Partie 4 : Application de la méthode paramétrique au Maroc

Chapitre1 : introduction

1-Introduction :

Le but de cette partie est de servir de catalogue de différents éléments (phases de design, technique traditionnelles Marocaines, et éléments architectoniques) et comment ils peuvent servir de canevas de recherche et d’expérimentation. Je proposerais alors au fur et à mesure des outils de design paramétriques qui feront l’affaire, avec quelques applications et démonstrations.

Pour démontrer différentes méthodes qui peuvent être appliquer au Maroc, je vais commencer par le plan à l’échelle urbaine, puis le plan à l’échelle architecturale, suivi par une expérimentation sur les motifs traditionnels, matériaux et éléments architectoniques. Pour finir, un workflow BIM sera proposé afin de maitriser les coûts.

2-Logiciels utilisés :

Les logiciels utilisés sont Rhinoceros 3D, qui est un logiciel de conception assistée par ordinateur utilisé dans le milieu du design industriel ou l’architecture, développé par Robert McNeel and Associates. Et le plug-in Grasshopper qui permet de coder visuellement par le biais d’algorithmes, les modèles 3D, utilisant Rhino comme interface d’opération.

Chapitre 2 : Exemples d’application et expérimentations :

1-Planification urbaine et architecturale :

1-1-Design urbain avec Decoding Spaces :

Decoding Spaces est un plug in de Grasshopper qui aide dans la conception urbaine DeCodingSpaces Toolbox pour Grasshopper est une collection de composants analytiques et génératifs pour la planification architecturale et urbaine algorithmique. La boîte à outils est un logiciel libre publié par le Computational Planning Group (CPlan) et est le résultat d'une collaboration à long terme entre des institutions académiques et des partenaires de la pratique à travers le monde dans le but commun d'augmenter l'efficacité et la qualité de l'architecture et de la planification urbaine.

Les composants de ce plug-in comportent un composant de génération de réseaux de rues et un composant d’analyse d’analyse de réseaux.

Le composant de génération de réseaux comporte :

-Composante SYNTHÈSE DE RÉSEAU DE RUES |

Générer un réseau de rues dans une région limite (B), des rues de liaison (IS) et une topographie (TP) données.

L'algorithme est basé sur des arbres d'instructions tels que décrits dans Koenig, un papier de recherche publié en 2013 à Researchgate.net.

Le composant renvoie le réseau de rues généré en fonction des paramètres d'entrée : Longueur minimale du segment (MinL), Longueur maximale du segment (MaxL), Déviation angulaire des extensions de rue (RA), Type de croisement (MA) et la profondeur de l'arbre d'instruction - itérations génératives (TD).

Le réseau généré est entièrement reproductible en mettant en place le même numéro de graine aléatoire (RndS)

-Composant GENERATION de plan

Permet de diviser les polygones en parcelles avec accès à la rue et largeur minimale donnée (PWT). Pour en savoir plus, voir Koening et al, 2017.

-Génération de bâtiments

Le composant d’analyse de réseaux comporte :

-Composants de l'ANALYSE DU RÉSEAU DE LA RUE

Compilation de composants fournissant un cadre flexible pour l'analyse du réseau de rues basée sur les graphes. Tous les calculs sont basés sur un graphe inverse et dirigé avec des pondérations définies par l'utilisateur pour les bords et les sommets. Pour plus de détails techniques, veuillez lire Fuchkina 2017.

-Composants d’analyse de visibilité :

-Analyse de données

-Analyse d’hydrologie

-Utilités Ce plug in servira durant la phase de design urbain du projet.

1-2-Modelisation du site avec « Elk » Elkestunensembled'outilspermettantdegénérerdescartesetdessurfacestopographiquesàpartirde données open source provenant d'OpenStreetMap.org et de l'USGS.

1-3-génération de plans avec : Termite nest

Termite_Nest est un plugin qui fournit de multiples utilitaires fascinants pour la planification spatiale. Avec l'avantage de l'analyse graphique et des outils syntaxiques de Termite_nest, vous serez en mesure de générer un graphique spatial dans n'importe quelle forme de frontière. En outre, le générateur de mise en page défini par l'utilisateur vous aide à traduire le graphique spatial généré en différentes formes morphologiques. Termite_nest est conçu de manière à aider les architectes à découvrir facilement les différents potentiels géométriques de la topologie de planification de leurs désirs. En tant qu'outil, il peut être synchronisé avec différentes optimisations et utilités dans les environnements paramétriques de Grasshopper qui permettent aux architectes d'obtenir un pouvoir illimité pour générer, comparer et faire évoluer leurs produits de conception.

