’art et à rédiger un cahier des charges d’un outil-métier pour l’ingénierie des structures en pierre massive ;

[ RÔle des contRaintes hYgRo-mécaniques dans la dégRadation des PieRRes calcaiRes ]

Une recherche sur le rôle des contraintes hygro-mécaniques dans la dégradation des pierres calcaires a été menée par le MAP-Gamsau et le MAP-CICRP. Elle intègre un projet d’étude des structures en pierre massive précontraintes avec comme cas d’étude un escalier monumental ;

[ manacoh ]

Le comportement des maçonneries constitue également un thème de recherche du MAP-Maacc depuis plusieurs années. Un ouvrage sur le sujet, a été écrit par Thierry Ciblac en collaboration avec Jean-Claude Morel (directeur de recherches ENTPE) en 2013 et paru en 2014. Composé de trois parties complémentaires l’ouvrage traite des technologies de mise en œuvre, de la statique graphique et du calcul à la rupture. Une collaboration entre Thierry Ciblac et Mathias Fantin (chercheur associé au MAP-Maacc) a consisté à produire un logiciel open-source nommé MaNACoH qui permet l’étude de la stabilité de maçonneries historiques tridimensionnelles : dômes et escaliers hélicoïdaux. L’implémentation s’inscrit dans le champ de l’histoire de la construction et inclut des exemples tirés de la littérature scientifique du XVIIIe au XXe siècle.

Axe 2 Modèles et enVironneMents nuMériQues pour lA conception en Architecture, urBAnisMe et pAysAGe

�

Concernant la sphère de la conception architecturale, le MAP s’attache d’une part à mieux analyser l’activité de conception architecturale pour mieux l’instrumenter, et d’autre part à expliciter les implications de l’usage du numérique sur l’activité cognitive de la conception architecturale en vue de développer des méthodes et outils d’assistance à la modélisation, la fabrication et la collaboration. Cet objectif intègre plusieurs aspects :

•

La définition de méthodes d’analyse propres des activités de conception fondée sur une science cognitive de la conception (architecturologie), ainsi que la prise en compte de données liées à la fabrication (structure, matériaux, techniques) au travers de processus de conception/modélisation paramétrique.

•

L’introduction de données éco-sensibles dès les phases amont de la conception soit dans des approches génératives (recherche de solutions optimales pour la conception d’édifices éco-performants, solutions bio-climatiques à (très) faible impact environnemental, …), soit pour l’évaluation de la qualité environnementale d’un projet architectural, soit dans le référencement de bonnes pratiques environnementales.

•

L’introduction de modèles de l’activité collective de conception/construction visant à guider le développement d’interfaces visuelles interactives adaptées aux pratiques individuelles de chacun des acteurs impliqués dans un projet.

[ assistances auX activités cognitives de la concePtion ] Ce thème de recherche porte sur les processus cognitifs de la conception. Il vise à mieux comprendre l’activité de conception en vue de mieux l’instrumenter. Pour ce faire le MAP-Maacc a mis au point une méthode d’analyse propre fondée sur le travail basée sur une science de la conception : l’architecturologie. arcHitecturoLoGie comme outiL d’anaLYse des activités de conception instrumentée L’architecturologie a été développée à partir des années 70 par Philippe Boudon dans le but de décrire les opérations cognitives de conception utilisées par les architectes pendant un processus de conception. Le modèle architecturologique identifie 21 classes d’opérations nommées échelles comme autant de références et points de vue selon lesquels l’architecture donne des mesures à son projet. Le modèle architecturologique est utilisé au MAP-Maacc comme une grille d’analyse des activités de conception. La méthode consiste à identifier dans les productions d’architectes sur leurs projets

(discours, textes, documents graphiques, modèles numériques, scripts etc.) des traces de l’usage de classes d’opérations de conception. Du point de vue de l’usage du numérique elle permet d’associer aux opérations de conception des techniques informatiques susceptible de les instrumenter. Cette méthode d’analyse, proposée par Caroline Lecourtois et dite d’architecturologie appliquée , permet de produire des connaissances sur des cas d’activités de conception. Au sein du MAP-Maacc, plusieurs doctorants s'appuient sur cette méthode d'analyse.

thèse [ samia Ben-RaJeB ] MODÉLISATION DE LA COLLABORATION DISTANTE DANS LES PRATIQUES DE CONCEPTION ARCHITECTURALE : CARACTÉRISATION DES OPÉRATIONS COGNITIVES EN CONCEPTION COLLABORATIVE INSTRUMENTÉE

thèse [ aurélie de Boissieu ] MODÉLISATION PARAMÉTRIQUE EN CONCEPTION ARCHITECTURALE: CARACTÉRISATION DES OPÉRATIONS COGNITIVES DE CONCEPTION POUR UNE PÉDAGOGIE

thèse [ louis vitalis ] LA CONCEPTION DE LA RÉCEPTION. ESSAI ÉPISTÉMOLOGIQUE D’INTÉGRATION DE LA DESTINATION DES ARCHITECTURES DANS LE PROCESSUS DE LEUR CONCEPTION

thèse [ amira BeJaoui ] LA CONCEPTION COLLECTIVE DE L’ARCHITECTURE : CARACTÉRISATION DES OPÉRATIONS COGNITIVES SPÉCIFIQUES À UN”STYLE COLLECTIF” D’UNE AGENCE.

La thèse de Samia Ben-Rajeb s’inscrit dans le programme de recherche ANR “Création, Acteurs, Objets, Contexte” initié en 2008, en collaboration avec le LIMSI (Université Paris XI), et le Lucid Group de l’ULG (Université de Liège). Son sujet d’étude était l’activité de conception collaborative à distance et en présence en architecture. Les résultats de cette recherche ont été présentés par François Guéna lors du colloque ANR les 11 et 12 octobre 2012. Le MAP-Maacc a prolongé en 2013 ses recherches sur la collaboration à travers le web débutés en 2011. Il s’agissait d’utiliser les technologies du web 2.0 et du web sémantique pour offrir aux collaborateurs d’une même agence répartis sur des sites distants, des outils de communication des activités et des productions de l’agence en vue de faciliter le partage de connaissances. De manière complémentaire Alexandre Senciuc (étudiant post-master) et Caroline Lecourtois ont réalisé un travail destiné à mieux comprendre comment les technologies du web pouvaient assister le processus de conception collective. Des moments de coopération, collaboration et de coordination ont été analysés en utilisant les concepts de l’architecturologie. La thèse d’Aurélie de Boissieu portait sur la caractérisation des opérations cognitives impliquées dans les situations de conception impliquant le recours à des outils dits paramétriques. La modélisation paramétrique est un mode de représentation informatique appropriée relativement récemment en architecture et dont les expérimentations semblent prometteuses pour accompagner la conception architecturale. Malgré un très grand potentiel, la modélisation paramétrique reste encore le plus souvent peu utilisée en agence. Dans cette recherche, il s’agissait d’interroger la construction d’un langage scientifique propre à décrire les opérations cognitives mises en œuvre lors de l’usage de la modélisation paramétrique en conception architecturale. Cette recherche s’intéressait à la possibilité offerte par ce langage pour construire une connaissance des activités et des ressources cognitives sollicitées dans ces usages numériques et, comment ces connaissances peuvent être appliquées dans le développement de médiations (didactiques et pédagogiques) visant à supporter ces pratiques émergentes. Cette thèse a obtenu le prix de la thèse décerné par l’Académie d’Architecture en 2014. La thèse de Louis Vitalis porte sur la notion de “réception” comme le processus qui succède à la conception. La recherche s’interroge sur son anticipation au sein même du processus de conception, ce qui inverse la perspective de la “réception de la conception”, habituellement étudiée par les sciences sociales. L’objet de cette recherche consiste à faire l’hypothèse d’opérations cognitives de conception de la réception, à les identifier et les expliciter. La construction d’un modèle théorique est visée et au travers de laquelle l’architecturologie est réinvestie. La recherche est menée sur le terrain de différents cas de conception (architecture bâtie ou de papier, échelle urbaine et échelle architecturale...). La thèse d’Amira Bejaoui s’effectue en co-tutelle avec l’ENAU et l’université Tunis Carthage. Sa recherche s’intéresse aux modalités de la conception collective et examine les mécanismes cognitifs mis en œuvre tout au long du processus architectural. L’objectif de cette recherche consiste à décrypter les récurrences cognitives issues d’une conception architecturale collective afin de caractériser un “style collectif” spécifique à une agence. Du point de vue méthodologique, le travail consiste à visiter “l’espace de conception” de divers projets spécifiques à une agence, d’identifier les opérations cognitives mises en œuvre et de déterminer les échelles architecturologiques qui se manifestent à travers les représentations graphiques ou orales. Il s’agit de repérer les récurrences cognitives entre les différentes phases des processus de conception.

rÔLe de La représentation comme support de La conception Ce travail de Catherine Dehayes, chargée de recherche au CNRS, est axé sur la perception et la représentation graphique dans les phases primaires de conception architecturale et sur un type particulier de représentation qu’est l’esquisse architecturale (manuelle ou numérique). Plus spécifiquement, elle interroge l’aspect communicationnel et les inter-relations qu’engendrent le dessin comme support communicationnel et objet intermédiaire de la conception. L’esquisse n’est alors pas étudiée

arcHitecturoLoGie et urBan eco-desiGn Ce programme de recherche a été initié par Caroline Lecourtois, maître assistant des écoles d’architecture. Il vise à expliciter l’éco-conception architecturale et urbaine. Son objectif est, autrement dit, d’éclairer les manières dont on conçoit des espaces architecturaux et urbains de façon à ce qu’ils soient dits durables ou écologiques. Eco-quartier, Eco-cité, Eco-construction, Eco-conception, etc. sont des termes qui aujourd’hui renvoient à des Labels répondant à des réglementations, doctrines et principes dont on ne connaît guère précisément les manières dont ils opèrent sur les formes de l’espace architectural et urbain. Posant que chacun d’eux procède in fine de complexités cognitives opératoires que nous nommons éco-conception, ce travail vise à éclairer la question de savoir comment on éco-conçoit. L’objet scientifique se traduit, in fine, par la recherche et/ou la construction d’un

comme un dessin à comprendre dans un enchaînement de dessins et de pensées permettant d’établir une chronologie, mais se trouve appréhendée comme une entité : un objet, medium, qui se donne à voir en tant que tel. Il s’agit de comprendre le fonctionnement et le rôle de cette entité, d’en repérer les pertinences pour le concepteur, et de voir comment et quoi elle peut être modélisé. C’est ainsi que la notion de fragment semble constituer une entrée possible dans cette analyse. Ce fragment, selon le moment dans le processus, est à contextualiser, décontextualiser ou recontextualiser. Ce dessin-fragment est aussi un support qui cadre les interactions a posteriori.

domaine de référence écologique élémentaire par lequel qualifier une classe d’opérations cognitives d’attribution de formes et mesures écologiques de la conception urbaine. Une analyse architecturologique de textes d’auteurs pionniers en matière d’urbanisme et d’urbanisation – Sitte, Cerdà et Unwin – ainsi qu’une étude approfondie de quatre éco-quartiers de référence – Le Quartier Vauban, Hammarby Sjöstad, Bedzed et GWL Terrein –montrent que l’éco-conception induit l’implication de considérations écologiques au sein de divers domaines de référence plutôt qu’elle ne conduit à penser l’espace suivant un domaine de référence écologique particulier. Ces premières études ont permis de construire une première carte d’identité architecturologique de l’éco-conception. Reste à étudier divers terrains d’investigation (écoquartiers, éco-constructions, éco-habitats, éco-lotissements, etc.) qui sont en cours de construction sur la zone de Sénart en Seine-et-Marne.

[ aPPRoches enviRonnementales du PRoJet : simulation, évaluation et Réalisation du PRoJet ]

Il apparaît prioritaire aujourd’hui, dans les champs de l’architecture et de l’ingénierie de la construction, d’intégrer les paramètres et les contraintes du développement durable dans les démarches de conception, de création et d’innovation. La dimension énergétique représente dans ce contexte un facteur critique qui offre la particularité d’être transversal à plusieurs thèmes de conception (orientation et volumétrie des bâtiments, mode de ventilation, éclairement, chauffage, maintenance…). Mais la nécessité de la prise en compte de ces thèmes est associée à une complexification des enjeux caractérisés par des échelles spatiales et temporelles multiples et par l’interconnexion entre les problèmes et les contraintes. La conception assistée par ordinateur qui s’est longtemps focalisée sur la modélisation géométrique et les techniques de rendu doit désormais intégrer ces nouvelles exigences.

approcHes numériques et éco-conception [ eco-cad ]

Le programme ECO-CAD du MAP-Crai se propose de venir enrichir les environnements numériques de conception avec des outils permettant de mieux prendre en compte les diverses données environnementales. On s’intéresse en particulier à assister les phases amonts de la conception (esquisse, avant-projet sommaire...). La première raison est que dans ces phases sont prises les décisions les plus importantes en matière d’approche environnementale et qu’il est possible aisément et à faible coût de tester des solutions différentes et de changer une proposition jugée non satisfaisante. La seconde est que ces phases sont généralement les plus mal instrumentées car elles n’obéissent pas à des méthodes très structurées mais reposent plutôt sur des démarches largement opportunistes. Ce programme comporte plusieurs projets exploitant différentes orientations :

[ eco-PRofil ]

Le projet ECO-PROFIL, réalisé dans le cadre de la thèse de Charline Weissenstein, s’intéresse à définir des moyens pour estimer la qualité environnementale à des fins comparatives. La méthode proposée est fondée sur la définition d’un ensemble de critères qui suivent le cycle de vie du bâtiment (de la préparation à la vie du bâtiment) ce qui la différencie en partie de la méthode HQE. Elle met en œuvre une évaluation à dire d’expert du niveau de performances atteint pour chacun des critères. La valeur moyenne par critère est retenue pour dessiner le profil environnemental de l’édifice et évaluer son indice moyen de qualité. Un outil graphique de type radar a été développé qui permet la visualisation du profil.

thèse [ charline Weissentein ] ÉCO – PROFIL: UN OUTIL D’ASSISTANCE À L’ÉCO – CONCEPTION ARCHITECTURALE

[ eco-mod ]

Le projet ECO-MOd s’inscrit dans la continuité des travaux de l’architecte Christopher Alexander sur le rôle des “patterns” dans la conception. Eco-mod est un générateur de scénarios environnementaux fondé sur une “base d’éco-modèles” ou éco-patterns. Il est dédié à l’éco-conception architecturale et vise à favoriser l’émergence de concepts opératoires et les processus d’idéation dans les phases amont de la conception. Il est également utilisable comme outil d’aide à la définition d’une stratégie environnementale partagée entre les membres de l’équipe d’ingénierie et le maître d’ouvrage.

[ daYlightgen ]

Le projet DayLightGen réalisé dans le cadre de la thèse de MohamedAnis Gallas soutenue en 2013 propose une méthode qui accompagne le concepteur pendant les phases conceptuelles du projet pour l’aider à dépasser la complexité de prise en compte, d’intégration et de contrôle des ambiances lumineuses. Elle lui permet de déclarer, de définir ses intentions en termes d’ambiances lumineuses et de les matérialiser à travers la proposition de configurations architecturales créant ainsi ces ambiances. La méthode a été implémentée dans un dispositif d’assistance à la conception composé de deux outils distincts Day@mbiance et DaylightGen. Day@mbiance permet de parcourir une collection d’images représentant des ambiances lumineuses tandis que DaylightGen détermine les concepts qui caractérisent les effets de lumière. Ce dispositif permet de générer des solutions architecturales conformes aux intentions du concepteur.

thèse [ mohamed-anis gallas ] DE L’INTENTION À LA SOLUTION ARCHITECTURALE. PROPOSITION D’UNE MÉTHODE D’ASSISTANCE À LA PRISE EN COMPTE DE LA LUMIÈRE NATURELLE DURANT LES PHASES AMONT DE CONCEPTION

ecoGen : éco-conception Générative Les recherches sur l’éco-conception générative ont été développées à partir du projet ANR EcCoGen Eco-Conception Générative (2011-12) dans le cadre de l’AAP “Créativité : contextes, acteurs, objets, processus”. Ce projet a donné lieu à deux développements distincts : une conception à partir d’ “éco-modèles” (MAP-Crai), et le développement d’un logiciel paramétrique de génération de solutions optimisées (MAP-Aria). Le logiciel EcoGen est à son lancement le seul outil interactif d’optimisation bioclimatique multicritère en phase de conception initiale capable de générer un ou plusieurs bâtiments au sein d’un environnement construit (îlot, parcelle). Il n’a pas été envisagé uniquement pour la recherche formelle ou la représentation du projet mais comme un “partenaire” ou “assistant”, source de propositions et de données analytiques, épaulant le concepteur en phase de création. Il s’agit d’un outil alliant calcul rapide de performances et aide à la conception dans les phases amont de solutions que nous désignons par le terme pré-architecture, aux composantes fonctionnelles, techniques et environnementales.

[ ecogen ] AIDE À LA CONCEPTION GÉNÉRATIVE DE BÂTIMENTS ECO-PERFORMANTS EN PHASE D'ESQUISSE cf. page 56

Couplant modèles d’évaluation, modèles morphologiques et algorithmes génératifs interactifs (IGA), ses composants ont été conçus pour réduire la dissociation des phases de création et d’optimisation post-conception par la mise en place d’un processus continu et graduel. Validé jusqu’ici sur un modèle morphogénétique agrégatif d’unités d’habitation multi-fonctionnelles, il génère des solutions qui sont des compromis -au sens de Pareto- de quatre performances : facteur de forme, apports solaires globalisés, besoins de chauffage et apports de lumière naturelle. Une des spécificités d’EcoGen est l’intégration d’un algorithme génétique interactif (IGA) multi générationnel qui permet d’interagir avec la boucle évolutionnaire, d’orienter et de guider l’évolution en fonction de considérations subjectives peu automatisables. Cet algorithme intègre une double modalité d’évolution génétique : l’autonomie ou l’interaction avec apprentissage des préférences de l’utilisateur. EcoGen convoque six domaines de recherche comportant de nombreux verrous scientifiques : • Eco-conception : définition et spécification de performances écologiques et économiques ; • Morphogenèse architecturale : modélisations géométrique, fonctionnelle, projective, protéomique, organique;

autres outiLs de L’éco-conception thèse [ Benjamin RileY ] MURS EN BÉTON VIVANT

Le sujet des murs végétalisés est abordé dans la thèse initiée par Benjamin Riley en 2014, dans le cadre d’un contrat CIFRE au Centre de Recherches LafargeHolcim. Encadrée par 3 directeurs de disciplines différentes (sciences de l’ingénieur, science des matériaux, botanique), la thèse interroge la viabilité d’un système constructif végétalisable, permettant la conception et la fabrication d’éléments de structure-enveloppe multicouche à matrice cimentaire, préfabriqués ou coulés en place, mobilisables à grande échelle en milieu urbain, et intégrant dès la conception les éléments garantissant efficacité et pérennité du système. Un outil d’aide à la décision est en cours de développement par Nazila Hannachi, enseignant-chercheur (MAP-Maacc). Cet outil a pour objectif de prévoir la probabilité qu’un projet de bâtiment à faible consommation d’énergie atteigne les performances escomptées après occupation des lieux. L’outil serait utilisable dans les phases de montage du projet et tout au long de son processus de conception / réalisation. Le but étant d’en faire un outil d’investigation qui permettrait d’adapter au mieux les solutions architecturales apportées aux usagers (comportements, besoins) tout en essayant de maîtriser leur coût. La réalisation de cet outil d’aide à la décision prendra appui sur les réseaux bayésiens pour s’adapter à la complexité de la situation. Une autre stratégie est le biomimétisme exploré par Natasha Heil, ingénieure de recherche (MAP-Maacc). Il s’agit de voir dans quelle mesure il est possible de traduire des systèmes naturels en vue de les appliquer à l’architecture ou à l’urbanisme. Ces recherches se concentrent sur la méthodologie et l’approche du biomimétisme pour le design architectural. L’objectif est de traduire et transférer les principes du vivant et les phénomènes de la nature en trois niveaux : le Design (imiter les formes), la Technologie (imiter les fonctions et les processus), et le Développement durable (imiter les écosystèmes).

