Images et imaginaire : représentations conceptuelles
Recherche : Equipe EVCAU, Ecole Nationale Supérieure d'Architecture Paris Val de Seine
Enseignement : Ecole Nationale Supérieure d'Architecture de Versailles
Résumé
Les représentations conceptuelles sont des images qui stimulent l'imaginaire de l'architecte au cours de la conception, et ici notamment, de la conception assistée par ordinateur.
Nous avons débuté nos recherches sur ces représentations en conception assistée dans des années 80. Ces recherches expérimentales nous ont permis de mettre en évidence deux familles particulières : les représentations analytiques et les représentations analogiques. (1)
Les premières sont des schémas analytiques, ils aident essentiellement l'analyse du programme et l'élaboration des concepts spécifiques du projet : fonctionnel, constructif et autres.
Les secondes sont des images analogiques, elles soutiennent la synthèse de la forme et peuvent d'ailleurs prendre divers aspects, allant de l'expression imagée - métaphores verbales - jusqu'aux images d'aspect photo réaliste. Toutefois, elles ne présentent pas l'objet de conception, mais entament avec lui des rapports analogiques.
Pour approfondir les recherches sur les schémas analytiques nous avons travaillé en collaboration avec le groupe de recherche " Schéma et schématisation " de l'Université Paris 7. Depuis 1990 les résultats de ce travail ont fait l'objet de publications multiples dans la Revue de l'Université et ailleurs. (2) En ce qui concerne les représentations analogiques, notre approche a été surtout expérimentale - création directe sur ordinateur de nombreux projets de concours en collaboration avec différentes agences d'architecture. Nous avons rédigé les résultats de ces expérimentations dans deux rapports de recherche pour le Plan Construction, mentionnés précédemment, et dans de nombreux articles.
Les aboutissements de ces recherches seront confrontées ici, d'une part, avec les avancées de l'architecture contemporaine des dix dernières années, et d'autre part, avec les progrès de la technologie numérique de conception / fabrication en architecture. Mais d'abord, nous allons observer l'usage de ces outils pour la création d'architecture innovante, car les tendances de leur développement ne peuvent être découvertes qu'à partir d'une telle pratique.
1. Deux recherches : " Image numérique comme instrument d'aide à la création architecturale " 1992, et " Voir l'idée : aide informatique à l'exploration des concepts architecturaux " 1994, Recherches expérimentales, Plan Construction et Architecture, chef du projet Sabine PORADA, avec Bernard PELTIER, Michel PORADA, équipe LAMI, (Localisation INIST-CNRS, Cote INIST : RP 14187).
2. Articles d'auteur : " Du schéma conceptuel à la maquette informatique ", Revue de Bibliologie, n°32, Office Générale du Livre, 1990 ; " Naissance d'un concept ", Les dossiers de la Revue de Bibliologie, Schéma et Schématisation, n°5, Université Paris7, 1993 ; " Art schématique et instrumentation : expérimentation sur une œuvre d'auto schéma ", Revue de Bibliologie n°41, Schémas et Schématisation, Université Paris7, 1995, etc.
Mots-clés : Représentations conceptuelles, conception innovante, schémas analytiques, images analogiques, images de référence, maquette virtuelle évolutive, support de conception.
Santiago CALATRAVA
1. Les représentations conceptuelles
Ces représentations caractérisent surtout la première étape de la conception : création d'idée et sa mise en forme. Le futur objet n'étant pas encore conçu, l'architecte ne peut pas le représenter. Il ne peut que figurer ses concepts, et ce sont ces représentations que nous appelons les représentations conceptuelles.
Deux types des représentations conceptuelles - les schémas et les images analogiques - peuvent être repérées aisément au cours de la conception de tout architecte. Néanmoins, chez chaque créateur elles ont une importance inégale : il y a des architectes ayant davantage une démarche analytique, et d'autres qui ont une approche de conception plutôt poétique. Mais, imposer à un architecte une démarche plutôt que l'autre, même au nom de rationalisation du processus de conception, c'est l'obliger de changer la nature de sa création.
