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Université de Nantes (13/06/1997), Jean-Pierre Péneau (Dir.)
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1997_siret_PHD_modelisation_declarative_ambiances_simulation_inverse_ensoleillement.pdf(3.3 MB)
Propositions pour une approche déclarative des ambiances dans le projet architectural : application à l'ensoleillement
Daniel Siret1, 2

La conception architecturale est un processus complexe dans lequel des entités de diverses natures sont manipulées. Parmi celles-ci, les ambiances représentent les interactions perçues entre les phénomènes physiques et les formes de l'environnement construit. Dans cette recherche, nous interrogeons la prise en compte des ambiances dans le projet architectural : quels sont les outils les mieux adaptés pour ce faire ? Nous donnons en premier lieu une représentation théorique de la question. Celle-ci nous conduit à définir des problèmes de simulation inverse des ambiances : il s'agit de modéliser des formes architecturales en partant des intentions d'ambiances du concepteur. Nous proposons de résoudre ces problèmes dans le cadre méthodologique défini par l'approche déclarative en modélisation géométrique. Nous appliquons cette représentation théorique pour un phénomène particulier : l'ensoleillement. Un état de l'art nous permet de situer les limites des méthodes de simulation directe de l'ensoleillement. Nous introduisons une formalisation nouvelle du phénomène en le considérant sous l'angle de la géométrie intégrale. Nous montrons que tous les problèmes d'ensoleillement, qu'ils soient directs ou inverses, s'expriment comme des problèmes d'intersection entre les objets d'une scène et un volume de rayons solaires que nous définissons comme la pyramide complexe d'ensoleillement. Ce volume est un artefact géométrique qui représente une contrainte spatiotemporelle d'ensoleillement. La détermination de sa frontière n'est pas triviale. Nous y apportons une solution en utilisant la somme de Minkowski. L'ensemble de ces résultats nous donne un modèle déclaratif de résolution des problèmes d'ensoleillement. En dernier lieu, nous discutons des modalités d'adaptation de ce modèle dans le contexte de la conception architecturale. Nous présentons une maquette logicielle intégrant nos propositions. Trois exemples illustrent finalement l'utilisation de notre modeleur.
1:  CERMA - Centre de recherche méthodologique d'architecture
2:  AAU - Ambiances architecturales et urbaines
Projet d'architecture – Processus de conception – Méthodologie du projet – Ensoleillement – Simulation

Proposals for a declarative approach of the ambiences for the architectural design application to sunlightind phenomenon
Architectural design is an intricate process during which the designer handles entities from various kinds. Among them, ambiences figure the interactions between the physical phenomenons and the built environment. In this research, we address the problem of taking into account the ambiences during the architectural design process : which tools are the most suitable to do so ? Firstly, we answer the question from a theoretical point of view. This leads us to show the need of reversing the simulation of the ambiences. The point is to modelize architectural shapes from the designer's intents in terms of ambiences. We propose to solve these inverse problems within the frame of the declarative geometrical modeling approach. We implement this theoretical model for the sunlighting phenomenons. We grasp the limits of direct sunlighting simulation methods into the design process. We introduce a new formalization of the phenomenon as we treat it with the help of the integral geometry. We show that sunlighting problems as a whole, whether they are direct or inverse, can be described as problems of intersection between the objects of a scene and a complex sunbeams volume. This volume is a geometrical artefact which figures a space-time constraint of sunlighting. Its boundaries are determined using the Minkowski sum. These results lead us to propose a declarative model that is able to solve any sunlighting problem. At last, we discuss the ways we can adapt this model to the architectural design practice. We present a demonstration software that brings our proposals together. Three architectural design examples give an illustration of how our system can be used.
Project management – Architectural design – Computer aided design – Modeling – Geometry – Inverse problem – Sunshsine – Simulation