[ activités collectives de la concePtion À la Réalisation ] L’assistance aux activités collectives a été étudiée en questionnant à la fois les modèles et les processus à mettre en œuvre pour assurer un continuum numérique entre la conception, la fabrication et la construction, mais aussi les méthodes de conception de services de visualisation et de multi-visualisation pour proposer à chacun des acteurs l’interface et les services logiciels les plus adaptés à ses usages et pratiques métiers. processus, modÈLes et outiLs dans Le continuum numérique [ eco-faB ]

Le programme de recherche ECO-FAB du MAP-Crai se situe à l’intersection entre trois grands domaines de connaissance et d’action : la conception morpho-structurale en architecture, son instrumentation numérique et enfin celui du développement soutenable. Cette approche s’appuie sur l’hypothèse générale qu’il est possible de construire des modèles numériques paramétriques de conception des formes architecturales, en tenant compte de la géométrie des surfaces et de la caractérisation technique des composants nécessaires à leur réalisation (fabrication et mise en œuvre). Trois projets composent ce programme :

Le projet ECO-PLI porte plus spécifiquement sur la conception-fabrication de structures fondées sur des principes de plis et réalisées avec des composants de type panneaux contrecollés ou multi-plis en bois. L’objectif est d’intégrer les particularités des géométries à base de plis (discrétisation des surfaces, gestion de la planéité des pans et des intersections,…) dans la conception de formes architecturales en assurant la stabilité, la résistance et l’économie de matière des enveloppes structurelles proposées.

[ eco-Pli ]

Le projet ECO-CEL a pour objectif de concevoir et de réaliser des parois non standards en bois. Ces parois peuvent être structurellement porteuses ou être de simples supports d’enveloppe. Elles trouvent leur domaine d’application pour la réalisation de bâtiments neufs ou pour envelopper des bâtiments existants afin d’améliorer leurs performances énergétiques. Le type constructif abordé est celui des systèmes à ossature cellulaires. La division cellulaire d’une paroi apparaît en effet comme particulièrement efficiente en matière de structure et offre pour les structures apparentes des possibilités de langage architectural renouvelé. Les outils numériques développés s’appuient sur une définition paramétrique de la géométrie et des composants (montants, assemblages, remplissage….) de ces parois.

[ eco-cel ]

Le projet ECO-CHUTE s’intéresse à la conception de structures fondées sur l’utilisation de composants en bois irréguliers. Il se fonde sur l’idée qu’il est possible dans une perspective environnementale d’utiliser des éléments en bois pas ou peu transformés (branches, chutes d’industrie) ou ayant déjà été employés (bois de démontage…). Il propose une algorithmique combinatoire qui permet d’optimiser le positionnement de ces composants en prenant en compte leurs singularités morphologiques (éléments non rectiligne, sections variables…) et mécaniques (fragilité locales liées à la réutilisation ou à la croissance naturelle des éléments, présence d’entailles…) pour réaliser des structures porteuses non standards.

[ eco-chute ]

modÈLes et visuaLisation de L’activité coLLective Les travaux sur la modélisation et la visualisation de l’activité collective ont été menés par le MAP-Crai en collaboration avec le LIST (Luxembourg Institute of Science and Technology) et financés par le FNR Luxembourgeois (Fond National de la Recherche). La coordination de deux thèses a contribué au développement de ces recherches : thèse [ conrad Boton ] CONCEPTION DE VUES MÉTIERS DANS LES COLLECTICIELS ORIENTÉS SERVICE. VERS DES MULTIVUES ADAPTÉES POUR LA SIMULATION COLLABORATIVE 4D/ND DE LA CONSTRUCTION

thèse [ daniel Zignale ] CONCEVOIR DES SERVICES COLLABORATIFS ADAPTÉS À DES PRATIQUES MÉTIERS: UNE MÉTHODE CENTRÉE USAGES. APPLICATION AU DOMAINE DE LA CONSTRUCTION

La thèse de Conrad Boton propose une méthode pour le choix de vues métiers dédiés à la simulation collaborative 4D/nD qui prend en compte les différents besoins des acteurs. Cette réflexion partait du constat que toute activité collective génère et exploite une quantité importante d’informations très variées qui constitue son contexte. Or, la compréhension de ce contexte par chacun des acteurs est un des facteurs essentiels à la réussite de l’activité. La médiatisation de ce contexte dans un outil informatique nécessite de se poser la question de sa représentation en terme de données, mais aussi en terme de visualisation dans une interface homme-machine. Dans le cadre de l’activité collective particulière de la conception/construction architecturale, des réseaux d’acteurs éphémères sont impliqués dans des actions spécifiques tout au long du cycle de vie du bâtiment (montage de l’opération, conception, construction, réception de l’ouvrage, exploitation et même démolition). Le contexte de l’activité est alors exploité par de nombreux acteurs avec des outils adaptés aux tâches qu’ils doivent réaliser, mais aussi à leurs compétences ou encore à leur formation. Cette méthode qui repose sur un ensemble de modèles tirés de l’approche IDM guide la mise en œuvre de vues adaptables et interactives dans un collecticiel orienté services, offrant ainsi à chacun des acteurs d’un projet une interface adaptée à la manipulation des données partagées du contexte collectif. La thèse de Daniel Zignale complète cette approche en proposant des services logiciels métiers exploitant le contexte de l’activité collaborative de la construction pour proposer des informations et opérations adaptées à chacun des acteurs du projet. Ce travail de recherche s’appuie sur l’expérience du développement de la plateforme collaborative CRTI-weB dédiée aux projets de construction, qui a été mené au LIST avec les professionnels du secteur du Luxembourg. A partir des lacunes de cet outil, le travail de recherche propose une méthode d’étude de besoin orientée vers la conception de services logiciels métiers, guidée par la modélisation des pratiques et usages des acteurs d’un projet de conception/construction. Ces travaux de recherche ont contribué à l’amélioration des connaissances sur la modélisation des pratiques et usages collaboratifs et plus particulièrement ceux de la 4D collaborative, la caractérisation des différents contextes (acteur, utilisateur, activité) mis en œuvre dans une activité collaborative, l’adaptation des vues et des services métiers par la prise en compte de ses différents contextes, et plus globalement l’apport des approches par les modèles pour la construction de connaissances.

conception arcHitecturaLe et urBaine et maquette numérique Bim La modélisation numérique au service du processus de conception et de construction des édifices est interrogée à l’aune des mutations des conditions et environnements des pratiques professionnelles. Le durcissement des normes, les injonctions à la conception durable, les contraintes économiques, l’apparition de parties-prenantes externes dans le processus décisionnel, l’agilité et l’efficacité exigées des acteurs de l’aménagement du cadre de vie sont autant de facteurs qui modifient notablement les contextes opérationnels dans lesquels interviennent les architectes. Cette complexification des contextes peut logiquement conduire à un appauvrissement de la qualité de la production architecturale, ou du moins constituer un frein aux démarches créatives et innovantes, pour diminuer la prise de risque induite. Les stratégies de maquettage numérique et de management BIM, bien exposées, peuvent aider les architectes à acquérir les armes nécessaires pour opérer de manière optimale dans ces contextes difficiles. Les travaux du MAP-Aria dans ce domaine visent à caractériser ces contextes, à étudier des stratégies opérationnelles adaptées, et à conseiller sur les outils et méthodes à mettre en œuvre. Ces études conduisent à l’élaboration de supports de cours destinés à la formation professionnelle, en formation initiale ou en formation tout au long de la vie, et à la production d’ouvrages didactiques en collaboration avec le Centre scientifique et technique du bâtiment. La recherche BIMetric a été commanditée par le PUCA (Plan Urbanisme Construction et Architecture) en janvier 2015 pour accompagner son évaluation de l’appel à “Bonnes pratiques du BIM”. La méthode BIMetric a été développée par une équipe constituée de chercheurs issus : du MAP (Aurélie de Boissieu pour le MAP-Maacc), du LRA (ENSA de Toulouse) et du LIST (Luxembourg). Cette méthode vise à évaluer le retour sur investissement de la transition BIM par acteur et par “Usage BIM”. Elle vise en particulier à répondre aux questions suivantes : Quel est le ratio coût/bénéfice de la mise en place d’une démarche BIM pour une opération donnée ? Comment apprécier le degré d’intégration du BIM dans les pratiques d’une opération ? Quelle corrélation entre ce degré d’intégration et les niveaux de maturité des intervenants dans le domaine du BIM ? Comment comparer une opération dont le processus intègre des pratiques BIM à une opération sans BIM ? Quels outils pour les experts chargés de l’évaluation des propositions de bonnes pratiques ? Comment harmoniser les démarches d’expertise en prévision d’un futur observatoire des pratiques ? L’utilisation de cette méthode permettra à terme une agrégation des expertises et fournira au PUCA un état des lieux de la maturité des acteurs professionnels ainsi que des pratiques BIM en vigueur. Elle a donc pour vocation de préparer les conditions d’une évaluation de la maturité du secteur et d’assister les pouvoirs publics dans la fixation d’objectifs nationaux. Il s’agit également de constituer un corpus de pratiques réalistes et reproductibles qui contribuera à l’évolution des cas d’usages définis dans les protocoles BIM.

[ BimetRic ]

conception et faBrication assistées par ordinateur

thèse [ eglantine Bigot-doll ] ARCHITECTURES DÉRAISONNÉES & STRUCTURES EXACERBÉES, LES CONVULSIONS DE LA MATIÈRE

Stratégies projectuelles informées par le numérique. La question des processus de conception architecturale et urbaine, et des stratégies projectuelles mises en œuvre par les concepteurs, a été abordée par le MAP-Aria sous l’angle des transformations induites par l’apport massif de technologies numériques. Cette question est au coeur de la thèse d’Eglantine Bigot-Doll sur les processus de créativité dans la conception architecturale instrumentée par les technologies digitales de CAO et CFAO. Sa recherche porte sur les processus cognitifs et projectifs à l’œuvre dans des situations de conception, des premières esquisses à la définition des principes structurels et constructifs, dans une tentative d’améliorer les interactions entre les techniques analogiques du dessin et de la maquette, les productions textuelles, graphiques ou tangibles d’accompagnement du processus (les objets intermédiaires de la conception), et les différents modèles numériques utilisés (conceptuels, 2D, 3D, statiques ou animés, de simulation ou de représentation). Cette recherche est directement en lien avec l’enseignement de master “Stratégies et Pratiques Avancées : Conception architecturale analogique-numérique” dont Eglantine Bigot-Doll est responsable. Les étudiants sont à la fois observés dans leurs pratiques de conception, et expérimentateurs volontaires de dispositifs pédagogiques originaux destinés à accroître leur créativité, leur capacité à mobiliser - voire développer - les outils les plus adaptés à la résolution de leurs objectifs de conception, et leur habileté à modéliser de manière pertinente les informations nécessaires à la conduite de leur projet. Conception et fabrication instrumentées par la CFAO. La fabrication numérique de l’objet conçu est un aboutissement naturel du processus de conception instrumenté par le numérique. Ce continuum conception-fabrication, vu comme potentiel d’augmentation de la créativité, de l’efficacité et de la robustesse du processus de conception, est questionné dans sa capacité à informer les processus de production de l’objet bâti, que ce soit en termes de contrôles qualitatifs et de performance, de fabrication de composants, ou d’accompagnement de la vie de l’édifice. Les dynamiques de digitalisation du réel et la généralisation des technologies numériques contribuent au développement de modèles numériques informés. Dans cette perspective les qualités et comportements des matériaux ainsi que les logiques et méthodes de fabrication peuvent devenir des paramètres de conception et se trouvent intégrés au sein du modèle numérique. Les techniques et méthodes de fabrication numérique autorisent la réalisation de nouveaux vocabulaires formels tout en intégrant les enjeux de développement durable, de performance et d’optimisation ou de renouvellement des méthodes de mise en œuvre. Ainsi les techniques de construction robotisée et les méthodes de fabrication additive ouvrent la voie à de nouveaux procédés et participent à la redéfinition des chaînes de valeurs et au renouvellement des compétences des différents acteurs de l’acte de construire. Parallèlement à ce continuum conception-fabrication, les capacités d’instrumentation des matériaux ou des surfaces à travers l’intégration de dispositifs électroniques (capteurs ou actionneurs) conduisent à l’émergence d’un environnement interactif et interconnecté. Ces “néo-surfaces” prennent place dans l’internet des objets (IoT) et leurs interactions se déclinent à différentes échelles : de la micro échelle avec le renouvellement des modalités d’interaction entre l’homme et la machine, à l’échelle urbaine à travers la constitution d’un maillage interconnecté qui contribue aux activités de monitoring de la ville ou qui devient vecteur de l’auto-organisation des activités humaines de masse.

Ce continuum informationnel s’intègre aux logiques d’innovation ouverte et participe aux pratiques “open source”. Les outils, les méthodes et les compétences induites par ces techniques se révèlent hybrides et les démarches transdisciplinaires s’imposent. L’appropriation créative des technologies numériques semble être nécessaire pour assurer un progrès technique inscrit dans une perspective mésologique. Mécatronique de conception et de construction. Cette thématique de recherche a débuté en 2014 avec le travail de thèse de Thomas Zedin. La mécatronique se définit comme une “démarche d’intégration de l’électronique, de l’informatique et de la mécanique dans la conception et la fabrication d’un produit”. Le monde de la recherche, notamment en architecture, s’intéresse depuis de nombreuses années à la mécatronique de construction représentée par la robotique de chantier et les systèmes d’automation pour la préfabrication. Plus récemment, le développement des outils numériques a permis l’accès à la mécatronique dans la sphère de la conception de la construction. On la désigne parfois par le terme prototypage rapide, avec d’un côté les machines à commandes numériques et de l’autre les microcontrôleurs. La recherche s’inscrit dans la continuité des travaux du laboratoire sur la conception architecturale et les outils numérique. Elle est menée en partenariat avec l’entreprise générale de construction PETIT. Il s’agit d’étudier le rapport entre les différents acteurs en charge de la conception et de la production du cadre bâti, vis-à-vis de la mécatronique en tant qu’outil de conception et de fabrication.

thèse [ thomas Zedin ] DE LA MÉCATRONIQUE DE CONCEPTION VERS LA MÉCATRONIQUE DE CONSTRUCTION: DÉTERMINER DES OPPORTUNITÉS DE MÉCATRONISATION DES CHANTIERS PAR L'ÉTUDE DE LA MÉCATRONIQUE DE CONSTRUCTION, ET DE LA MÉCATRONIQUE DE CONCEPTION

Résonance computationnelle et créativité artificielle. Cette recherche a été menée par Joaquim Sylvestre dans le cadre de son doctorat préparé à l’Université de Keio sous la direction du Pr. Ikeda et en collaboration avec François Guéna du MAP-Maacc. L’objectif était d’étudier un “objet computationnel” où utilisateur, hardware, software et production architecturale interagissent en vue d’identifier de l’intelligence ou de la créativité artificielle nommée Résonance Computationnelle. Plusieurs expérimentation et observations ont été menées dans des contextes différents et sur la base de l’usage de différents outils. À partir de ce corpus ont pu être identifiés différents paramètres qui peuvent caractériser des résonances computationnelles. Ces résultats ont conduit Joaquim Sylvestre à expérimenter un usage original des réseaux de convolution. Les réseaux de convolution sont très largement utilisés pour reconnaître des formes dans des images mais ils peuvent aussi produire des images issues de combinaisons de différentes catégories d’images. La thèse montre que cette technologie pourrait servir à stimuler la créativité au début du processus de conception mais aussi être utile pour la reconstruction 3D.

rAYonnEMEnt et attRactivité académiques AniMAtion scientiFiQue

En matière d’animation scientifique, l’UMR MAP a su se positionner au centre d’une communauté qu’elle contribue à structurer et à animer, à l’échelle nationale et internationale.

[ intégRation au sein de la communauté scientifique et académique ] Le MAP-Gamsau s’est investi dans la création et l’animation du réseau scientifique GDR MoDys “Modélisation des Dynamiques Spatiales” (GDR 3359). Dans ce cadre, l’équipe du MAP a organisé en 2012 une École thématique sur le thème “Raisonner sur le temps long et ses incertitudes”. Le MAPGamsau est également intervenu ponctuellement au sein du GDR MAGIS “Méthodes et Applications pour la Géomatique et l’Information Spatiale”. Le MAP-Aria est représenté au sein du GDR ESARS “ESthétique ARts & Science”, fondé en 2011 à l’initiative de Zoï Kapoula (UMR 8194). Ce GDR a pour mission de regrouper des laboratoires scientifiques conduisant des recherches en collaboration avec des artistes, des institutions culturelles et des écoles d’art, et de faciliter les recherches sur et autour de l’art pris comme objet d’étude. Le MAP-Aria est également membre du LabEx IMU “Intelligence des Mondes Urbains” depuis sa création en 2012. Enfin, le MAP-Aria est partenaire du programme PALSE “Programme d’Avenir Lyon-Saint-Etienne” de l’Université de Lyon, qui est l’équivalent d’un IDEX (Initiative d’excellence). Dans ce cadre, l’équipe a participé au projet Matériaux et Procédés innovants pour une Construction Durable (MaPCoD), questionnant les outils numériques d’aide à la conception de bâtiments éco-performants et leur réception par les maîtres d’œuvre. Le MAP-Maacc, par le biais de la Comue Hesam, est partenaire du Labex CAP “Création, Arts et Patrimoines”. En partenariat avec le laboratoire Gerphau, l’équipe a participé à l’organisation de la conférence “Mutations du projet – milieux et cultures numériques” qui s’est déroulée le 28 et 29 mai 2015 au Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM).

[ gdR modys ]

[ gdR magis ]

[ gdR esaRs ]

[ labex imu ] [ Programme Palse ]

[ labex caP ]

[ oRganisation de séminaiRes et de JouRnées d’études ]

Des séminaires et des journées d’études ont pu démontrer le rôle du laboratoire dans l’animation scientifique de la communauté française dans le domaine de la documentation numérique des patrimoines.

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6 décembre 2015 : journée d’études co-organisée avec l’école de Chaillot à la Cité de l’Architecture et du Patrimoine sur “Les technologies numériques pour la maîtrise d’œuvre sur le patrimoine”.

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24 et 25 novembre 2015 : séminaire co-organisé avec l’EPHE à l’Académie d’Architecture sur “Dessins, modèles, architecture, histoire de l’art : l’étude historique et la restitution d’hypothèses à l’âge du numérique”.

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28, 29, 30 octobre 2015 : séminaire de formation organisé avec le ministère de la Culture et de la Communication au CICRP sur “L’imagerie 3D au service de la connaissance et de la gestion du patrimoine”.

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13 et 23 novembre 2015 : atelier de réflexion dans le cadre de la Mission de l’Interdisciplinarité du CNRS sur “Patrimonialisation du numérique & Numérisation du patrimoine”

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18 novembre 2013 : séminaire “Représentations dynamiques des temporalités des territoires”, avec le soutien du Plan Urbanisme Construction Architecture).

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Rencontres Interdisciplinaires Doctorales de l’Architecture et de l’Aménagement Durables (RIDA2D). À l’échelle locale, le MAP-Aria participe à l’organisation de ces rencontres, organisées conjointement par l’École Nationale des Travaux Publics de l’État (ENTPE) et l’ENSAL dans le cadre de la formation doctorale de l’Université de Lyon.

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Séminaire de Conception Architecturale Numérique (SCAN). Cette conférence francophone bisannuelle rassemble une communauté de chercheurs autour de questionnements portant sur les implications du numérique en conception architecturale. La 5ème édition, organisée par le MAP-Maacc s’est déroulée les 21 et 22 juin 2012 à l’ENSAPLV sur le thème de la complexité des modèles de l’architecture numérique. La 6ème édition, organisée par le MAP-Crai et en collaboration avec le LIST, s’est déroulée les 18 et 20 juin 2014 au Luxembourg sur le thème de l’interaction des maquettes numériques BIM.

À l’échelle internationale, le laboratoire MAP a également animé :

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Colloques “Matérialités Contemporaines”. En 2012 et 2014, le MAP-Aria a co-organisé deux colloques internationaux “Matérialités Contemporaines” dédiés aux interrelations entre architecture, ville, matière et numérique. L’édition 2012 s’est tenue aux Grands Ateliers de l’Isle d’Abeau et a rassemblé 162 participants, 3 conférenciers invités, 29 communications, 60 auteurs signataires. La rencontre s’est déroulée sur 5 jours avec un workshop international et deux journées de conférence.

