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ARCHITECTURE HYBRIDE : ESPACES SENSIBLES ET NOUVELLE CONCEPTION Résumé : Depuis environs vingt ans la révolution technologique, produite notamment par Internet au niveau des communications, a substantiellement changé la manière dont nous interagissons avec le monde. Ce fait a provoqué, entre autres, la péremption de l’opposition traditionnellement reconnue entre le réel et le virtuel. Ce processus d'hybridation ne semblerait que l’expression d’un changement plus généralisé qui nous déplace d’un système analytique (ordre et séparation) vers un système synthétique (complexité, connexion, perméabilité). Ces changements imposent l'introduction de nouveau concepts tels que l' "espace public hybride", en architecture et urbanisme, et la "conception hybride" dans le domaine de la méthodologie de création architecturale et du design. Ce sont des notions clefs pour dépasser la vision technocentriste en faveur d'une compréhension du monde (de la société, de la culture, de l’architecture) plus anthropocentrique. Mots-clés : architecture, espace public, ingénierie, hybridité, 3D, calcul, structure Auteurs : Francesco Cingolani francesco.cingolani AT hda-paris.com Pierre Chassagne pierre.chassagne AT hda-paris.com agence d'architecture et ingénierie HDA | Hugh Dutton Associés , www.hda-paris.com

0. INTRODUCTION : VERS UN NOUVEAU PARADIGME - LE MODELE APERTURE(S) Ce texte souhaite proposer une réflexion sur les évolutions de l'architecture et de ses processus de conception à partir de considérations sur les récentes évolutions technologiques, les modifications culturelles conséquentes et la perception de la réalité. En tant qu'agence d'architecture - HDA | Hugh Dutton Associés - nous allons évoquer, en parallèle de contenus théoriques, des cas réels pratiques que nous avons pu étudier dans nos professions d'architectes et ingénieurs. Depuis environs vingt ans, nous vivons d'importants changements culturels. La révolution produite par Internet au niveau des communications a substantiellement changé la manière dont nous interagissons avec le monde. Ce fait a provoqué, entre autres, la péremption de l’opposition traditionnellement reconnue entre le concept de réel et de virtuel. Nous sommes ainsi en face d’un nouveau paradigme qui montre la réalité comme un système de rapports complexe entre une couche "présentielle" et une autre virtuelle. Les architectes, les designers et les concepteurs ne peuvent plus se passer de cette nouvelle réalité, que nous avons traduite par l’expression "espaces publics hybrides", en architecture et urbanisme, et par "conception hybride" dans le domaine de la méthodologie de création architecturale et de design. En effet, cette hybridation ne semblerait que l’expression d’un changement plus généralisé qui nous déplace d’un système analytique (ordre et séparation) vers un système synthétique (complexité, connexion, perméabilité). Ce fait provoque une modification perceptive de la réalité qui se traduit par le passage d’une structure bipolaire d’opposition (matériel/immatériel) vers une structure composée de multiples


couches et interconnexions. Dans cette dernière structure le calque physique (présentiel) et le calque virtuel ne représenteraient que deux couches d'extrémité, entre lesquelles nous pouvons identifier toute une série d'états intermédiaires de configurations du réel. Bien sûr, le fait d’admettre l’existence de facteurs immatériels dans la constitution du monde n’est pas une idée novatrice de notre époque. Néanmoins, ce qui change actuellement est la perception de ces éléments immatériels en tant que structurants du monde et de notre vie quotidienne. La multiplication des micro-communications virtuelles (transmises par les technologies de la communication) et l'affinement des techniques qualitatives et quantitatives d'échange, provoquent une augmentation des interactions entre le physique et l'immatériel. Ces éléments intangibles deviennent alors fondamentaux dans la construction de notre rapport au monde. Nous pourrions ainsi affirmer que la technologie est en train de réduire la séparation existant entre le matériel et le spirituel. Nous avançons donc l'hypothèse d'une transformation vers une conception poreuse de la réalité (structurées par des filtres), qui dépasse le modèle basé sur des séparations. C’est pour cette raison que nous avons dénommé notre modèle APERTURE(S)1. Le mot APERTURE signifie "petite ouverture", mais il désigne également l’orifice qui permet l’entrée de la lumière dans les appareils photographiques.