1.1 Représentations schématiques en conception
" Les propriétés du schéma graphique ne sont pas épistémologiquement insignifiantes, esthétiquement vides, éthiquement innocentes, politiquement neutres " , Pernot - Lapassat
Les représentations schématiques sont la base même du processus d'élaboration des connaissances - de la cognition. En quoi peuvent-elles aider la conception ?
Si le but de la cognition est l'élaboration des connaissances relatives aux objets réels du monde existant, le but de la conception est inverse : l'élaboration d'un objet réel à partir des connaissances et objectifs programmatiques.
Le processus de cognition débute par l'examen exhaustif d'un type d'objets existants pour, à travers des étapes de schématisation, de plus en plus croissante, et allant jusqu'à l'abstraction, élaborer les connaissances sur l'essence même de ce type d'objets, son concept.
Le processus de conception architecturale, au contraire, débute par les idées et concepts abstraits sur une architecture hypothétique pour, à travers des étapes successives de schématisation décroissante, se concrétiser dans une oeuvre concrète.
Comment cela se passe-t-il réellement, comment l'architecte parvient-il à représenter l'objet futur qu'il n'a pas encore conçu ?
Au début, il analyse le programme architectural qui contient les connaissances relatives au projet. Parallèlement, il essaye de formuler les hypothèses de sa mise en forme qu'il exprime par des représentations diverses : schémas d'organisation de l'espace et du processus de son appropriation par les futurs habitants, schémas de structuration des activités, schémas constructifs ou, pourquoi pas, schémas d'ambiance...
Ces schémas ont une structure hybride variant entre verbe et image. Ils n'ont pas de ressemblance directe avec objet de conception, car ils ne représentent pas cet objet mais uniquement ses différents aspects. Bien qu'il soit rare de voir chez des architectes les schémas vraiment abstraits, qui ne portent pas quelques traits de ressemblance avec l'objet de conception, au début, ils ont tous le même un niveau d'iconicité très éloigné par rapport à l'objet de conception. A chaque étape de conception correspondent des schémas de niveau différent de ressemblance, mais le principe général est la progression de l'abstrait vers le concret. Ainsi, l'iconicité de la représentation - sa ressemblance avec l'objet - se fait en progression constante.
Figure 1 Formalisées dans des logiciels comme " ESKIS " depuis 1993, les représentations schématiques en 3D numériques sont y superposées avec la maquette schématique manuelle, créée par F. GEHRY en 2001
La formalisation des schémas conceptuels n'est pas un réel problème. L'informatisation des procédures de conception a même débutée par la formalisation des schémas réglementaires ou de fonctionnement. Les schémas analytiques infographique 3D de la figure 1 ont été élaboré par l'auteur de l'article à l'aide de logiciel ESKIS (CIMA) encore en 1994. En tout cas, dans un des cas de pratique d'outil informatique que nous allons étudier plus bas, tout le processus de conception assistée n'est qu'un processus de schématisation, et même le résultat ressemble à un schéma. Mais il y a des représentations plus résistantes à la formalisation, ce sont les représentations analogiques - images de référence.
1.2 Les images analogiques en conception
" Les principaux choix et grandes métaphores (ce sur quoi on s'appuie pour fonder une esthétique) tiennent en quelques lignes, et le passage devant l'écran devient possible dès ces grandes options arrêtées. "
Alain Sarfati, (Architecture & Informatique, N°27, 1988, p. 11)
Le deuxième type de représentations conceptuelles - les images analogiques ou les métaphores - servent de référence pour fonder le principe de la mise en forme, donc pour synthétiser la forme du projet. Mais quel soutien à la conception apporte une analogie ou une métaphore ?
Nos expérimentations montrent que les architectes s'inspirent de deux types d'analogies : les analogies architecturales et les analogies externes, hors professionnelles.
Les analogies du premier type sont livrées par les typologies architecturales existantes. Et la conception qui s'inspire de la typologie existante semble servir du modèle pour la plupart des " logiciels métier ".