L’édition 2014 a été réalisée en partenariat avec les Grands Ateliers de l’Isle d’Abeau et le CEA de Grenoble (Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives). Cette édition a rassemblé 400 participants, 5 conférenciers invités et 6 participants aux tables rondes.

DigitalHeritage International Congress. En 2013, le MAP-Gamsau a organisé à Marseille la première édition du congrès international des DigitalHeritage, auquel ont participé 647 chercheurs, issus de 56 pays. La seconde édition s’est tenue en 2015 à Grenade, avec la participation des membres de l’équipe dans le comité scientifique et l’organisation. La troisième édition du congrès qui se tiendra en 2018 est d’ores et déjà soutenue et accompagnée par l’UNESCO, la DG Connect de la Commission Européenne, ainsi que par des institutions françaises : l’InSHS du CNRS, le département politique scientifique et le DREST du ministère de la Culture et de la Communication.

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Le MAP-Gamsau a également contribué à l’organisation de workshops aux conférences CAA 2013 et I-Know 2014.

interAction AVec l’enVironneMent sociAl, éconoMiQue et culturel Au-delà des nombreuses collaborations que le MAP entretient depuis des années à l’échelle nationale avec des institutions culturelles et des acteurs socio-économiques du monde de la documentation, de la conservation et de la diffusion des objets patrimoniaux, chaque équipe de l’UMR s’est rapprochée d’acteurs locaux.

[ PaRtenaRiats avec des acteuRs cultuRels ] À Lyon, deux membres de l’équipe du MAP-Aria sont vice-présidents de l’association locale Historical-Cities.org – anciennement VieuxLyon.org – dont l’ambition est de rassembler et diffuser les connaissances sur le patrimoine urbain et bâti du secteur sauvegardé UNESCO du centre-ville de Lyon. Au sein de l’association, le MAP-Aria expérimente et évalue ses outils génératifs pour la modélisation générative assistée des environnements urbains, et aide à la modélisation et à la représentation des éléments patrimoniaux les plus remarquables. Les liens historiques avec les réseaux artistiques locaux ont amplifié la diffusion des travaux et compétences de l’équipe à l’échelon local et régional. Une collaboration a été engagée en 2015 avec le Musée des Confluences. Cette collaboration, qui interroge les interactions et mutations contemporaines de l’art, de l’architecture et des sciences à l’ère du numérique, a débouché sur la participation début 2016 à l’exposition temporaire “L’art et la machine”. A cette occasion, une “machine à peindre” avait été construite sur la base d’une machine-outil du laboratoire, avec des outils et un programme original, questionnant l’effet de sérialisation autorisé par la robotisation des moyens de (re)production.

[ historical-cities.org ]

[ musée des confluences ]

[ cnRs-images ]

[ mucem ]

[ centre d’études alexandrines ] [ fondation le corbusier ] [ fondation getty ]

[ muséal d'alba la Romaine ]

[ communauté de commune de verdun ] [ musée historique de strasbourg ]

[ inP ]

[ musée du louvre ] [ inha ] [ musée des monuments français d’alexandre lenoir ]

Le MAP-Aria est régulièrement sollicité pour des tournages et des émissions destinées au grand public. Il est apparu dans plusieurs films du CNRS-Images “La science et les drones”, “Viollet-le-Duc trait pour trait”, ou dans des émissions comme “Des racines et des ailes” (24 septembre 2014). En 2015, l’équipe a participé à des événements de diffusion culturelle comme la Nuit européenne des chercheurs et les 25ème Rencontres CNRS Jeunes “Sciences et Citoyens” qui s’est tenue au Futuroscope de Poitiers et qui a rassemblé 450 jeunes européens. À Marseille, le MAP-Gamsau s’est rapproché depuis 2014 d’un partenaire culturel majeur de la scène locale : le Musée des Civilisations de l’Europe et de la Méditerranée (MuCEM), ouvert depuis 2013 à Marseille. Ce rapprochement a tout d’abord pris la forme d’échanges prospectifs approfondis, pour déboucher aujourd’hui sur la mise en place d’un programme de recherche soutenu par la région PACA, le programme Territographie. Ce projet vise à renouveler la façon dont le grand public et les acteurs du secteur du tourisme culturel seront amenés à interagir avec des contenus numériques, des savoirs formalisés, des jeux de données et des collections. Le MAP-CICRP a lui élargi son réseau de collaboration institutionnelle : Centre d’Études Alexandrines, Fondation Le Corbusier, Fondation Getty tout en apportant ses compétences dans le domaine des biens culturels dans la participation à des normes européennes sur la conservation (évaluation des produits hydrofuges, nettoyage laser, échantillonage…) et à des travaux européens de terminologie (Ewaglos). Ensemble, le MAP-Gamsau et le MAP-CICRP ont mené une étude, financée par le conseil général de l’Ardèche, portant sur les possibilités de redressement par soclage d’une statue d’Empereur pour le MuséAl d’Alba La Romaine. À Nancy, le MAP-Crai s’est associé avec la Communauté de commune de Verdun pour le projet de modélisation du plan-relief de Verdun et avec le Musée Historique de Strasbourg dans le cadre du projet ANR Urbania.

À Paris, le MAP-Maacc travaille en partenariat avec l’Institut National du Patrimoine (INP) dans le cadre de la formation des conservateurs à la reconstruction 3D. Il a également collaboré avec le musée du Louvre et l’Institut National d'Histoire de l'Art (INHA), pour la reconstruction 3D du musée des Monuments français d’Alexandre Lenoir. Ce travail de visualisation a été présenté lors de la manifestation « Le musée invisible » organisé par Futur en Scène du 12 au 15 juin 2014 et lors de l’exposition « Un musée révolutionnaire : Le musée des Monuments français d’Alexandre Lenoir » qui s’est tenue du 7 avril au 4 juillet 2016.

[ PaRtenaRiats avec des acteuRs univeRsitaiRes ] À Nancy, le MAP-Crai a mis à profit sa situation géographique pour se rapprocher du laboratoire Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) en ce qui concerne le co-encadrement de thèses, mais aussi le montage de projets comme l’ANR 4D-Collab. À l’Université de Liège, il réalise avec le Lab for User Cognition & Innovative Design (LUCID Group) des échanges d’étudiants, la réalisation d’expérimentations. À l’Université de Lorraine, il a mis en place un laboratoire commun avec le Laboratoire d’Études et de Recherche sur le Matériau Bois (LERMAB). À Lyon, le MAP-Aria, est inséré dans les réseaux inter-établissements, à l’échelon national, au sein de la commission “Pédagogie Innovante” du MCC, à l’échelon régional au sein de l’Association des Grandes Écoles de RhôneAlpes (AGERA) et à l’échelon local au sein de la COMUE de l’Université de Lyon-St-Etienne et la COMUE de l’Université Grenoble-Alpes. Un partenariat est cours d’élaboration avec l’Institut pour la Transition énergétique (INEF4) de l’Université de Bordeaux autour des questions d’éco-conception. À Paris, le MAP-Maacc a établi, dans le cadre du programme confluence de la COMUE Hesam, un partenariat avec l’Institut des Mondes Africains (IMAF, UMR 8171 CNRS/Université Paris 1) et l'Institut National du Patrimoine, pour la reconstitution 3D de l’église de QorQor située en Ethiopie, dans la province de Tigray.

[ list ]

[ lucid group ]

[ leRmaB ] [ commission “Pédagogie innovante” ] [ association des grandes ecoles de Rhône-alpes ] [ comue lyon-st-etienne ] [ comue grenoble-alpes ] [ inef4 ]

[ comue hesam ] [ imaf ]

[ PaRtenaRiats avec des acteuRs économiques ]

[ vinci construction ]

[ cea ]

[ macéo ]

À Paris, le MAP-Maacc a établi des conventions avec des entreprises privées avec l’entreprise de construction PETIT, filiale de VINCI Construction, dans le cadre de thèses CIFRE-Robotique. À Lyon, le MAP-Aria entretient une collaboration avec le Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA) : celle-ci se traduit par des recherches exploratoires, par exemple en matière de surface instrumentée, ou par des actions conjointes qui peuvent porter sur l’organisation de symposiums scientifiques. À Marseille, le MAP-Gamsau a travaillé à l’élaboration d’un cahier des charges pour le développement d’un outil-métier pour l’étude des structures en pierre massive pour le compte de Macéo, une association qui accompagne le Massif central (6 régions, 22 départements) dans son développement économique durable par la mise en place de projets innovants.

iMplicAtion dAns lA ForMAtion pAr lA recherche Chaque équipe au sein de l’UMR s’implique dans la formation par la recherche en lien étroit avec le paysage académique et institutionnel local, s’efforçant d’adapter ses démarches et offres concrètes à des contextes qui sont relativement divergents.

[ imPlication Pédagogique du maP-gamsau et du maP-cicRP À maRseille ] Enseignement au sein de l’ENSA-Marseille, d'AixMarseille Université et des Arts et Métiers ParisTech Depuis 2012, le MAP-Gamsau a fait progresser l’articulation de ses activités de recherche avec la promotion et la conduite d’activités d’enseignement au sein de l’ENSA Marseille à travers deux cours d’option et un master recherche : En parcours de licence (S6), un cours d’option sur la réalité augmentée est animé par l’enseignantechercheuse Isabelle Fasse-Calvet depuis 2015. En parcours de master (S7-S9), un cours d’option sur les méthodes d’analyse scientifique de l’état de conservation du bâti patrimonial (associant des conservateurs de la DRAC et des chercheurs du CICRP) est animé par Livio De Luca et Marine Bagnéris depuis 2013. Le MAP-Gamsau est également largement engagé au sein du Master Recherche SIS (Sciences de l’Information et des Systèmes - Aix-Marseille Université / ENSAM) à travers l’Unité d’Enseignement “Modèles informationnels pour l’analyse du bâti” qui s’adresse en particulier à des étudiants issus de la filière ingénierie. Parallèlement, des membres du MAP-CICRP interviennent dans le cadre du master “Les métiers du patrimoine bâti”, d’Aix-Marseille Université.

Ancrage dans le paysage académique local À travers le pilotage et la participation à des actions de recherche, le MAP-Gamsau travaille en étroite collaboration avec des unités de recherche rattachées à Aix-Marseille Université :

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Laboratoire des Sciences de l’Information et des Systèmes (LSIS) - UMR 7296 (CNRS/AMU/ Arts et Métiers). 4 thèses co-encadrées avec l’équipe IMS des Arts et Métiers d’Aix-en-Provence. Collaboration dans le cadre du projet Eloquentia avec le pôle Image de Luminy ;

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Laboratoire d’Archéologie Médiévale et Moderne en Méditerranée (LA3M) - UMR 7298 (CNRS/AMU). 2 thèses co-encadrées. Collaboration dans le cadre du projet ANR Pavage ;

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Centre Européen de Recherche et d’Enseignement des Géosciences de l’Environnement (CEREGE) - UMR 6635 (CNRS/AMU/IRD). Collaboration dans le cadre du projet ANR Pavage ;

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Institut de Recherche sur l’Architecture Antique (IRAA) - USR 3155 (AMU-CNRS). Collaboration dans le cadre de l’atelier LabexMed Overtheclouds, préparation de la soumission d’un projet ANR ;

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Centre Camille Jullian (CCJ) - UMR7299 (CNRS/AMU/MCC). Collaboration dans le cadre du projet Le Trésor des Marseillais et du projet Eloquentia ;

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Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique (LMA) - UPR 7051 (CNRS / AMU). Collaboration dans le cadre du projet du MuséAL d’Alba La Romaine ;

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Institut des Sciences du Mouvement (ISM) UMR 7287 CNRS/AMU. Collaboration à venir pour une approche expérimentale d’automatisation de la prise de vue par drones.

Implication dans des modules de formation Au niveau international, le MAP-Gamsau est impliqué dans le cadre du projet européen FP7 MarieCurie Initial Training Network qui réunit 13 organismes de recherche européens. Dans ce cadre, il est responsable de modules d’enseignement relatifs à l’annotation et à la structuration sémantique de représentations multi-dimensionnelles. À l’occasion de séjours des membres du projet, l’équipe marseillaise propose aux doctorants et post-doctorants des séries de conférences. L’équipe est également impliquée dans la mise en place de modules de formation ponctuels ou récurrents en collaboration avec des partenaires des sciences informatiques et des sciences humaines (Institute of Computer Science, TU Cracow, école GDR MoDys). Encadrement doctoral Le MAP-Gamsau est laboratoire d’accueil de l’École Doctorale “Sciences des Métiers de l’Ingénieur” (ED 432), commune à Arts et Métiers ParisTech (via le CER d’Aix-en-Provence), aux MINES ParisTech et au CNAM.

[ imPlication Pédagogique du maP-aRia À lYon ] Enseignement au sein de l’ENSA-Lyon Au sein de l’établissement ENSA Lyon, les enseignants et chercheurs de l’équipe participent tous à la formation par la recherche, en pilotant deux domaines d’étude de master et en participant à l’initiation à la recherche : Le domaine d’étude “Stratégies et Pratiques Avancées - Conception architecturale analogique et digitale” interroge les processus créatifs et les objets de conception dans l’interrelation entre les outils analogiques et les outils numériques. Dans ce cadre, des démarches originales de conception sont expérimentées, mêlant texte, image, animation, vidéo, maquettes physiques et modèles numériques. Eglantine Bigot-Doll, responsable de l’atelier de projet, conduit sa thèse dans l’observation des pratiques créatives au fil de l’usage de ces différents outils. Le domaine d’étude “Architecture, Processus et Pratiques de l’Innovation” enseigne et mobilise les outils et processus au service de l’innovation dans le domaine de l’aménagement du cadre de vie. Ces outils vont des “bonnes pratiques” de la collabora-

tion et des modèles partagés aux techniques de la créativité, en passant par les techniques les plus récentes de modélisation, simulation, communication et prototypage rapide. Cet enseignement est co-construit avec l’INSA et certains de ses laboratoires de recherche en génie civil et construction durable. L’initiation à la recherche, en cycle master, passe par des cours théoriques et la production d’un mémoire de recherche. Ce mémoire, doublé d’un stage en laboratoire, peut permettre l’obtention optionnelle d’une “mention recherche”. Les membres de l’équipe participent à l’encadrement des mémoires, et accompagnent un à deux mémoires et stages recherche par an. Encadrement doctoral En cycle doctoral, l’équipe est laboratoire d’accueil au sein de l’École Doctorale “SCiences SOciales” (ED 483), mais ses doctorants sont encadrés par des HDR d’autres laboratoires (laboratoire LAURE de l’ENSAL, MAP-Gamsau, MAP-Crai).

[ imPlication Pédagogique du maP-cRai À nancY ] Enseignement au sein de l’Université de Lorraine Au sein de l’Université de Lorraine, issue de la fusion de quatre universités depuis 2012, les enseignants-chercheurs de l’équipe du MAP-Crai sont responsables de formation au sein de deux spécialités de master :

tion et d’économie du projet en vue d’une meilleure qualité architecturale, technique et environnementale. L’enseignement est assuré par une équipe pédagogique composée d’enseignants-chercheurs et de praticiens (architectes, ingénieurs, industriels, …) spécialistes du domaine.

La spécialité “Architecture Modélisation et Environnement” (AME) est proposée en deuxième année de master Design Global dispensé par l’Université de Lorraine. Cette spécialité permet de diffuser les recherches dans le domaine du BIM en direction des étudiants et professionnels du secteur de la construction. Les effectifs du master AME sont composés de 30 à 50% d’étudiants issus d’écoles d’architecture françaises, de 20 à 30% d’étudiants issus d’écoles d’ingénieurs françaises, le reste de la promotion est composée d’étudiants étrangers ayant une formation initiale dans un domaine proche de l’ingénierie civile ou de l’architecture. Les thématiques traitées dans la spécialité A.M.E. sont les suivantes : Modélisation Tridimensionnelle ; Image de synthèse ; Environnement ; Travail collaboratif ; Modélisation conceptuelle ; Projet Architectural ; Stage de mise en pratique d’une durée de 5 mois.

Les Défis du Bois, une expérience pédagogique Les Défis du Bois sont issus de la réflexion d’un groupe d’enseignants en architecture et en ingénierie du MAP-Crai et du LERMAB partageant la passion du bois, matériau de construction. En 2005, ils ont décidé de faire vivre l’expérience du travail collectif durant une semaine à des jeunes ingénieurs et architectes, fraîchement diplômés. La meilleure des formations n’enseignant pas nécessairement le “faire ensemble”, l’idée a germé d’un challenge étonnant, regroupant de jeunes individus aux compétences diverses, n’ayant jamais expérimenté un travail collectif ambitieux. L’objectif de cette épreuve initiatique est de permettre une expérience de partage et de créativité, répondant à des contraintes de temps, de matériel et d’inventivité. Ainsi, Les Défis du Bois sont une expérience pédagogique originale comme en attestent les neuf éditions précédentes et particulièrement l’édition 2013 qui a été lauréate des Alérions de la Jeunesse (catégorie projet étudiants-universités) délivrés par le Conseil Régional de Lorraine. Cette manifestation rassemble des étudiants de la spécialité “Architecture, Bois, Construction” mais également des étudiants étrangers issus d’universités partenaires (Allemagne, Autriche, Belgique, Brésil, Canada, République Tchèque…) et des Compagnons du devoir charpentiers. Leur défi est de démontrer les capacités inventives du bois pour répondre aux enjeux architecturaux, techniques, économiques et environnementaux d’aujourd’hui et demain.

La spécialité “Architecture Bois Construction” (ABC) du master “Génie Civil” est cohabilitée entre l’École Nationale Supérieure des Technologies et Industries du Bois (ENSTIB) et l’ENSA-Nancy, et menée en étroite collaboration avec l’ENSAStrasbourg. Grâce à la contribution du laboratoire LERMAB, ce cursus propose une formation unique en France sur le bois dans l’architecture, l’ingénierie et la construction. Il permet aux architectes et ingénieurs d’acquérir durant une année une double compétence à travers une formation originale axée sur les techniques de mise en œuvre du bois dans le bâtiment. Cette spécialité de Master a pour objectif de constituer une culture de la construction bois qui soit ouverte à une multiplicité de points de vue et partagée entre tous les acteurs. Elle conduit les architectes à se doter des connaissances techniques indispensables pour mener à bien un projet de construction bois et les ingénieurs à appréhender les multiples caractéristiques du matériau lors d’un projet. Elle apporte enfin aux deux publics une connaissance réciproque pour apprendre à travailler ensemble afin d’optimiser le travail de concep-

Encadrement doctoral Le MAP-Crai dépend de l’École Doctorale IAEM (Informatique, Automatique, Electronique et Mathématique) (ED 77) mais en raison du statut de l’Université de Lorraine (Grand Établissement depuis 2012), le laboratoire ne peut plus bénéficier des contrats doctoraux. Il est membre associé, et non titulaire, du pôle scientifique (structure de recherche) AM2I (Automatique, Mathématiques, Informatique et ses Interactions).