Fig. 1 - Aperture(s) : visualisation conceptuelle

Dans la suite du texte, nous allons montrer les répercussions de ce nouveau modèle de connaissance sur deux sujets parallèles : en premier lieu, nous traiterons le sujet des espaces hybrides, en particulier des recherches menées récemment sur les espaces publics hybrides et l'importance des notions d'interactivité des espaces - espaces sensibles. Après avoir traité les espaces - le résultat de l'activité architecturale - nous nous centrerons sur le processus même de la création architecturale, montrant comment les avancées technologiques et le déplacement cognitif conséquent influencent notre démarche de travail ; nous décrirons ainsi notre approche de conception hybride au projet d'architecture. 1. ESPACES HYBRIDES Les technologies contemporaines ont complètement changé les usages et la perception des villes. De plus en plus, les dimensions spatiale et temporelle, historiquement strictement liées ‐ espace à perception continue ‐, sont en train de se séparer et de devenir indépendantes ‐ espace à perception fragmentée. Au quotidien, un grand nombre de personnes se déplace d’un bout à l’autre de la ville pour aller de chez elles à leur lieu de travail. La distance de ces deux points ‐ dimension spatiale ‐, comme tout ce qui se passe dans la ville entre ces deux points, 1

Francesco Cingolani, Domenico Di Siena, Manu Fernandez, Paco Gonzalez, Cesar Reyes Najera and Ethel Baraona Pohl, URBAN APERTURE(S) >< POROSITY AS A NEW MODEL FOR HYBRID PUBLIC SPACE, conférence Urban Hybridization, 2010 < http://thinkark.com/uncategorized/urban-aperture-porosity-as-a-new-model-for-hybridpublic-spaces/ >


n’est plus important : ce qui intéresse est le temps de déplacement ‐ dimension temporelle ‐, de plus en plus réduit par les avancées de la technologie. La ville cesse donc d’être un espace continu pour muter vers une structure de nœuds ‐ points ‐ reliés par des connexions ‐ network city. Ces nœuds ont tendance à devenir de plus en plus clairement définis, organisés, efficaces, et les déplacements entre les nœuds sont alors de plus en plus rapides. Tout espace qui n’a pas une fonction unique et claire (tout ce qui n’est pas un nœud) perd de son importance, notamment les espaces publics. Ces lieux, qui ont historiquement été le scenario des relations sociales dans une ville, sont aujourd’hui privés de toute fonction compatible avec le modèle urbain contemporain. En fait, la structure par nœuds ne nécessite plus un espace continu pour le développement des relations sociales : des moyens technologiques à bon marché (internet, téléphone, transport) permettent aujourd’hui de choisir ses points ‐ nœuds ‐ de rencontre avec ses amis ou sa famille sans nécessité de partager le même espace urbain (quartier ou ville). Nous constatons qu’Internet définit, aujourd’hui, un nouveau type d’espace public ‐ espace public virtuel ‐ qui ne remplace pas l’espace public traditionnel ‐ espace public physique ‐, mais qui peut l’influencer et le modifier en fonction des usages. Internet apparait donc comme un puissant (et surtout contemporain) outil d’action urbaine. Nous soulignons, dans ce contexte, l’importance d’aller dans la direction de multiplier au maximum les connexions entre ces deux espaces publics (virtuel et physique). Internet est l’instrument discontinu par excellence : non seulement il déforme toutes nos idées sur la continuité spatio‐temporelle de nos espaces, mais il arrive également à annuler complètement la composante spatiale en permettant à chaque nœud d’accéder à la totalité des informations disponibles. Pour le transformer en un instrument d’action urbaine, il est fondamental de le considérer non plus seulement comme un moyen pour rapprocher ce qui est loin, mais plutôt pour ré‐approcher ce qui est déjà ‐ spatialement ‐ proche. C’est ce que nous appelons l’Internet hyper‐local, un espace ‐ public ‐ virtuel référé à une composante spatiale continue (une rue, un quartier, une ville) dont les usagers sont les citoyens partageant ce même espace physique. Cette caractéristique commune de proximité spatiale transforme internet et ses contenus en un outil fortement localisé ‐ internet de proximité ‐, provoquant alors une multiplication des liens entre l’espace virtuel et l’espace physique de la ville. Pour que ces phénomènes deviennent efficaces, il est donc important de favoriser les dynamiques de formation et de développement des réseaux sociaux locaux - Local Social Network -, et de leur fournir, par la suite, des espaces publics nouveaux et adaptés aux besoins actuels. Les Local Social Network créent des relations et, si celles-ci se situent dans un espace physique commun, le résultat est une réactivation des espaces publics physiques, qui deviennent nécessaires pour développer ces relations. Ceci amène à définir l’espace public non plus comme l’espace de libre circulation au sens de mobilité, mais plutôt comme l’espace où les informations s’échangent et circulent librement parmi les habitants, c'est-à-dire un espace de relation des citoyens. Si l’importance de l’espace public réside alors dans les relations - connexions - qu’il est capable de générer, il est évident qu’au moment de programmer ou de projeter ces espaces, les architectes et les urbanistes devront prendre en compte ce nouveau « matériau » de construction dont internet abonde : les relations sociales. Ce matériau incorporel, que nous ne sommes pas habitués à considérer comme une architecture de nos villes, est la clef de voûte de ces nouveaux espaces publics que nous appelons hybrides, puisque ils comprennent l’ensemble des relations sociales locales physiques et virtuelles. A ce propos Manuel Castells déclare dans un entretien : « En effet, je pense qu’il faudrait mettre en cause la notion de société virtuelle et de société réelle. Je crois que la virtualité que nous vivons est une des dimensions fondamentales de notre réalité. […] Je dirais que c’est nous qui établissons la