Figure 2 Représentations conceptuelles analogiques : images de référence et métaphores conceptuelles
Les analogies du deuxième type proviennent d'ailleurs : de la nature, des sciences et des arts, des mathématiques, etc. Une véritable oeuvre architecturale avant-gardiste tente d'anticiper l'avenir et devancer les modèles déjà révolus. C'est comme cela que la pensée sensible contemporaine a pu devancer la rigidité de la géométrie figée, simpliste et schématique de nos paysages urbains. Et grâce, justement, à la puissance de certains modeleurs numériques en conception, les architectes commencent à maîtriser cette géométrie organique et évolutive de la nature qui reflète parfaitement la sensibilité intellectuelle d'aujourd'hui.
En dehors des références analogiques, la figure 2 témoigne que parfois l'architecte transforme une image analogique en un schéma d'analyse, afin de découvrir son principe constructif qu'il reprendra ensuite dans son projet.
L'architecte cherche l'inspiration partout. C'est ainsi que parfois les images produites par des modeleurs infographiques puissants, visualisant les modèles spatio-temporels des phénomènes physiques et des surfaces mathématiques, peuvent inspirer directement la création architecturale. Peut-être ce sont eux les vrais outils informatiques
1.3 Nouveau support de création et de représentation conceptuelle
Il y a cependant un aspect de l'environnement informatique qui peut rafraîchir notre engouement pour les outils numériques, il mérite une attention particulière. Le changement du support de conception n'apporte pas que des avantages au niveau de la création.
En quoi le support informatique est-il différent du support traditionnel de création architectural ?
L'industrialisation du 20e siècle a fait de l'expression " la feuille blanche ", par laquelle commence la conception du projet, une métaphore. La fabrication industrielle, avec ses régulations constructives, a imposé ses trames à la conception architecturale, faisant le plus souvent de cette fameuse " feuille blanche " un support quadrillé. Les " grilles magnétiques " des logiciels graphiques ont appuyé et formalisé cette pratique de trame rectangulaire.
Mais les trames de l'architecture contemporaine sont bien plus complexes que les trames industrielles de 20e siècle.
Pourtant, la trame n'est qu'un aspect mineur du problème. Si hier encore l'architecte commençait la réflexion en gribouillant ses idées sur une feuille de papier, quadrillé ou non, aujourd'hui il médite directement devant l'écran. Mais cet écran est loin d'être vide. Y figure déjà, dés le début de la conception, une suite historique de modèles variés de l'environnement. Ce sont des modèles numériques de l'existant. Le nouveau projet doit s'inscrire dans le contexte de cet environnement fortement quadrillé de trames rectilignes et formé par des règles et modèles aujourd'hui caducs. Ces modèles d'étude qui viennent des bureaux d'ingénieurs, sont le plus souvent produits à l'aide des logiciels comme AutoCAD - outil informatique, élaboré essentiellement sur les bases de conception d'après des modèles à trame traditionnel rectiligne.
L'ensemble de tels éléments affichés sur l'écran constitue aujourd'hui le support graphique de création architecturale. Il est évident que, si un tel support peut aider certains aspects de création, il peut fortement endoctriner d'autres : l'aspect plastique du futur projet, par exemple.
Que peut opposer à cette forte influence des modèles révolus un architecte à la recherche d'idée nouvelle, si ce ne sont des images poétiques, des métaphores, venues par analogie d'un autre domaine que l'architecture ? C'est ainsi que, dans des conditions de conception assistée, les représentations analogiques deviennent à fortiori les sources favorites de l'imagination.
1.4 Les représentations conceptuelles de l'architecture innovante
Même si le marché des " logiciels métier " dédiés aux architectes reste encore souvent fidèle aux principes architecturaux désuets, et les tenants de cette technologie affirment que " l'architecture ordinaire " ne change nullement, les mutations ne touchant que les œuvres d'exception, nous avons choisis d'étudier justement l'architecture d'avant-garde. Car, c'est une erreur inexcusable de ne voir dans cette évolution architecturale qu'une simple mode passagère et fantaisiste, réservée uniquement à des œuvres d'exception. Les œuvres innovantes et audacieuses, mais aussi résolument réalistes, se manifestent plus nombreuses de jour en jour. Elles annoncent les principes d'une nouvelle architecture, celle que la future technologie doit nous aider à concevoir et à fabriquer.