[ imPlication Pédagogique du maP-maacc À PaRis ] Enseignement au sein de l’ENSAPLV Au sein de l’École nationale supérieure d’architecture de Paris-La Villette, le MAP-Maacc est impliqué au sein d’un séminaire de master et d’un DPEA Recherche : Le séminaire de master ”Activité et Instrumentation de la Conception” a pour objectif de développer, chez les étudiants, un regard critique sur les pratiques du numérique en architecture. Il s’agit d’une part de prendre conscience des opérations cognitives (activités mentales) qui composent le travail de conception architecturale, et d’autre part, d’étudier les places, rôles, usages et influences des différents outils qui les instrumentent. Autour de ce séminaire, les enseignants-chercheurs du MAP-Maacc dispensent des enseignements optionnels d’initiation aux sciences de la conception et de perfectionnement à l’usage du numérique (modélisation paramétrique, initiation au Scripting etc.). Des groupes de projets en Master 1 et 2 sont proposés par des membres de l’équipe en collaboration avec des architectes praticiens. Le DPEA Recherche, mis en place en 2012, est un enseignement post-master destiné aux étudiants souhaitant poursuivre sur un doctorat, afin de leur donner la possibilité de découvrir, approfondir ou de s’ouvrir à la recherche sur l’architecture, la ville et le paysage dans sa diversité. Expérimentations du eLearning Depuis le développement du web 2.0, les enseignants-chercheurs du MAP-Maacc mettent en ligne leurs supports de cours qui sont devenus de véritables outils de dialogue et d’échange avec les étudiants. Depuis 2014, ils expérimentent un support d’enseignement à distance pour un option-

nel de master intitulé ”Systèmes numériques de la conception digitale”. Dans l’objectif de développer ce type d’enseignement à l’ENSAPLV, des enseignants-chercheurs ont rejoint un groupe de travail de la Comue Hesam qui a pour visée de développer l’usage de MOOC ou de SPOC dans la Comue, pour la formation initiale et continue. Ce groupe de travail, composé de représentants du CNAM, de l’Université Paris 1, de l’ENSAM, de l’INP, de l’INHA, de l’ENSCI et de l’ENSAPLV a été en charge de répondre à l’appel d’offre IDEFIN 2015 (Initiative d’Excellence en Formation Innovante Numérique) de l’ANR. Il s’agissait de proposer une plateforme commune de formation à distance sur la thématique de ”Comprendre pour décider” qui devait inclure des formations à destination des architectes, urbanistes et plus généralement destinées à tous les acteurs de l’architecture de la ville et du territoire. Suite à ce travail de réflexion, le MAP a répondu en avril 2015 à un appel d’offre Horizon 2020, en collaboration avec l’ENSAM, l’ENSCI, la société MASAGROUP (spécialisés dans le développement d’outils de simulation notamment pour l’entraînement des militaires) et d’autres partenaires européens. L’objectif de ce projet est de développer une plateforme d’enseignements basés sur l’usage d’ateliers immersifs virtuels permettant aux apprenants de se confronter à des situations professionnelles simulées. Encadrement doctoral Le MAP-Maacc est rattaché à l’École Doctorale ”Abbé Grégoire” (ED 546) du CNAM. François Guéna a encadré plusieurs doctorats, en collaboration avec Caroline Lecourtois et Thierry Ciblac.

ProJEtS de RecheRche

[ uRBania ]

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VALORISATION NUMÉRIQUE DES MAQUETTES HISTORIQUES DE VILLES DÉDIÉES À DES USAGES ADAPTATIFS ET INNOVANTS

L’objectif du projet ANR URBANIA est de diffuser la connaissance sur un patrimoine culturel spécifique que représentent les maquettes de villes de la collection des plans-reliefs. Il s’agit d’atteindre un public plus large et plus diversifié, en produisant des contenus et des services inédits, tout en assurant une conservation pérenne. L’objet de cette recherche est de définir un protocole de numérisation (acquisition/reconstruction), d’enrichissement sémantique et d’exploitation en vue de l’obtention d’un modèle géométrique pertinent et sémantique capable d’être ensuite intégré à un système d’information géographique (SIG) pour le web multi-usages (exploitation et administration urbaine, découverte historique, exploration architecturale, etc.). Le modèle ainsi médiatisé devra proposer un contenu adaptable à différents scénarios d’usages dédiés à la valorisation de ce patrimoine.

DURÉE 2015-2018 CADRE Projet ANR (Agence Nationale de la Recherche) Générique PARTENAIRES MAP (UMR CNRS/MCC 3495) UMR iCube INGEO ARXIT SRI Alsace Musée Historique de Strasbourg RÔLE DU MAP Porteur du projet RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Gilles HALIN ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Crai, Nancy SITE WEB http://www.crai.archi.fr/urbania

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[ teRRitogRaPhie ] UNE APPROCHE SCIENCE OUVERTE POUR L’IDENTIFICATION, LA LOCALISATION ET LA CARACTÉRISATION PARTICIPATIVE D’OBJETS PATRIMONIAUX

DURÉE 2015-2018 CADRE APO exploratoire Région PACA (Provence Alpes Côte d’Azur) PARTENAIRES MAP (UMR CNRS/MCC 3495) MUCEM (MUSÉE DES CIVILISATIONS DE L’EUROPE ET DE LA MÉDITERRANÉE) RÔLE DU MAP Porteur du projet RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Jean-Yves BLAISE ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille SITE WEB www.map.cnrs.fr/territographie

La notion de science ouverte qui s’est développée ces dernières années se traduit dans beaucoup de champs disciplinaires par un renouvellement des méthodes de travail, et plus largement par une nouvelle approche de l’économie de la recherche. Quel peut être l’impact de cette démarche dans les sciences du patrimoine, dans les actions culturelles qui y sont liées ? Quelles plus-values réelles peut-on en attendre du point de vue scientifique, quels verrous cette démarche peut-elle nous permettre de dépasser ? Le projet “Territographie” part de l’hypothèse générale que la démarche de science ouverte, et notamment les pratiques de science participative peuvent contribuer à lever une partie des verrous existants (verrous quantitatifs, cloisonnements disciplinaire, enjeux spécifiques au traitement de données massives) en matière d’observation et d’analyse du patrimoine dit mineur, et à faire émerger de nouvelles synergies entre la communauté scientifique, les acteurs culturels et le monde associatif. Territographie est un projet exploratoire se caractérisant d’abord par la volonté non pas d’étudier UN patrimoine, mais DES territoires où se manifestent, s’inventent, se développent DES patrimoines qui en font les identités et les mémoires particulières. Centré dans cette phase exploratoire sur les bassins de la Durance, de l’Ubaye et de la Bléone, le projet souhaite mettre en relation trois collections hétérogènes, multi-échelle : collection “techniques agricoles” et “élevage” du MUCEM, chapelles isolées ou de hameaux, et lieux d’échanges commerciaux en Haute-Provence. L’objectif du projet est de construire une plateforme type “science participative” autour de ces collections, i.e. de se faire relais des initiatives existantes sur ces territoires (notamment celles issues du milieu associatif), et au besoin de faire appel aux internautes pour compléter, commenter, enrichir ces collections. In fine, le projet proposera au travers d’un portail spécifique des modalités d’interrogation et de croisement des collections pouvant mettre en évidence des co-occurrences (dans l’espace et le temps) reliant objets, lieux, pratiques, co-occurrences qui doivent dessiner une sorte de “territographie” des patrimoines mineurs.

[ fiat luX ]

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FUSION D’IMAGERIE ET SUIVI TEMPOREL POUR L’ÉTUDE DE PEINTURES À GÉOMÉTRIE COMPLEXE

Ce projet vise à articuler des compétences en analyse et traitement d’images, physique des rayonnements, physico-chimie des matériaux et spatialisation 3D d’informations, autour de la documentation numérique pour la conservation des peintures du patrimoine. Trois axes seront privilégiés : la mise en cohérence géométrique de plusieurs capteurs (intégrant différents rayonnements dont le visible), la caractérisation spatialement localisée des matériaux constitutifs des couches picturales et l’accès, l’exploration et le suivi temporel des informations au sein de représentations interactives multi-dimensionnelles.

DURÉE 2015-2017 CADRE Défi Interdisciplinaire Imag’In, Mission pour l’interdisciplinarité du CNRS PARTENAIRES MAP (UMR CNRS/MCC 3495) ENSG LE2I CICRP LAMS LRMH CNR-ISTI RÔLE DU MAP Co-responsable scientifique du projet RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Livio DE LUCA ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille SITE WEB www.map.cnrs.fr/fiatlux

VIDÉO ASSOCIÉE

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DURÉE 2015-2016 CADRE Programme Confluence de la ComUE Hesam PARTENAIRES INSTITUT DES MONDES AFRICAINS (UMR 8171 CNRS) INSTITUT NATIONAL DU PATRIMOINE RÔLE DU MAP Partenaire associé RESPONSABLES AU SEIN DU MAP Aurélie FABIJANEC François GUÉNA ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Maacc, Paris-la-Villette

[ afRiques X oBJets ]

Cette recherche est destinée à étudier l’architecture et les phénomènes de dégradation de l’église de QorQor située en Ethiopie dans la province de Tigray. Cette église, creusée en haut d’un des sommets du massif de Gheralta, est décorée de peintures rupestres datant du 13ème ou 14ème siècle. Le rôle du MAP-Maacc dans cette étude consiste à proposer des méthodes et outils numériques d’investigation en vue d’apporter des réponses aux interrogations historiques et aux problématiques de dégradations observées. A cette fin, il s’agit de mettre à l’épreuve les plateformes de reconstruction 3D et d’annotations sémantiques développées par l’UMR.

[ alBa la Romaine ]

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ÉTUDE ET ÉVALUATION DES POSSIBILITÉS DE REDRESSEMENT DE LA STATUE DE L’EMPEREUR AU MUSÉAL

La collection du MuséAl comprend une statue masculine dont le redressement est envisagé afin de présenter cette pièce majeure de la collection. Toutefois, le marbre blanc interroge sur la fragilité de certaines zones. Ce projet est développé dans l’objectif de connaître les risques éventuels liés au soclage, d’opter pour le parti-pris esthétique et déontologique le plus approprié et de mener un travail expérimental avec une équipe scientifique pluridisciplinaire. De l’acquisition 3D à la réalisation du socle, la modélisation numérique devient un support pour l’étude de l’attitude originelle, la détermination des caractéristiques géométriques, l’analyse de la cohésion du marbre, la recherche de solutions de soclage et la simulation mécanique du comportement de la statue dans son socle.

DURÉE 2015 CADRE Collaboration avec le Conseil Général de l’Ardèche PARTENAIRES MAP (UMR CNRS/MCC 3495) LMGC (UMR 5508 CNRS / UNIVERSITÉ DE MONTPELLIER) CICRP C2RMF UNIVERSITÉ DE PARIS-SORBONNE – PARIS IV – IUF MUSÉAL ALBA LA ROMAINE RÔLE DU MAP Co-responsabilité scientifique et coordination du projet RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Marine BAGNÉRIS ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille

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[ memoRia ] MÉMORISATION DE RESSOURCES NUMÉRIQUES ET D’ACTIVITÉS

DURÉE Depuis 2014 CADRE Ministère de la Culture et de la Communication : Département de la Recherche, de l’Enseignement Supérieur et de la Technologie RÔLE DU MAP Responsable de projet RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Iwona DUDEK ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille

Le projet MEMORIA est un projet à long terme, visant à développer un système d’information permettant la description, la structuration et l’archivage des ressources numériques produites dans notre laboratoire. L’objectif sous-jacent du projet est de mémoriser non seulement un résultat – i.e. une ressource numérique – mais aussi et surtout son historique de production, autrement dit la façon dont ce résultat a été obtenu. Les ressources numériques produites seront d’une part décrites par une liste de descripteurs classiques du type format, auteurs, date de production, etc., et d’autre part associées à des processus (notion à comprendre comme chaînes d’activités). Chaque processus gardera trace du cadre institutionnel dans lequel les travaux se sont déroulés (organisations, projets, personnel employé, etc.), des sources primaires utilisées en phase d’analyse, ou encore des techniques et outils utilisés pour produire les ressources numériques. Un point central de la démarche adoptée pour développer MEMORIA est la volonté de mettre au point des interfaces visuelles permettant d’une part de faciliter l’accès aux ressources numériques et d’autre part de rendre possible une analyse fine des informations réunies dans la base de données. Ces interfaces doivent par exemple donner accès aux résultats de requêtes sur des ressources numériques triées par objet d’étude, projet, processus de production, etc. mais aussi montrer l’évolution des méthodes de travail ou des techniques utilisées au cours du temps, les types d’activités mobilisés pour produire une ressource, etc. À terme, le projet vise à associer à une ressource numérique quelle qu’elle soit (ex. maquette 3D, cartographie 2D, répertoire de références) une série de descripteurs permettant de retracer l’ensemble des actions mobilisées pour la produire, et donc de mémoriser au-delà d’un document numérique “final” une démarche cognitive, ou tout au moins une démarche de production.

[ monumentum ]

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MODÉLISATION NUMÉRIQUE ET GESTION DE DONNÉES POUR LA CONSERVATION DES STRUCTURES MAÇONNÉES

Dans le domaine du patrimoine construit, des données variées décrivent les états du monument (données de relevé et d’imagerie scientifique, cartographies des détériorations, collectes photographiques, archives historiques, documents d’analyse, carottages, etc.). Face à la difficulté de collecter, comparer, analyser et valider les données préalables à la restauration, ce projet vise à mobiliser divers champs disciplinaires (l’architecture, la conservation, la mécanique, l’informatique) afin de définir un prototype de chaîne de traitement de l’information (incluant données métriques et spatiales, analyses des surfaces, modèles géométriques des structures, sources documentaires hétérogènes, etc.). L’objectif est de concevoir et de développer une plateforme logicielle ouverte et extensible pour la capitalisation et la gestion de connaissances favorisant la compréhension et l’analyse des phénomènes de dégradation qui affectent les édifices historiques. En s’inscrivant au sein d’une approche fortement pluridisciplinaire, ce projet a l’ambition de prendre en charge de façon rationnelle l’ensemble d’éléments d’ordre technique (à partir de l’interconnexion de briques technologiques déjà développées par les partenaires du consortium), en les intégrant au sein d’une réflexion d’ordre méthodologique liée aux questionnements scientifiques soulevés par des vrais objets d’études. Sur le plan de la modélisation informatique, ce projet présente deux caractères innovants : d’un côté l’idée de relier (et de rapprocher) la phase d’acquisition des données spatiales à celle de leur analyse et de leur interprétation ; de l’autre côté, l’ambition d’élaborer des supports d’analyse (morphologie de l’édifice, état des surfaces, comportement des structures) interconnectés par un système de caractérisation sémantique basé sur des mécanismes de distribution/propagation (multi-échelles et multi-projections) de concepts structurés au sein d’une ontologie de domaine.

DURÉE 2013-2017 CADRE ANR Contenus et Interactions 2013 PARTENAIRES MAP (UMR CNRS/MCC 3495) CICRP ENSG-IGN UMR LMGC FRE CRMD DRAC-Paca RÔLE DU MAP Coordinateur scientifique du projet RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Livio DE LUCA ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille SITE WEB www.monumentum.map.cnrs.fr

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[ eloquentia ] VERS L’ÉLABORATION DE FORMES NUMÉRIQUES ÉLOQUENTES POUR L’ÉTUDE D’ARTEFACTS PATRIMONIAUX

DURÉE 2013-2015 CADRE PEPS – HuMaIn : Humanités - Mathématiques - sciences de l’Information. Mission pour l’Interdisciplinarité du CNRS PARTENAIRES MAP (UMR CNRS/MCC 3495) UMR LSIS UMR CCJ RÔLE DU MAP Responsable scientifique du projet RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Livio DE LUCA ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille

À un moment où les expérimentations sur la numérisation 3D d’artefacts patrimoniaux semblent s’intéresser prioritairement aux solutions d’enregistrement et de visualisation, une attention sur les enjeux cognitifs des systèmes de représentation paraît nécessaire. En croisant une approche descendante (représenter la géométrie à partir de descripteurs sémantiques de haut niveau, ex : termes du vocabulaire) et une approche ascendante (faire émerger la sémantique à partir de descripteurs géométriques de bas niveau - ex : courbures discrètes), ce projet tend à faire émerger, à l’intersection des deux approches, une piste de recherche pour la définition de modèles de description géométrique/ sémantique d’éléments architecturaux intégrant toute la richesse informationnelle des numérisations 3D (mais en permettant aussi de guider celles-ci) au sein de représentations intelligibles et interrogeables.

[ cultuRe 3d cloud ]

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UNE PLATEFORME D’INFORMATIQUE EN NUAGE POUR LA NUMÉRISATION 3D, LA DOCUMENTATION, LA CONSERVATION ET LA DIFFUSION DU PATRIMOINE CULTUREL Les technologies de l’information et de la communication offrent au monde culturel des possibilités nouvelles d’échange, de création, d’éducation et de partage des connaissances permettant d’élargir considérablement l’accès à la culture et au patrimoine. CULTURE 3D CLOUDS s’inscrit dans une démarche qui vise à créer une rupture d’approche technique dans le domaine de la numérisation d’artefacts patrimoniaux pour permettre de faire émerger de nouveaux modèles économiques viables. CULTURE 3D CLOUDS est une plateforme d’informatique en nuage pour la numérisation 3D, la documentation, la conservation et la diffusion du patrimoine culturel. Le domaine de la numérisation 3D des artefacts patrimoniaux évolue lentement et fournit des ressources uniquement aux chercheurs et spécialistes. La technologie et le matériel utilisé pour la numérisation 3D sont sophistiqués et demandent des compétences très spécialisées. Le coût de revient est important et restreint la pratique diffuse. Le projet CULTURE 3D CLOUDS vise à remettre la captation dans les mains des photographes et la distribution aux agences et aux banques d’images, qui développeront une chaîne de valeur pour commercialiser les reproductions 3D à la demande, pour leurs clients et d’élargir le marché aux métiers de valorisation du patrimoine (commerciaux, éditeurs, diffuseurs, grand public).

DURÉE 2012-2015 CADRE Appel “Développement de l’Économie Numérique : technologies de numérisation et valorisation des contenus culturels, scientifiques et éducatifs” (Grand Emprunt - Investissement d’Avenir - Ministère de l’Industrie, Ministère de la Culture, Caisse des dépôts) PARTENAIRES RMN, CMN, IGN, MAP (UMR CNRS/ MCC 3495), CEA-LIST, ETIS, INRIA, EISTI, INSTITUT TÉLÉCOM, RECIPROQUE, ACTIVEEON, ATEME, BEINGENIOUS, HPC PROJECT, XEDIX, VAL-IMAGES RÔLE DU MAP Coordinateur scientifique et technique du projet RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Livio DE LUCA ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille SITE WEB http://c3dc.fr

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[ Pavage ] LE PONT D’AVIGNON : ARCHÉOLOGIE, HISTOIRE, GÉOMORPHOLOGIE, ENVIRONNEMENT, RECONSTRUCTION 3D

DURÉE 2011-2014 CADRE Projet ANR (Agence Nationale de la Recherche) PARTENAIRES MAP (UMR CNRS/MCC 3495) CEREGE (UMR 6635) LAMM (UMR 6572) CIHAM (UMR 5648) Chartreuse de Villeneuve-lez-Avignon DRAC Languedoc-Roussillon IGN Compagnie Nationale du Rhône RÔLE DU MAP Coordinateur scientifique et technique du projet RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Michel BERTHELOT ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille SITE WEB http://www.pavage.map.archi.fr

VIDÉO ASSOCIÉE

La question du pont est inséparable de celle du Rhône. C’est pourquoi ce projet de numérisation et de modélisation 3D, tant de l’édifice lui-même que de celui de ses abords, vise à contribuer à re-visiter un site patrimonial de première importance en rétablissant virtuellement ce lien entre les deux rives qui, après la disparition du pont romain d’Arles, constitua pendant longtemps le seul franchissement au-dessus du fleuve entre Lyon ou Vienne et la mer. La restitution de l’ouvrage d’art, un des buts de l’opération, ne prendrait pas tout son sens si nous ne le remettions pas en scène dans son paysage fluvial. De ce fait, le projet comportera une dimension géohistorique importante pour laquelle seront mis en œuvre des études géo-morphologiques et paléoenvironnementales exploitées par les moyens numériques de simulation les plus récents exploitant les systèmes d’information géographique. Le modèle numérique de terrain couvrant la zone étudiée (environ 50 km2) fera appel aux données les plus précises issues de l’IGN complétées par des acquisitions aériennes à très basse altitude (< 50 m) opérées à partir d’un drone hélicoptère ou d’un ballon. La numérisation et l’accessibilité en ligne des contenus culturels sont essentielles à la préservation et à la valorisation du patrimoine. Ce projet de numérisation et de restitution du pont d’Avignon dans son paysage fluvial répond à ces deux préoccupations. Afin de faire partager l’histoire et la mémoire du Rhône, il s’agit de mieux connaître ce pont, de le comprendre et surtout de relever et rendre visibles les traces de son passé, de sa construction, du contexte variable de la dynamique fluviale et de la mobilité du lit qui influença grandement son existence.

