HAL Id: hal-01896653
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01896653
Submitted on 16 Oct 2018
HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of
sci-entific research documents, whether they are
pub-lished or not. The documents may come from
teaching and research institutions in France or
abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destinée au dépôt et à la diffusion de documents
scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,
émanant des établissements d’enseignement et de
recherche français ou étrangers, des laboratoires
publics ou privés.
Système combiné de simulation des ambiances dues au
rayonnement solaire
Marc-André Dabat, Jean-Louis Izard
To cite this version:
Marc-André Dabat, Jean-Louis Izard. Système combiné de simulation des ambiances dues au
rayon-nement solaire. [Rapport de recherche] 342/86, Ecole nationale supérieure d’architecture de
Marseille-Luminy / Groupe ABC - Laboratoire Architecture Bioclimatique et Constructions exposées aux risques
naturels. 1985. �hal-01896653�
SYSTEME COMBINE DE SIMULATION DES AMBIANCES
DUES AU RAYONNEMENT SOLAIRE
MARC ANDRÉ DABAT
JEAN-LOUIS IZARD
GROUPE ABC
S Y S T E M E C O M B I N E D E S I M U L A T I O N D E S A M B I A N C E S D U E S A U R A Y O N N E M E N T S O L A I R E M a r c - A n d r é D A B A T J e a n - L o u i s I Z A R D C o - d i r e c t e u r s de la R e c h e r c h e D o m i n i q u e M A U R I N E v e l y n e B A R A L I S t a g i a i r e s R e c h e r c h e e x é c u t é e d a n s le c a d r e d u p r o g r a m m e s c i e n t i f i q u e d u G r o u p e A B C - S u b v e n t i o n 1 9 8 3 - 8 5 . R a p p o r t F i n a l D é c e m b r e 1 9 8 5
S O M M A I R E
RESUME
1 - INTRODUCTION ET RAPPEL DES OBJECTIFS 1.1 Problématique et historique
1.2 Utilisation du système par l'architecte
1.3 Développement de la recherche et de l'enseignement 1.4 Illustrations
2 - OUTILS EXISTANTS AVANT LA MISE AU POINT DES LOGICIELS 2.1 Diagrammes solaires
2.2 Diagrammes d'iso-incidence 2.3 Indicatrices d'irradiation
2.4 Abaques de tracé de droites de l'espace en vue sphérique
3 - PRESENTATION DES LOGICIELS DU SYSTEME CSARS
4 - AUTRES OUTILS DU SYSTEME CSARS
5 - BILAN ET PERSPECTIVES
6 - BIBLIOGRAPHIE
RESUME
Objectif principal du système CSARS (Combiné de Simulation des Ambian ces dues au Rayonnement Solaire), la simulation visuelle des phéno mènes énergétiques et lumineux solaires se place dans les méthodes et outils d'aide à la conception permettant l'évaluation optique, quantitative et qualitative des effets du rayonnement, produits sur des ensembles bâtis, intérieurs et extérieurs, réels ou en projet . Ce système, basé sur des moyens compatibles de représentation des bâtiments, de l'environnement et des facteurs entrant en jeu, permet la simulation des phénomènes énergétiques et lumineux; il tient compte : - de l'environnement proche et lointain,
- des paramètres de localisation géographique et climatique, - du projet en tant qu'objet géométrique : Volumes, surfaces,
pe rc em en ts, ....
- de l'aspect visuel : Lumière naturelle, réflexions colo ré es, ....
Ces éléments sont représentés suivant le même système de projection
géométrique appelé perspective curviligne quand il s'agit de
dessin, projection équidistante ou sphérique quand il s'agit de représenter les phénomènes (diagrammes solaires, énergie reçue,
luminance du ciel, ....) , images "oeil de poisson" quand il s'agit
de photographies .
L'analyse graphique se fait donc par superposition d'une photo, d'un diagramme et d'un dessin . Une unité d'informatique intervient dans la partie traitement pour l'élaboration des diagrammes, le dessin des outils graphiques et du projet ainsi que l'ensemble des calculs . La partie aspect visuel est traitée par une technique de projection d'images photographiques ou de dessins dans un Simulateur d'Ambiance Visuelle (S.A.V) . Le but étant de présenter le projet, en cours ou en fin d'étude, au maître d'ouvrage -client, utilisateur-, d'un point de vue qualitatif .
1 - PROBLEMATIQUE ET HISTORIQUE
La question de la représentation de l'espace est au centre de la
pratique architecturale, à travers la rédaction du projet . Actuellement le nombre important de données à prendre en compte, la nécessité d'articuler avec cohérence les informations et d'accélérer le processus de mise en
oeuvre ont fait que les outils de représentation traditionnels, sur lesquels repose l'activité conceptuelle de l'architecte, se révèlent d'un emploi trop lourd ou donnant des résultats insuffisants . Or, pour lui, concevoir et représenter sont des opérations inséparables .
1.1 - La conception de l'espace bâti projeté suppose que ce futur espace soit représenté selon diverses techniques, afin que l'architecte, puis les différents participants concernés, puissent prendre appui sur des documents qui fixent les disposition du futur édifice . Ces documents peuvent être des écrits, des dessins, aes maquettes, des calculs ....
Jusqu'à présent aucun des systèmes de représentation utilisés ne
permettait, parfaitement, une telle appréciation, fondement du jugement donc de la pertinence des solutions projetées . En effet aucun d'entre eux ne permettait de visualiser effectivement, sans déformation ou sans transit par un système codé, l'espace projeté ; sauf évidement la maquette ou prototype à l'echelle 1 . Le maquettoscope et ses dérivés, du fait de l'optique
utilisée n'en permettait qu'une approche imparfaite .
Cette question fondamentale a fait l'objet de recherches parmi
lesquelles les travaux du Groupe ABC, à l'occasion d'un contrat portant sur " L'évaluation des effets de la lumière naturelle dans le projet
d'architecture " . Les résultats de cette recherche ont montré les
potentialités étendues du système de simulation des ambiances lumineuses mis au point (SAV), pour l'architecture, à partir de travaux d'autres chercheurs
Ce système de simulation consiste, pour l'essentiel, à effectuer des prises de vues à l'aide d'un objectif photographique "Fish-Eye", puis à projeter les images obtenues dans un écran hémisphérique . Cette projection restitue exactement l'espace vu d'un point d'observation .
Appliqué à l'architecture ce système permet, par l'entremise d'une maquette, de visualiser parfaitement un espace projeté, y compris tous les effets testés de réflexion lumineuse - couleurs, ombres, reflexions
itiul ti pies , vues ....