Mais, laissons de côté ces jugements de valeurs. Même pour ceux qui ne croient pas que l'architecture d'exception aujourd'hui deviendra l'architecture courante de demain, il doit être clair que plus une œuvre est innovante, plus on peut être sûr que les représentations conceptuelles ont jouées un rôle important dans sa création. Ceci est évidant, car une conception se fondant sur des modèles existants n'aura pas besoin des représentations de ce type. Pour ces raisons les exemples étudiés plus loin portent sur la conception d'avant-garde, novatrice par rapport à l'usage de la typologie architecturale en conception.
Il y a également une autre raison d'un tel choix. Désormais l'informatique associe la conception avec la fabrication assistée, rendant le processus plus large : conception / fabrication assistée par ordinateur - (CFAO). En conséquence la fabrication des formes de géométrie complexe est assurée.
Figure 3 Les références venues par analogie du hors champ professionnel aident à neutraliser la forte influence des modèles du passé
Mais, tout comme le processus traditionnel, ce nouveau processus CFAO ne peut pas se dérouler de façon linéaire. Il se déploie par " tâtonnement ", par de nombreux tours et détours, ainsi que par de rapides raccourcis.
La permanence du processus de conception traditionnel a été assurée grâce à des qualités spécifiques des représentations conceptuelles : leur capacité de se modifier continuellement dès la première idée jusqu'à sa réalisation. Dans une conception assistée cela suppose l'existence d'une sorte de maquette virtuelle évolutive et dynamique qui prend en charge ces fonctions et ces qualités des représentations conceptuelles traditionnelles.
La phase d'élaboration d'idée (ou du concept) et de sa mise en forme - cette phase de création - est encore exclue du processus assisté. On peut se demander : peut-on amputer ainsi sans le diminuer le processus de conception, en excluant la phase la plus créative ? Mais peut-on la formaliser pour un environnement informatique ?
Savoir comment se fait la création signifie de connaître comment l'architecte invente l'objet qui n'existe pas encore, et comment il le décrit dés qu'il commence à avoir une idée.
Pour découvrir d'où viennent les nouvelles idées nourrissant la création des oeuvres architecturales contemporaines, nous allons observer plus loin les sources de leur inspiration. Mais nous avons entrevu déjà la réponse à la deuxième partie de la question : comment le concepteur figure-t-il un modèle conceptuel au stade de création, quelles modes de représentations manie-t-il ? Ces sont les représentations conceptuelles. Formaliser ces outils de l'imaginaire c'est mettre à nu la structure mentale du processus de création.
Que savons nous de ces représentations ?
Nous savons que les schémas et les images analogiques ou métaphoriques servent à l'architecte d'une sorte d'échafaudage pour passer de l'expression verbale du programme architectural vers une composition spatiale. Elles peuvent servir d'un pont puisque elles se situent justement entre le verbe et l'image. L'importance de ces représentations est avant tout heuristique. Leur pouvoir évocateur vient : pour les schémas de leur côté rationnel et pour les images de leur côté poétique. Grâce à leur pouvoir évocateur, le concepteur est capable d'extérioriser ses visions mentales, de formuler ses intentions et sa stratégie, et de les convertir en des représentations spatiales.
Un modèle mental paraît se former d'atomes de pensée qui ne représente pas l'objet lui-même, mais des formes plus symboliques, plus métaphoriques. Formaliser ces représentations n'est pas une mince affaire. Surtout qu'elles peuvent référencer simultanément des dimensions diverses : techniques, scientifiques, sociales, poétiques ou plastiques. Si nous voulons les inclure dans notre maquette conceptuelle virtuelle, toutes ces dimensions doivent acquérir une description numérique.