[ le tRésoR des maRseillais ]

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500 AVANT J.-C., L’ÉCLAT DE MARSEILLE À DELPHES

Dès l’Antiquité, les Marseillais ont construit un Temple à Delphes au cœur d’un sanctuaire religieux, symbole de l’éclat d’une réussite exceptionnelle et témoignage du rayonnement extraordinaire de la cité phocéenne pour son époque. À l’occasion de Marseille-Provence 2013, les Musées municipaux marseillais ont souhaité rappeler ce passé Euro-méditerranéen à travers une exposition retraçant au travers de la présentation des vestiges d’un Temple du VIe siècle avant notre ère, l’importance de l’architecture dans les rapports entre la Grèce et Marseille. Les fragments du Temple de Delphes, pour la première fois prêtés par le ministère grec de la Culture, sont remis dans leur contexte originel, de manière inédite, par une reconstitution de deux scènes mythologiques majeures. Au-delà de l’aspect de présentation culturelle, l’exposition s'est inscrite au cœur d’une démarche scientifique en présentant au public des essais de restitutions de polychromie, offrant un nouveau regard sur cette culture à l’origine de la ville. Le recours à l’imagerie numérique et des restitutions 3D de l’architecture du Temple offre aux visiteurs une vision inédite d’une Antiquité multicolore et vivante.

DURÉE 2011-2013 CADRE Projet Ville de Marseille PARTENAIRES MAP (UMR CNRS/MCC 3495) Marseille Provence 2013, EDF RÔLE DU MAP Responsable du projet RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Michel FLORENZANO ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille VIDÉO ASSOCIÉE

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[ sinetomB ] SYSTÈME D’INFORMATIONS NUMÉRIQUES DE L’EMPLOI DES TEXTES DANS L’ORNEMENTATION DES MONUMENTS BOUDDHIQUES. EXPÉRIMENTATION SUR LA TOMBE DE L’EMPEREUR QIANLONG

DURÉE 2009-2012 CADRE Projet ANR (Agence Nationale de la Recherche) Blanc PARTENAIRES UMR 8155 (CNRS/EPHE/Collège de France) MAP (UMR CNRS/MCC 3495) RÔLE DU MAP Co-responsable scientifique RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Livio DE LUCA ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille

En intégrant la numérisation 3D de la tombe de l’Empereur Qianlong avec un système d’informations spatialisées, ce projet se propose d’établir des relations entre la représentation de la distribution spatiale de 33 000 caractères tibétains gravés sur les parois de la tombe et l’organisation de ces inscriptions dans un modèle de Stupa. Ceci requiert la conception d’un dispositif de recherche et de visualisation permettant de faire le lien entre l’espace physique de la tombe et l’espace conceptuel de la prière.

[ eccogen ]

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ECO-CONCEPTION GENÉRATIVE

EcCoGen questionne la capacité des outils génératifs évolutionnaires à favoriser la créativité dans le contexte d’une éco-conception sous contraintes capable d'intégrer des dimensions performantielles variées. Projet de développement expérimental coordonné par Jean-Claude Bignon, il a associé les équipes MAP-Crai et MAP-Aria ainsi que le laboratoire Codisant-Sitcom-Interpsy de l’Université Nancy 2. Sur le plan institutionnel, le projet a fait l’objet en 2012 d’une labellisation par le Labex lyonnais IMU. Le projet EcCoGen a permis de proposer deux environnements logiciels originaux (l’un au Crai, l’autre à Aria) destinés à la recherche assistée de solutions d'édifices éco-performants dans un contexte bâti donné. La préoccupation première était de faire accepter par des architectes maîtres d'œuvre un outil numérique d'optimisation qui ne bride pas leur créativité, mais au contraire l'amplifie en leur proposant d'explorer des solutions peu communes sur le plan morphologique, mais efficaces sur le plan énergétique et environnemental.

DURÉE 2011-2012 CADRE Projet ANR (Agence Nationale de la Recherche) “La Création : objets, acteurs, contextes” PARTENAIRES MAP-Crai MAP-Aria Codisant-Sitcom-Interpsy RÔLE DU MAP Responsable du projet RESPONSABLES AU SEIN DU MAP Jean-Claude BIGNON Hervé LEQUAY ÉQUIPES DU MAP IMPLIQUÉES MAP-Crai, Nancy MAP-Aria, Lyon

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[ itn-dch ] INITIAL TRAINING NETWORK ON DIGITAL CULTURAL HERITAGE

DURÉE 2013-2017 CADRE Projet Européen FP7 Marie Curie PEOPLE - ITN PARTENAIRES CYPRUS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, UNIVERSITÉ DE GENEVE, NATIONAL TECHNICAL UNIVERSITY OF ATHENS, UNIVERSITAET STUTTGART, FOUNDATION FOR RESEARCH AND TECHNOLOGY HELLAS, FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG, KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN, FONDAZIONE BRUNO KESSLER, MAP (UMR CNRS/MCC 3495), UNIVERSIDAD DE MURCIA, UNIVERZA V LJUBLJANI, ARCTRON 3D VERMESSUNGSTECHNIK-UND SOFTWAREENTWINCKLUNGS GMBH, UNIVERSITY OF WARWICK. RÔLE DU MAP Coordinateur scientifique du Workpackage 4 - Semantics RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Livio DE LUCA ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille SITE WEB www.itn-dch.eu

Cultural Heritage (CH) is an integral element of Europe and vital for the creation of a common European identity and one of the greatest assets for steering Europe’s social, economic development and job creation. However, the current research training activities in CH are fragmented and mostly design to be of a single-discipline, failing to cover the whole lifecycle of Digital Cultural Heritage (DCH) research, which is by nature a multi-disciplinary and inter-sectoral research agenda. ITN-DCH aims for the first time worldwide that top universities, research centers, industries and CH stakeholders, end-users and standardized bodies will collaborate to train the next generation of researchers in DCH. The project aims to analyze, design, research, develop and validate an innovative multi-disciplinary and inter-sectoral research training framework that covers the whole lifecycle of digital CH research for a cost–effective preservation, documentation, protection and presentation of CH. ITN-DCH targets innovations that covers all aspects of CH ranging from tangible (books, newspapers, images, drawings, manuscripts, uniforms, maps, artefacts, archaeological sites, monuments) to intangible content (e.g., music, performing arts, folklore, theatrical performances) and their inter-relationships. The project aims to boost the added value of CH assets by re-using them in real application environments (protection of CH, education, tourism industry, advertising, fashion, films, music, publishing, video games and TV) through research on (i) new personalized, interactive, mixed and augmented reality enabled e-services, (ii) new recommendations in data acquisition, (iii) new forms of representations (3D/4D) of both tangible /intangible assets and (iv) interoperable metadata forms that allow easy data exchange and archiving.

[ tangiBle ]

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TECHNOLOGIES AND TOOLS FOR THE BENEFICIAL DIAGNOSIS AND PRESERVATION OF TANGIBLE CULTURAL HERITAGE

Tangible cultural assets are generally located in large open-air sites or situated in a closed and controlled space, like for instance museums, private collections or restoration workshops. However, valuable heritage objects undergo a number of different external stresses which are crucial to be addressed. Variations of the local environment, such as changes in urban pollutants, temperature, humidity, etc., can cause relevant alteration of the state of conservation of heritage objects. The principal challenge for TANGIBLE is to identify and understand the different types of external causes that affect movable and tangible cultural heritage and need to be controlled in order to succeed in its safe conservation, preservation and sustainable management. Such identification leads to the inspection of the impact of environmental changes on the actual status of preservation. All these effects to tangible cultural assets necessitate improved methods, technologies and tools for their quantification in order to achieve more accurate risk assessment, diagnosis, documentation, monitoring and conservation of movable cultural assets. The high costs of maintenance of indoor and outdoor heritage directly enforce the prioritization of the monitoring and conservation policies so as to ensure a sustainable protection. The thorough knowledge of each examined art object will also yield quicker authentication and traceability of cultural assets, improve management and also enhance the mobility of cultural collections in Europe. In order to meet these goals, advanced methods, sensors, tools and special state-of-the-art technologies are going to be used and developed by the interdisciplinary partners of the TANGIBLE project to evaluate and track the state of preservation on a wide range of cultural heritage objects in indoor and outdoor scenarios. Therefore, the impact of environmental changes will be analyzed and proper risk parameters will be assessed in order to ensure their safe conservation and sustainable management. Contrary to other approaches, TANGIBLE is proposing the realization of a toolbox, i.e. a set of different sensors and relevant software modules to handle the monitoring, documentation and preservation of heritage objects. An advanced and hybrid multi-sensor system (based on 1D, 2D and 3D technologies) will allows end-users and heritage people to get quick, reliable, non-destructive and affordable solutions to study periodically the state of conservation of art objects. The developed system, based on the collected and processed data, will alarm whenever any diagnostic parameter is altered on any of the surveyed art objects. TANGIBLE will rely on an interdisciplinary and international consortium in order to exploit expertise in the field of sensors, 3D modelling, conservation and preservation.

DURÉE 2013-2015 CADRE JPI - JHEP – Joint Pilot Transnational Call for Joint Research Projects in Cultural Heritage. PARTENAIRES GEOIMAGING LTD (CY) 3D TARGET (IT) MAP (UMR CNRS/MCC 3495) FIDETIA (SP) RÔLE DU MAP Coordinateur scientifique du volet français du projet RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Livio DE LUCA Jean-Marc VALLET ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille

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[ 3d-icons ] DIGITISATION OF ICONS OF EUROPEAN ARCHITECTURAL AND ARCHAEOLOGICAL HERITAGE

DURÉE 2012-2015 CADRE Projet Européen ICT PSP Objective 2.2 PARTENAIRES CISA (IT) MDR (UK) CNR (IT) CETI (GR) DISC (IR) UJA-CAAI (ES) CMC (UK) POLIMI (IT) VisDim (BE) Archetransfert (FR) FBK (IT) KMKG (BE) CYI-STARC (CY) MAP (UMR CNRS/MCC 3495) (FR) MNIR (RO) NTUA (GR) RÔLE DU MAP Coordinateur du WP Digitisation (post-processing) RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Livio DE LUCA ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille SITE WEB www.3dicons-project.eu

This project proposes to digitise a series of architectural and archaeological masterpieces of world and European cultural significance and provide 3D models and related digital content to Europeana, with the aim of contributing to the critical mass of highly engaging content available to users. The project will exploit existing tools and methods, to integrate them in a complete supply chain of 3D digitisation to contribute a significant mass of 3D content to Europeana. The project will focus on UNESCO World Heritage monuments and other monuments of outstanding value at European level, to illustrate a particular strand of Europe’s history. The digital content will include overall 3D models and reconstructions, enlarged models of important details, images, texts, videos. It will also include and re-contextualize in 3D, objects belonging to a monument but presently located elsewhere, for example in a museum. The project’s activities will include both new digitisation as well as the conversion of some existing 3D data into formats which are accessible for Europeana users. The project’s anticipated impact is making accessible through Europeana an unprecedented quantity of high-quality, 3D, well-organized and attractive information about the masterpieces of European architecture and archaeology.

[ suRvol du Plan-Relief de veRdun ]

La ville de Verdun a confié la numérisation et la valorisation du plan-relief de sa ville à l’équipe du MAP-Crai. Dans le but de valoriser la numérisation faite, une application à destination du grand public a été développée pour être déployée sur des bornes interactives dans des lieux de type musée. La particularité de cette application est l'interface servant à la navigation par survol du plan relief : en effet, cette navigation s'effectue main libre, c'est-à-dire sans que les mains n’aient à tenir un quelconque périphérique. Ainsi le grand public peut découvrir le plan relief en utilisant sa main pour simuler un drone. Ceci est possible grâce à un petit boitier permettant de faire l’acquisition de la position et de l'orientation de la main dans l'espace. Les évaluations ergonomiques faites ont montrées que ce type de navigation était facile et rapide à prendre en main par un novice ; ce qui est le but recherché. Par ailleurs, la ville de Verdun a la possibilité, moyennant l'édition d'un fichier texte, d'ajouter des liens sur chaque bâtiment du plan-relief, menant vers des pages web.

ApplicAtion MultiMédiA

DURÉE 2013-2015 CADRE ANR URBANIA RESPONSABLES AU SEIN DU MAP Christine CHEVRIER Pascal HUMBERT Gilles HALIN Kévin JACQUOT Vincent MARCHAL ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Crai, Nancy

appLication muLtimédia

DURÉE 21 juin au 21 septembre 2014 CADRE Exposition temporaire LIEU

[ viollet-le-duc, tRait PouR tRait ]

À l'occasion du bicentenaire de la naissance d'Eugène Viollet-le-Duc, deux films mettent en avant deux des plus ambitieux projets de restauration de l'architecte : la cité de Carcassonne et le château de Pierrefonds. Ils intègrent nombre d’animations 3D réalisées par le MAP-Aria et illustrent l’imaginaire architectural unique de ce visionnaire, précurseur de la restauration et de la conservation patrimoniale. En introduction des espaces thématiques dédiés à la cathédrale de Saint Nectaire et du château de Pierrefonds, le MAP-Aria a réalisé deux animations didactiques de 3 minutes chacune.

Château Comtal de Carcassonne PARTENAIRE Centre des Monuments Nationaux RESPONSABLE AU SEIN DU MAP Renato SALERI ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Aria, Lyon VIDÉOS ASSOCIÉES

MAP-ARIA | UMR CNRS-MCC 3495

Applications et Recherches en Informatique pour l’Architecture

[ tactichRonie ]

appLication muséo

MAQUETTES TACTILES DE REPRÉSENTATION DE CONTENUS PATRIMONIAUX POUR DÉFICIENTS VISUELS

Tactichronie est un dispositif ludo-pédagogique visant à favoriser la compréhension des transformations de l’espace bâti au cours du temps au travers d’un jeu de formes alternatives différentiables au toucher.

RESPONSABLES AU SEIN DU MAP Jean-Yves BLAISE Iwona DUDEK ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Gamsau, Marseille SITE WEB www.map.cnrs.fr/jyb/ tactichronie/tactichronie.htm

appLication muséo

DURÉE 12 au 15 juin 2014 CADRE Culture 3D Clouds LIEU Futur en seine 2014 PARTENAIRES INHA Musée du Louvre Réunion des Musées Nationaux Réciproque RESPONSABLE AU SEIN DU MAP François GUÉNA ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Maacc, Paris SITE WEB http://194.199.196.229/mmf3d/

[ le musée invisiBle ]

Avec votre smartphone, venez découvrir en réalité augmentée, les œuvres du Musée disparu des Monuments Historiques d’Alexandre Lenoir, modélisées en 3D et réunies à nouveau grâce à Culture 3D Cloud, la plateforme d’informatique en nuage pour la numérisation et la conservation du patrimoine. Le Musée Invisible repose ainsi sur une proposition faite aux visiteurs de découvrir en réalité augmentée 8 œuvres de la salle du XVIe siècle du musée disparu : Le monument de Philippe Chabot L’urne du cœur de François Ier Le Gisant de François Ier Le monument à Jean Cousin Le monument à Jean Goujon Le monument à Germain Pilon La priante de Charlotte-Catherine de La Trémoïlle, princesse de Condé La priante de Jeanne de Vivonne

[ PRototYPe de casque de Réalité viRtuelle ]

Casque grand public pour smartphone ou tablette de petites dimensions (jusqu’à 5,5� ) permettant d’expérimenter de manière immersive les contenus 3D interactifs les plus divers. Au-delà des fonctions de capture de déplacement et de mouvement, les chercheurs du MAP-Aria explorent de nouvelles modalités haptiques par le biais des caméras intégrées ou des dispositifs de capture de mouvement externes existants.

prototYpe

CADRE Projet KIVI RESPONSABLES AU SEIN DU MAP Renato SALERI Violette ABERGEL ÉQUIPE DU MAP IMPLIQUÉE MAP-Aria, Lyon

stratéGie et perspectives scientifiques Au cours de la dernière décennie, les acteurs relevant du monde de la culture et du patrimoine (conservateurs, détenteurs de collection, etc.), de l’enseignement ou de la recherche scientifique ont démontré une capacité grandissante à produire des contenus numériques – de la donnée brute (du relevé aux contributions participatives) jusqu’à des ressources numériques interprétatives (par exemple sous la forme de cartographies ou de restitutions). Mais comment, concrètement, mettre en corrélation ces nouveaux contenus, pour quel service attendu ? Derrière l’opportunité se cache un écueil méthodologique significatif : comment inscrire ces nouvelles données et ressources dans une logique de production de sens ? Plus de contenus se traduit-t-il nécessairement, comme naturellement, par un gain de compréhension ? Ou, au contraire, la masse nuit-t-elle à notre capacité de synthèse et d’analyse ? Au final, quelle plus-value scientifique réelle attendre de cette capacité grandissante à produire des contenus numériques, audelà de l’effet cabinet de curiosités ? Sommes-nous réellement en face d’une opportunité, ou plutôt d’un nouveau verrou méthodologique et technologique ?

par ses partenariats et profils disciplinaires, le MAP peut contribuer à y répondre en partie. En effet, au travers des expériences menées depuis quatre ans (production et exploitation des jeux de données très différents en nature et en quantité, collaborations et échanges, nous avons pu mieux identifier quelques-unes des frontières méthodologiques et technologiques majeures – inédites ou non - que cette nouvelle donne impose de franchir (caractérisation sémantique, analyse/corrélation de données massives et hétérogènes, mémorisation-transmission des processus d’analyse, collecte et annotation participative, dimension temporelle, qualité, etc.), et à partir desquelles notre programme s’organise en différents volets. Inscrits au carrefour de tendances qui se font jour largement au sein du paysage contemporain des technologies et des humanités numériques, ces enjeux se traduisent tout à fait concrètement dans la façon dont nous pouvons aujourd’hui continuer à investiguer une thématique centrale dans l’équipe depuis de nombreuses années, celle du rapport entre formes architecturales, modalités de collecte et d’analyse de données, usages et intelligibilité des représentations.