1.2 - La représentation graphique des éléments utiles à l'architecte. - L 'environnement
La représentation de l'environnement naturel et bâti se fait par relevé photogramétrique grâce à l'objectif "Fish-Eye" . La prise de vue s'effectue sur le site à différents points sélectionnés pour leur intérêt ; l'agrandis sement des clichés doit être fait en tenant compte de la taille des autres outils graphiques utilisés (diamètre couramment utilisé : 18cm ;films noir à blanc ) .
Cette représentation permet ainsi de visualiser graphiquement les différents masques du site ( cf. Figures I, II, III, ...) .
-Le projet
La représentation du projet se fait soit par photo de la maquette du projet soit par dessin en perspective curviligne; les points de vue correspondant aux points sélectionnés sur le site . La technique du dessin est préférable au niveau de l'avant-projet . Certaines courbes pré-dessinées facilitent ces constructions de perspectives .
Four un projet plus avancé, une maquette s'avère plus intéressante pour la vérification des performances mais aussi au niveau de l'ambiance visuelle, intérieure ou extérieure, dont nous avons parlé ci-avant .
-Le climat
Sur le plan énergétique et lumineux, la source principale est le rayonnement solaire direct ; les sources secondaires et phénomènes engendrés sont, entre autres, les effets thermiques du rayonnement direct, les rayonnements diffus et réfléchis .
Suivant le même mode de représentation utilisé pour l'environnement et le projet, nous avons adapté différents diagrammes : ■
- Course apparente du soleil, suivant la latitude, - Luminance du ciel, pour plusieurs types de ciels,
- calcul des apports énergétiques et lumineux direct pour plan récepteur vertical, horizontal ou incliné ,
- isoincidence
2 - UTILISATION DU SYSTEME PAR L'ARCHITECTE
L'intervention du concepteur se fait, tout d'abord, au niveau de l ’articulation cohérente des informations nécessaires, puis au niveau de l'analyse des données obtenues sous forme de représentations graphiques compatibles . Il lui suffit alors de superposer les éléments dont il a besoin et il obtient, ainsi, par lecture directe, ou après quelques calculs simples, le résultat qu'il rechechait ; et ceci avec des unités connues qu'il sait manipuler ( ex: Wh.m-2, Lux, ....) . (cf.Figures I,II,III ....) Certaines taches peuvent être simplifiées grâce à l'introduction de la
micro-informatique dans la conception architecturale, tout en conservant les possibilités de visualisation . En adoptant des configurations informatiques graphiques ces situations d'analyse peuvent donc faire l'objet de calculs, de mesures ou de dessins - Energie, luminance, éclairement, perspective
Ces potentialités ont été exploitées sous deux formes principales : a) Poursuite de la recherche comprenant l'expérimentation sur des
opérations réelles .
b) Vérification de la pertinence de la méthode au niveau de la pédagogie dans les établissements d'enseignement d'architecture . Nous avons parlé des éléments de représentation et de calcul : Abaques, diagrammes, photos "Fish-Eye", dessin perspectif, permettant de tester, de manière quantitative, un projet .
Venons en maintenant à la partie qualitative : L'Aspect visuel . Eien des techniques existent mais une seule répond au système choisi; c'est la simulation visuelle par projection sphérique .Le but est de présenter, en cours ou en fin d'étude, le projet au "client", c'est à dire à toute per sonne non initiée, à fortiori lorsqu'il s'agit d'une présentation collective, publique .
L'outil de simulation est le Simulateur d'Ambiance Visuelle - S.A.V.- II se compose d'un écran sphérique (en général de 2à4 mètres de diamètre) dans lequel on projette une "image" du projet futur dans son environnement - photo "Fish-Eye" de maquette ou dessin en perspective curviligne - à travers une lentille ayant les mêmes caractéristiques qu'un objectif F-E . La projection de l'image sur l'écran sphérique donne à l'observateur placé au centre de cette sphère ou à sa proximité la possibilité de "VOIR" les oojets du projet dans leur proportion propre et relative . Ce qui permet à l'observateur de se situer "DANS" la maquette, "DANS" l'espace projeté, à son echelle, et sans les inconvénients habituels de l'utilisation des photo-montages et des maquettoscopes qui limitent le champ visuel par un cadre et qui donnent une mauvaise approche de l'objet à cause du rapport d'echelle sujet/objet .
La communication concepteur/client est ainsi établie en présence d'une représentation du projet compréhensible par les deux interlocuteurs, et les modifications possibles envisagées par l'un des deux sont immédiatement traduisible dans le code architecte .
3 - DEVELOPPEMENT DE LA RECHERCHE ET DE L'ENSEIGNEMENT
Parallèlement aux techniques traditionnelles adaptées pour la simulation visuelle (photos, dessins, diagrammes, maquette), le dévelop pement de l'informatique et surtout de la CAO appliquée à l'architecture, tant dans l'enseignement que dans la pratique, nous amène à étudier, dès à présent, les diverses possibilités d'automation de tout ou partie du
Système CSARS, dans le but d'offrir à l'utilisateur un système complet, rapide et performant, tout en conservant l'intérêt visuel .
La rapidité offrant l'avantage, pour le concepteur, de pouvoir envisager et tester un plus grand nombre de solutions architecturales et techniques dans un même laps de temps et avec une précision plus grande quand aux
effets futurs .
D'un point de vue pédagogique, ce que les architectes d'hier appréhendaient par l'expérience professionnelle : La visualisation de leur oeuvre une fois réalisée; ce système de simulation leur en apporte une vision réaliste, hors de la concrétisation du projet, accélérant ainsi la maturité
professionnelle des futurs architectes .
4 - ILLUSTRATIONS
Le système CSARS mis à la disposition des architectes et plus généralement
des concepteurs - urbanistes, aménageurs, paysagistes ne donne pas
par lui-même de réponse aux problèmes posés par la conception architecturale mais permet de visualiser simultanément plusieurs données, qui peuvent
être de provenance et de nature différentes .
SHEMA DE PRINCIPE Projet Environnement Climat Problèmes i 99999 ARCHITECTE 9-70-7 9 Implantation, epannelage Ensoleillement, energie Intégration au site Ambiances extérieures
Vue sur le paysage Ambiance intérieure Lumière naturelle Influence du site
Compatibilité i SYSTEME C.S.A.R.S
Objectifs i Visualisation Optique Qualitative Visualisation Graphique Quantitative Calculs Eléments I et moyens I
Photos N&B avec Fish-Eye Dessin perspective
curviligne
Diagrammes : Solaires, énergie, lumière, ....
Photos couleur Fish-Eye Données :
Dessin perspective curviligne Numériques Topographiques Maquette du projet Projection S.A.V. Micro-ordinateur Vidéo fish-eye,.
