Ecoconception générative : phase amont du projet d'architecture

Auteur(s) :

Marsault, Xavier Découvrir l'auteur

Résumé

Présentation des outils de simulation numérique pour une conception architecturale éco-performante dès les premiers stades du projet. Les exemples et applications donnés ont été conduits dans le cadre du projet EcoGen qui s'intéresse au comportement des édifices dans leur environnement selon des critères comme la morphologie, l'énergie ou l'ambiance. ©Electre 2018

Éditeur(s)
- Iste éditions
Date
- 2018
Notes
- Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (196 p.) : illustrations en couleur ; 24 x 16 cm
Collections
- Architecture et sciences informatiques
Sujet(s)
ISBN
- 978-1-78405-425-0
Indice
- 72.26 Architecture et informatique
Quatrième de couverture
- Architecture et sciences informatiques
  Pour répondre, dès la phase d'esquisse, aux enjeux d'une production de l'architecture plus responsable sur les plans énergétiques et environnementaux, des logiciels d'aide à la conception issus de travaux de recherche récents ont été développés.
  L'ouvrage présente les contextes, les enjeux, les possibilités et les méthodes de l'écoconception. En s'appuyant largement sur les travaux conduits au sein du projet EcoGen, il s'attaque de front aux difficultés majeures de la conception générative en temps interactif aux premiers stades du projet (là où les choix sont les plus déterminants). Il s'intéresse particulièrement au comportement des édifices dans leur environnement construit, via une approche éco-performante et multicritère (morphologique, bioclimatique) de la conception, en essayant de préserver la créativité du concepteur.
  Enfin, il aborde des perspectives plus ambitieuses conjuguant certaines avancées sur la compréhension de l'évolution naturelle et le désir de voir émerger une théorie de la morphogénèse architecturale bio-inspirée.
Tables des matières
- - Écoconception générative
  - Phase amont du projet d'architecture
  - Xavier Marsault
  - Thierry Ciblac
  - iSTE éditions
  - Introduction 11
  - Chapitre 1. Contextes15
  - 1.1. Contexte environnemental15
  - 1.1.1. L'écologie : une notion ancienne15
  - 1.1.2. Anthropocène et concentration urbaine16
  - 1.1.3. Hausse de la température du globe17
  - 1.1.4. Architecture et pensée environnementale17
  - 1.2. Contexte énergétique18
  - 1.2.1. Crise énergétique18
  - 1.2.2. Consommation énergétique des logements19
  - 1.2.3. Des mesures fortes19
  - 1.2.4. La smart city versus l'énergétique20
  - 1.3. Contexte technologique21
  - 1.4. Contexte économique et social21
  - 1.5. Contexte professionnel22
  - 1.5.1. Rôles de l'architecte aujourd'hui22
  - 1.5.2. Conception architecturale et multiplicité des contraintes24
  - 1.5.3. Enjeux questionnant les domaines de l'aménagement et du cadre de vie24
  - 1.6. Contexte instrumental24
  - 1.6.1. Des outils transformationnels inadaptés au processus créatif25
  - 1.6.2. Un manque d'outils d'évaluation dès la phase d'esquisse25
  - 1.6.3. Nécessité de la modélisation informatique26
  - 1.7. Contexte programmatique27
  - 1.7.1. Phases d'esquisse et créativité27
  - 1.7.2. Outils d'assistance28
  - 1.8. Contextes cognitif, ergonomique et sensoriel30
  - 1.8.1. Enjeux psycho-cognitifs30
  - 1.8.2. Interfaces homme-machine (IHM)30
  - 1.8.3. Stimuler la créativité des architectes en phase d'esquisse31
  - 1.8.4. Approche par le confort32
  - Chapitre 2. Écoconception33
  - 2.1. Écoconception du cadre bâti33
  - 2.2. L'écoconception : une approche de progrès en continu34
  - 2.2.1. Outils passifs : labélisation et référentiels34
  - 2.2.2. De HQE à HQE Performance36
  - 2.2.3. Label « bâtiment passif »36
  - 2.2.4. Label BBCA37
  - 2.2.5. Apprendre à penser BEPOS (E+) et bas carbone (C-)37