Ces questions se posent dans la phase de production et d’archivage des contenus comme dans la phase d’exploitation, de mise en relation, de sensemaking. Par son positionnement scientifique et institutionnel, par la variété des instrumentations et méthodes mobilisées ces dernières années, enfin

AXE 1 ModÈLES Et MÉtHodES d’AnALYSE du PAtriMoinE ArcHitEcturAL Et cuLturEL PeRsPectives

La conservation des biens culturels induit de manière corollaire les notions de “connaissance” et de “transmission”. Elle implique à la fois l’appréhension d’un état (composantes, caractéristiques, finalité) du bien, et son évolution dans le temps soit au regard de son passé (histoire du bien) – soit de son futur (afin de garantir sa transmission aux générations à venir), répondant ainsi à l’étymologie du mot “patrimoine”. Dans ce contexte les travaux menés par l’UMR MAP interrogent de façon générale “la mise à profit des avancées technologiques et méthodologiques récentes pour observer, analyser, faire connaître et réinvestir notre héritage de façon plus rationnelle, plus ouverte, plus économe, plus pérenne”. Si cette ambition reste dans le cadre du projet de renouvellement au coeur de l’axe 1 du programme scientifique, deux évolutions significatives sont à noter. Tout d’abord un élargissement de son périmètre d’action avec le renfort de l’équipe scientifique du CICRP, équipe confrontée au même questionnement état-évolutions, ou faits-simulations, mais dans le contexte particulier de la conservation des biens culturels. Cette équipe étend largement le champ d’intervention (en termes d’objets d’étude) du laboratoire, mais aussi le jeu de méthodes mobilisées, ouvrant des nouvelles pistes de recherche dans le domaine de la modélisation et de la simulation (phénomènes d’altération, comportements mécaniques, etc.) à des fins prédictives. En conséquence le titre de l’axe 1 est renommé : “Modèles et méthodes d’analyse du patrimoine architectural et culturel” et la structure des thèmes et sous-thèmes

réorganisée par l’ajout d’une thématique : “Conservation préventive, conservation curative et restauration du patrimoine culturel” coordonnée par le MAP-CICRP. Ensuite une évolution des relations entre équipes, et au-delà avec des acteurs extérieurs allant du partenaire scientifique ou culturel au grand public. Cette évolution se traduit par exemple par la mise en place d’instruments partagés, ou par l’expérimentation de démarches de collectes de données participatives. Elle s’inscrit dans un mouvement des relations entre acteurs que le laboratoire souhaite anticiper : le passage progressif d’une démarche de stricte valorisation - vulgarisation telle qu’elle pouvait se pratiquer il y a une dizaine d’années vers une démarche de science ouverte, science citoyenne où la donnée scientifique même devient un enjeu de co-collecte, de mise en partage, d’analyse multi-points de vue. Le laboratoire a donc souhaité compléter la structure de l’axe 1 par une thématique qui tient pour partie de la recherche et de son instrumentation, et pour partie de son articulation avec des initiatives ouvertes renforçant la porosité des équipes aux acteurs du monde scientifique et culturel, et plus largement au citoyen.

releVé, restitution GéoMétriQue et cArActérisAtion séMAntiQue d’ArteFActs pAtriMoniAux Les contributions du laboratoire ont démontré à quel point les questions de l’acquisition et de l’analyse des formes architecturales pouvaient se marier à celles de la structuration d’informations dans l’objectif d’élaborer des dispositifs innovants pour l’étude des formes dans des perspectives liées à la connaissance historique ou à la conservation. Ces contributions ont concerné et intégré des aspects liés au développement technologique, mais également à la définition de méthodologies de collecte et d’analyse morphologiques. Au vu de ces contributions, et de leurs retours d’expérience, le laboratoire s’investit aujourd’hui dans une nouvelle étape, celle de la définition et de l’instrumentation de méthodes pour l’analyse comparative à très grande échelle de formes architecturales. Au vu de leur caractère distinctif, aussi bien que pour leur diffusion, les technologies numériques ouvrent aujourd’hui des nouvelles opportunités pour l’analyse comparative d’une grande quantité d’artefacts loin dans l’espace, mais proches en caractères (typologies, styles, règles de composition, etc.). Cette opportunité peut ouvrir à la création de cadres de recherche innovants pour stimuler l’étude historique, artistique et technique des liens entre les formes (à différentes échelles) et les échanges sociaux au travers de l’espace et du temps. Notre objectif principal est d'introduire des moyens novateurs pour enquêter sur l'expertise et les influences de l'histoire de l'architecture en fournissant des outils et des méthodes novatrices pour le relevé, l'analyse, la corrélation et la classification des formes dans les campagnes d'investigation scientifique à grande échelle. Compte tenu de cette interconnexion potentielle, la méthode de travail et les implémentations technologiques nécessitent avant tout l'introduction d'un nouveau modèle de description capable d’inscrire l’analyse de la forme au sein d’un continuum d’informations qui intègre de façon naturelle l’acquisition des données, leur annotation et la corrélation sémantique, puis leur structuration au sein de dispositifs d’analyse multicritères.

[ méthodes, techniques et outils PouR l’acquisition et l’intégRation de données sPatiales : instRumentation, effet de masse et Besoins d’analYse ] La diffusion croissante d’outils de relevé flexibles et faciles à utiliser basés sur la photomodélisation permet d’envisager la possibilité de construire, de manière collaborative, une grande bibliothèque numérique de modèles 3D à partir de relevés de terrain. Mais, si la mise en œuvre d'une stratégie d’externalisation ouverte (crowd-sourcing) pour la collecte massive de représentations numériques des formes devient un objectif réaliste à partir d'un point de vue technologique aujourd’hui, la masse croissante de nuages de points 3D et des modèles 3D non-interprétés souligne un grand besoin de

méthodes novatrices pour accompagner le traitement des données, le tri et l'analyse vers des scénarios d’approfondissement des connaissances sur les formes. Au-delà des évolutions à attendre en matière de mode de collecte et d’instrumentation des observations, cette sous-thématique nous interroge sur comment intégrer des données collectées en grande quantité dans un continuum méthodologique et opérationnel permettant d’exploiter l’effet de “masse” dans une logique de production de sens. Le laboratoire MAP s’est par ailleurs fortement investi dans l’instrumentation de la phase d’acquisition de

données métriques : cet investissement se traduit en matière d’équipements mais aussi en matière de compétences-clé, d’expertise sur le terrain comme dans les étapes aval de traitement de la donnée. Il assure au laboratoire une autonomie, une capacité d’action, de capitalisation des retours d’expérience, de renouvellement des méthodes qui nous semblent un élément de rayonnement indéniable. Cette dernière exigence est illustrée dans le travail entrepris autour de l’automatisation de la prise de vue, mais également dans le développement de la plateforme “drone”. En effet, les années à venir seront certainement porteuses d’enjeux multiples dans le domaine du suivi d'événements et du relevé par vecteurs aériens. Des progrès considérables ont été faits, que ce soit dans la nature du vol (abandon progressif de la configuration hélicoptère pour une structure multimoteurs), dans la propulsion qui devient principalement électrique (moteurs brushless à fort rendement, batteries LiPO de forte capacité), dans la précision des systèmes de contrôle de vol, dans la qualité des transmissions (télémétrie complète,

transmission vidéo numérique…) et dans la stabilisation dynamique de la charge utile (high-speed brushless gimbals). Les machines les plus récentes intègrent des systèmes autonomes permettant le positionnement relatif à des points d’intérêt au sol ainsi que l’évitement autonome d’obstacles ; plusieurs projets de recherche en cours avec des équipes partenaires font collaborer des systèmes semi-autonomes dans des arènes de vol dédiées (Institut des Sciences du Mouvement - UMR CNRS 7287 Aix-Marseille). Les problématiques principales concerneront la maintenance de la connectivité nécessaire aussi bien au vol qu’au transfert des données capturées à la volée ainsi qu’à la coordination des trajectoires et à la précision du positionnement des capteurs - les immanquables effets de masquage de la constellation GPS par des obstacles physiques à proximité immédiate pourront être atténués par l’utilisation conjointe de GPS multi-constellations (GPS, Galileo, GLONASS) avec l’adjonction de systèmes locaux, GPS différentiels (DGPS ou GPS RTK) ou de caméras à capture de mouvement temps réel.

[ caRactéRisation sémantique et vaRiaBilité : de la foRme veRs sa signatuRe moRPhologique ] Au-delà des aspects de traitement géométrique, une description sémantique des formes nécessite une compréhension et une identification profonde des descripteurs morphologiques pertinents capables d'ajouter des valeurs d'intelligibilité à des masses de données complexes (et non éloquentes) de représentations géométriques. Cette question met en évidence un deuxième défi représenté par le besoin d'outils et de méthodes novatrices qui aident l'analyste dans l’interprétation et la classification en automatisant des corrélations géométriques (et sémantiques) lourdes. À partir des résultats obtenus en matière de méthodes et outils désormais opérationnels pour la numérisation “massive” ainsi

que pour l’annotation sémantique spatialisée, nos efforts s’orienteront vers la définition des méthodes novatrices pour mener des enquêtes scientifiques sur la variabilité des formes, en intégrant les domaines de l'ingénierie des connaissances et de l'analyse géométrico-visuelle dans le but de définir des métriques de similarité pertinentes par analyse croisée des signatures morphologiques. Face à cette question, et comme plusieurs efforts de l'histoire de l'architecture l'ont démontré, le “vocabulaire architectural” (au sens des principes d’analyse scientifique de Jean-Marie Pérouse de Montclos) apparaît comme l'outil d'analyse le plus approprié à la lecture de schémas de composition et de la

compréhension des grammaires stylistiques. Mais, même si chaque sous-communauté de l'histoire de l'architecture (y compris le domaine de l'archéologie) effectue des travaux importants pour définir des thesaurus spécialisés en fonction des périodes particulières ou des régions géographiques, la terminologie maintient encore beaucoup d'ambiguïtés, en particulier en ce qui concerne l'étude de grande envergure et de longue période des tendances transnationales. Des formes similaires peuvent avoir divers noms dans différentes langues, mais des différences morphologiques mineures. Le niveau actuel des détails géométriques et visuels fournies par la numérisation 3D, ainsi que le potentiel de leur analyse morphologique et la corrélation sémantique, ouvre à des cadres de classification inexplorés, à étudier à l'intersection de la

terminologie, la morphologie et la représentation des connaissances. En conséquence, le défi à relever ici consiste à fournir des métriques orientées forme pour découvrir les similitudes, des modèles et des exceptions dans les campagnes d'enquête à grande échelle. Les avancées dans ce thème, pourraient aboutir à des prototypes de plate-formes pour la recherche historique à échelle sur le patrimoine architectural et culturel. En intégrant des géométries sémantiquement enrichies avec des marqueurs géographiques et historiques, ces prototypes pourraient anticiper la construction d’infrastructures scientifiques et technologiques favorisant l'émergence d’approches cumulatives pour l’étude de l’architecture historique à différentes échelles.

[ étude des PRocessus de PRoduction et de constRuction du PatRimoine BÂti ] Les acquis du MAP en matière de caractérisation sémantique et de modélisation paramétrique des formes architecturales, notamment par le biais de processus de reconstruction géométrique basées sur les connaissances, mettent en exergue non seulement l’importance de la connaissance architecturale mais aussi la dualité existante entre sa composante matérielle (formes, morphologie du tel-que-construit) et immatérielle (principes théoriques, règles et techniques de construction). Dans ce sens, l’étude du processus de construction (ou passage de l’immatériel au matériel) est essentielle à la compréhension du patrimoine bâti. L’intégration des connaissances constructives menant à la production des formes architecturales au sein même des contenus numériques est un jalon permettant de produire des ressources numériques interprétatives plus exhaustives et pertinentes, étayées

et enrichies. Si sciences humaines et sciences de l’ingénieur ont essentiellement orienté leurs questionnements liés à l’évolution du bâtiment aux phénomènes de dégradations, d’altérations, etc., elles étendent maintenant leurs travaux au processus de construction. C’est l’étape primordiale du cycle de vie en architecture, mais aussi du patrimoine bâti. Outre les apports en matière de reconstruction, de structuration sémantique, de qualité de l’information et de sa médiation, ce champ d’action doit permettre d’explorer et d’enrichir également la réflexion propre à l’inclusion du paramètre temporel. Il offre l’occasion de questionner la restitution du processus constructif de l’architecture, inscrit dans le temps pendant lequel s’érige le site ou le bâtiment. La réussite de ces travaux doit s’appuyer sur des synergies mêlant histoire de la construction, de l’architecture, des sciences et des techniques, archéologie du bâti et sciences pour l’ingénieur.

[ modélisation PaRamétRique de foRmes aRchitectuRales ] La modélisation géométrique d’édifices patrimoniaux à partir de données relevées reste une tâche difficile et coûteuse en temps, à la fois par la complexité géométrique des éléments d’architecture, par leur variété, et par l’inadaptation de solutions classiques type maillages des surfaces à la réalité des objets observés. En réponse, la notion de modélisation paramétrique (création d’éléments prototypiques simples à partir d’entités géométriques de base type plan, sphère, cylindre…), a été investiguée au cours des dernières années notamment dans son applicabilité à l’architecture. Cette démarche,

quoique non dénuée d’ambiguïté trouve tout son sens associé à un travail de classification sémantique finalisé, comme en témoigne l’expérience que mène le MAP-Crai autour de la numérisation et de la restitution virtuelle des maquettes de la collection de Louis XIV. Cette recherche s’inscrit à

la croisée de plusieurs domaines, vecteurs de recherche, que sont la segmentation sémantique de relevés 3D, la modélisation géométrique paramétrique, la caractérisation sémantique des formes architecturales et l’exploitation de modèles d’information dans des SI 3D.

conserVAtion préVentiVe, conserVAtion curAtiVe et restAurAtion du pAtriMoine culturel

Des complémentarités fortes sont développées entre l’équipe scientifique du CICRP et le MAP autour de la notion de “spatialisation” d’observations multiéchelle, et multi points de vue. Mais les champs d’action relevant de ce volet, témoignent aussi plus largement de la façon dont les rapports entre “modèles – simulation” et “observation- analyse du réel” nourrissent la démarche du laboratoire MAP. Ces champs d’action s’organisent autour de trois grands sujets :

[ connaissance matéRielle des Biens cultuRels PaR l’usage de moYens d’investigation non destRuctifs et la fusion de données multi souRces ]

•

Caractérisation des biens culturels par reconnaissance de forme et analyse des morphologies de surface : combiner modélisation volumétrique, formes stylistiques, marques superficielles, informations connexes pour classer, trier, attribuer des collections (peintures murales, éléments d’architecture en pierre).

•

Fusion de données hétérogènes - associer et créer des nuages points par gammes de longueurs d’ondes permettant de balayer un large spectre de rayonnement (des rayons X aux Térahertz) lors d’une étude de fresque.

•

Étude et suivi dans le temps des micro-déformations de surface liées à la présence d’agents de dégradation dans les matériaux (pierre, peinture murale), en associant la photogrammétrie et la thermographie infrarouge.

•

Caractérisation non-destructive des techniques de dorures des peintures anciennes – étude des variations de réflectance dues aux microstructures en surface confrontées à l’imagerie scientifique multi-spectrale.

[ inteRaction entRe les Biens cultuRels, leuR matéRialité et leuR enviRonnement ] Les paramètres environnementaux peuvent être structurels – climat, localisation ou bien conjoncturels – pollution, éclairage, exposition, gestion, public. Les processus de démocratisation et d’accroissement du tourisme culturel constituent un enjeu majeur pour la conservation des biens culturels et entraînent des exigences accrues en conservation préventive et en conservation-restau-

ration. En réponse à cette problématique, le projet Monumentum vise à intégrer des informations liées à l’environnement à la plateforme existante, afin de développer les possibilités d’exploitation de ces données en introduisant les notions de risques et la localisation potentielle de leurs effets sur un bien culturel bâti et décoré.

[ déveloPPement d’outils de modélisation des mécanismes de dégRadations ] Ces outils permettront d’appréhender l’évolution matérielle du bien culturel dans le temps, confronté à son environnement ou suite à des interventions sur le bien. Les compétences de l’équipe scientifique du CICRP et l’utilisation partagée de l’instrumentation scientifique d’analyse, de vieillissement et de modélisation du CICRP et du MAP constituent un appui technique conséquent au service de la conservation des biens culturels. Il sera envisageable de mettre en place des programmes de simulation visant, sur la base des modélisations, à introduire un caractère prédictif dans l’évaluation des besoins en conservation-restauration des biens culturels en fonction des degrés d’urgence mieux identifiés :

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Cartographie des altérations et aide virtuelle à la restauration appliquée aux peintures murales - création d’une boîte à outils numérique pour la constitution d’une documentation tridimensionnelle interactive et une aide virtuelle à la restauration avec l’évaluation immédiate de ses effets par reprojection.

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Diagnostic des micro-soulèvements de matière picturale dans les œuvres peintes.

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Compréhension des phénomènes d’usure liés à l’usage : patrimoine industriel, création contemporaine…

AnAlyse, structurAtion et VisuAlisAtion d’inForMAtions et de connAissAnces

L’objectif des travaux du MAP n’est pas seulement d’acquérir de la donnée, mais aussi de la contextualiser, de la croiser, de la replacer dans une logique de recherche de sens que l’on pourrait appeler un dépassement de portée. Un exemple simple illustre ce propos : l’invention du “gothique à la française”, puis la course à la dimension qui s’ensuit et se traduit par de nouvelles formes, et des dimensions croissantes, facteurs objectifs, observables, quantifiables. En quoi mesurer ces seuls facteurs constitue-t-il une explication ? Ils peuvent bien sûr s’étudier par eux-mêmes, de façon purement “statistique”, mais c’est en les croisant avec des éléments comme le moment, les besoins, l’organisation sociale et territoriale, que ces facteurs peuvent dépasser leur portée initiale – dimensions ou liste de types architecturaux – et devenir question, s’intégrer dans une chaîne causale, former un élément de connaissance. Cette démarche s’appuie pour partie sur des méthodes et des pratiques issues du champ des sciences de l’information, et notamment du champ Visual Analytics – mais en partie seulement. En effet, nos objets d’étude (comme c’est le cas de façon plus large en sciences historiques) ont vocation à être lus par ce qu’ils ont de particulier, dès lors interrogeant clairement l’arsenal classique de modèles et de moyens mis en œuvre dans ce champ. Le programme de travail envisagé vise à déployer cette démarche générale en se concentrant sur quatre points principaux :

[ intégRation, eXPloitation et visualisation de données et d’infoRmations hétéRogÈnes : les enJeuX de la quantité et de la qualité ] Ces questions sont aujourd’hui renouvelées sous la double influence d’une instrumentation favorisant la production de données en grande quantité, et d’une démarche dite de “science ouverte” devenue omniprésente. Comment adapter aux contraintes spécifiques du champ patrimonial la démarche émergente de production participative de données ? Quel est l’impact de ce mode de production à la fois sur la quantité et la qualité des données ? Les travaux à mener doivent nous permettre d’une part, d’apprendre à mieux tirer parti de la quantité de données dans une démarche associant context + focus :

Une instrumentation focus viserait à organiser et publier un jeu de données structurées, une série d’informations, dans une démarche favorisant la découverte d’informations croisées. Ces travaux nous permettraient d’autre part de renouveler la façon dont nous formalisons et exploitons la notion de qualité des données face à des données relevant des sciences historiques (où l’exception, la donnée divergente, n’est pas à écarter comme erreur, mais bien au contraire à voir comme potentiellement porteuse de sens) mais à des modalités de collecte fortement hétérogènes.

Une instrumentation context viserait à établir les relations entre objets, entre jeux de données, et à les visualiser.

[ foRmalisation et visualisation comPaRative des PRocessus de PRoduction de contenus numéRiques : l’enJeu de la tRaÇaBilité ] Comment instrumenter, évaluer, valider et mettre en partage une démarche de formalisation et de mémorisation des processus de production de contenus permettant d’en assurer une réelle utilisation ou réutilisation du point de vue scientifique ? Force est de constater que le passage des données au résultat est aujourd’hui une sorte de boîte noire que l’analyste lui-même, pour peu qu’il ait dû s’interrompre quelques mois dans l’étude du lieu

L, risque de ne plus pouvoir ouvrir. Or si un résultat n’est pas associé à un processus, à une série d’actions reproductibles, d’argumentations formalisées, est-il encore résultat scientifique ? Ce constat de manque en terme de formalisation, de mise en partage, et de pérennisation des processus d’étude relève peu ou prou d’un problème d’ingénierie des méthodes, d’où un important travail d’explicitation des connaissances, des savoir-faire, et des proto-

coles à mener. En réponse à cette problématique, le laboratoire MAP a fait le choix de développer et d’expérimenter un système d'information permettant la description, la structuration et l'archivage de ressources numériques, et in fine de mémori-

ser non seulement un résultat – i.e. une ressource numérique - mais aussi et surtout son historique de production, autrement dit la façon dont ce résultat a été obtenu.

[ identification, stRuctuRation, modélisation des dYnamiques de tRansfoRmation : l’enJeu des données oRientées temPs ] La dimension purement temporelle des dynamiques de transformation (notamment architecturales) reste encore aujourd’hui souvent vue comme l’attribut mineur d’un “fait” dominant (territoire, artefact, individu, évènement, etc.). Les outils et méthodes à mettre en œuvre en amont (phase de modélisation) comme en aval (assistance au raisonnement par des moyens visuels) restent finalement assez peu formalisés en tant que tels, et souvent

très dispersés – en témoignent les attendus des expériences. Dans la continuité des travaux menés sur la modélisation et la visualisation de transformations architecturales, il s’agira de proposer dans une démarche interdisciplinaire un outillage méthodologique plus générique balayant typage (point temporel vs. intervalles par exemple), modélisation (linéaire vs. cyclique typiquement) et visualisation / interaction avec des données orientées temps.

