Synthèse via amélioration

On a dit plus haut que la proposition initiale de l'architecte, celle que le logiciel doit améliorer, doit contenir toutes les pièces attendues (hors couloir). On peut alors espérer que les heuristiques ajoutent la dose de couloirs, portes, déformations, déplacements ... qui rendra le plan réaliste et, pourquoi pas, conforme aux attentes de l'architecte ou du futur occupant. Mais pour peu que l'on parvienne à construire automatiquement un premier plan grossier contenant toutes les pièces nécessaires (du type de celui de la Figure 143), on peut envisager que l'outil d'amélioration d'un plan existant soit utilisé pour réaliser un outil de synthèse, concurrent de celui qui a été présenté au chapitre précédent. La réalisation du plan initial ne présente guère de difficultés ; il suffit par exemple de placer autant de carrés que de pièces souhaitées le long du contour du logement, ces carrés devant être de taille suffisamment petite pour qu'ils tiennent dans le contour du logement sans se recouvrir les uns les autres (Figure 143).

Un plan grossier permettant d’utiliser l’outil de l’amélioration pour faire de la synthèse

Cette idée d'utiliser l'optimisation pour synthétiser un aménagement n'a pas encore fait l'objet d'une expérimentation poussée ; elle constitue l'une des extensions possibles de ce travail.

7. Bilan

La méthode d’amélioration d'un agencement commence par l’acquisition du plan à améliorer et des besoins et souhaits de l’occupant ; ensuite, elle évalue à chaque modification le degré d’adaptation de l’aménagement à l’occupant jusqu’à soit atteindre un aménagement satisfaisant soit échouer parce qu'il n'y a plus d'amélioration ou parce que la durée maximum est atteinte.

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- la modélisation du logement : elle est faite à l’aide de trois structures de données : une structure géométrique 2D qui permet de conserver toutes les informations liées à la position et aux dimensions des pièces, murs, portes, etc. ; un graphe appelé « graphe de mobilité » qui recense tous les déplacements rectilignes possibles de l’occupant dans le logement entre des points caractéristiques (centre d’une porte, point d’une pièce le plus éloigné des portes, sommet concave d’une pièce ou d’un couloir), tout itinéraire dans le logement étant approché par une succession de ces déplacements élémentaires ; un deuxième graphe appelé « graphe d’adjacences » qui recense les adjacences (au sens partage d'une porte) entre les pièces. Ces trois structures de données permettent une description plus complète du logement pour une meilleure évaluation des besoins et souhaits de l’occupant. Par exemple, si l’évaluation d’un besoin ou d'un souhait de l’occupant concerne un aspect touchant au déplacement de ce dernier dans le logement, le graphe de mobilité sera la structure sur laquelle l’évaluation sera faite car c’est la structure qui recense tous les déplacements possibles de l’occupant ;

- la modélisation des règles liées à l'habitat et des besoins et souhaits de l’occupant. Tous sont exprimés par des combinaisons de critères, à savoir dans un format exploitable d’un point de vue informatique. Par exemple, deux des critères que nous avons cités sont : « l’aire de la pièce � doit être supérieure à une aire donnée » et « le circuit (��è�� �, ��è�� �, . . . , ��è�� �) ne doit pas dépasser une longueur donnée » ;

- l’évaluation de l’adaptation d’un aménagement à l’occupant : elle consiste à vérifier le degré d’adaptation d’un aménagement aux besoins et souhaits de l’occupant. C'est un traitement en trois niveaux : 1) Les opérateurs d’évaluation sont des opérateurs de bas niveau. Par exemple, la distance géométrique entre deux points A et B, le coût d’un aménagement, l’orientation d’une pièce, le plus court chemin entre deux pièces, la connexité d’un graphe… ; 2) L’évaluation d’un critère, qui consiste à évaluer à l’aide des opérateurs un critère qui traduit des règles, des besoins ou des souhaits de l’occupant. Par exemple, le critère « chaque point du logement doit être accessible à partir de n’importe quel autre point » revient à appliquer l'opérateur de base « connexité d'un graphe » au graphe d’adjacence de l’aménagement ; 3) l’évaluation du logement, qui consiste à combiner les évaluations de tous les critères en une note globale du logement, afin de mesurer son degré d’adaptation au futur occupant ;