EXEMPLE DE VISUALISATION GRAPHIQUE : ENSOLEILLEMENT D'UN ESPACE EXTERIEUR Photographie "Fish-Eye" du site. Diagramme solaire, Dessin des bâtiments .
Relevé de l'environnement par photographie Fish-Eye
III
Superposition I & II
IV
Dessin des bâtiment du projet
Diagramme solaire latitude du site (43°N) Lecture de l'enso leillement théorique du point d 'observation Occultation le 21/12 3 H environ IV ♦ III) V
Analyse du coût des masques
en perspective curviligne Premier diagnostic : Le Bâtiment A
ETUDE D'ORIENTATION D'UNE SURFACE RECEPTRICE VERTICALE EN FONCTION DES MASQUES : OPTIMISATION DU CAPTAGE .
VI
semblable à la figure III
relevé de lenvironnement
par photo fish-eye et
diagramme solaire
(latitude 43° N.)
VII superposition VI & VIII
l'analyse se fait : 1) en faisant pivoter le
diagramme énergétique
2) en lisant, à l'intersection des courbes, l'énergie reçue, suivant la position du soleil . 3) orientation SSW (190° env.) ex: le 21/3 à 12h. 600 W.m-2
VIII
Sud
Diagramme énergétique
plan vertical, ciel clair Profil du | plan récepteur
50C eoT
s “ ©ifaiLS
isbsïïâhïïs
mahï
ia
sahsi
au
!p©mir iis
sm oils
Nous faisons ici l'inventaire des outils graphiques permettant la visu alisation des phénomènes en projection sphérique équidistante, avant la mise au point des logiciels CSARS dont il est question dans le présent rapport.
Rappelons tout d'abord les antécédents du type PETHERBRIDGE ("Sunpaths Diagrams and overlays for solar heat gain calculations", publié en Mars 1953) ou TONNE ("Besser bauen mit besonnungs und tageslichtplannung", datant de 1954) qui donnent des diagrammes très proches de ceux qui sont montrés ci-après, mais dans une version dite "stéréographique" non équidistante, donc non compatible avec la vue à travers un objec tif "fish-eye".
Dans les ouvrages d'OLGYAY ("Design with climate" et surtout "Solar control and shading devices" de 1967) la représentation sphérique se fait à l'aide matérielle d'un réflecteur sphérique, mais les diagrammes fournis sont en version équidistante dans un format cependant peu uti lisable, et avec l'EST à droite et 1'OUEST à gauche puisqu'il s'agit d'une vue par réflexion du haut vers le bas.
Depuis plusieurs années, le Groupe ABC a cherché à se constituer tout un recueil de diagrammes compatibles entre eux et rendant compte des différents phénomènes agissants. La version choisie a été la pro jection cylindrique pour des raisons de lisibilité liée au format de la feuille employée (21 x 29,7). Dans cette version, on peut dire qu'au moment où nous écrivons, tous les problèmes de visualisation d'à peu près tous les phénomènes sont résolus :
- la course apparente du soleil
- la visibilité d'un plan quelconque, - l'iso-incidence par rapport à ce plan
- l'éclairement potentiel de ce plan réparti selon toutes les inci dences possibles pour diverses qualités de ciel,
- la transmission de masques lointains,
- la transmission de masques architecturaux répartie selon toutes les incidences, par rapport au rayonnement direct,
- la transmission de masques architecturaux vis à vis du rayonnement d i f f u s ,
- la transmission des vitrages selon leur nature,
- la transmission de réflecteurs spéculaires plans ou de plan d'eau, - la combinaison de plusieurs masques avec la transmission d'un vi
trage ,
Mais, en version sphérique équidistante, la production des outils, en général manuelle, a été réduite du fait de la difficulté d'utilisa tion de compas pour traçer ces diagrammes, par rapport au Té et à l'équerre de la version cylindrique.
Les outils rassemblés ci-après sont donc peu nombreux et de diverses o r i g i n e s .
On a pu rassembler :
- Un diagramme solaire pour la latitude 43°N dessiné à la main, - Deux diagrammes d'iso-incidence, pour le plan vertical et pour le
plan horizontal, dessinés à la main,
- Une indicatrice d'irradiation directe, pour le plan vertical dessiné à la main,
- Une indicatrice d'irradiation directe pour le plan horizontal
pour un état de ciel, dessiné par table traçante par utilisation
d'un programme de calcul antérieurement mis au point p a r M.A. DABAT sur les appareils du GAMSAU,
- Une abaque de traçé de droites parallèles fuyant à l'infini en des points formant des angles remarquables avec l'axe de vue, dessinés par table traçante sur un programme mis au point par Philippe
CUVILLIER sur Apple II au GAMSAU en Avril 1982, dans le cadre d'exer cices d'étudiants du séminaire "Ambiances bioclimatiques en Architec ture" de 4e année.
A cette liste, il convient d'ajouter des "grilles de luminance du ciel" selon la position du soleil, dessinées à la main par J.L. IZARD puis par M.A. DABAT, sur la base des répartitions de luminances établies par DOGNIAUX.
Cet état justifie déjà à lui seul la nécessité de se doter de logiciels capables de générer ces divers diagrammes en quantité suffisante pour couvrir le plus grand nombre de cas de combinaison Latitude/Inclinaison de plans//Etats du ciel, avant d'aborder la transmission des masques architecturaux totalement absente de ce rassemblement.
A noter, à propos de la mention "dessiné à la main", qu'il s'agit par exemple pour les indicatrices d ’irradiation, de calculer l'énergie reçue pour un grand nombre de cas d'incidence, de reporter les valeurs obtenues sur un graphe et d'interpréter les iso-valeurs à l'oeil et de joindre les points ainsi obtenus "à la main".
les calculs des valeursd'énergie incidente ont tous été effectués à l'aide d'un calculette TI 59 programmée reliée à une imprimante.