[ modÈles infoRmationnels comme outils d’analYse diachRonique, cumulative et comPaRée ] L’expression modèles informationnels fait référence à un cadre méthodologique au travers duquel l’apport potentiel de formalismes et de pratiques inspirées des champs Visualisation d’Informations / Visual Analytics est questionné au regard des particularités des jeux de données et d’informations mobilisés en sciences patrimoniales. Initialement développé pour appuyer l’analyse de données spatio-historiques à l’échelle de l’architecture, ce cadre a depuis été appliqué et évalué au travers d’expériences allant jusqu’à l’analyse de récits (textes) et fait partie du corpus de compétences du laboratoire. Le degré de maturité atteint dans la mise en pratique de cette démarche, dans la prise en compte de ses bénéfices, des gains potentiels en termes d’extraction de sens, mais aussi de ses limites intrinsèques, nous permet d’envisager un déploiement transversal au sein du laboratoire. Cette démarche peut être questionnée dans le cadre d’activités de suivi temporel à l’échelle micro de surfaces d’altération menée par le MAP-CICRP (suivi postrestauration de zones fragiles traitées en conservation, suivi diagnostic pour une évaluation de la cinétique d’altération, suivi de l’effet de traitements de protection sur la dégradation précoce – initialisation - de la surface des pierres et mortiers).

inFrAstructures et outils trAnsVersAux : des enJeux de déploieMent Le laboratoire MAP souhaite inscrire sa production scientifique au sens large dans une logique d’articulation avec un environnement “extérieur” pluriel : acteurs du monde de la culture (conservateurs, musées...), acteurs académiques (enseignement, communautés type GDR, etc.) et acteurs socio-économiques (monde associatif, partenaires industriels...). Cette volonté se traduit par des expérimentations sur des cas “réels”, des développements informatiques mutualisés ou ouverts (prototypes technologiques, etc.), ou encore par le recueil et la publication de jeux de données et de résultats dans une logique de “science ouverte”. Le dernier volet thématique de l’axe 1 rassemble donc un ensemble d’actions que le laboratoire entend entreprendre pour mettre en œuvre concrètement ce choix :

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Développer une démarche de transmission de connaissances et de savoir-faire en proposant par exemple un dispositif de type école ouverte adressé aux académiques comme au monde de la culture et de la conservation centré sur l’outillage participatif que le laboratoire développe dans un double esprit de pérennisation et de capitalisation. Il s’agit plus généralement de revoir la façon dont l’activité de recherche peut nourrir des offres de formation originales appuyées sur des partenaires renouvelant les liens du laboratoire avec le monde socio-économique. Structurer et instrumenter de façon mutualisée ces initiatives autour de la notion de science participative.

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Initier une démarche de “3D ouverte” repositionnant la modélisation géométrique comme outils et contenus appropriables par différentes communautés plutôt que comme résultat final, communication.

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Associer aux démarches de valorisation engagées une ambition plus orientée sur l’interaction et l’impact (retours d’expériences, évaluation intersubjective).

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Expérimenter des dispositifs multi-modaux de valorisation et d’exploitation des résultats de travaux de recherche en partenariat avec des partenaires culturels.

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Articuler les travaux du laboratoire aux différents besoins de simulation (visuelle, d’ambiance, de comportement structural, sonore) émergeant au fil des situations concrètes rencontrées (on peut citer à titre d’exemples le relevé 3d et la restitution (copie) en nouveaux matériaux d’œuvres sculptées monumentales, ou la réintégration virtuelle d’un objet industriel dans son espace, dans son usage et son rôle économique et sociétal.

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Construire des partenariats autour de la notion de jeu sérieux, et au besoin, développer un outillage spécifique de production de contenus éducatifs ou ludactiques.

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Capitaliser et mutualiser les démarches des différentes équipes au sein du MAP en terme de représentation des connaissances métier (gestion et visualisation d’ontologies, répertoires de cas, etc.) en lien avec des communautés scientifiques structurées.

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Tenter de “désenclaver” un outillage qui est souvent un outillage “de spécialité” pour assurer un archivage et interfaçage multi-scalaire de données localisées spatialement.

AXE 2 ModÈLES Et EnVironnEMEntS nuMÉriQuES Pour LA concEPtion En ArcHitEcturE PeRsPectives Le programme scientifique de l’axe 2 de l’UMR se présente selon 3 grands thèmes complémentaires :

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“Mutations des pratiques de conception architecturale” a pour visée d’interroger les pratiques et d’expérimenter des dispositifs en vue de produire des méthodes et des outils professionnels et pédagogiques pour accompagner la transition numérique.

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“Assistance à la conception en phase amont” a pour objectif le développement d’outils numériques utilisables lors des phases précoces de l’activité de conception architecturale ; là où le rôle de l’architecte est essentiel.

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“Continuum numérique : de la conception à la fabrication” a pour objectif la mise en œuvre de méthodes, le développement et l’usage d’outils permettant une intégration de la modélisation virtuelle et de la fabrication du réel.

MutAtion des prAtiQues de conception ArchitecturAle

Ce thème rassemble des activités de recherche pluri-disciplinaires convoquant des compétences multiples au sein des équipes du MAP et de son réseau de partenaires : sciences cognitives, neurosciences, ergonomie, sociologie, management, pédagogie et sciences informatiques.

[ activités cognitives de la concePtion et de la PeRcePtion ] Sous cet intitulé sont regroupés des travaux de recherche destinés à interroger les processus cognitifs mis en jeu dans des activités de conception architecturale. Il s’agit d’observer des activités de conception instrumentée ou non. Les résultats sont utilisés pour construire des méthodologies, améliorer des outils ou en spécifier de nouveaux. Diverses méthodes d’analyses seront convoquées par les chercheurs du MAP pour interroger des pratiques individuelles, mais aussi des pratiques collectives et collaboratives. La prise en compte de plus en

plus grande des usagers dans les activités de conception nous invite à interroger aussi la perception. Comment l’architecte anticipe la perception des usagers et comment les usagers reçoivent l’architecture sont des questions qui préoccupent des chercheurs du MAP-Maacc notamment. Ceux-ci envisagent de convoquer les neurosciences qui permettent de mieux comprendre l’influence des environnements construits sur les comportements et les fonctions mentales de l’homme. Des partenariats sont envisagés notamment avec les laboratoires CRAL (UMR 8566) et IJN (UMR 8129). Ces travaux s’inscrivent dans la continuité des recherches sur la conception de la perception.

[ activités collectives et collaBoRatives de la concePtion À la Réalisation ] Les pratiques collectives et collaboratives sont fortement conditionnées aujourd’hui par l’usage des outils BIM qui émergent actuellement. Le BIM est largement compris comme une technologie de rupture qui porte un fort potentiel d'innovation organisationnelle pour le secteur de l’AIC. Même si certaines technologies BIM commencent à arriver à maturité soutenues par de multiples initiatives gouvernementales pour leur intégration dans les projets publics, le secteur AIC et plus particulièrement les agences d’architecture peinent à les utiliser car l’impact du changement que leur intégration occasionne demeure difficilement évaluable. Les équipes MAP-Maacc et MAP-Gamsau poursuivront la recherche Bimétric destinée à mesurer l’appropriation des technologies du BIM et les transformations de l’activité que leur usage engendre chez les architectes. Des activités de projets reconnus comme référence en matière de “bonnes pratiques” de la maquette numérique seront interrogées (plateau de Saclay par exemple). Le Map-Crai interrogera aussi des pratiques d’architectes et cherchera à expérimenter des méthodes de gestion de projet de type agiles sachant qu’il s’agit plus pour les architectes de transformer leur méthode de travail que de se former à de nouveaux logiciels. Des

pratiques collaboratives autour de modèles paramétriques partagés seront aussi investiguées par le MAP-Maacc et le MAP-Crai. En effet, des outils permettent aujourd’hui de travailler en temps réel à plusieurs individus sur un même modèle paramétrique distribué sur plusieurs applications logiciels. Quels nouveaux systèmes de gouvernance collaborative des données et de la conception sont rendus possibles ? Qu’est-ce que cela ouvre pour la conception et la collaboration ? Sur le terrain des outils d'aide à la conception, deux territoires relatifs à l'accompagnement des pratiques professionnelles liées aux usages du BIM seront explorés par le MAP-Aria, à travers des collaborations esquissées avec le laboratoire LAURE (ENSAL) ou avec d'autres partenaires (académiques, industriels). Ils interrogeront le passage du modèle numérique unique du bâtiment au modèle numérique unique et partagé de la ville : du BIM au CIM (Building Information Modeling to City Information Modeling), avec ses incidences sur le partage des actes et responsabilités des différents intervenants du cadre de vie en milieu urbain ; l'adaptation des méthodologies et processus BIM au domaine des interventions en milieu existant et l'extension des outils à la gestion du patrimoine bâti.

[ aPPRoches Pédagogiques et PRofessionnelles ] Si les pratiques professionnelles de l’architecture évoluent, et aujourd’hui encore plus rapidement du fait des nombreux acteurs de l’acte de bâtir, il est fondamental que la formation initiale dispensée à cette profession participe à sa formation continue. Toutefois, les conjonctures auxquelles la profession doit faire face ne rendent pas la tâche aisée pour s’adapter aux marchés et aux pratiques. Il conviendra de mettre en œuvre un protocole pour le transfert permanent des connaissances du laboratoire vers la pédagogie ou la profession par la définition et la mise en œuvre de pratiques pédagogiques

et professionnelles adaptées. La définition de ces pratiques nécessite la mise en place d'expérimentations tant dans l'enseignement que dans le secteur professionnel. L’objectif étant de mesurer le changement occasionné par la mise en place de ces nouvelles pratiques et de proposer un protocole adapté à chaque situation. Les enseignantschercheurs des équipes du MAP seront donc particulièrement impliqués dans ce travail. Ils ont été d’ailleurs récemment sollicités par le MCC pour préparer et coordonner avec les ENSA une réponse au prochain appel d’offre PIA3 en vue d’accompa-

gner la transition numérique dans le secteur de l’architecture. Il s’agira dans ce thème de proposer des méthodes et des outils pédagogiques à destination des professionnels et des étudiants. Dans le cadre de ce thème, l’UMR s’intéresse également à la définition et à la mise en place de formations à distance destinées aux professionnels de l’architecture par la réalisation d’outils pédagogiques

adaptés et innovants ainsi que sa plateforme technique (collaborative et immersive) et l’usage et la scénarisation de jeux sérieux orientés métiers. À l’image des pratiques collaboratives autour de la maquette numérique, ces nouveaux outils pédagogiques s'adresseront à terme à tous les acteurs de l’architecture et de la ville.

[ visualisation et inteRaction dans les esPaces viRtuels ] Il s’agit dans ce thème d’expérimenter des dispositifs innovants (immersif, collaboratif, tangible) permettant des interactions synchrones entre des collaborateurs co-localisés ou distants. Le but poursuivi dans un premier temps est d'évaluer les avantages et les valeurs ajoutées de la collaboration numérique synchrone par rapport à celle non-numérique. Dans un second temps, l'analyse des réponses aux interrogations ci-dessus vont permettre de définir des axes d'améliorations des

systèmes de collaboration. Ces axes seront mis en place afin de valider ou d'invalider la pertinence des choix faits et de quantifier au travers d'expérimentations leurs apports. À cette fin le MAP-Crai a mis en place une plateforme de visualisation collaborative immersive qu’il s’agira d’expérimenter. La plateforme est ainsi constituée d’une table tactile multipoints et d’un mur UHD immersif et tactile multipoints accompagné d’une technologie de tracking 3D et d’un logiciel dédié au travail col-

laboratif (Logiciel “Shariiing” de la société “Immersion”). Dans une approche similaire le Map-Maacc envisage d’expérimenter d’autres types de dispositif immersif de conception en partenariat avec l’université de Montréal et l’Université Paris 8. L'objectif de ce thème est de développer de nouveaux

modes de travail collaboratif dans le domaine de l'architecture, mais aussi de favoriser de nouvelles pratiques d'enseignement de l'architecture par la simulation immersive.

AssistAnce À lA conception en phAse AMont Ce thème s’intéresse aux approches numériques qui peuvent être convoquées lors des phases amont de la conception pour assister l’architecte dans sa prise de décision soit par la proposition de solutions pertinentes, respectant un cadre de confort ou de qualité environnementale prédéfini, ou en élargissant l’ensemble des possibles en s’inspirant d’exemples présents dans la nature (biomimétisme).

[ modélisation généRative ] La modélisation générative est convoquée dans des problématiques de conception lorsque la recherche de solutions optimales est rendue difficile par le nombre et l'hétérogénéité des paramètres caractérisant ces solutions. Dans le domaine de la conception architecturale et urbaine, la quasi infinité des solutions possibles nécessite la mise au point d'heuristiques de recherche qui se basent sur des algorithmiques stochastiques, souvent biomimétiques, notamment à base d'algorithmes génétiques et dérivés. La méthode générative consiste à construire, évaluer et faire évoluer des populations de solutions tirées au sort, dans un processus itératif qui vise à parcourir l'étendue la plus large de l'espace des solutions. Une difficulté récurrente de

la modélisation générative réside dans la recherche de compromis entre des performances souvent contradictoires dans le domaine de la conception architecturale, comme par exemple l'extension des surfaces de captage de l'énergie solaire et la nécessité de morphologies compactes pour limiter les déperditions thermiques. On comprendra alors la nécessité d'imaginer des outils faisant largement collaborer le concepteur à la recherche des familles de solutions, ce qui impose de s'orienter vers des générateurs interactifs, apprenant de leur dialogue avec l'usager. MAP-Aria continuera ses recherches en processus génératifs dans deux directions : dans le domaine de la recherche de solutions architecturales éco-performantes, et dans celui de

l'optimisation spatiale, morphologique et organisationnelle à l'échelle de l'édifice, de l'îlot, de la ville. Dans ce dernier thème, les pistes explorées prolongeront les expérimentations passées ayant permis le développement d'outils logiciels originaux répondant aux besoins spécifiques de partenaires industriels ou institutionnels. Par exemple, des stratégies de croissance et de propagation (automates cellulaires, systèmes multi-agents, modèles

stigmergiques) seront étudiées pour proposer des outils de génération de solutions adaptées aux problématiques de la conception architecturale ou urbaine, autant qu'à la génération semi-automatisée d'environnements plausibles (modélisation d'architectures ordinaires pour le patrimoine, modélisation d'environnements de simulation de flux ou de comportements par exemple).

[ eco-concePtion généRative ] Les recherches débutées en 2012 autour de l'écoconception générative ont conduit au développement d'un outil original et prometteur, qui peut répondre aux attentes d'une pratique de la conception responsable et attentive aux enjeux environnementaux actuels et à venir. Plusieurs extensions, améliorations et expérimentations sont envisagées. Sur le plan de l'évaluation des solutions, une approche par l'Analyse du Cycle de Vie (ACV) semble envisageable, même si celle-ci reste nécessairement sommaire faute de données disponibles pour modéliser les performances écologiques de différentes solutions constructives. S'y adjoindront une évaluation du bilan carbone, du confort estival, des logiques constructives. Sur le plan de la morphogénèse des solutions, la nouveauté formelle recherchée impliquera de s'affranchir du modèle voxel, malgré sa simplicité algorithmique et le gain de temps d'évaluation qu'il autorise. Plusieurs pistes seront envisagées, notamment celle de nouvelles approches algorithmiques évolutionnaires, permettant de faire évoluer à la fois les solutions et l'espace de recherche de ces solutions (modèles protéomistes Aevol et Rbf-gene, par exemple), mais également d'envisager une co-évolution entre moteur génératif et architecte utilisateur, adaptée aux problématiques émergentes de la conception architecturale. Des travaux à plus longue échéance seront menés pour imaginer d'autres manières d'interagir avec les moteurs de morphogénèse et d'évaluation, qui per-

mettraient par exemple de conduire la recherche de solutions à partir d'esquisses ou d'intentions de projet. Pour ce faire, il est nécessaire d'envisager d'autres modèles génératifs, notamment issus du deep learning, qui replace la pensée humaine et l'apprentissage au coeur du processus d'aide à la décision. L'approche par éco-modèles développée par le MAP-Crai pourra également être réinterrogée. Les éco-modèles, approche sensible et qualitative de la conception architecturale, constituent une intuition structuraliste d’une architecture définie à partir des intentions du concepteur. Comment en dériver une approche générative ? Enfin, les objectifs premiers d'EcoGen doivent être étendus à d'autres échelles : échelle urbaine de l'îlot et du quartier, échelle temporelle des changements climatiques à moyen et long terme. Les modèles actuels (Masson 2014, ANR MUSCADE) s'intéressent aux phénomènes significatifs d'interaction entre bâtiment, quartier, ville, climat et environnement, mais aucun d'eux n'est évaluable en temps interactif, ce qui en limite considérablement la portée. En termes de valorisation, le rapprochement avec le pré-projet opérationnel PARADESEE de l'INEF4, qui adresse les outils d'évaluation en phase amont de la conception architecturale (notamment en situation de concours), devrait permettre de conduire le développement d'EcoGen jusqu'à un stade opérationnel, à échéance 2020.

[ aPPRoche PaR les amBiances et le confoRt ] Dans son futur programme le MAP-Crai propose le développement d’un thème de recherche intitulé “Conception, Matériaux, Environnement, Energie” dont l’objectif est d’enrichir les environnements numériques de conception avec des outils permettant de mieux prendre en compte les diverses données environnementales lors des phases amont de la conception. Via, d'une part, une prise de conscience accrue des maîtres d'ouvrage et acteurs du cadre bâti face au contexte énergétique et climatique actuel et, d'autre part, une mise en œuvre progressive

des méthodes de certifications ou labels au niveau européen et mondial, la qualité environnementale des bâtiments apparaît aujourd'hui comme un enjeu clef pour l’architecture lors des phases de conception et de réalisation. Cependant, cette (r) évolution privilégie principalement des bâtiments dont l’exemplarité repose prioritairement sur des solutions techniques dont les performances sont aisément vérifiables. En effet, la réglementation et les labels de qualité énergétique et environnementale s'attachent avant tout à la performance et à la durabilité du bâti. Ils imposent également de plus

en plus l'affichage d'indicateurs de contrôle en matière de santé. Ainsi, l'idée d'un confort optimal des occupants, sa caractérisation, sa modélisation et son suivi sont encore très rarement des préoccupations prioritaires lors de la conception d'un ouvrage. Par exemple, si la réglementation RT2012 en cours a initié une prise en compte du bien-être, cette préoccupation ne concerne quasiment que le confort d’été. De plus, les solutions techniques imposées ou préconisées - si mal sélectionnées, conçues, dimensionnées, installées et/ou exploitées - peuvent conduire à une aggravation du confort global et de la santé des occupants. Face à une mutation énergétique du bâtiment performant, il est donc urgent de repositionner l'humain et son confort au coeur de la réflexion. La notion de confort devient alors une véritable transversalité des enjeux architecturaux de demain ! Les travaux de recherche envisagés dans ce thème visent les trois volets suivants :

la réflexion débutera par une définition de la notion de confort qui est en perpétuelle évolution, entre confort normé et confort sensible. Il s’agira ensuite de proposer des méthodes et outils d’aide à la prise en compte du critère Confort lors des phases de programmation et de conception. Le confort des occupants dépendant avant tout de leur comportement, nos travaux de recherche s'attacheront enfin à mettre au point des méthodologies et outils de (re)commissionnement d'ouvrage permettant de recaler en permanence les scénarios initiaux et de s’adapter aux conditions d’occupation réelles. Cette démarche s'appuiera sur les technologies innovantes disponibles (matérielles et logicielles) de pilotage des ouvrages (bâtiment intelligent, gestion technique de bâtiment, système de management de l’énergie...), sur le modèle de confort adaptatif et sur l'analyse des “cultures d'habiter”.

[ aPPRoches Biomimétiques ] Le MAP-Aria et le MAP-Maacc envisagent d’explorer des démarches biomimétiques qui présentent un fort potentiel en architecture dont sont issues de nombreuses constructions et innovations durables. Elles résultent d'un travail de coopération entre architectes, biologistes, biomiméticiens et ingénieurs. Cette intégration du biomimétisme va pou-

voir se réaliser à trois niveaux : formes, matériaux et écosystèmes, inspirant notamment des processus novateurs d'optimisation énergétique des enveloppes du bâtiment (eau, air, chaleur, lumière) et de construction avec recyclage. Après avoir étudié les méthodes biomimétiques, le MAP-Maacc envisage maintenant d’effectuer plusieurs études de cas en

utilisant la stratégie biomimétique pour résoudre les problèmes d’architecture. Par exemple, comment peut-on se servir de biomimétisme pour produire de l’énergie passive pour nos bâtiments ? Comment utiliser le biomimétisme pour construire des structures plus efficaces ? Par ailleurs, comme la méthodologie biomimétique n’est pas concrète, il y a plusieurs défis pour les architectes à utiliser de façon

optimale la stratégie biomimétique comme choix innovant dans leurs projets. Pour cette raison il est envisagé de développer un outil pouvant être utilisé en tant que support d’apprentissage et comme système d’aide à la décision pour sélectionner une stratégie biomimétique. Cet outil pourrait être alimenté par des équipes pluri-disciplinaires à travers une plateforme collaborative.

continuuM nuMériQue conception – FABricAtion Dans ce thème, les chercheurs du MAP se proposent d’investir la problématique du continuum numérique en conception/fabrication (construction) en architecture. Il s’agit alors de définir des modèles “constructibles” ou “fabricables” dès la phase de conception qui, grâce aux machines numériques de fabrication/construction (imprimante 3D, découpe laser, bras robot industriel et de chantier...) et en fonction de l’échelle de fabrication choisie, permettront soit de valider des hypothèses, soit de tester de principes constructifs ou de construire sur le chantier.