connexion entre le virtuel et le «présentiel» (je ne l’appellerais pas réel, puisque la réalité est en même temps virtuelle et «présentielle»). Il n’y a pas deux sociétés, il y a seulement en nous deux manières d’avoir des relations et une activité sociale. Il est à nous de chercher la meilleure façon de les ajuster et de les accommoder.» 2 1.1 SENTIENT CITY : DE L’ANALYSE AU PROJET Nous considérons la notion d’espace hybride, définie plus haut, comme un concept analytique primaire dans l’approche aux problématiques contemporaines des espaces urbains. Cependant, en tant qu’architectes, l’analyse n’est pour nous qu’une première étape qui précède cette pratique visant à la modification de ces espaces : le projet. C’est pourquoi, dans les deux chapitres suivants, nous avons voulu donner du relief à des projets qui passent à l’action en expérimentant cette notion d’hybridité. Au cours de notre recherche, il a ainsi été important de marquer ce transfert du domaine de l’analyse (réflexion) à la notion de projet (action) avec la dénomination « espaces sensibles »3 ( Sentient City ). Le concept d’espace sensible est une translation de l’espace hybride vers le domaine du projet. Il nous informe d’une caractéristique fondamentale de ces nouveaux espaces (leur sensibilité) et cela implique déjà une prise de position par rapport à la façon dont le projet devrait s’acheminer. En effet, avec Sentient City nous souhaitons définir un nouveau domaine d’études dans les disciplines urbaine et architecturale, un nouveau champ de recherche dans la construction et la structuration de l’espace. Cette nouvelle architecture prendra en compte ces nouveaux matériaux virtuels de la communication (connexions, relations et technologies relatives). Bien que, depuis toujours, les espaces aient représenté des lieux de communications et des contenants de relations, les architectes ne se sont jamais vus obligés d’en tenir compte dans le conception des places publiques. Il convient alors de clarifier pourquoi notre démarche propose, contrairement à l’approche traditionnelle, de considérer ces communications comme un véritable matériau pour la structuration de nos espaces de vie. Dans ce sens, il convient de préciser pourquoi nous avons indiqué cette nouvelle discipline avec l’expression « espaces sensibles ». La sensibilité est la capacité de ressentir des sensations et, par conséquent, la disposition à réagir face à elles. Nous estimons que le modèle d’espace hybride peut être interprété comme une rupture face à la notion traditionnelle d’espace : les espaces sont désormais sensibles, car ils entretiennent une communication avec leurs usagers et peuvent réagir à des demandes, des envies, des sensations.

Fig. 2 - A Google Architecture, Andreas Ferm + Jani Kristoffersen / Jani Kristoffersen + Andreas Ferm, Suede

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< http://andreanaranjo.wordpress.com/2008/12/22/entrevista-a-manuel-castells-en-revista-citilab/ >

Domenico Di Siena, "Espacios públicos híbridos como catalizadores de ciudadania", thèse de doctorat, 2009 <http://ecosistemaurbano.org/urbanismo/espacios-publicos-hibridos-como-catalizadores-de-ciudadania/ >


Une précision supplémentaire est cependant requise. La capacité d’intervention de l’homme sur la réalité, et en particulier sur l’espace, a toujours caractérisé notre rapport avec le monde extérieur. Notre relation à celui-ci se nourrit de cette capacité même d’intervention, et ce depuis toujours. Ce qui se présente aujourd’hui est un changement radical de la vitesse de cette intervention qui s’approche progressivement d’une communication rapide et instantanée. Dans le passé, l’espace traditionnel, la place publique, répondait aux stimuli avec un délai pouvant aller jusqu’à plusieurs années selon un schéma d’intervention de type analyse – démarche administrative – projet – travaux – qui aboutissait à la fin à la modification et à la construction de l’espace. Aujourd’hui, le rapport entre l’usager et l’espace s’entretient selon une échelle de secondes. Les technologies de la communication nous permettront bientôt de personnaliser l’espace de façon instantanée. L’espace public ne sera plus un contenant mais plutôt un media. Dans cette vision, d’un coté intrigante mais également vertigineuse, il apparait clair que l’architecte et l’urbaniste, en tant que constructeurs de l’espace et de la ville, ne peuvent plus faire abstraction de ces nouveaux mécanismes de communication. Ce sont les mêmes réflexions que nous croyons apercevoir dans le projet « A Google Architecture » (Figure 2), pouvant être résumées dans cette question : « Qui aura finalement le contrôle de la media-city ? ».