- l'ensemble des opérateurs de modification d’un logement s'appuient aussi sur d'autres opérateurs de bas niveau. Ces derniers sont conçus pour permettre tout type de modifications : déformation / déplacement d’une pièce, ajout / suppression de portes, ajout / suppression de couloirs. La résolution est faite avec quatre méthodes approchées qui s'appuient toutes sur ces quatre composants. Une première méthode (recherche locale aléatoire) consiste à faire une série de modifications aléatoires à partir d’une solution initiale. La deuxième méthode (First Improvement Hill Climbing) n’accepte une modification que si elle améliore la solution ; elle s’arrête entre autres quand aucune solution voisine n'est améliorante. La méthode suivante (Best Improvement Hill Climbing) choisit à chaque itération la meilleure solution améliorante parmi un ensemble de solutions voisines. Elle aussi s’arrête quand aucune voisine améliorante n'est trouvée. La dernière méthode est un recuit simulé, dont l'avantage est de ne pas être bloquée sur le premier maximum local trouvé, à l'inverse des méthodes précédentes.

8. Discussion

Nous concluons ce chapitre avec quelques commentaires sur la méthode d'amélioration d'un logement qui y est proposée et quelques possibilités d'étendre le travail qui a été réalisé.

Le processus proposé est pour l'instant limité au traitement d'un seul niveau d'un logement, il doit donc être réutilisé autant de fois qu'il y a de niveaux. Néanmoins, il est possible de l’adapter pour prendre en compte plusieurs niveaux. Pour cela, il suffit d'ajouter une paire d'arcs dans le graphe de

mobilité pour chaque dispositif de changement de niveau (escalier, ascenseur, rampe), chacun des deux arcs correspondant à un sens de parcours. Ces arcs sont étiquetés avec la longueur ou, pour une prochaine version, avec l'effort représenté par le franchissement du dispositif. Ceci fait, les calculs d'itinéraires entre des niveaux différents est immédiat. Pour le placement des pièces, soit on sait à l’avance quelles sont les pièces qui appartiendront à chaque niveau, et dans ce cas, le placement se fera par niveau, soit on ajoute des critères supplémentaires sur le placement pour imposer par exemple qu’une pièce soit sur tel niveau ou sur le même niveau que telle autre pièce ; quoi qu'il en soit, le schéma général de la méthode n'est aucunement remis en cause.

Rappelons aussi que l'objectif premier des aménagements générés n'est pas la perfection géométrique mais qu'ils doivent servir de source d'inspiration pour l'utilisateur du logiciel et exigent probablement des retouches de sa part.

Nous avons défendu dans le point 5.2 l'idée que la panoplie d'opérateurs de modification que nous proposons suffit à atteindre n'importe quel aménagement adapté en partant d'un quelconque autre aménagement adapté. Un autre sujet de préoccupation est la probabilité que des modifications tirées et paramétrées aléatoirement permettent d'atteindre tôt ou tard un optimum. Il est même probable que les deux approches strictement améliorantes (approches 2 et 3) n'atteignent que des maximums locaux car il faut vraisemblablement, pour atteindre un maximum global, accepter de détériorer, par moment, la solution courante.