C o m m e n t a i r e s s u r l e s o u t i l s g r a p h i q u e s r a s s e m b l é s : 1 - D I A G R A M M E S S O L A I R E S Le d i a g r a m m e c o m p o r t e 7 c o u r b e s c o r r e s p o n d a n t à 7 d a t e s d a n s l ' a n n é e : le 21 d e s m o i s de D é c e m b r e , J a n v i e r / N o v e m b r e , F é v r i e r / O c t o b r e , M a r s / S e p t e m b r e , A v r i l / A o u t , M a i / J u i l l e t et J u i n . (f i g • 1) L e s p o s i t i o n s d u s o l e i l à c h a q u e h e u r e ( s o l a i r e ) s o n t é g a l e m e n t r e p é r é e s . E n p r e m i è r e l e c t u r e , il e s t d o n c p o s s i b l e de r e t r o u v e r s u r le d i a g r a m m e l e s c o o r d o n n é e s a n g u l a i r e s ( a z i m u t , h a u t e u r ) d u s o l e i l à n ' i m p o r t e q u e l i n s t a n t de l ' a n n é e . Le d i a g r a m m e s e r t a u s s i à v i s u a l i s e r l e s a p p o r t s s o l a i r e s i n s t a n t a n é s l o r s q u e q u ' o n l u i s u p e r p o s e u n e i n d i c a t r i c e d ' i r r a d i a t i o n d ' u n p l a n d ' i n c l i n a i s o n et d ' o r i e n t a t i o n q u e l c o n q u e s . ( v o i r p l u s l o i n ) . 2 - D I A G R A M M E D 'I S 0 - I N C I D E N C E Ce d i a g r a m m e p e r m e t de s i t u e r n ' i m p o r t e q u e l p o i n t de l ' e s p a c e p a r r a p p o r t à l ' e n s e m b l e d e s i n c i d e n c e s p o s s i b l e s s u r u n p l a n q u e l c o n q u e . A u t r e m e n t d i t , il e s t p o s s i b l e g r â c e à ce d i a g r a m m e de d i r e d ' u n s e u l c o u p d ' o e i l s o u s q u e l a n g l e u n p o i n t de l ' e s p a c e e s t v u p a r u n p l a n q u e l c o n q u e . C e c i p e r m e t de t r a i t e r p a r e x e m p l e de la t r a n s m i s s i o n d e s v i t r a g e s q u i , c o m m e o n le s a i t , v a r i e a v e c l ' a n g l e d ' i n c i d e n c e . S u r le d i a g r a m m e m o n t r é e n f i g u r e 2 e t 3, l e s v a l e u r s i n d i q u é e s s o n t c e l l e s d e s c o s i n u s d e s a n g l e s d a n s l e s i n t e r v a l l e s d é f i n i s p a r l e s i n c i d e n c e s 36, 52, 63, 73 e t 8 2 ° . C e s v a l e u r s s o n t i s s u e s d ' u n d é c o u p a g e de l a v o û t e c é l e s t e e n b a n d e s d é t e r m i n é e s de t e l l e m a n i è r e q u e l e s a n g l e s s o l i d e s q u ' e l l e s r e p r é s e n t e n t s o i t é g a u x : c e c i e s t t r è s u t i l e p o u r l ' e s t i m a t i o n d u r a y o n n e m e n t d i f f u s i n t e r c e p t é p a r u n m a s q u e . L a v e r s i o n n o r m a l e m e n t u t i l i s é e de ce d i a g r a m m e p o r t e d e s c o u r b e s i s o - i n c i d e n c e i n c r é m e n t é e s l i n é a i r e m e n t ( e n p r i n c i p e , de 10 e n 10 d e g r é s ) : c ' e s t c e t t e v e r s i o n q u i a é t é r e t e n u e d a n s le l o g i c i e l " C S A R S 7 . 7 " ( v o i r p l u s l o i n ) .
n o r d
SUD
a
LATITUDE 43°N
COEFFICIENT D'iNCiDENCE
POUR LE PLAN
VERTICAL
3 - I N D I C A T R I C E S D ' I R R A D I A T I O N C e s d i a g r a m m e s m o n t r e n t la q u a n t i t é d ' é n e r g i e r e ç u e en r a y o n n e m e n t d i r e c t p a r u n p l a n q u e l c o n q u e p o u r l ' e n s e m b l e d e s p o s i t i o n s d u s o l e i l p a r r a p p o r t a u p l a n . C ' e s t d o n c 1 ' " é c l a i r e m e n t p o t e n t i e l m a x i m u m " q u i e s t r e p r é s e n t é s u r c e s d i a g r a m m e s . L ' é t a t d u c i e l a u n e i n f l u e n c e s u r la p o s i t i o n d e s c o u r b e s i s o - é c l a i r e m e n t e t s u r l e s v a l e u r s m a x i a t t e i n t e s : c ' e s t p o u r q u o i c e s d i a g r a m m e s s o n t d o n n é s p o u r u n " c i e l c l a i r " , u n " c i e l t r è s c a l i r " e t u n " c i e l p o l l u é " . I c i , n o u s a v o n s : f i g u r e 4 : p l a n v e r t i c a l , c i e l c l a i r , f i g u r e 5 : p l a n i n c l i n é à 3 0 ° , c i e l c l a i r , f i g u r e 6 : p l a n h o r i z o n t a l , c i e l c l a i r , f i g u r e 7 : p l a n h o r i z o n t a l , c i e l p o l l u é . D a n s u n é t a t a n t é r i e u r , c e s d i a g r a m m e s se s o n t a p p e l é s a u s s i " d i a g r a m m e é n e r g é t i q u e u n i v e r s e l " , c a r e n t r a i t a n t de t o u t e s l e s i n c i d e n c e s i m a g i n a b l e s p a r r a p p o r t à u n p l a n q u e l c o n q u e , il s o n t , p o u r c h a q u e c o n d i t i o n de c i e l , u t i l i s a b l e s p o u r t o u t e s l e s l a t i t u d e s , d o n c u n i v e r s e l s . O n p e u t a u s s i l e s a p p e l e r d e s c r i p t i v e m e n t " C o u r b e s i s o é n e r g i e s " . S u p e r p o s é s a u x d i a g r a m m e s s o l a i r e s , c e s d i a g r a m m e s d o n n e n t l ' é n e r g i e i n c i d e n t e à u n e h e u r e d o n n é e t r è s f a c i l e m e n t , p a r s i m p l e l e c t u r e d e s i n t e r s e c t i o n s de c o u r s e s d u s o l e i l a v e c l e s c o u r b e s i s o - é n e r g i e . O n v e r r a p l u s l o i n ( r a p p o r t C S A R S 83 ) q u e c e s d i a g r a m m e p e r m e t t e n t a u s s i de c a l c u l e r l e s f a c t e u r s de t r a n s m i s s i o n de m a s q u e s v i s à v i s d u D i r e c t . 4 - A B A Q U E S DE T R A C E D E D R O I T E S D E L ' E S P A C E E N V U E S P H E R I Q U E . L e s f i g u r e s 8 à 13 m o n t r e n t d e s i m a g e s s p h é r i q u e s de d r o i t e s p a r a l l è l e s , f u y a n t à l ' i n f i n i e n u n p o i n t d é t e r m i n é . C e p o i n t e s t r e p é r é p a r l ' a n g l e q u ' i l f o r m e a v e c l ' a x e de v u e q u i e s t r e p r é s e n t é p a r le c e n t r e d u c e r c l e . C e t a n g l e se l i t d i r e c t e m e n t p u i s q u e l a p r o j e c t i o n e s t " é q u i d i s t a n t e " : le r a y o n d u c e r c l e v a u t 9 0 ° . A i n s i , la f i g u r e 8 d o n n e la r e p r é s e n t a t i o n de d r o i t e s p a r a l l è l e s f u y a n t e n u n p o i n t f a i s a n t u n a n g l e de 9 0 ° a v e c l ' a x e de v u e .