Fig. 3 - Web Mille punto zero4

Le graphique ci-dessus a été conçu pour expliquer la diminution au cours des dernières années de la Content Production Distance (CPD), définie comme la quantité de travail nécessaire pour transformer une action en contenu diffusé dans les médias. La télévision, par exemple, est un modèle de communication avec une CPD très élevée : nous avons été habitués à partager la société entre les producteurs de l’information (peu nombreux) et les consommateurs (très nombreux). La révolution du web 2.0, notamment avec les blogs, nous a montré qu’une activité pouvait être transformée en contenu très facilement et par tout le monde. Ensuite, des services comme twitter ou friend-feed ont encore réduit la distance entre nos actions et leurs publications, jusqu’à dessiner le concept de Life Stream, c'est-à-dire le concept extrême d’une vie dont le déroulement coïncide avec sa transformation en contenu de communication.

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< http://immaginoteca.blogspot.com/2008/11/web-1000-punto-zero.html>


Ce même schéma peut être aisément appliqué à l’évolution de l’espace urbain d’un modèle traditionnellement physique à un autre, plus contemporain, de type hybride et donc sensible. La distance qui nous sépare de l’intervention sur les espaces de notre ville tend à diminuer et le modèle s’approche, de façon vertigineuse, à ce point d’interrogation qui mérite toute notre attention. 1.2 L'HOMME AU CENTRE DU NOUVEL ESPACE PUBLIC RELATIONNEL Ces réflexions nous amènent à conclure que, du point de vue de la structuration spatiale, la notion d’espace se reconfigure avec une structure floue et décentralisée. Le modèle d’espace public nodal (la place publique) évolue vers un modèle constitué de micro-espaces publics avec une distribution plus horizontale et un caractère hyper-local. C'est pourquoi le modèle APERTURE(S) mentionné en début de texte est centré sur le concept de « filtre urbain ». Ce filtre est défini comme un nouveau dispositif (technologique ? architectural ? social ? culturel ?) capable de gérer des liens comme privé/publique, présentiel/virtuel ; et ceci au sein d’un système où les canaux de communication ne se présentent pas séparément mais, au contraire, de façon communicante – APERTURE(S). Dans un tel système, caractérisé par l'ouverture et un degré de liberté augmenté, il apparait évident que les technologies - ou le spectre des machines -, bien que responsable de ces changements, ne peuvent pas en décider. Le dispositif de filtre, qui tamise l'information et donc les espaces, et qui règle les flux entre eux, est forcément de type humain. L'homme, avec sa capacité de discernement et sa capacité à ressentir, est le seul capable d'effectuer cette tache fondamentale. Notre théorie permet ainsi de dépasser le paradigme positiviste, appuyé sur le technocentrisme, vers une compréhension du monde (de la société, de la culture, de l’architecture, etc.,) plus anthropocentrique. En effet, nous croyons que cette vision pourrait replacer l’homme à sa position naturelle, c’est-à-dire celle qui revalorise sa spiritualité et son intelligence. 2 HYBRIDITÉ, CONCEPTION ARCHITECTURALE, DESIGN Nous avons vu dans les chapitres précédents comment l'avancée des technologies a amené la discipline urbaniste et architecturale vers une nouvelle considération des espaces et de leur caractère hybride. Nous allons analyser en premier lieu le processus de conception inhérent au design des architectures et des objets. Ensuite, nous montrerons le caractère fortement hybride de la méthodologie que nous avons développée dans notre agence. Enfin, nous aborderons la manière dont les facteurs physiques et virtuels développent des relations de fusion et non d'opposition à l'intérieur de notre démarche. Le métier d'architecte, ainsi que celui de designer, est alimenté par le conflit éternel qui oppose la potentialité des rêves et l'acte de la réalité : l'imagination et la construction sont deux moments fondamentaux qui précèdent celui de l'usage dans l'histoire de l'objet. Dans cette dichotomie entre l'imaginaire et le réel, le rôle du concepteur est celui d'imaginer et, ensuite, de développer une vision réelle de l'objet qui a été inventé au préalable sur le terrain de l'imagination. En ce sens, les crayons et l'ordinateur ne se présentent donc que comme des instruments de simulation du réel. Nous pouvons les qualifier comme des tentatives liminaires qui essayent de reproduire dans la réalité ce qu'on a d'abord imaginé. Ce qui est aussi caractéristique du processus de conception est la perméabilité de ces deux instants (l'imaginaire et le réel) qui est retranscrite dans la perméabilité des moyens (d'un coté physiques et de l'autre virtuels) utilisés pour la conception. En effet, nous ne passons jamais brusquement de la conception virtuelle à la conception physique mais, à partir de la première idée jusqu'à sa réalisation finale, nous agissons dans un terrain vague entre physique et réel. Nous allons montrer comment cette hybridité qui caractérise la conception, est d'autant plus possible aujourd'hui, grâce aux technologies les plus récentes. C'est pourquoi, dans le but d'établir un parallèle avec les espaces hybrides, nous avons appelé cette approche "conception hybride".


