RAPPORT

GENERATIVE
MODELING
CONCEVOIR ET OPTIMISER AVEC LADY BUG ET
SPACE SYNTAX
RAPPORT DE PRESENTATION
REALISE PAR : LYNNA BEN YAHYA ENCACDRE PAR : M. HICHAM ZAKARIA
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PREAMBULE
A l’heure du monde de l’information, l’informatique est devenue une nécessité
omniprésente à laquelle se confronte constamment l’architecte. La quantité
d’informations à traiter est souvent telle qu’il est nécessaire d’amorcer directement le
projet de manière informatique.
Toutefois, plusieurs études sur l’usage de l’informatique dans les bureaux
d’architecture, comme dans les ateliers des écoles d’architecture, démontrent que les
architectes l’utilisent principalement dans le but de communiquer l’information. En
fonction du logiciel utilisé, l’architecte est bridé dans le dessin par les différentes
commandes mises à sa disposition. Ce problème est lié à la philosophie de
développement de ces logiciels ayant pour but de retranscrire des idées et non de les
développer. Il y a dès lors une perte d’information lorsque l’on passe de l’esprit au
papier et du papier à l’ordinateur. Par ailleurs, le simple fait de savoir qu’il faudra
retranscrire le projet sur la machine limite parfois le concepteur à s’en tenir au
développement d’idées réalisables via les outils disponibles et qu’il maîtrise. Dans ce
cas, l’architecte est soumis au logiciel qu’il utilise. Et le simple fait de savoir qu’il faudra
tout retranscrire numériquement pousse l’architecte à même se limiter dans son
esquisse aux outils informatiques que propose la plateforme sur laquelle il travaille. Il
en découle une perte importante de finesse dans la définition de l’architecture
par réduction souvent simpliste des logiciels de dessin.
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GENERATIVE MODELING
Le Generative Modeling répond à cette problématique en intégrant l’informatique au
développement du projet de sorte à inverser ce rapport de servitude.
Elle consiste à définir des objectifs et des contraintes de haut niveau et à utiliser la
puissance du calcul pour explorer automatiquement un vaste espace de conception et
identifier les meilleures options de conception.
Le concepteur énonce les objectifs et les contraintes de conception, puis il définit les
paramètres tels que les matériaux, le coût, processus de fabrication, contraintes
géométriques, etc.
L’ordinateur utilise des algorithmes pour générer à partir de ces contraintes des
agencements et des formes géométriques instantanément. Il s’agit d’une forme
d’architecture que l’on pourrait qualifié de générative, proposant des options que je
n’aurais jamais pensé explorer… ou que peut-être, je ne voudrais pas créer.
L’ordinateur me donne tout, le bon comme le moins bon.
Le concepteur revue et évalue toutes les possibilités et propositions et réévalue les
contraintes et les objectifs pour identifier la solution la plus adaptée.
Au besoin, l’outil peut être amélioré en retravaillant son paramétrage ou le corrigeant
en fonction des résultats obtenus, jusqu’à obtention d’une solution satisfaisante qui
remplit les objectifs souhaités.
Les 3 principaux bénéfices de ce type d’approche sont :

L’exhaustivité des solutions/combinaisons considérées dans les
limites du cadre fixé : Un procédé exploité par un ordinateur peut passer
en revue, systématiquement, toutes les possibilités combinatoires qui
s’offrent à lui ;

Une capacité à proposer des solutions d’un degré de complexité plus
élevé : Des machines qui travaillent sans relâche à un rythme effréné
peuvent explorer la complexité au-delà de ce que tout être humain serait
capable de réaliser ;
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
La vitesse d’exploration : Sur la base de quelques lignes de code, pour
les cas les plus simples, on peut tester un grand nombre de solutions mais
aussi de procédés dans un temps qui dépasse, de très loin, les capacités
de l’homme. L’ordinateur devient alors un moyen d’explorer des domaines
dans un temps record.
LA PROGRAMMATION VISUELLE : GRASSHOPPER
La programmation visuelle permet de passer outre la complexité liée à la
programmation textuelle. Elle est par conséquent particulièrement adaptée aux
architectes et se développe d’ailleurs en périphérie d’un certain nombre de logiciels
liés au design. La programmation visuelle se distingue de la programmation scriptée
traditionnelle par l’usage de fonctions, préprogrammées ou non, apparaissant sous
forme de nœuds qui acceptent des données en entrée et dont en ressortent un résultat
défini par la fonction.
Un ensemble de nœuds successifs forme une chaîne qui sera l’algorithme définissant
le design à travers une série de paramètres déterminés. Les contraintes imposées à
ces paramètres définissent le degré d’exploration de la forme.
Cette nouvelle démarche est responsable d’un réel engouement au sein de
l’architecture et a alimenté le développement d’un certain nombre de logiciels liés à
son évolution.
Ces projets, comme par exemple Grasshopper3D qui est essentiellement open
source, ce qui représente un aspect important à son épanouissement. Celui-ci
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fonctionne à travers le logiciel de modélisation Rhinoceros3d qui permet un feedback
visuel. L’avantage de Grasshopper3D a été d’évoluer au fil du temps vers un
environnement de programmation visuelle complet et indépendant sans plus se limiter
uniquement aux fonctions offertes par Rhinocéros.
LADY BUG ET SPACE SYNTAX
Les codes LadyBugs permettent de développer une large gamme d’études solaires,
de la position du soleil au calcul des apports d’énergie. Elle connecte Grasshopper à
des moteurs de simulation tel que Energy Plus, Radiance, Dayism, et Open Studio et
permet d’analyser ces données pour dessiner et personnaliser les diagrammes tels
que Sun Path, Wind Rose, Radiation Rose. Et bien entendu, comme LadyBug
appartient à la suite Grasshopper, cela ouvre à des interactions savantes entre les
formes construites et l’analyse des phénomènes.
Space syntax, quant à lui intègre une théorie de l’architecture et de l’environnement
qui cherche à expliquer l’effet des configurations spatiales sur la base des schémas
comportementaux des personnes dans les flux de travail de conception.
L'ensemble d'outils est destiné à formaliser un programme d'exigences. Un des outils
assigne des couleurs arbitraires aux espaces fonctionnels pour les rendre plus
reconnaissables. La forme graphique lit un graphique des exigences de connectivité
et de contiguïté, à partir d'un ensemble de points que l'utilisateur insère pour
représenter les espaces. Il dessine immédiatement un bloc-notes où le concepteur
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dessine un rectangle et demande les contiguïtés nécessaires avec les frontières Nord,
le Sud, l’Est et l’Ouest. Ensuite il demande les liens entre les espaces fonctionnels. La
sortie principale ici est le graphe, qui n’est pas dans la forme voulue pour des
opérations ultérieures. Ce graphique n’a pas d’incorporation topologique jusqu’à ce
qu’il soit intégré à notre algorithme modifié de Tutte pour le dessin convexe. Après
cette opération de touche, l’algorithme délivre une incorporation planaire convexe, un
sous-graphe, un ensemble de sommets et un sous-ensemble d'attributs qui sont des
intrants essentiels pour toutes les autres opérations. Notre composant préliminaire de
mise en page est également affiché en haut à droite.
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