COEFFICIENT D’INCIDENCE POUR LE PLAN
H O R I Z O N T A L
D I A G R A M M E E N E R G E T I Q U EPLAN VERTICAL
U N I V E R SE L C I E LCLAIR
PLAN HORIZONTAL MAXIMUM «815 W/M 2
Abaque de traçé de droites parallèles fuyant en un point faisant un angle de 9 0° avec l'axe de vue.
E n d ' a u t r e s t e r m e s , n o u s a v o n s a f f a i r e à : - u n f a i s c e a u d ' h o r i z o n t a l e s si l ' a x e de v u e e s t z é n i t h a l , - u n f a i s c e a u d ' h o r i z o n t a l e s si l ' a x e de v u e e s t h o r i z o n t a l, m a i s à c o n d i t i o n q u e l ' h o r i z o n s o i t f i g u r é p a r la d r o i t e j o i g n a n t l e s d e u x p o i n t s de f u i t e , - u n f a i s c e a u de v e r t i c a l e s ,si l ' a x e de v u e e s t h o r i z o n t a l , m a i s à c o n d i t i o n q u e l ' h o r i z o n s o i t f i g u r é p a r le d i a m è t r e d u c e r c l e p e r p e n d i c u l a i r e à l a d r o i t e j o i g n a n t l e s d e u x p o i n t s de f u i t e . - u n f a i s c e a u de d r o i t e s v u e s f r o n t a l e m e n t d a n s t o u s l e s a u t r e s c a s o ù l ' a x e e s t h o r i z o n t a l : d a n s ce c a s , l ' i n c l i n a i s o n c o m m u n e à t o u t e s l e s d r o i t e s ( n ' o u b l i o n s p a s q u ' e l l e s s o n t p a r a l l è l e s ) se m e s u r e d i r e c t e m e n t a v e c l ' a n g l e q u e f o r m e l a d r o i t e d e s p o i n t s de f u i t e a v e c l ' h o r i z o n q u e l ' o n c h o i s i t . L e s f i g u r e s s u i v a n t e s s o n t r e l a t i v e s à d e s d r o i t e s t o u j o u r s p a r a l l è l e s , m a i s d o n t le p o i n t de f u i t e n e se t r o u v e p a s s u r le c e r c l e l i m i t e de v i s i b i l i t é , m a i s à l ' i n t é r i e u r d u d o m a i n e de v i s i b i l i t é . C ' e s t a v e c c e s d i a g r a m m e s q u e l ' o n t r a i t e de la r e p r é s e n t a t i o n de d r o i t e s de d i r e c t i o n s q u e l c o n q u e s ( c ' e s t à d i r e i n c l i n a i s o n e t o r i e n t a t i o n q u e l c o n q u e s ) . L e s a n g l e s q u e f o r m e le p o i n t de f u i t e d e s d r o i t e s à l ' i n f i n i a v e c l ' a x e de v u e s o n t de 7 5 ° , 6 0 ° , 4 5 ° , 30 ° e t 15° E n f i n , u n f a i s c e a u de d r o i t e s p a r a l l è l e s à l ' a x e de v u e e s t r e p r é s e n t é p a r d e s r a y o n s d u c e r c l e de v i s i b i l i t é : c ' e s t l ' u n e d e s r è g l e s f o n d a m e n t a l e s de la r e p r é s e n t a t i o n s p h é r i q u e . C e s a b a q u e s s o n t t r è s u t i l e s p o u r d e s s i n e r d e s o b j e t s g é o m é t r i q u e s e n v u e s p h é r i q u e : m a s q u e s de b â t i m e n t s v o i s i n s , i n t é r i e u r s d e l o c a u x , v u e s de f e n ê t r e s o u b a i e s . . . e t c . L à e n c o r e , la s u p e r p o s i t i o n d e s d e s s i n s a i n s i o b t e n u s a v e c l e s d i a g r a m m e s s o l a i r e s p e r m e t de v i s u a l i s e r l ' i m p a c t d ' u n o b j e t p r o c h e o u l o i n t a i n s u r l ' e n s o l e i l l e m e n t r e ç u e n u n p o i n t o u s u r l ' i r r a d i a t i o n r e ç u e s u r u n p l a n .
L'objet de ce chapitre 3 est de montrer les logiciels développés.
Il comporte donc :
- un organigramme général de tous les logiciels disponibles.
- les organigrammes particuliers de chaque logiciel.
- des exemples de sorties graphiques de ces logiciels, ainsi que des combinaisons de résultats.
Compte tenu de la longueur de certains de ces programmes, nous n'avons pas jugé opportun de joindre les textes-sources de ces logiciels. Nous sommes à la disposition du lecteur qui souhaite rait avoir plus de renseignements sur leur contenu.
La plupart des algorithmes utilisés proviennent de travaux recon nus (notamment pour la course du soleil et les éclairements éner gétiques ) .
Certains des algorithmes ont fait l'objet d'adaptation ou de recherche particulière ( "masque architectural" : interprétation de matrices notamment). Pour de plus amples renseignements, voir les descriptions en annexe.
LES LOGICIELS
DIAGRA]tIM E SOLAIRE ENERGIE REÇUE PAR UN PLAN QUELCONQUE
MASQUE ARCHITECTURAL MASQUE ENVIRONNEMEI
i
VISUALISATION DE L'INSOLATION D'UN PLAN QUELCONQUE MASQUE
Programme Entrées Algorithmes Calcul Sortie Partielle Algorithme de Tracé Sortie Finale
r - y • ' * -- ! t h-
f-/ f-/ f-/ '
'N i
\ * X f 1
Diagramme solaire pour la Latitude 33° SUD.
Indication des graduations en azimut et en hauteur. 0 - 2 1 1 2 3-2131 C- 2Î 32 ü - 2 2 2 3 z - ' l 134 r - 2 1 2 5 3 - 2 1 3 6 i r c ï f i 3"i _ ’.yi : w 1 ) X 6 \ \ \ 7 i I l j t i ; \
4J / / / \
: / / '
' ■ "
3 33 c-' - V / / / / X / / /. x x / y
X , * v" Diagramme solaire pour la
- M i Latitude 55° NORD, avec rotation du diagramme de 30° par rapport à l'axe de la feuille.