Comme cela a été énoncé précédemment, il nous semble que l'avancée des technologies virtuelles (qui simulent la réalité) représente plus un moyen permettant la fusion cohérente entre le réel et le virtuel, qu'un danger pouvant nous faire tomber dans l'abstraction totale et la virtualisation de notre quotidien. Afin d'expliquer et d'argumenter ce point, nous allons décrire la démarche de conception hybride spécifique à notre agence, car elle présente certaines particularités par rapport à une agence d'architecture standard. Des exemples d'application de cette conception hybride permettent d'illustrer en parallèle les propos. 2.1 LES OUTILS DE CONCEPTION Notre processus de conception s’appuie sur des aller-retours constants entre différents outils de travail. Les logiciels de dessin 3D (Rhinoceros, Autocad), les croquis, les maquettes physiques, les logiciels de calcul de structures (Straus7), les outils de paramétrisation (RhinoScript, Grasshopper et API de Straus7) sont ainsi utilisés simultanément. Chacun de ces instruments représentent des modèles capables à la fois de simuler la réalité et de provoquer - stimuler - le processus créatif. Dans notre processus de conception, nous avons expressément utilisé le mot « modèle ». La définition de ce concept donnée par le wikipedia français est particulièrement utile au développement de notre discours. « Le mot modèle synthétise les deux sens symétriques et opposés de la notion de ressemblance, d’imitation, de représentation. En effet, il est utilisé : - pour un concept ou objet qui est la représentation d’un autre (le « modèle réduit » ou maquette, le « modèle » du scientifique), à construire ou déjà existant. - pour un objet réel dont on cherche à donner une représentation, qu’on cherche à imiter (exemple : le « modèle » du peintre, le « modèle » que constitue le maître pour le disciple). Le premier sens est le sens original. Le second sens dérive de la pratique des architectes et ingénieurs (puis des scientifiques) consistant à construire d’abord un prototype, concret ou conceptuel, qui servira de « modèle » à une construction réelle : le modèle est ainsi devenu, en outre, l’assemblage de concepts représentant de manière simplifiée une chose réelle déjà existante (objet, phénomène, etc.), en vue de la comprendre, d’en prédire le comportement, etc. »5 En effet, les outils dont nous nous servons pour façonner la réalité, présentent tous des caractéristiques différentes, ainsi que des degrés d’approximation variables et complémentaires. C’est pourquoi nous privilégions dans le processus de conception une approche à la fois simultanée, synthétique et non exclusive. Ce point est aussi mis en valeur dans wikipedia : « Le modèle représente une réalité. Il ne constitue pas cette réalité, comme l’énonce l’adage « la carte n’est pas le territoire » ; Un modèle n’est pas (et n’a pas à être) parfaitement ressemblant : on vise une ressemblance suffisante, qui dépend de l’utilisation souhaitée (ainsi, un sculpteur et un médecin n’utilisent pas le même modèle d’un corps humain) ; La qualité d’un modèle dépend des techniques disponibles ; Le comportement du modèle correspond dans une certaine mesure, et dans une certaine plage de validité seulement, au comportement de la réalité ; la ressemblance est, dans quelques cas, quantifiable. La démarche est similaire à celle consistant à remplacer localement une courbe complexe par son cercle osculateur : licite, elle nécessite cependant du discernement. »

5

< http://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le >


Compte tenu que le concepteur travaille avec des représentations de la réalité et que celles-ci sont intrinsèquement limitées et approximatives, la combinaison d'une multiplicité de points de vue s'avère d'autant plus nécessaire. Dans la démarche spécifique de notre agence, cette pluralité de regards se voit aussi accompagnée par l’intérêt porté sur le développement d'une approche multidisciplinaire. Dans le domaine de l’architecture, la pratique courante propose la réalisation d’un parcours linéaire. Autrement dit, les différentes professions apportent leur savoir-faire à des moments temporellement ordonnés et successifs.

Fig. 4

Contrairement à cette approche, notre démarche se caractérise clairement par la circularité (comme cela est signalé dans le diagramme ci-dessus), y compris pour les disciplines de l’architecture et de l’ingénierie. En effet, bien qu'historiquement les figures de l’architecte et de l’ingénieur aient été toujours fondues en une seule (Hugh Dutton cite l'exemple classique de Brunelleschi dans son entretien6), nous avons assisté depuis le XIXe siècle à une séparation de plus en plus nette entre les deux professions : « un état d’éloignement [...] » « comme un couple dont les partenaires ne se parlent plus ». Notre démarche est celle de privilégier le retour à l’idée de l'architecte-constructeur, c’est-à-dire de favoriser un dialogue intime entre l’architecture et l’ingénierie. En effet, la mixité de notre équipe, composée d’architectes, d’ingénieurs et de designers, nous permet de travailler avec une méthodologie synthétique. HDA est parmi les quelques agences d'architecture à intégrer des architectes, des ingénieurs, des designers travaillant ensemble au quotidien dans la même équipe. Ce fait apparait fortement significatif de la méthodologie de conception non-standard que nous formalisons par l'expression "conception hybride".