Mais pouvons nous tout simplement les formaliser ou devons-nous les laisser pour toujours hors du champ numérique ? Pourtant, l'usage actuel des outils informatiques par certains architectes montre qu'à l'aide de la technologie numérique ils accèdent à des formes architecturales infiniment plus libres, au droit à l'imagination exubérante, au libre envol de la pensée architecturale, à la différenciation au lieu de l'unification…
Les exemples des diverses utilisations de l'outil informatique dans la pratique de conception architecturale ne manquent pas. Pour résumer, prenons les cas extrêmes observés chez les architectes les plus médiatisés. En gros, leurs usages de l'outil informatique donnent à la question posée plus haut des réponses antinomiques : celle de Frank GEHRY et celle de Greg LYNN.
La première vient d'un architecte appartenant à la génération qui n'a jamais pratiquée l'ordinateur et n'a pas été même formée à son utilisation. La deuxième est celle d'un architecte de la génération " branchée ", d'un architecte qui a été initié à la création directe sur l'écran, et qui persiste dans cette direction . Il faut peut-être rappeler que nos étudiants appartiennent à cette dernière génération.
Encore que l'examen plus poussé de l'usage de l'informatique en conception fait apparaître des exceptions à cette règle. Ainsi, l'architecte Peter COOK, un des pères de l'architecture la plus utopique du milieu du 20ème siècle, ARCHIGRAM, revient aujourd'hui sur la scène comme un précurseur de l'architecture la plus innovante. Grâce à la nouvelle technologie de conception / fabrication et nouveaux matériaux de construction, il a réalisé brillamment ses rêves de jeunesse dans une œuvre telle que Kunsthaus de Graz.
Les exemples contraires des jeunes architectes qui produisent aujourd'hui à l'aide de l'ordinateur une architecture tout à fait ordinaire, ne manquent pas.
Néanmoins quelques oeuvres insolites de l'architecture contemporaine, qui ne pouvaient être réalisée sans la technologie numérique, suffisent pour entrevoir de nouveaux horizons vers lesquels doivent converger les recherches dans le domaine des futurs logiciels d'aide à la conception architecturale.
De l'étude de ces quelques exemples nous espérons faire ressortir les tendances qu'engendre la pratique même des outils numériques.
2.1 F. GEHRY ou "à l'intendance de suivre"
Ne maîtrisant pas lui-même l'outil informatique, Frank GEHRY préfère assurer prudemment la maîtrise du projet en conservant sa démarche traditionnelle de conception au stade de création d'idée et de sa mise en forme. Il confirme ainsi l'importance capitale de cette étape de conception, et cela d'autant plus spontanément que sa démarche est avant tout plastique. Le " dessin automatique " de ses croquis renvoie habituellement aux éléments de l'univers non architectural : poisson, voilier, fleur, etc.
La géométrie libre, non orthogonale et la complexité plastique de ces formes nécessitent l'usage des outils informatiques. Ces outils sont surtout importants au stade d'optimisation d'une structure où toutes les composantes et leurs connexions sont uniques, ainsi que pour la réalisation de cette structure dans un délai et à un coût raisonnable. La maquette virtuelle se fait à partir de la numérisation des points de la maquette physique fabriquée d'après les croquis. Pour la façonner, les points digitalisés sont exportés vers des logiciels tels CATIA ou X-STEEL développés pour l'industrie aéronautique. Ces logiciels aident ensuite à optimiser et rationaliser la géométrie de la structure, la faisant moins coûteuse à la production. Il produit également les composants pour la fabrication automatisée.
Figure 4 Démarche conceptuelle de F. GEHRY : croquis, maquette réelle, digitalisation de maquette réelle, création de maquette virtuelle, CFAO
Le rôle de la maquette numérique est aussi de fournir les données pour des logiciels plus spécialisés : de calcul de résistance des matériaux, de vérification de données acoustiques, d'action du vent, d'ensoleillement, de maîtrise d'énergie, etc. La compatibilité des logiciels spécialisés garantit la suite de l'opération.
Dans le cas présent la continuité de la conception a été obtenue grâce à la digitalisation de la maquette réelle, mais elle se produit après la phase de création et représentation d'idée. Ainsi la phase de création, avec toutes ses représentations, reste manuelle chez Frank GEHRY. L'informatique donne la matière à l'idée la plus poétique et fantastique, mais elle n'aide pas ni à la créer ni à la mettre en forme.