  - 2.2.6. Le référentiel PEBN39
  - 2.2.7. Matériaux de construction écologiques40
  - 2.3. Analyse du cycle de vie (ACV)41
  - 2.3.1. De l'intérêt de l'analyse du cycle de vie41
  - 2.3.2. Principaux logiciels d'analyse du cycle de vie42
  - 2.3.3. Bases de données associées43
  - 2.3.4. Difficultés liées à l'analyse du cycle de vie et à son usage44
  - 2.4. Écoconception et BIM46
  - 2.5. Écoconception et morphologies efficientes47
  - 2.5.1. Indices de compacité d'un édifice47
  - 2.5.2. Influence de la hauteur du bâti48
  - 2.5.3. Densité, compacité, étalement49
  - 2.6. Exemples d'environnements logiciels adaptés à une écoconception générative50
  - 2.6.1. Genomics51
  - 2.6.2. Building Synthesizer52
  - 2.6.3. ParagenTool : Performance Oriented Design of Large Passive Solar Roofs52
  - 2.6.4. Eco.mod 52
  - 2.6.5. VizCab54
  - Chapitre 3. Morphogénétique59
  - 3.1. Formalismes scientifiques de la morphogénèse naturelle59
  - 3.1.1. Morphogénèse, croissance et stabilité59
  - 3.1.2. La structure, c'est la loi60
  - 3.1.3. Auto-organisation, darwinisme et structuralisme61
  - 3.2. Génération de formes pour l'architecture61
  - 3.2.1. Typologie classique de modélisation des formes62
  - 3.2.2. Architecture paramétrique63
  - 3.2.3. Architecture techno-organique64
  - 3.2.4. Un vieux débat64
  - 3.2.5. Architecture générative65
  - 3.2.6. Architecture performative66
  - 3.2.7. Écoconception et morphogénétique de l'énergie67
  - 3.3. Cas particulier de l'approche par voxels68
  - 3.3.1. The Evolving House68
  - 3.3.2. VOxEL69
  - 3.3.3. Autres constructions modulaires70
  - 3.4. Optimisation par algorithmes génétiques71
  - 3.4.1. Conception et optimisation71
  - 3.4.2. Algorithmes et environnements évolutionnaires72
  - 3.4.3. Schéma général d'un algorithme génétique73
  - 3.4.4. Front de Pareto75
  - 3.4.5. Choix des performances76
  - 3.4.6. Algorithmes multi-génomiques76
  - 3.5. Présentation détaillée d'un algorithme génétique77
  - 3.5.1. Le MOGLS de Jaszkiewicz77
  - 3.5.2. Optimisation directionnelle78
  - 3.5.3. Maintien de la diversité de la population79
  - 3.5.4. ACROMUSE81
  - 3.5.5. Améliorations et extension multi-objectif81
  - 3.5.6. Utilisation de l'AG comme solveur de contraintes82
  - 3.6. Algorithmes évolutionnaires interactifs (AEI)82
  - 3.6.1. Possibilités et limites82
  - 3.6.2. Optimisation multi-objectifs couplée à un IGA83
  - 3.6.3. Un IGA multi-objectifs aux solutions performantes et diversifiées84
  - 3.6.3.1. Structure du génome85
  - 3.6.3.2. Contraintes85
  - 3.6.3.3. Sélection85
  - 3.6.3.4. Croisements et mutations85
  - 3.6.3.5. Remplacement85
  - 3.6.3.6. Interactivité86
  - 3.6.3.7. Remarque : autre possibilité d'hybridation AG/ACO87
  - Chapitre 4. Modèles et méta-modèles d'évaluation89
  - 4.1. Notion de modèle89
  - 4.2. Modèles et outils adaptés aux phases avancées de conception d'un bâtiment90
  - 4.2.1. Modélisation fine du comportement énergétique d'un bâtiment91
  - 4.2.2. La réglementation thermique en France92
  - 4.2.3. Environnements logiciels pour la simulation du projet92
  - 4.2.3.1. Solene92
  - 4.2.3.2. Pléiades+COMFIE93
  - 4.2.3.3. EnergyPlus93
  - 4.2.3.4. MIT Design Advisor et ArchiWIZARD93
  - 4.2.3.5. Ecotect94
  - 4.2.3.6. IES-Virtual-Environment94
  - 4.2.3.7. DIVA-for-Rhino94
  - 4.2.3.8. Ladybug94
  - 4.3. Modélisation simplifiée : difficultés et exemples95
  - 4.3.1. Échelles géométriques95
  - 4.3.2. Vitesse de traitement96
  - 4.3.3. Modélisation thermique simplifiée en conditions hivernales ou estivales96
  - 4.3.4. Apports solaires reçus par l'enveloppe de l'ensemble des bâtiments d'un site98
  - 4.3.5. DayLightGen99
  - 4.4. Méta-modélisation99
  - 4.4.1. Choix d'un type de méta-modèle100