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< http://complexitys.com/francais/les-entretiens-de-complexitys-hugh-dutton-contre-le-branding-de-larchitecture/ >


2.2 LA DÉMARCHE DE CONCEPTION HYBRIDE

Fig. 5

A partir des premiers croquis réalisés normalement à la main, une maquette virtuelle 3D (Rhinoceros ou Autocad) est développée. Le logiciel Rhinoceros représente aujourd'hui un véritable phénomène dans le monde de l'architecture. Conçu à la base pour les métiers du design d'objets (en particulier pour le dessin de bijoux) le logiciel s'est transformé dans les cinq dernières années en un véritable standard pour les agences d'architecture. La raison de ce succès est principalement liée à la grande facilité de générer, décrire et modifier des formes complexes. Rhinoceros permet de travailler la forme de façon intuitive et de changer aisément le point de vue de l'objet dessiné, en réalisant une sorte de promenade virtuelle autour de l'objet. Dans le cadre de cet article, ce qui nous intéresse dans cette technologie de modélisation est justement sa capacité accrue à générer des formes. Cette grande simplicité dans la création est tellement puissante que cela conditionne énormément le résultat final - nous parlerons par la suite de l'exagération esthétique des architectures contemporaines issues de ce phénomène, qui se traduisent souvent en des résultats de type blob architecture - : la question du rôle de l'humain, de la place de l'intervention de l'architecte dans cette méthodologie est alors tout à fait pertinente. Le niveau d'approximation des outils de conception qui est, comme nous l'avons expliqué, implicite au concept propre de modèle, a un poids qui est directement proportionnel à la puissance de l'outil en lui-même. Dans le cas de Rhinoceros, sa puissance étant très élevée, cette approximation devient un élément important. En outre, elle peut engendrer de véritables délires automatiques, dans lesquels la paternité de la création humaine n'est qu’illusoire. C'est pourquoi, dans le cadre de notre agence d'architecture, un rôle important est accordé aux ingénieurs. Ceux-ci mettent en évidence, avec des réflexions parallèles et simultanées à celles des architectes, ce degré d'approximation des outils de modélisation. Par exemple, comparé à un logiciel de calcul de structure, Rhinoceros pourrait être décrit comme un environnement à "plasticité infinie", les contraintes physiques des forces naturelles étant complètement absentes. L'intervention des logiciels de calculs (tels que STRAUS7) dans ce processus circulaire (Figure 4) de la conception permet de rajouter des contraintes physiques qui invitent le concepteur à reconsidérer l'objet du projet d'un terrain abstrait à un autre plus concret, où les forces naturelles exercent leur rôle primordial. 2.3 LE RÔLE DES LOGICIELS DE CALCUL Les logiciels de calcul de structure tendent de plus en plus à réduire la séparation entre virtuel et réel. L'amélioration toujours croissante de la qualité des interfaces graphiques des logiciels autorisent une plus grande liberté de conception architecturale. La conception des formes (virtuel)


peut être assurée en parallèle de leur vérification structurelle (réel) grâce à la modélisation des concepts par l'intégration dès l'initiation du projet des limites physiques des matériaux. Le comportement réel d'éléments structurels présentant des surfaces complexes n'est pas appréhendable dans sa globalité par les logiciels de modélisation gérant la géométrie seule, tels que Rhino. Les logiciels de calcul, comme Straus7 utilisé chez HDA, permettent d'associer des lois physiques au modèle virtuel de Rhino pour en définir les contraintes techniques. L'image ci-dessous montre la complémentarité et la nécessité des deux outils de modélisation utilisés dans l'agence HDA. Ceux-ci ont permis l'étude parallèle de la dévelopabilité des surfaces (Rhinoceros) et de la stabilité structurelle de forme (Straus7) des panneaux en acier inoxydable fins servant de peau externe sur le tourbillon de la Philharmonie de Paris.