2.2 G. LYNN, ou " cyber architecture "
" Habituellement un architecte dessine des points et les relie entre eux. Avec ces programmes, l'espace est enveloppé ou abrité par une sorte de mouchoir flexible ".
Greg LYNN représente le mouvement d'architecture contemporaine qui se nomme " non-standard " et qui fait de l'informatique un véritable outil de création en conception. Pour le philosophe et architecte Greg LYNN l'informatique, plus qu'un outil, implique un système de pensée et de conception. En contestant l'industrialisation avec sa standardisation, LYNN annonce l'ère de l'architecture paramétrée, créée à partir des éléments similaires - instances d'une série. Ainsi, l'architecte peut parvenir à diversifier et à personnaliser la construction à faible coût.
Mais la vraie divergence de son approche de conception avec celle de GEHRY consiste dans son attitude quant à l'élaboration de l'idée et de sa mise en forme. Greg LYNN considère que la forme architecturale ne doit pas être présupposée par l'architecte, elle doit résulter automatiquement des forces qui l'animent : du " contexte actif ". Et l'ordinateur, pour lui, est précisément l'outil capable de générer une forme à partir de ce contexte actif : flux énergétiques, topographie, vent, soleil, etc. Mais ces paramètres eux mêmes sont en perpétuelle mutation. Ainsi la forme, produite par cette chaîne numérique ininterrompue, doit aussi avoir une structure fluide, dynamique et changeante en permanence.
Nous ne sommes pas encore là pour l'architecture construite, mais au cours de sa conception elle ne peut qu'être dynamique. Plutôt qu'artiste, l'architecte devient alors programmeur perpétuel, ayant une approche de conception exclusivement fonctionnelle, et suivant la fonction dans toutes ces mutations temporelles. Il est appelé à accepter sans broncher les formes générées par l'ordinateur.
Quels types des logiciels sont capables de modéliser les mutations temporelles des lignes de force ?
Pour Greg LYNN la forme architecturale élémentaire doit être pareille à " une goutte qui subissant une mutation peut maintenir son identité de base ". Cela ressemble un peu à ces " patatoïdes " que manipulent parfois les architectes pour produire la mise en forme schématique des zones d'activités. Sauf que les gouttes de Greg LYNN ne sont pas statiques et elles ont des surfaces 3D iso morphiques. LYNN ne fait pas non plus des schémas sur le papier mais conçoit directement sur l'écran une carte des forces qui façonne la forme.
Ainsi, Greg LYNN a besoin des modeleurs qui activent ses gouttes en mutation perpétuelle. Il utilise des programmes de création et d'animation de films, en les détournant pour l'architecture. Il se sert de leurs facultés d'animation pour suivre l'évolution d'une forme par rapport aux forces qui la génèrent.
Pratiquement ce sont les membranes flexibles se déformants sous l'impulsion des forces externes et internes en mutation. Ainsi, l'ordinateur génère des enveloppes en forme de " blobs ", en réponse aux exigences programmatiques variables. Cette conception dynamique fait appel à des logiciels d'animation comme INDIGO ou de logiciels de modélisation des ondes : SoftImage, Poweranimator, etc.
Pour Greg LYNN : " Une approche animée de l'architecture pourrait s'appliquer à la conception et à la création, tandis que des outils plus conventionnels restent en vigueur pour la modélisation et la fabrication. "
De cette façon l'étape la plus créative de mise en forme reste l'étape préliminaire, tout comme dans le processus traditionnel. L'informatique la prend entièrement en charge, et peut-être même trop ! La maquette virtuelle informatique, créée à cette étape, devient la base de conception. Les logiciels qui vont suivre, tels les logiciels de production du projet et de sa fabrication, doivent être compatibles pour récupérer cette maquette.
Les logiciels capables de visualiser les évolutions temporelles des forces dans des " contextes actifs " proposent les formes diversifiées, paramétrables et complexes. Jusqu'alors ce genre des transformations des champs de forces s'appliquaient uniquement aux données programmatiques. A présent, il est possible d'étudier les transformations temporelles du territoire urbain ou de la morphologie des bâtiments en les appliquant directement aux objets par les procédures de morphing. Les principes de programmation architecturale dynamique sont voués à répondre aux amplifications et accélérations indéniables des processus urbains.