Programme Entrées Algorithmes de calcul Sortie Partielle Algorithme de Tracé Sortie Finale
COMBINAISON DES PROGRAMMES
Entr ées Algorithme de Tracé Sortie FinaleL'évolution du matériel informatique, en particulier les micro-ordinateurs et leurs périphériques, nous à permis, ces dernières années, de faire évoluer le Système CSARS et ses logiciels .
Après les logiciels de génération de diagrammes solaires, de diagrammes d'iso-incidence et d 'iso-energie (rapport 82), qui reprenaient des outils existants, nous avons mis au point des logiciels propres au système CSARS .
1) Logiciel de visualisation des masques architecturaux "proches" :
Pour cette représentation, la vue du masque (casquette, décrochement, loggia ...) à partir d'un point d ’observation unique ne suffit pas; il a donc fallu mettre au point des algorithmes particuliers
(rapport 83) • Ces algorithmes procèdent par multiplication des points d'observation à traiter, en couvrant la totalité de 1'hémi sphère de visibilité . Ceci permet d'une part d'obtenir un résultat juste permettant de passer à la quantification de la transmission énergétique journalière et, d'autre part, d'effectuer un tracé précis des courbes d'iso-transmission .
2) Logiciel de digitalisation d'une photographie "Fish-Eye" :
Ce logiciel permet l'aquisition des données de l'environnement morphologique d'un lieu : Prise en compte des masques éventuels
naturels ou bâtis, pour le site actuel, dans le calcul des différents bilans d'ensoleillement énergétiques et lumineux . A partir de là une analyse comparative peut être menée pour ce site modifié par une intervention (plantation, construction ...) .
Procédé mis en oeuvre :
- Prise de vue photographique avec objectif "Fish-Eye", sur le site, en un point d'analyse choisi,
- Agrandissement sur papier de la photographie, - Digitalisation du contour des masques,
- Représentation graphique, sur écran ou table traçante, - Représentation mathématique, sous la forme d'une matrice
booléenne, des parties vues et non vues de la voûte celeste .
La représentation mathématique ainsi obtenue permet la combinaison avec la représentation des autres paramètres : Insolation, énergie reçue, masque architectural . On peut ainsi tenir'compte de plusieurs de ces paramètres pour une quantification théorique précise des :
- Masques de l ’environnement actuel,
- masques dus au projet (masques architecturaux "lointains", - masques architecturaux "proches",
- inclinaison du plan récepteur, - orientation du plan récepteur, - latitude et
Programme Entrée Algorithmes de calcul Sortie Partielle Algorithme de Tracé Sortie Finale
; yf * : i ’ 4 I I ï ! ) ■ N.
\ T t S v 0 I
V"
v
. * A X
0
2 2Sorties Partielles Algorithme de Calcul Sortie Partielle Algorithme de Tracé Sortie F inale
Sorties Partielles Entrées Algorithme de Tracé Sortie F inale Sorties partielles Entrée Algorithme de traçé Sortie finale
Programme Entrée Algorythmes de calcul Sortie Partielle Sorties Finales
K p l ' c u v r p h o i fui î ' ; i f j h j i q ; . , ' p ti p i r-v
V
P r i s e de v u e s u r le s i t e a v e c un o b j e c t i f " F i s h - E y e
a x e z é n i t h a l
T a b l e t t e à d i g i t a l i s e r p e r m e t t a n t l ' a q u i s i t i o n d e s d o n n é e s , p o i n t p a r point, d e s m a s q u e s de l ' e n v i r o n n e m e n t du s i t e
A Q U I S I T I O N T R A I T E M E N T M E M O R I S A T I O N S O R T I E G R A P H I Q U E \ » \ \ V V \ S o r t i e s u r é c r a n du c o n t o u r d e s m a s q u e s d i g i t a l i s é s
Il Prise de vue à l'intérieur d'une maquette .
Ce type de prise de vue s'effectue à l'intérieur de la maquette du projet, avec un appareil photographique muni soit de l'objectif "Fish-Eye", soit d'un endoscope ayant une optique "Fish-Eye" . Celui-ci, grâce à son faible diamètre (20 mm) permet d'accéder à l'intérieur de maquettes plus petites ou dans des parties de maquettes inaccessibles à l'objectif classique qui présente un encombrement plus grand ( 75 mm ) .
L'axe de prise de vue peut être zénithal, si l'on veut effectuer des calculs énergétiques ou lumineux en association avec les logiciels existants, ou horizontal dans le but d'utiliser le S.A.V. pour tester ou comparer des ambiances intérieures, des points de vue sur l'environ nement ....
2) Le S.A.V. - Simulateur d'Ambiances Visuelles .
Développé depuis 1980, le S.A.V. a montré ses capacités et ses performances en matière se simulation visuelle .
D'une part à travers l'expérimentation auprès de concepteurs et d'artistes et d'autre part dans le cadre de travaux pratiques associés à des cours . Ainsi de nombreux étudiants (150 environ) de l'Ecole d 'Architecture de Marseille ont pu tester leurs maquettes de projet au simulateur, ce depuis 1981 .
3) Eclairement naturel .
Certains diagrammes concernant la lumière naturelle ont été mis au point dans le cadre de travaux antérieurs . Ceux-ci permettent le calcul, par superposition de diagrammes, de l'éclairement lumineux direct, diffus ou réfléchi .
Eclairement direct : Superposition du diagramme solaire du lieu, du diagramme d'éclairement lumineux direct et du contour des masques vus du point d'observation (photo "Fish-Eye" et/ou dessin en perspective curviligne) Par lecture des positions intéressantes du soleil on obtient la valeur
instantanée, en Lux, de lumière directe due au soleil .
Eclairement diffus : Repérage d'une position du soleil, calage par rapport à cette position du diagramme de luminance du ciel, superposition du
diagramme d'incidence du plan récepteur et calcul en tenant compte des masques éventuels (idem éclairement direct) .
4) Dessin en perspective curviligne des bâtiments projetés . (1)
Grâce aux abaques de tracé des droites de l'espace, en projection équidis tante on peut dessiner, en perspective curviligne, tout objet géométrique formé de droites .
Ainsi quelquesoit l'axe de vue, zénithal ou ho ri zo nt al, -on arrive à dessiner le contour apparent des bâtiments projetés .
Ce dessin va servir aux différentes simulations et calculs : Simulations visuelles, ambiances intérieures et extérieures, insolation, éclairement énergétique et lumineux ....