Le workflow suivi en travaillant avec ce logiciel est la suivante 37:

Les relations entre espaces intrinsèque à l’architecture Marocaine peuvent tirer profit de cet algorithme.

2-Experimentations : Motifs traditionnels islamiques :

Introduction :

Depuis le VIIe siècle, le monde islamique a connu de grandes traditions artistiques et décoratives. Dans ce vaste espace qui s'étendait sur l'Europe, l'Afrique et l'Asie, nous trouvons des trésors artistiques d'une beauté inégalée. L'art ornemental islamique, que l'on trouve sur divers matériaux tels que les tuiles, les briques, le bois, le laiton et le plâtre, peut être classé en deux types : l'art ornemental tridimensionnel appelé Muqarnas (Stalactites) et l'Arabesque ornementale plane qui peut également être divisée en deux catégories : florale et "Tastir" ou motifs géométriques. Le floral englobe de grandes réalisations dans les motifs curvilignes, les dessins floraux stylisés appelés "Taourik" et "Tachjir, dans ces Dans ces motifs, les formes en spirale ondulent et s'unissent en continu.38

Les "Tastir" ou dessins géométriques, qui constituent la plus grande catégorie de motifs islamiques, sont présents à profusion dans tout l'art islamique. Les motifs ornent les bâtiments, en particulier les mosquées et les tombeaux ; ils sont surtout connus des Américains et des Européens grâce au palais de l'Alhambra à Grenade, en Espagne, l'un des joyaux de l'art islamique.

Les méthodes de conception étaient un domaine privé des artisans qui les pratiquaient. Les connaissances étaient transmises de maître à apprenti au fil des générations et ont fini par se perdre avec le déclin de l'utilisation des motifs islamiques au cours du XVe siècle.

Toutefois, à la fin du siècle dernier, le roi marocain Hassan II a apporté un soutien fort à la promotion, à la préservation et au développement de l'artisanat (Abbas, 1995).

Plusieurs auteurs ont publié de grandes collections de motifs islamiques, ils ont concentré leurs travaux sur la classification et l'analyse de ces motifs.39

Grace au design paramétrique, il est désormais possible de dessiner ses motifs de façon aisée soit par l’adoption de l’une des méthodes variées qui sont fruits de différentes recherche, telle que la méthode de « polygones en contacte » de Hanakin 40:

38 Thalal et al., « ISLAMIC GEOMETRIC PATTERNS ».

39 Thalal et al.

40 Kaplan, « Islamic Star Patterns from Polygons in Contact ».

Chaque rangée montre un pavage ainsi que trois motifs qui peuvent en être dérivés en utilisant trois angles de contact différents. La rangée du bas présente un amusant pavage par des polygones presque réguliers.

Une autre méthode serait de se baser entièrement, ou partiellement sur des algorithmes pré-élaborés tel que Parakeet.

Parakeet :

Parakeet est un plug-in sur Grasshopper qui représente une collection de composants axés sur la génération algorithmique de motifs ; elle offre une approche unique et facile à utiliser qui permet de générer des motifs/réseaux géométriques et naturels, créé par Esmaeil Mottaghi et Arman KhalilBeigi .41

Cette paramétrisation permet multiples possibilités d’expérimentation et innovation qui peuvent être adaptée au Maroc en toute simplicité, à titre d’exemple une éxperimentation par Junichiro Horikawa, un concepteur informatique qui a créé un dégradé de motifs en utilisant Parakeet sur grasshopper42 :

3-Experimentations : Techniques traditionnelles :

La construction en briques de terre cuite est une technique communément utilisée au Maroc, dans cette partie, par le biais de deux exemples effectués en 5ème année sous la supervision et encadrement du professeur Massimiliano Martino, je présenterais des méthodes d’expérimentation pour des murs en briques simples, ou modulées.

3-1-Exemple 1 : Conception d’un mur en briques modulées expérimentales

Ce projet est une mur/sculpture qui pourrait servir d'embellissement à une station d'attente. Il s'agit d'un clin d'œil au motif traditionnel du zellige, le plus simple, une tessellation simple mais élégante d'octogones et de petits carrés.