Figure 5 Démarche conceptuelle de Greg LYNN : la forme dynamique suit les évolutions temporelles du " contexte actif "
Reste à savoir comment agissent sur la forme les forces du contexte poétique, esthétique ou métaphorique. Tandis que son maître P. EISENMAN a tenté d'utiliser l'informatique comme un " moteur conceptuel " pour passer d'un concept métaphorique à une forme concrète, Greg LYNN ne se préoccupe pas des métaphores. Probablement, comme il suggère lui-même, ses collègues les plus proches, peintres Fabian Marcaccio et Roseau de David ou ses amis sculpteurs, pourraient apporter " la version la plus extrême de Creg élégant".
2.3 De Greg LYNN à Peter COOK : des modèles dynamiques en conception vers l'architecture programmable
L'architecture a l'intérêt à être stable… mais non rigide, et Greg LYNN a raison de souligner les variations de plus en plus rapides des événements du " contexte actif ". Mais comment la forme peut-elle suivre ces modifications des événements ?
Le bâtiment du 20e siècle convoitait statut de " machine à habiter ". Au 21e siècle cette " machine " commence à devenir programmable : ses réorganisations structurelles peuvent se faire à l'aide de programmations informatiques et robotiques. La technologie informatique fait de l'enveloppe du bâtiment un dispositif technique complexe et " intelligent ", qui varie dans le temps en fonction des événements ou des exigences énergétiques et environnementales. Répondant aux besoins des usagers, ce dispositif doit agencer et optimiser en permanence les conditions changeantes du milieu dans lequel s'organise la vie. Or, sa forme doit devenir flexible et avant tout relativement libre des fonctions temporaires et transitoires.
Voilà que les anciennes idées utopiques de Peter COOK peuvent enfin être réalisées ! Et elles se réalisent : le père de l'ARCHIGRAM crée son " Friendly alien " à Graz.
Figure 6 Conception de l'enveloppe multi couche de Kunsthaus de Graz, arch. Peter Cook et Colin Fournier, 2004
La peau de ce bâtiment est baptisée tantôt " la peau communicative ", tantôt " la peau biomorphique ", " Bix façade ", " la peau matrice " ou encore " blob ". Cette manière de parler d'un bâtiment - ce changement du vocabulaire architectural - n'est ni innocente ni un effet de mode. Elle reflète les bouleversements en architecture qui marcheront en s'amplifiant avec les exigences de haute qualité environnementale. Kunsthaus est un " bâtiment intelligent ". Grâce à sa forme, il a la ventilation et l'éclairage du jour naturels. De plus, sa peau sert de support de communication, et peut aussi changer son opacité et sa translucidité pour réduire les pertes énergétiques.
A la base de sa conception se trouve également " une goutte " déformable et adaptable aux activités changeantes au cours de conception. C'est l'une des plus grandes " gouttes " construites jusqu'à présent. Elle répond parfaitement aux exigences du " contexte actif ", mais elle a été sculptée d'après la métaphore conceptuelle " Friendly alien ". Plus que par son côté spectaculaire, elle se distingue, parmi d'autres œuvres du même courant, par la technicité de sa peau. Mais la démarche de conception est proche de celle de F. GEHRY. Après quelques croquis très sommaires, la maquette physique aussi sommaire a été réalisée. Elle a permis la création d'une maquette virtuelle qui devient la base commune pour la suite de la conception architecturale et de l'analyse structurelle. La forme finale de l'enveloppe se perfectionne progressivement, à travers l'optimisation continue. La " coquille " finale, malgré la complexité de ces cinq couches technologiques, a été réalisée sans grandes déviations par rapport à l'esquisse.
Cette forme géométrique à variations quasi-infinies et proche des objets de design, ne pouvant pas être modélisée par des logiciels conventionnels de CAO, a été prise en charge par des logiciels du monde de l'industrie automobile et de l'aéronautique. Les mêmes logiciels ont calculés les subdivisions de surfaces pour mouler ensuite les pièces constituant la peau.