Fig. 6 - Etude parallèle entre Rhinoceros et Straus7 de panneaux de la Philharmonie de Paris (Etudes HDA)

De plus, l'hybridation du virtuel et du réel, avec des niveaux d'interpénétration grandissants et dans un processus d'optimisation poussé, ne devient possible que lorsque les outils de modélisation s'appuient sur des processus itératifs dont les résultats tendraient vers une forme optimisée en termes d'architecture et de performances structurelles (forme utile, intelligente) : "contraintes architecturales + caractéristiques physico-mécaniques des matériaux = forme utile hybride". La forme et son utilité structurelle peuvent devenir indissociables. Plusieurs travaux récents ont permis le développement d'outil de recherche de forme (travaux sur le "form finding" dont l'un des pionniers est Frei Otto7). Les applications premières concernent l'étude de structures tendues, c'est à dire n'autorisant que des efforts internes de traction (aucune capacité en flexion ou en compression). Les structures textiles (toile) ou en réseaux de câbles sont au cœur de cette problématique. Elles n'ont de sens que si la forme qu'elles génèrent est auto stable. Les forces internes du système global sont à l'origine d'une forme en équilibre dans l'espace (double courbure, voir exemple ci-dessous). Dans le processus calculatoire complet (dimensionnement final de l'ensemble des éléments structurels), l'étape intermédiaire de recherche de forme représente littéralement une phase hybride : les méthodes de calcul développées (méthode matricielle, densité de force, relaxation dynamique8) s'appuient sur un procédé virtuel visant à rechercher la géométrie ayant une stabilité structurelle réelle.

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F. Otto, R. Trostel, F. K. Schleyer : Tensile structures [vol. 1 et 2] : Design Structure and calculation of buildings of cables nets and membranes. Cambridge : MIT Press Massachusetts Institute of Technology, 1973. 8

K. M. Koch, K. J. Habermann : Membrane Structures: The Fifth Building Material. Prestel Publishing, 2005.


Fig. 7 - Projet en Jamaïque utilisant une membrane autostable (Etudes HDA)

Mais le concept de recherche de forme peut être étendu à l'ensemble des concepts structurels dans un souci d'optimisation structurelle : trouver une forme où la matière est placée de manière utile toute partie a une nécessité structurelle. Nous utiliserons ainsi dans la conclusion de ce texte la formulation "La forme est structure et la structure est forme". Dans ce processus d'optimisation de forme, les caractéristiques mécaniques et physiques des matériaux employés doivent être intégrées bonne capacité en traction (corde, câble, toile), en compression (béton, fonte, maçonnerie, brique), en flexion (acier, bois), légèreté, ductilité... - mais aussi leurs composantes architecturales - aspects visuel, toucher, lumière... La recherche de forme et le concept structurel adopté doivent être en mesure d'assurer que la matière physique est placée où on en a besoin et enlevée où elle est inutile, mais qu'elle remplit en même temps au mieux les contraintes architecturales. Toutefois, bien que ces outils numériques soient de plus en plus complets, l'humain demeure indispensable. La modélisation numérique suppose un caractère fini et discret de la matière (calculs aux éléments finis9). Par opposition, la matière physique, réelle, sous-entend une représentation infinie, tout du moins jusqu'à l'échelle atomique. Les limitations des performances des machines de calcul ne peuvent prétendre représenter le caractère continu de la matière. Le grand écart entre les deux niveaux d'échelle microscopique / macroscopique ne peut être représenté fidèlement par les outils de calcul dont les formulations mathématiques de base sont par essence finies. Les formulations aux éléments finis sont basées sur un découpage en maillage de la matière simulée. Plus les modèles veulent se rapprocher de la réalité, plus ils deviennent complexes et ingérables, tant par les machines que par les utilisateurs. Les modélisations pertinentes s'inscrivent dans l'échelle de temps de conception des projets (semaines, mois voire quelques années). L'utilisation sensée des outils de modélisation numérique dans ce cadre temporel n'est alors envisageable que si les utilisateurs / modélisateurs / concepteurs ont la capacité de maîtriser l'application d'hypothèses simplificatrices (assurant une meilleure gestion des modèles, des temps de calcul...) permettant ainsi une représentation suffisamment fidèle et fine au regard des exigences constructives. Dans ce contexte là, le concepteur doit avoir la connaissance des techniques de modélisation : données d'entrée, interprétation des sorties (résultats). La connaissance des matériaux (caractérisation en données chiffrées), des conditions de liaisons et des limites des modèles (points critiques, forts gradients internes...) est indispensable. De plus, le développement continuel d'éléments finis spécifiques (poutre, câble, bielle - 1D -, plaque, membrane, plaque à déformations ou contraintes planes - 2D -, tétraèdre, hexaèdre - 3D -) a permis de faire évoluer les outils numériques de calcul et autorise ainsi la possibilité de modéliser des structures de caractéristiques et de conceptions de plus en plus variées. En parallèle, l'analyse de formes extrêmement complexes est aujourd'hui devenue possible grâce au développement d'outils de création de maillage automatisés capables de discrétiser des domaines continus (tirés des surfaces architecturales) et pouvant adapter la finesse du maillage en fonction de 9

