L’implémentation d’une méthode d’assistance comme celle que nous venons de définir est régie par un ensemble de facteurs qui conditionne le succès d’un tel développement. Ces facteurs sont en rapport avec la nature de la méthode, le profil des utilisateurs et le profil du développeur.
1.1 La nature de la méthode
Notre méthode est structurée sous la forme d’une méthode de modélisation déclarative qui démarre à partir d’une description et une adaptation des paramètres pour atteindre un objectif bien défini. Ce type de processus déclaratif, génératif et itératif fait appel à des modules permettant de réaliser ces opérations et de les enchainer. Le processus déclaratif tel qu’il est dans la méthode proposée fait appel à la notion d’images de références permettant au concepteur de décrire ses intentions d’une manière intuitive et de permettre à la méthode de les identifier. Un module logiciel de gestion et de navigation dans une base de données d’images référencées permet de répondre à cet objectif. Il crée une interaction entre le système et le concepteur en lui donnant la possibilité de sélectionner des images selon leur capacité à représenter ses intentions.
Nous avons également besoin de modules logiciel intégrant un modèle numérique de modélisation géométrique paramétrique et un modèle numérique d’optimisation et de génération. Ces deux derniers modules servent à créer des configurations architecturales et à les optimiser en faisant varier leurs propriétés pour atteindre un objectif qui est, dans notre cas, une description qualitative d’effet de lumière naturelle identifiée à partir de la sélection d’images. Ce type de description non géométrique nécessite l’intervention d’un module évaluateur capable de comparer le comportement lumineux des solutions générée avec la description des effets de lumière naturelle. Ce besoin doit être matérialisé par un modèle numérique de simulation physique capable de quantifier les apports lumineux et leurs distributions dans l’espace architectural. L’environnement logiciel choisi doit garantir, d’une part, une liaison et entre le module paramétrique, le module génératif et le module d’évaluation pour assurer l’activité de génération et d’autre part une liaison entre ces trois modules et le système interactif de
La phase de prise de connaissance réalisée grâce aux activités de visualisation, de navigation et de sélection nécessite la mise en place d’un module logiciel de représentations géométriques tridimensionnelles. Ce modèle doit intégrer des fonctions de visualisation globale et unitaire, de parcours des solutions générées et d’annotations afin de guider le concepteur dans ses choix. Les activités de modification qui caractérise la phase d’appropriation exigent la mise en place d’opérateurs de transformation géométriques permettant au concepteur de reconfigurer les solutions issues de la génération.
La déclaration des intentions, la génération des solutions et leur visualisation intègrent un transfert de données et d’information d’où le besoin de module logiciel de gestion de base de données. Ce dernier doit permettre de stocker l’information issue de la phase de déclaration des intentions et celles issues de la génération de solutions et d’assurer leur transfert entre des modules de nature différente (module interactif de gestion de références, module de génération et module de représentation).
1.2 Le profil des utilisateurs
La méthode d’assistance que nous proposons est destinée à un public constitué principalement d’architectes. L’étude des méthodes et outils d’assistance à la conception (Cf. Partie A.Chapitre IV) a montré que le besoin de ce type d’utilisateur consiste à manipuler des données qualitatives moyennant des supports graphiques particulièrement durant les phases conceptuelles du processus de conception architecturale. Ainsi, les différents modèles numériques choisis doivent fournir des supports graphiques pour l’ensemble des opérations à savoir la déclaration des intentions, la génération des solutions, l’évaluation et l’appropriation des résultats des solutions générées. L’objectif est de garantir une adaptation entre le support d’assistance et le type de données manipulées pour la maîtrise des ambiances lumineuses durant les phases précoces du projet.
La nouvelle génération d’architectes a réussi à acquérir une connaissance des outils de conception assistée par ordinateur dans le cadre de leur formation et de leur profession. Le choix d’un environnement logiciel pour l’implémentation de cette méthode doit prendre en compte ce constat en proposant un dispositif de développement intégrant une logique de fonctionnement semblable à celle des outils d’assistance à la conception utilisés dans la conception architecturale.
1.3 Le profil du développeur
Le choix de l’environnement du logiciel doit tenir compte du profil du développeur à savoir celui d’un architecte travaillant dans le domaine des méthodes et outils d’assistance à la conception architecturale et particulièrement celles portant sur la maîtrise du comportement lumineux. Ce profil implique des connaissances en terme d’utilisation et de manipulation des modèles numériques de modélisation géométrique paramétrique et impérative, des modèles de simulation de la lumière naturelle et des
modèles génératifs. En revanche, ce profil n’implique pas une maîtrise des techniques de programmation issues d’une formation complète en conception en développement de logiciels.
L’objectif est de manipuler un environnement de développement logiciel proposant une assistance et une simplification de l’activité de programmation.
1.4 Choix de l’environnement de développement
Suite aux différents facteurs que nous venons d’évoquer et en prenant en compte l’analyse des méthodes et des outils d’assistance à la conception (Cf. Partie A.Chapitre III), nous avons choisi le logiciel d’indexation d’images Image développé par Pascal Humbert22 et le prototype d’outil d’aide à la définition et la formulation des intentions à partir d’images références Day@mbiance (Salma Chaabouni, 2011) comme module logiciel permettant d’implémenter la phase de déclaration des intentions et d’identification des intentions du concepteur. Le premier module logiciel, Image, permet d’attribuer une caractérisation sémantique à des images de projet de référence représentant des types d’effets de lumière naturelle. Alors que le deuxième, Day@mbiance, propose une navigation interactive avec des fonctions de sélection permettant au concepteur de déclarer ses intentions d’ambiances de lumière naturelle.
Le modeleur 3D Rhinoceros® et son éditeur d’algorithme graphique Grasshopper® ont été choisis comme environnement de développement pour implémenter la phase de génération, d’évaluation et de prise de connaissance et d’appropriation de la méthode d’assistance. L’outil de modélisation géométrique impérative Rhinoceros® à travers son plug-in Grasshopper® permet de créer des algorithmes d’une manière graphique sans avoir besoin de connaissances avancées en terme de programmation informatique. Il est utilisé pour programmer et contrôler des modèles paramétriques de configurations architecturales en les reliant à des algorithmes génératifs. Grasshopper® propose également l’intégration de passerelles entre des modèles paramétriques et des moteurs de simulation de la lumière naturelle comme Radiance®. Cet environnement contient des composants qui facilitent la définition et le contrôle des paramètres de simulation ainsi que la récupération des résultats des évaluations. Enfin, des composants d’échanges de données créent des passerelles entre les modèles paramétriques, les moteurs de simulation et des bases de données. Ils participent aux interfaces d’échanges entre le système de déclaration d’intention et le système de génération de solution et de la même manière entre ce dernier et le système de visualisation des solutions.