[ modélisation et Réalité numéRique multi-échelle, de l’éco-concePtion À l’éco-constRuction ] Dans ce sous-thème de recherche proposé par le MAP-Crai, le terme de réalité numérique vise à prendre en compte dans la modélisation, les contraintes physiques résultant du comportement des matériaux, de leur mise en œuvre à la description des données environnementales de l’espace construit. La notion de multi-échelles s’applique différemment suivant qu’il se rapporte à la modélisation ou à la réalité numérique. Il s’agit de la modélisation utilisée depuis la phase d’esquisse jusqu’à la conception des détails et de la fabrication d’objets de petites tailles (imprimantes 3D et découpe laser) jusqu’à l’usage de robots pour du prototypage à plus grande échelle. La création d’un laboratoire commun entre le MAP-Crai et le Lermab permettra de mettre en place une recherche capable d’imaginer et concevoir un système architectural, de le fabriquer de manière entièrement robotisée et de le caractériser d’un point de vue thermique et mécanique. Il serait alors possible d’élargir le spectre des possibilités dans le processus de design conception et d’expression architecturale, par l’incorporation directe et sous forme

paramétrique des contraintes liées à la forme, à la structure, au matériau, et aux aspects thermiques et mécaniques. L’utilisation de la robotique permettra également d’explorer plus fortement l’architecture non standard, nous permettant d’introduire un mode radicalement différent de penser et de matérialiser l’architecture. Dans ce contexte, la conception et l’exécution ne sont plus des phases au sein d’une séquence temporelle – les croquis de conception n’ont plus besoin d’être traduits en dessins d’exécution. Le projet incorpore l’idée et la connaissance de sa production au moment même de sa conception. Ainsi l’idée de la construction fait partie intégrante de la conception architecturale. Les machines de production assistée par ordinateur permettent le lien entre la réalité numérique de l’ordinateur et la réalité matérielle. Le robot industriel est le moyen le plus direct pour créer des éléments de conception personnalisés et des formes diverses d’expression matérielle. Avec son aptitude à la manipulation physique et à l’assemblage nonstandard en série d’éléments de construction, le robot industriel modifie radicalement la capacité

productive de l’architecture à l’échelle réelle. Dans un premier temps, les verrous scientifiques relèveront principalement d’actions liées à l’architecture Bois non standard au travers d’un continuum numérique. Les applications associées concernent : la conception en phase d’esquisse, la physique du bâtiment dans sa globalité (analyse structurelle, bilan énergétique, maîtrise des ambiances), la fabrication robotisée, l’intégration de nouveaux assemblages

bois pertinents, l’éco-conception et l’éco-réalisation. Cette union de compétences et de savoirs autour de l’éco-conception et de l’éco-construction en bois constituerait ainsi une entité unique à l’échelle de la région Grand-Est, voire de la Grande région transfrontalière, en lien avec l’ensemble des partenaires métiers de la filière : architectes, ingénieurs, constructeurs et fabricants.

[ concePtion et faBRication instRumentée PaR la cfao ] Dans cette thématique de la fabrication numérique, MAP-Aria, en lien avec ses questionnements sur la didactique des outils numériques appliqués à la conception architecturale, continuera à observer et évaluer l'impact de l'hybridation des champs artistiques et techniques sur la créativité des concepteurs. On évaluera d'un côté les stratégies d’encodage du sensible à l'œuvre à la fois dans les phases préliminaires de la conception et dans les allersretours entre modèle virtuel et objet intermédiaire de la conception (fabriqué dans ce cas par prototypage rapide), d'un autre côté l'efficience du chaînage informationnel conception-fabrication porté par la modélisation du comportement de la matière et la modélisation des procédés, rendues nécessaires par un contexte généralisé d'économie de la matière et de l'énergie. Dans une logique similaire, on assiste au développement d'une architecture instrumentée, soit à des fins d'optimisation du cycle

de vie (traçabilité des matériaux et composants, recyclabilité, maintenance), soit à des fins d'amélioration du comportement de l'édifice (adaptation aux contraintes externes de type variation ou aléa climatique, adaptation aux exigences ou désirs des usagers). Le déploiement des dispositifs ubiquitaires au sein du bâtiment s’opère principalement sous l’angle technique mais la pertinence des scénarios d’usage ou des modalités d’interaction peut être questionnée. L’objectif serait de replacer l’humain au centre du mode d’existence des objets techniques. Notre regard impose des logiques transdisciplinaires et ce sont à la fois des recherches exploratoires et des actions de recherche-innovation qui devront être conduites pour atteindre les objectifs spécifiés. Le programme PrintArch, proposé par les Grands Ateliers de l'Isle d'Abeau et Philippe Marin, chercheur associé au MAP-Aria, sera un observatoire de ces pratiques en émergence.

[ mécatRonique et imPact de la faBRication numéRique / constRuction RoBotisée suR la concePtion ] Le MAP-Maacc poursuivra ses recherches sur le thème de la mécatronique. Le questionnement général est de savoir comment le chantier vient interroger les technologies mécatroniques, comment le prototypage rapide questionne les modes de construction et comment les architectes pourraient intégrer les principes de la mécatronique dans leurs activités. Cette recherche s’inscrit dans le cadre d’une pratique professionnelle au sein de l’entreprise de construction PETIT, filiale de VINCI Construction, qui est désireuse de faire émerger des sujets d’innovation pour ses propres chantiers. Après une étude générale sur la mécatronique et un état de l’art sur ses applications à la construction, il s’agit d’analyser des projets de R&D portant sur l’intégration du prototypage rapide en phase d’étude de la construction et sur l’usage de robot

à tâche unique ou multiple. Des prototypes d’outils expérimentaux ont déjà été conçus au laboratoire : un système de coffrage de voiles et un système de coffrage de plancher. Ces expériences ont permis de décrire les algorithmes de fonctionnement de ces outils. Il s’agit de poursuivre ce travail de simulation en concevant d’autres outils mécatroniques susceptibles d’intervenir sur les chantiers et en vue d’en décrire leur algorithme de fonctionnement. Sur la base de ce corpus de fonctionnement de possibles d’outils mécatroniques nous chercherons à analyser les possibilités et les limites de ces outils. Il s’agira ensuite d’interroger les conséquences possibles que l’usage de ces outils sur les chantiers pourrait avoir sur l’activité de conception des architectes.

MoYEnS À MoBiLiSEr Et oPPoRtunités du conteXte Les activités de l’unité couvrent un ensemble allant de l’acquisition de données à la valorisation de résultats d’études, en passant par l’extraction, la gestion, le croisement et la visualisation d’informations. Mais elle n’a pas vocation à jouer le rôle de producteur de données ou de détenteur de collection, ni celui de fournisseur de services dans une stratégie de communication. L’équipe s’investit dans l’ensemble de cette chaîne opératoire en lien étroit avec des acteurs qui sont légitimes à jouer ces rôles, dans un esprit d’allers retours entre faits particuliers, objets d’étude, collections d’une part, et méthodes, démarches, instrumentations d’autre part. L’équipe souhaite continuer à développer cette orientation stratégique lui permettant de se nourrir scientifiquement d’un cercle vertueux et mutuellement profitable qui lie des acteurs du champ patrimonial prioritairement investis dans des missions de conservation, de valorisation, d’éducation et des acteurs engagés dans une démarche de recherche à proprement parler.

opportunités dAns le doMAine du pAtriMoine [ suR le Plan du déveloPPement de PlatefoRmes infoRmatiques ] Les efforts du MAP en matière de définition et de diffusion de protocoles de collecte de données ainsi que de développement de plateformes de travail collaboratives seront renforcés grâce à différents acteurs :

•

Le Centre de Ressources Informatiques (CRI) pour les activités de développement informatique.

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Le Centre de Traitement Automatisé de l’Information (CTAI) du CNRS, au travers d’une évolution de sa plateforme technique, de la rationalisation et capitalisation des résultats en matière de développement de briques technologiques.

•

La TGIR-Huma-Num (Très Grande Infrastructure de Recherche pour les Humanités Numériques) du CNRS et DARIAH-EU pour le déploiement d’applications expérimentales développées par le MAP auprès des communautés scientifiques relevant des SHS et des sciences du patrimoine.

[ suR le Plan de la valoRisation ] En ce qui concerne la transmission des résultats, les perspectives de l’équipe s’insèreront au sein de différentes infrastructures :

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La Fondation des Sciences du Patrimoine (FSP), fondation partenariale placée sous le haut patronage du ministère de la Culture et de la Communication, créée pour assurer la gouvernance du LabEx PATRIMA et de l'EquipEx PATRIMEX.

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L’European Research Infrastructure on Heritage Science, (E-RIHS).

opportunité du cÔté de l’Architecture “en trAin de se FAire”

Les recherches en accompagnement des pratiques de conception et de fabrication instrumentées par les outils et processus numériques bénéficient de l'opportunité d'une attente multiforme émanant autant des entreprises du BTP que des milieux de l'enseignement de la conception, en passant par les éditeurs de solutions logicielles ou les producteurs de matériaux et produits semi-finis pour la construction. Ce terreau facilite des croisements féconds entre approches théoriques, expérimentation in vitro, observation des pratiques in vivo, et constructions

pédagogiques. L'expertise du laboratoire, comme observateur de pratiques en évolution, est souvent sollicitée dans des projets de recherche appliquée (Appels à Manifestation d'Intérêt, réalisation et évaluation de démonstrateurs, projets pré-industriels). L'UMR est également fortement engagée dans les réseaux d'enseignement (Assises du BIM, PIA 2016, BIM Game) et réseaux professionnels (Mediaconstruct, BIMetric). La mise en place de thèses Cifre en agence est également une opportunité que l’UMR souhaite saisir afin d’accompagner la transition numérique du monde professionnel.

opportunités dAns l’enseiGneMent

La stratégie de l’unité intègre également l’articulation entre les activités de recherche et les modules d’enseignement, dans le dessein de construire des expériences pédagogiques redéfinies dans un cadre humanités numériques visant à mettre à profit la production de données, leur analyse et interprétation par les étudiants, au sein de démarches exploratoires d’analyse et de corrélation sémantique. Dans le cadre de l’Investissement d’Avenir “Grands défis du numérique” Le MAP bénéficie des initiatives promues par le ministère de la Culture et de la Communication :

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Montage du projet national sur “L’enseignement de l’architecture et de la construction à l’ère du numérique” au sein du BRAUP (Bureau de la Recherche Architecturale, Urbaine et Paysagère).

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Animation de la chaire partenariale d’enseignement et de recherche du MCC sur la construction bois à Nancy et à Strasbourg (MAP-Crai).

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Animation de la chaire partenariale d’enseignement et de recherche du MCC pour le Patrimoine à Marseille (MAP-Gamsau).

ÉLÉMEntS administRatifs MAP-ARIA École nationale supérieure d'architecture de Lyon

MAP-CRAI École nationale supérieure d'architecture de Nancy

DIRECTION DE L'UMR

DIRECTION

Livio DE LUCA Gilles HALIN

Hervé LEQUAY

Gilles HALIN

UMR CNRS/MCC 3495 MAP Campus CNRS Joseph Aiguier Bâtiment Z' 31 chemin Joseph Aiguier 13402 MARSEILLE CEDEX 20 Tél. : +33 (0)4 91 16 43 42 Fax : +33 (0)4 91 16 43 43

Laboratoire MAP-Aria École Nationale Supérieure d’Architecture de Lyon 3 rue Maurice-Audin BP 170 F – 69512 Vaulx-en-Velin CEDEX Tél. : +33 (0)4 78 79 50 85

Laboratoire MAP-Crai 2 rue Bastien Lepage 54000 Nancy Tél. : +33 (0)3 83 30 81 46 Fax : +33 (0)3 83 30 81 27

www.map.cnrs.fr

www.aria.archi.fr

MAP-GAMSAU CNRS (Campus Joseph Aiguier), Marseille

MAP-MAACC École nationale supérieure d'architecture de Paris La Villette

www.crai.archi.fr

MAP-CICRP Centre Interdisciplinaire de Conservation et Restauration, Marseille

DIRECTION Livio DE LUCA

DIRECTION François GUÉNA

DIRECTION Roland MAY

Laboratoire MAP-Gamsau Campus CNRS Joseph Aiguier Bâtiment Z' 31 chemin Joseph Aiguier 13402 MARSEILLE CEDEX 20 Tél. : +33 (0)4 91 16 43 42 Fax : +33 (0)4 91 16 43 43

Laboratoire MAP-Maacc Adresse postale : 144 avenue de Flandre 75019 Paris

Laboratoire MAP-Cicrp 21, rue Guibal 13003 Marseille Tél. : +33 (0)4 91 08 23 39 Fax : +33 (0)4 91 08 88 64

www.gamsau.map.cnrs.fr

Locaux : 118 avenue Jean-Jaurès 75019 Paris Tél. : +33 (0)1 53 72 84 70 Tél. : +33 (0)1 53 72 84 56 Fax : +33 (0)1 53 72 84 78

http://cicrp.info

www.maacc.archi.fr

crEditS iconogRaPhiques Image de couverture, page 5, page 54

Restitution 3D du pont d’Avignon dans son environnement fluvial au XIIème siècle, 2014, MAP-Gamsau.

Page 8

Photomodélisation du cloître Saint-Jean de la Chartreuse de Villeneuve-lès-Avignon, illustration de Livio De Luca élaborée à partir d’une maquette 3D de Florian Moreno.

Page 10, page 47

Retable de la Trinité - École catalane attribué au maître de Canapost, XVe siècle, daté 1489, Musée Hyacinthe Rigaud, Perpignan, MAP-CICRP.

Page 12, page 52

Numérisation 3D de la Tholos de Delphes, 2013, MAP-Gamsau.

Pages 14-15, page 60

Vue aérienne du modèle virtuel du plan-relief de Verdun superposé aux plans originels, MAP-Crai.

Page 17

Application de la métaphore visuelle HistorySkyline à l’évolution des édifices situés sur la Place centrale de Cracovie, MAP-Gamsau.

Page 18

Interface de la plateforme NUBES pour la description, l’analyse, la documentation et le partage de représentations numériques d’édifices patrimoniaux, MAP-Gamsau.

Page 21

Mise en situation d'une structure en pli dans le cadre du projet EcoPli, MAP-Crai.

Pages 24-25, page 57

Proposition de morphologie d'édifice par le logiciel d’éco-conception générative EcCoGen, MAP-Aria et MAP-Crai.

Page 27

Parois cellulaires en bois réalisées à l’échelle 1 grâce à un continuum numérique paramétrique, MAP-Crai.

Page 33, page 49

Inauguration du soclage de l’Empereur d’Alba la Romaine, 2016, MAP-Gamsau/ MAP-CICRP.

Pages 34-35

Première édition du congrès International de DigitalHeritage organisé par le MAP en 2013 à Marseille, MAP-Gamsau.

Page 36

Présentation de l’application « Le musée invisible » lors de Futur en Scène, 2014, MAP-Maacc.

Page 37

Participation au festival « drôles de drones » organisé par la Cité des sciences et de l’Industrie de Paris-la Villette en 2016, MAP-Aria.

Page 39

Présentation des projets 2016-2017 du domaine d'étude « Architecture, Processus et Pratiques de l'Innovation » (APPI), MAP-Aria.

Page 43

Démonstrateur de coque réalisée en CFAO par modélisation paramétrique, MAPAria.

Page 45

Réalisation de la numérisation du plan-relief de Strasbourg, MAP-Crai. Image n°1 : Installation mise en place pour la prise de photographies Image n°2 : Mise en corrélation des positions et orientations des 5000 photos dans un système référentiel unique.

Page 46

Géovisualisation des édifices répertoriés dans la commune d’Allos, Alpes-deHaute-Provence, MAP-Gamsau.

Page 48

Reconstruction de l'église de Qorqor en Ethiopie, MAP-Maac.

Page 50

Projet MEMORIA, métaphore visuelle portant indication du niveau de complétude dans l’effort de documentation d’un résultat, et dispositif de visualisation de la classification des activités, MAP-Gamsau.

Page 51

Projet MONUMENTUM - Modélisation numérique et gestion des données pour la conservation des structures maçonnées, MAP-Gamsau/MAP-CICRP.

Page 53

Interface de la plateforme Culture 3D Cloud.

Page 55

Reconstitution 3D du Trésor des Marseillais à Delphes, MAP-Gamsau Image n°1 : Reconstitution 3D d’un fragment de la frise du Trésor des Marseillais. Image n°2 : Reconstitution 3D du temple du Trésor des Marseillais.

Page 56

Projet SINETOMB - Système d’informations numériques de l’emploi de textes dans l’ornementation des monuments bouddhiques, MAP-Gamsau

Page 58

Programme européen “Initial Training Network – Digital Cultural Heritage”.

Page 60

Interface de la plateforme 3D Icons.

Page 61

Modélisation 3D sémantique du Plan-Relief de Verdun réalisée à partir des cahiers de développement, MAP-Crai.

Page 62

Modélisation de l’église de Saint Nectaire pour l’exposition « Viollet-le-Duc, traitpour-trait », 2014, MAP-Aria.

Page 63

Composants du dispositif ludo-pédagogique Tactichronie correspondant aux évolutions de l’ancien hôtel de ville de Cracovie, MAP-Gamsau.

Page 64

Reconstitution historique des œuvres du Musée disparu des Monuments Historiques d’Alexandre Lenoir, MAP-Maacc.

Page 65

Prototype de casque de réalité virtuelle développé dans le cadre du projet KIVI, MAP-Aria.

Page 66

Acquisition photogrammétrique et restitution à l’aide d’une grue carbone de la tour Keith Haring de l’Hôpital Necker à Paris, 2015. Projet en collaboration avec la Keith Haring Foundation.

Pages 68-69

Cartographie de la distribution des matériaux du mur Est de l'église Saint-Maurice, Caromb (cartographie A. BENARD), MAP-CICRP.

Page 70

Processus de construction de signatures morphologiques basées sur une description en courbure discrète (MicMac, Matlab), MAP-Gamsau.

Pages 72-73

Anamorphose, Salle des pères de la chapelle des Jésuites, Collège Royal Bourbon (actuel Lycée du Sacré-Cœur), Aix-en-Provence (vue mosaïque de l’orthophotographie multicouche), MAP-CICRP

Page 75

Processus de construction de signatures morphologiques basées sur une description en courbure discrète (MicMac, Matlab), MAP-Gamsau.

Page 76

Projet Territographie : un cadre expérimental pour évaluer une démarche de relevé 3D « citoyen », MAP-Gamsau.

Page 77

Edifices imaginaires créés par modélisation générative, MAP-Aria.

Page 79

Expérimentation d’une plateforme de visualisation collaborative immersive, MAPCrai.

Page 80

Modélisation générative pour l'habillage de paysages urbains "ordinaires", MAPAria.

Page 83

Modélisation et fabrication numérique architecturale multi-échelles, MAP-Crai.

Page 85

Interface d’Aïoli, une plateforme cloud d’annotation sémantique 3D pour la documentation collaborative d’objets patrimoniaux.

AnnEXES numéRiques (2012-2016)

www.map.cnrs.fr/annexes2012-2016.pdf

Les annexes contiennent la liste des publications, des thèses soutenues et en cours, des projets de recherche pilotés et coordonnées par le MAP, des enseignements en articulation avec la recherche, des événements scientifiques et culturels, des dispositifs expérimentaux développés par le laboratoire, des actions de transfert et la présence du MAP dans les médias.