O. C. Zienkiewicz, R. L. Taylor, J.Z. Zhu : The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals. ButterworthHeinemann; 6 edition, 2005.


l'importance du gradient de la quantité à mesurer. L'évolution de ces typologies d'algorithmes a également permis le développement d'outils complémentaires de maillages adaptatifs et évolutifs capables de déplacer les zones de maillage densifiées selon l'évolution temporelle des champs des quantités physiques à étudier10. Mais, tous ces outils de plus en plus innovants et performants ne peuvent être utilisés sans un niveau de connaissance et d'expérience suffisant, source de pertinence accrue des modélisations. Une absence de recul et de jugement critique suffisant pour assurer une interprétation pertinente des résultats, dont la complexité croit directement avec la finesse des modélisations, peut être à l'origine d'erreurs de conception. 2.4 VERS UNE ARCHITECTURE NON ABSTRAITE : POUR UNE MÉTHODOLOGIE DE LA COMPLEXITÉ Dans le domaine particulier de l’architecture, la technologie nous permet une approche que nous avons nommée « méthodologie de la complexité ». Le discours que nous soutenons se base sur la considération que nous vivons un moment clef dans l’histoire des technologies et que l’humain a une grande responsabilité d’orienter les avancées de la technologie. Comme nous l’avons expliqué dans le chapitre sur la conception hybride, les technologies virtuelles de simulation et de modélisation peuvent être dirigées vers l’obtention de résultats moins abstraits et moins intellectuels ; le mot intellectuel étant ici utilisé pour désigner quelque chose qui n’est pas de l’ordre du sensible. En d’autres termes, nous souhaitons montrer comment la technologie peut être exploitée pour une production humaine plus en accord avec les lois naturelles. Cette prise de position qui rend enfin possible une approche de dialogue entre le créateur et la nature semblerait particulièrement adaptée dans une époque où la « tendance écologiste » et le développement durable sont souvent exploités et victimes d’un phénomène de « branding » ; ce discours dominant tend à réduire l’écologie à des techniques vertes (énergies renouvelables et engins technologiques) qui viennent s’intégrer à la fin d’un processus de conception traditionnel. Il nous paraît évident, par contre, qu’une approche plus holistique vis-à-vis des notions d’écologie s’impose, une démarche qui demande une profonde remise en question du rôle de l’architecte comme constructeur du monde. Nous souhaitons orienter l’architecture loin de la standardisation pour nous rapprocher d’un rapport égalitaire et symbiotique avec la nature, comme nous avons pu le montrer dans le projet des pylônes electriques de Terna « Dancing with Nature ».

Fig. 8 - Pylônes de Terna

Notre vision de l'architecture se détache d'une conception esthétique, le mot esthétique étant utilisé dans son sens de plaisir intellectuel du beau tendant à réduire l'architecture à un évènement décoratif qui rappelle les phénomènes de mode. Cette intellectualisation du beau est aujourd'hui à la base des principales dérives de l'architecture contemporaine, notamment l'obsession d'originalité des architectes et la notion d' "effets secondaires Guggenheim". L'infinie plasticité des outils de modélisation 3D joue dans ce sens un rôle fondamental pour l'instauration de cette confusion désormais acceptée entre l'architecture et le spectacle, entre la forme et l'esthétique. Par contre, du moment où les forces naturelles entrent en jeu dans la phase de 10

T. Belytschko, T. Black : Elastic Crack Growth in Finite Elements With Minimal Remeshing. International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol. 45, Number 5, 1999.


conception et cessent d'être des contraintes limitant le génie de l'architecte-artiste, la forme devient un concept clé et elle se redéfinit comme la configuration spatiale d'un corps physique qui est responsable des relations que celui-ci entretient avec l'environnement (forces mécaniques, lumières, aspects sensoriels,...). Notamment, d'un point de vue structurel - nous avons parlé des logiciels de calcul de structure que nous utilisons dans notre profession - la forme est particulièrement importante dans notre démarche d'agence d'architecture-ingénierie, puisque les matériaux et les volumes résistent et réagissent aux forces mécaniques notamment par la forme. La forme est donc la structure, et la structure est la forme. Cette équation est désormais rendue possible par une hybridation de la démarche de conception, qui se développe à la fois dans la mixité des disciplines (architecture, ingénierie) et des outils de travail (modélisation 3D, calcul de structure). Nous avons précédemment mis en évidence que, comme dans les espaces publics, les technologies sont une opportunité pour revenir à un modèle anthropocentrique de la ville. Également, dans la conception architecturale, notre but a été de montrer que les dernières évolutions technologiques sont une occasion importante pour que l'architecture et le design d'objets rejoignent les processus naturels en accord avec une approche holistique de l'écologie.


ARCHITECTURE HYBRIDE : ESPACES SENSIBLES ET NOUVELLE CONCEPTION