(1) Cet outil devait être informatisé dans le cadre du Programme de Recherche 85 . Ce travail n'a pu être exécuté pour des raisons matérielles ( voir Rapport d'activités, chapitre 3 ) .
5) Dessin en perspective curviligne de l'environnement naturel d'un site . On dessine en perspective cuviligne le contour des masques naturels en repérant les points remarquables et en calculant leurs coordonnées : Azimut et hauteur angulaire . Ces coordonnées sont reportées ensuite sur un diagramme gradué puis ces points sont reliés entre eux par segments de droite formant ainsi une ligne continue représentant le contour apparent du masque vu depuis le point d'observation . Ce dessin remplace la photogra phie sur site dans le cas ou l'on n'a pas un accès facile sur le terrain .
Les outils 3, 4 et 5 demandent une pratique et une manipulation importante, parfois plusieurs heures, et de ce fait ne sont pour ainsi dire jamais utilisés . C'est pourquoi dans le projet de développement du système CSARS l'informatisation de ces outils se fera en priorité .
MAQUETTE DU PROJET
VIIF HDRT 7FINT Al F Prise d e v u e à l ' in té ri eu r d 'u ne ma qu et tePlans, coupes, élévations
W
E —
— J- zénith•W
Des s in a u to ma ti qu e e n pe rs pe c t i v e c u rv il ig ne d e ba ti me nt s pr oj et ésCarte géographique
*Point d'observation
N
Des s in a u to ma ti qu e e n pe rs pe c t i v e c u rv il ig ne d e s ma sq ues d'un s i t eDans son état actuel, le système CSARS est d'ores et déjà opérationel et diffusable.
Les techniques de prise de vue sur site ou dans des maquettes sont fiables et ont été expérimentées aussi bien dans l'enseignement et dans la formation professionnelle d'architectes et de concepteurs, que dans les actions opérationnelles de conception ou d'expertises.
La partie "simulation visuelle", prototype 2 de 1981, demandera le développement d'un nouveau prototype de simulateur tenant compte des nouvelles technologies de création et de visualisation
d 'images.
La partie "acquisition, traitement et transfert de données", utili sant informatique et vidéo, doit être en permanence actualisée en fonction des besoins des concepteurs et compte tenu de l'évolution du matériel informatique : programmes transportables, systèmes compatibles, vitesse d'exécution des opérations, capacités mémoire, interfaces et périphériques, et compte tenu aussi de l'évolution des techniques et du matériel image : vidéo, vidéodisque, fibre optique, écran p l a n ...e t c .
A cela s'ajoute le fait que, pour des raisons matérielles évoquées dans le rapport d'activités, le dessin automatique en perspective curviligne n'a pu être réalisé, si bien que ce logiciel devient la phase prioritaire de la suite qui sera donnée à cette recherche.
En conclusion , le système CSARS apparait comme parfaitement adapté aux besoins des architectes et des concepteurs pour visualiser les effets du rayonnement solaire dans un site ou sur un projet.
Il correspond aussi à des moyens accessibles : appareil photo, objectif fish-eye, micro-ordinateur, logiciels conditionnés en un petit nombre de disquettes...
Seul, le complément optique qu'est l'écran sphérique pourra poser un problème, notamment au point du vue encombrement. Il en va de même pour le projecteur qui doit pouvoir accueillir un objectif fish-eye (qui pourrait être le même que celui qui sert à la prise de vue) et qui nécessite donc une adaptation.
Mais la mise au point technique de l'outil fait également partie des perspectives d'avenir évoquées par le programme de recherche 1986-1989.
BARRE A. FLOCON A.
"La perspective curviligne" FLAMMARION - 1967
CHAUVEL P. "Diagrammes solaires" - Cahiers du CSTB n° 52
Livraison 414 - Oct. 1961
CHAUVEL P. DOURGNON J. KOKKA L.
"Déterminations graphiques et mécaniques de l'en soleillement" - Cahiers du CSTB n° 51 - Livraison 407 - Août 1961
DREYFUS J. "Le confort dans l'habitat en pays tropical"
Annexe III : diagrammes solaires p p . 341-345 EYROLLES 1960
GIVONI B. "L'homme, l'architecture et le climat"
Chap. 10 : "Mouvements du soleil et contrôle du rayonnement solaire incident" - Editions du Moniteur DABAT R. AUDURIER-CROS CAMIA F.M. CHABERT M. DABAT M . A .
"Etude sur l'évaluation des effets de la lumière
A - naturelle dans le projet d'architecture"
Contrat CORDA - Mai 1980
IZARD J-L "Le gisement solaire et le projet d'architecture"
Polycop de cours - EPAM 1983
JAULMES P. "Simulation visuelle par projection sphérique"
Art. in Revue "Lux" n° 84 - Oct. 1975
MAZRIA E. "Le guide de l'énergie solaire passive"
Chap. VI : "Les outils du projet" - Les diagram mes solaires pp. 238 à 266 - Editions Parenthèses 1981
NICOL J-F "Caractéristiques de la transmission du rayonnement
solaire à travers un écran à lames" - Version française d'un article paru dans la revue "Buil ding Science" (Vol. I CSTB - Mars 1966)
OLGYAY V. "Design with climate" - Chap. V : "Site sélection" •
Princeton University Press 1963
OLGYAY V. "Solar control and shading devices" - Princeton
University Press 1967
PARMELEE G.V AUBELE W.W
"La protection des verrières contre le soleil : analyse de l'effet de lames planes opaques unifor mément espacées"- Rapport n° 1660 de l'ASHVE Compte rendu de l'ASHVE n° 58 1952
PARMELEE G.V AUBELE W.W
"La protection des verrières contre le soleil" : Etude expérimentale des brise-soleil du type à lames"
"Eléments pour le calcul des persiennes brise- soleil"
Rapport n° 1476 de l'ASHVE
Compte rendu de l'ASHVE n° 59 1953
PETHERBRIDGE P. "Sunpaths diagrams and overlays for solar heat
gain calculating"
Building research Current Paper Sériés Supplément to Research Sériés 39 - Mars 1955
MONEM SALEK A. "Solar geometry in architecture"
Department of architectural Science University of Sydney - Sept. 1981
TEDESCHI E. BORGATO J.