  - 4.4.2. Plans d'expériences100
  - 4.4.3. Analyse de sensibilité101
  - 4.4.4. Étude de trois méta-modélisations récentes102
  - 4.4.4.1. Exemple 1 : modélisation thermique de parois multicouches102
  - 4.4.4.2. Exemple 2 : prédiction de consommation de chauffage103
  - 4.4.4.3. Exemple 3 : simulation simplifiée de l'éclairage naturel avec le facteur de lumière du jour/méta-modélisation pour l'éclairage naturel103
  - 4.5. Quelques perspectives à fort verrou scientifique106
  - 4.5.1. Modélisation aéraulique pour les phases amont106
  - 4.5.2. Prise en compte des changements climatiques dans la conception amont108
  - 4.5.2.1. Interactions entre changements climatiques et milieu urbain108
  - 4.5.2.2. Modélisation des interactions entre climat et milieu urbain110
  - 4.5.2.3. Objectifs à caractère ambitieux pour le bâtiment111
  - 4.5.2.4. Difficultés111
  - 4.5.2.5. Modèles et outils pour la simulation climatique urbaine en phase amont112
  - Chapitre 5. Le logiciel EcoGen115
  - 5.1. Genèse du projet116
  - 5.1.1. EcoGen-N (MAP-Crai)117
  - 5.1.2. EcoGen-L (MAP-Aria)118
  - 5.2. Principes généraux d'EcoGen119
  - 5.2.1. Une proposition originale119
  - 5.2.2. Un outil unique en son genre119
  - 5.3. Un outil génératif et modulaire120
  - 5.3.1. Modes de fonctionnement121
  - 5.3.2. Modularité122
  - 5.4. Contextes urbain, morphologique et programmatique123
  - 5.4.1. Site et contexte opérationnel123
  - 5.4.2. Description morphologique et fonctionnelle124
  - 5.4.3. Description d'un programme125
  - 5.5. Optimisation bioclimatique des solutions générées126
  - 5.5.1. Le cas d'EcoGen 1126
  - 5.5.2. Granularité de la conception127
  - 5.6. Critères d'évaluation d'EcoGen2128
  - 5.7. Interface et interactivité131
  - 5.7.1. Description de l'interface131
  - 5.7.2. La zone de commande135
  - 5.7.3. Lancement d'une nouvelle session136
  - 5.8. Evaluation des solutions et calculs à « haute performance »136
  - 5.9. Perspectives à court terme137
  - 5.9.1. Eco²Gen : une perspective pour l'écoconception et l'économie du projet137
  - 5.9.2. ACV en phase d'esquisse137
  - 5.9.3. Evaluation du potentiel énergétique solaire139
  - 5.9.4. Interactions140
  - 5.9.5. Des pistes pour dépasser l'approche basée sur les voxels141
  - 5.9.6. Représentation phylogénétique de la dynamique de conception141
  - 5.10. Expérimentations, résultats, valorisation142
  - 5.10.1. Résultats142
  - 5.10.2. Évaluation de la créativité dans un environnement de conception évolutionnaire143
  - 5.10.3. Génération morphologique, performance et innovation146
  - 5.10.4. Cibles potentielles, diffusion et formation dans les milieux professionnels147
  - Chapitre 6. Perspectives bio-inspirées149
  - 6.1. Enjeux du biomimétisme en architecture149
  - 6.1.1. Genèse de la bio-inspiration en architecture150
  - 6.1.2. Architecture biomimétique : vers une nouvelle naissance de la forme ?150
  - 6.1.3. Méthodologies et attendus152
  - 6.1.4. Conclusion154
  - 6.2. Retour sur les théories de l'évolution154
  - 6.2.1. Petit historique de l'évolution naturelle154
  - 6.2.2. Quoi de neuf depuis Darwin ?156
  - 6.3. Nouvelles approches morphogénétiques157
  - 6.3.1. Formes urbaines et pléiotropie157
  - 6.3.2. Complexité et évolution des milieux construits158
  - 6.3.3. Créativité évolutionnaire159
  - 6.3.4. Évolution structurelle ou de second ordre160
  - 6.3.5. Proposition d'une génétique architecturale bio-inspirée161
  - 6.4. Créativité assistée, coévolution et conception de systèmes apprenants162
  - 6.4.1. Ergonomie et conception de systèmes co-évolutionnaires et apprenants162
  - 6.4.2. Résonance computationnelle et créativité artificielle163
  - Conclusion 165
  - Bibliographie 171
  - Index 191
Origine de la notice:
- Electre