A moyen terme, il y a plusieurs stratégies que nous aimerions tester car nous pensons qu'elles amélioreraient les chances d'atteindre un optimum de meilleure qualité :

• quand la méthode « se lance » dans une voie, il faut prendre des mesures, à l’instar de la recherche tabou, pour que le hasard ne la fasse pas immédiatement revenir sur ses pas. Par exemple, quand un sommet a été inséré, il faut interdire sa suppression pendant un long moment pour que l’algorithme ait le temps de tester toutes les - concrètement une part significative des - possibilités apportées par l'arrivée de ce sommet. De même, quand deux sommets se sont rapprochés, il faut tenter de les fusionner, pour continuer d'explorer les possibilités offertes par leur rapprochement. Citons également la possibilité d'insérer un couloir entre deux ou plusieurs pièces accolées, pour changer drastiquement la topologie du logement ;

• on peut aussi envisager des modifications plus intelligentes encore, guidées cette fois par les résultats de l'évaluation du logement. Illustrons cette approche avec deux exemples. Dans le cas où l'on constate, pendant l'évaluation, qu'une pièce ne peut être atteinte (aucun chemin n'y mène), on peut privilégier l'application à cette pièce des opérateurs d'ajout et d'élargissement d'une porte. Par ailleurs, si une enfilade non désirée est détectée, c'est-à-dire qu'on est obligé de traverser une pièce �1 pour atteindre une autre pièce �2, plusieurs stratégies peuvent être envisagées : ajouter une porte dans un mur que �2 partage avec un couloir, échanger �1 et �2 ou encore insérer un couloir entre �2 et une de ses voisines, dans l'espoir de rendre �2 accessible autrement que par �1.

Nous avons expliqué que la modélisation des attentes concernant l'aménagement, autant d'un point de vue légal qu'au niveau des attentes du futur occupant, se fait au travers de critères. Ces critères sont des classes qui héritent toutes d'une classe mère, ce qui permet une très facile extension de la panoplie des critères par un informaticien. Potentiellement, le nombre de critères qui peuvent ainsi être ajoutés est considérable ; c'est un premier niveau d'extensibilité.

Nous souhaitons également mettre en place l'évaluation des itinéraires par la notion d'effort plutôt que par la seule notion de longueur. Nous avons par exemple évoqué le cas des escaliers, dont le

Mais même un itinéraire sur un sol plat nécessite cette extension : on peut par exemple imaginer qu'une personne cardiaque marche à une allure normale pendant un temps puis doive ralentir l'allure pour récupérer puis ré-accélère progressivement. Il est donc un peu erroné, pour certaines pathologies, de ne raisonner que sur la longueur ; une prise en compte de l'effort cumulé et de l'effort instantané serait probablement plus représentative de la difficulté réelle que représente un itinéraire. On ne peut pas ne pas penser qu'un logement adapté à une personne est un logement moins adapté à de nombreuses autres personnes, autrement dit un logement qu'il sera plus difficile de revendre. L'optimisation de l'aménagement comme elle est définie dans ce manuscrit se heurte donc à l'optimisation de la valeur marchande du logement. Pour rendre les deux notions compatibles, il faudra impérativement investir plus encore dans la notion de modularité des logements, à savoir la possibilité de transformer facilement l'agencement au moment du changement d'occupant. C'est un des thèmes développés dans le mouvement "design for all", qui vise à concevoir des appareils, du mobilier, des aménagements domestiques et urbains, des signalétiques ... qui conviendraient à toutes les personnes, sans distinction de taille, d'âge ou de handicap. Le lecteur intéressé par ces aspects peut, entre autres choses, trouver la liste des projets européens consacrés au design for all dans [86] ; contrairement à ce que suggère le titre (Design For All (in ICT)), le document ne concerne pas que l'accès pour tous aux technologies de l'information et de la communication.

Pour conclure, on peut souligner que la méthode d'amélioration d'un logement peut facilement être adaptée pour devenir une méthode de synthèse. L'aménagement initial disparaît des données, il est

remplacé par le nombre � de pièces, leurs natures respectives (cuisine, salle de bains, chambre 1 ...) et le contour extérieur du logement. Les autres données (contraintes réglementaires, besoins, souhaits) restent les mêmes. Il est alors facile de placer N polygones distincts dans le contour du logement et d'appliquer au logement factice ainsi obtenu le processus d'amélioration décrit dans ce chapitre.