Bilan de l’état de l’art

Dans ce bilan de l’état de l’art, nous essayons de répertorier les éléments intéressants et les inconvénients des travaux précédents, aussi bien au niveau de la description des intentions que du traitement de ces intentions.

Une aide à la conception par l’intention d’ambiance lumineuse peut se faire grâce aux simulateurs de lumière couplés, ou intégrés, aux logiciels de CAO. L’aide à la conception se traduit par la représentation d’un phénomène objectif qui permet la validation du projet par rapport à des intentions (simulation photoréaliste) ou des normes (simulation photométrique). Cependant, il existe toujours la logique de la conception géométrique, puis la confrontation à l’intention d’ambiance. Dans le cadre de la simulation inverse, les outils ne sont pas encore à la disposition du public mais nous pouvons constater leurs limitations intrinsèques indépendamment de l’implémentation logicielle.

3.3.1 Description de l’éclairage naturel

Il existe des lacunes au niveau de la description de l’ambiance, c’est un problème soulevé par Costa [Costa et al., 1999a] dans ses conclusions. Ce dernier remarque les difficultés pour combiner la précision et la facilité dans une même méthode de description des intentions d’ambiance lumineuse. Ces difficultés s’expliquent par le fait qu’une ambiance lumineuse peut s’exprimer par des méthodes très diverses. Nous constatons que beaucoup de méthodes considèrent la direction incidente de l’éclairage comme une variable. Ces méthodes cherchent donc cette direction ce qui implique de nombreux calculs et une explosion de solutions difficile à maîtriser. Néanmoins, l’architecte peut avoir une idée précise de la direction incidente de l’éclairage, cette direction pourrait donc être considérée comme une donnée du problème.

3.3 BILAN DE L’ÉTAT DE L’ART

Les réflexions de l’ensoleillement propagent une quantité d’énergie im-portante sous forme lumineuse et thermique. Ces réflexions ne sont pas spécifiquement étudiées dans les travaux précédents.

La perception humaine ne distingue pas la lumière directe de la lumière indirecte. L’inconvénient majeur des interfaces graphiques est que l’on fait la description de la lumière perçue par un observateur et non de la lumière reçue par une surface. Il est donc difficile de dessiner la composante directe de la lumière comme Schoeneman le remarque dans sa conclusion [Schoeneman et al., 1993].

3.3.2 Simulation inverse pour la conception architecturale

La simulation inverse est un principe utilisé en ingénierie pour identifier un modèle. La convergence vers une solution se fait souvent à l’aide d’une technique d’optimisation. Cette démarche pourrait paraître adaptée à la CAAO car le concepteur d’espace cherche aussi une solution unique : le bâtiment. Or, la notion de bâtiment « optimal » est difficile à intégrer dans un modèle de simulation inverse, tant les paramètres d’optimisation d’un bâtiment seraient nombreux et complexes. Nous cherchons donc une méthode de simulation inverse de l’éclairage qui aide la conception d’une solution sans forcément donner une solution optimale.

La plupart des méthodes précédentes utilisent l’équation de radiosité, et proposent une ou plusieurs solutions sur la base de critères objectifs, automatiquement et sans explication sur la manière de découvrir la solution. Dans

CHAPITRE3 : ÉTAT DE L’ART

fonction-objectif permettant de mesurer la distance entre la solution courante et l’intention.

La notion de qualité lumineuse est évoquée par [Shacked et Lischinski, 2001, Moeck, 2004, Mahdavi et Berberidou-Kallikova, 1995, Ha et Olivier, 2006a, Ha et Olivier, 2006b]. Seul [Mahdavi et Berberidou-Kallikova, 1995], qui expérimente des méthodes de résolutions directes et indirectes, fait une reconstruction d’ouverture.

Quelques méthodes adaptées à la CAAO ont été développées, orientées sur l’ouverture des solutions plutôt que la réduction et l’optimisation. Nous notons la technique de Marks [Marks et al., 1997], qui propose plusieurs solutions précalculées tirées aléatoirement, que le concepteur peut sélectionner et assembler à sa guise, car il considère que les intentions sont trop complexes à modéliser.

Une optimisation est la convergence vers une solution dite « optimale » à l’aide d’une fonction-objectif. Certaines techniques sont dédiées à la recherche d’un minimum local, d’autres plus complexes, à celle du minimum global. Les auteurs qui se limitent à la recherche d’un minimum local se justifient en avançant que si les données de base sont bien choisies, le premier minimum rencontré est généralement une solution valide. Nous remarquons que tous les minima, quels qu’ils soient, constituent autant de pistes d’explorations pour le concepteur. Une technique d’optimisation adaptée à la détection du minimum global et des minima locaux serait un révélateur de solutions potentielles.

3.3.3 Présentation des solutions

Les méthodes basées sur une optimisation d’un système linéaire proposent par nature une seule solution de configuration des sources lumineuses respectant une ambiance donnée, même dans les cas où il existe plusieurs possibilités. Les méthodes de résolution directe subissent là une limitation identique : le calcul

3.3 BILAN DE L’ÉTAT DE L’ART

de la solution est effectué jusqu’au bout sans intervention du concepteur. Ces deux types de résolution considèrent que la proposition d’une seule solution par le système satisfera forcément le concepteur puisqu’elle satisfait les contraintes ou intentions initiales.

Les designs galleries [Marks et al., 1997] proposent une alternative par une exploration de solutions déjà calculées, et dans le cas de l’éclairage, on peut même composer la solution finale avec un ensemble de choix parmi les propositions. Siret [Siret, 1997] propose des éléments de solutions destinés à être interprétés et non une solution complète.