"Asoleamiento en la Arquitectura"
Facultad de Arquitectura y urbanismo de la Univer- sidad Nacional de TUCUMAN - Argentina 1955
TONNE F. "Besser Bauen mit besonnungs und tageslicht
plannung"
1 - Text, 2 - Abbildungen und Kurvenblàtter Verlag Karl Hoffmann
Schorndorf bei Stuttgart - 1954
DABAT M-A. "Réhabilitation : L'éclairement naturel des locaux
d'habitation"- Thèse de 3éme cycle - 1980
COMMUNICATIONS
DABAT M-A. "Simulation visuelle en architecture"
COLOUR DYNAMICS' 82 - Budapaest (Hongrie) Juin 82
DABAT M-A. "Communication de l'information dans le système
CSARS appliqué à l'architecture" Entretiens du CSTB - PARIS - Juin 82
DABAT M-A. "Outil d'aide à la conception: La simulation visuelle"
Conférence Internationnale sur l'architecture solaire - CANNES - Décembre 82
Commentaires sur le programme COURBE DE NIUEAU
**********************************************
Disq ue M A D - 8 3 :C O U R N I F I C H < é c r a n ),P R O J E T < t r a c e u r ) P r o g r a m m a t i o n en P A S C A L U .C .S .D ,G o u p i 13 - d e c . 8 3
M a r c - A n d r e D A B A T - Grou pe A B C
Ce programme a pour but de tracer sur écran ou traceur re-ference
les courbes d'iso-valeur('courbes de niveau') a partir d'une
matrice quelconque de valeurs .
Me thode utilisée :
La matrice est utilisée de plusieurs maniérés :
1) les indices ligne et colonne (i,j> servent de coordonnées
avec une contante mu 1 tip1 icatrice .
2) les valeurs représentent "l'altitude des points" .
On a donc pour tout element de la matrice M :
M(i,j) = "altitude" ,
Ky
= constante mu 1tip1 icatrice sur y,
Kx
= constante multiplicatrice sur x,
i * Ky
= coordonnée sur Y,
j * Kx
= coordonnée sur X .
(la constante K a pour fonction
sortie, c'est a dire de donner
l'édition : cadrage sur écran,
exemple.)
de formater le périphérique de
une dimension physique pour
format A4 ou A3 sur traceur, p
Le programme de trace est charge de dessiner les courbes d'iso
valeur en procédant a l'exploration de la matrice . Chaque vale
est considéré comme le noeud d'une trame et le prograrrime fait
passer la courbe en cours de trace, soit par un noeud de valeur
égalé a la courbe, soit entre deux noeuds, et ce en calculant 1
lieu de passage entre les deux noeuds par interpolation lineair
Deroulement du programme :
«Courbe a tracer .
-Balayage de la matrice point par point, ligne par ligne .
-A chaque noeud :Prise en compte de 3 noeuds environnants <i+
j+1, i+1 et j+1).
-Comparer la valeur de la courbe avec la valeur des noeuds .
-Eventuellement calculer le passage de la courbe entre deux
noeuds .
-Trace d'un segment de la courbe .
«Courbe suivante .
App1 i cat i ons :
Réalisé a partir de 1'idee des courbes de n i veau topographiques,
les applications envisagées sont :
1) Dessin de diagrammes de transmission,
2) Dessin d'indicatrices (rayonnement solaire direct, diffus,
lumineux) et ce en projection cylindrique, équidistante ou
autres .
Ce programme élaboré surtout pour des calculs sur des représen
tations des phenomenes lies au rayonnement solaire reçoit une
matrice de nombres entiers et peut tracer toutes les courbes
souhaitées . Les dimensions de la matrice sont fixées a 13 lignes
(
? 0 _de hauteur découpé de 5 en 5_> et 36 colonnes < 360_ découpé
de 10 en 10_) .
Options : Titre, format de sortie, périphérique de sortie (écran
ou traceur), choix des couleurs (fond,titre,courbes),
grille de fond .
lecture d une
matrice
(maximum 20*20)
\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\ +++++++++++++++
nom du -fichier : #5:MATRACEUR
d i mens ion s de 1 a matr ce < 1 ignés, colonnes)
••10 1
1 igné
10
18
20
24
26
24
22
22
20
16
14
1 i gne
?
26
23
30
32
32
30
28
26
24
18
1 i gne
8
32
36
40
40
42
42
40
38
32
20
1 igné
7
38
40
42
44
44
54
50
52
40
24
1 igné
6
42
46
48
50
52
70
66
58
52
28
ligne
5
44
48
50
56
60
72
76
62
54
30
1 igné
4
40
46
52
58
62
70
72
48
42
24
1 i gne
3
16
24
38
44
52
58
62
46
40
36
ligne
2
1 0
12
1 6
18
20
28
“| —i40
46
48
1 i gne
1
2
4
6
10
14
18
22
26
30
34
Exemple d'interprétation de matrice : tableau de 10 x 10 valeurs
choisies arbitrairement, en vue de l'utilisation du programme
COURBE DE NIVEAU.
Page ci-après :
exemple de traçé de courbes iso-valeurs à partir
de la matrice ci-dessus. Le dessin a été exécuté par la table
traçante, et la reproduction est à l'échelle 1 par rapport au
document fourni par la table traçante.
N.B. :
Dans le document original, un codage des couleurs permet
une identification des courbes plus évidente que celle qui est
montrée dans cet exemple.
DESSIN DES DIAGRAMMES DE TRANSMISSION DES MASQUES ARCHITECTURAUX.
1 - PRINCIPES DE LA METHODE
Le dessin des "diagrammes de transmission" se faisait jusqu'à
maintenant de manière manuelle, et donc simplifiée (voir "le gi
sement solaire et le projet d'architecture").
Le principe reposait sur les opérations suivantes :
a) - recherche des ombres partageant le plan récepteur en zones
de géométrie simple et couvrant une fraction remarquable
de sa surface (100 %,
7 5%,
50%,
25%, etc ...),
b) - recherche des positions imaginaires du soleil permettant de
générer ces combres,
c) - report sur le diagramme de visibilité du plan récepteur des
coordonnées angulaires correspondant à ces positions, et
tracé des courbes iso-transmission.
Le résultat obtenu et l'image du masque vu du plan récepteur,
intégrant tous les points du plan.
Cela se traduit par un partage
de la visibilité totale du plan, en zones de transmission totale,
partielle ou nulle.
Une telle procédure ne pouvait être employée dans le dessin auto
matique, pour plusieurs raisons :
- les modalités de recherche des ombres remarquables ne peuvent
être généralisées :
il en existe au moins autant que de "famil
les de masques",
- la méthode simplifiée manuelle laisse une grande part à l'inter
polation visuelle entre les points connus des courbes cherchées
pour le tracé de ces courbes et cette interpolation est diffi
cilement modélisable,
- en informatique il vaut mieux faire répéter un grand nombre de
fois une opération relativement simple, plutôt que de mettre
au point un algorithme très complexe utilisé moins souvent.
C'est pourquoi une autre méthode a été employée.
2