En donnant du volume à une tessellation plate traditionnellement utilisée, il s'agit d'une tentative de mettre en lumière la beauté des motifs qui se perdent souvent dans les formes géométriques colorées du zellige.

Voici le canevas du programme Grasshopper utilisé pour créer le motif.

J'ai commencé par créer la tesselation 2d, puis j'ai extrudé chaque type de tuile en suivant une fonction sinus et cosinus respectivement de chaque côté du mur pour créer deux motifs 3d opposés.

La construction de ce mur sera possible en combinant la technique traditionnelle de briques cuites moullées, avec des moulles customisées en carrés/octogones extrudés en différentes profondeurs.

3-2-Exemple 2 : Conception d’un mur en briques régulières en rotations : Cet exemple pratique, aussi faisant partie de mon travail pour un séminaire présenté par Arch. Massimiliano Martino, démontre une utilisation non-orthodoxe de la technique régionale de briques cuites, conçu sur Grasshopper et Rhino 3D.

La technique utilisée est une condition « point attracteur », traduite en angle de rotation pour chaque brique du mur, créant ainsi un mur ornemental en technique

Chapitre 3-Lien avec le BIM : lien Rhino-Grasshopper-ArchiCAD :

Archicad est un logiciel d'architecture édité par la société hongroise Graphisoft, du groupe allemand Nemetschek, qui permet de modéliser un bâtiment en 3D puis d'établir divers documents nécessaires à sa construction (plans, coupes, élévations, perspectives, listes d'objets...).

Avec son concept Virtual Building, Archicad innove parmi les logiciels BIM (Building Information Modeling).43

La nouvelle connexion Archicad – Rhino – Grasshopper permet de connecter les meilleurs outils de modélisation pour les différentes phases de conception. Ces outils comblent des lacunes dans le processus de projet entre la phase initiale de conception et la phase de modélisation de l’information du bâtiment, c’est à dire le BIM process. Ils offrent des solutions transparentes et bidirectionnelles pour le transfert de géométrie, ainsi qu’une façon de traduire des formes géométriques de base en éléments BIM complets, tout en ajoutant une fonctionnalité d’édition algorithmique.

Cet outil permet à Archicad et Rhino-Grasshopper de communiquer directement afin de créer et de manipuler un modèle BIM, en totalité ou en partie, grâce à l’interface de Scripting visuel de Grasshopper.

Les conceptions, dont le travail est actuellement basé sur Rhino-Grasshopper ou Archicad , peuvent exploiter leur fonctionnalité à leur avantage.

La connexion en direct, associative et bidirectionnelle permet aux utilisateurs de créer des flux de travail polyvalents et d’utiliser la connexion dans plusieurs scénarios.

Dans les projets où la conception est principalement déterminée à l’aide du jeu d’outils Rhino-Grasshopper, les utilisateurs peuvent appliquer la connexion GH-AC pour convertir la conception en modèle BIM complet et conserver certaines des fonctionnalités d’édition algorithmique.

Dans d’autres cas, Rhino-Grasshopper (ou un autre plug-in Rhino) peut être utilisé pour compléter un projet BIM existant avec des fonctions algorithmiques ou un environnement de modélisation de forme libre à n’importe quelle étape du processus de conception. Dans ces situations, le cadre ou la géométrie de référence pour la pièce conçue dans Grasshopper peut être pris directement à partir d’Archicad .44

Grace au lien Archicad-Rhino-Grasshopper, il est possible de traduire des géométries créées sur grasshopper à des éléments BIM définis sur archicad, et maitriser les quantités, coûts, et matériaux des éléments avec toute précision :

Conclusion :

Cette partie à démontrer plusieurs algorithmes et expérimentations sur le Plug-in Grasshopper qui peuvent être adaptés au Maroc de façon efficace et durable, commençant par l’échelle urbain et architecturale en plan, puis sur les différentes techniques et éléments architectoniques intrinsèques à l’architecture Marocaine. Ces différentes démonstrations et stratégies développées servirons de point de départ pendant le projet du S12, et vont s’étaler de plus au fur et à mesure.

Le projet se développera sur l’échelle urbaine, puis l’échelle architecturale, le désigne paramétrique régionale adaptée va résoudre les problèmes posés dans le site choisi.