Les matériaux inédits et la technologie numérique de conception / fabrication (CFAO) ont ouvert à Peter COOK et Colin FOURNIER les possibilités de produire une œuvre à morphologie étonnante. Soucieuse de la qualité environnementale, l'architecture de demain promet bien d'être constituée de tels bâtiments intelligents et programmables, conçus et fabriqués comme des dispositifs technologiques. Et leur design promet à converger vers des formes encore plus recherchées, proches de celles des formes naturelles.
3 Les tendances à prendre en considération
Quelles sont les tendances que nous devons absolument retenir et prendre en compte, afin de concevoir des logiciels se basant sur des concepts adaptés à la conception architecturale contemporaine ?
3.1 Sources d'inspiration insolites
Nous avons vu que l'architecture contemporaine ne s'inspire plus ni de la typologie architecturale traditionnelle, ni de l'esthétique mécanique de début du 20e siècle. Elle s'oriente clairement vers les modèles d'aspect organique et plus naturel. L'élasticité plastique de ses formes semble venir d'autres domaines que celui de l'architecture. Elle jouit pleinement de toutes les potentialités offertes par la nouvelle instrumentation qui permet des sophistications formelles considérables.
En effet, d'une part Internet propose des analogies venues des domaines scientifiques et artistiques, et d'autre part, l'outil informatique offre aux architectes les algorithmes pour la création des formes programmables par rapport à l'environnement et de plus en plus ambitieuses esthétiquement. Enfin, grâce à CFAO ces formes deviennent constructibles.
3.2 Design de l'architecture non standard
" La tyrannie de l'angle droit a assez duré, parce que rien n'était constructible, les formes libres ont étés impossibles, trop chères, …. Gaudi a pourtant démontré le contraire. Avec les techniques du 19e siècle, il réalise des immeubles brillants qui échappaient à cette tyrannie de par leurs formes libres empruntées à la nature. , Peter Cook
L'observation des pratiques de création d'œuvres contemporaines permet d'établir d'autres constats.
Ainsi, nous observons que, si la majorité de la profession se contente des logiciels du marché, dit " logiciels métier ", les architectes qui créent les œuvres innovantes utilisent de préférence les logiciels venus du monde de l'industrie. Le concept de ces logiciels semble être plus approprié aux besoins de l'architecture contemporaine. Il est certainement nécessaire de comprendre les raisons d'une telle préférence. Nous ne pouvons pas faire l'économie de l'étude d'une telle aptitude.
Il est clair que la filiation des formes organiques architecturales contemporaines se voit plutôt avec des objets du design, et de là provient probablement le goût pour les logiciels venus de ce domaine.
Figure 7 La conception par analogie puise ses modèles au-dehors de la typologie architecturale : ce sont des modèles d'objets mathématiques, artistiques et surtout naturels…
Le penchant de notre environnement construit vers une structuration plus organique, libre et flexible est évident, mais aussi légitime. L'état des techniques actuelles l'a rendu plus facilement réalisable. Parlant de la fluidité des formes contemporaines, Peter COOK révèle: " Et j'ose affirmer que l'avancée des 'blobbies' aurait été bien antérieure si les techniques actuelles avaient existées plutôt ".
L'architecture d'aujourd'hui adopte la géométrie des systèmes non linéaires, la géométrie fractale, concordante aux paradigmes scientifiques de notre temps. L'extrusion des plans comme opérateur le plus répandu des programmes de modélisation ne suffit plus du tout, car les formes nouvelles dépassent de loin la géométrie rudimentaire des formes traditionnelles. Cependant, des programmes existent avec les modeleurs géométriquement beaucoup plus puissants. Ils peuvent dévoiler des configurations de complexité supérieure, plus élégante et chargées de plus de signification ; ils sont aussi aptes à influencer la pensée plastique.
A la limite, les formes de l'architecture non standard sont des peaux intelligentes et programmables, qui ne peuvent être définies que par une maille de points d'attraction universelle. Ce procédé informatique est utilisé dans la construction automobile afin d'optimiser rationnellement la courbure et obtenir l'aspect lisse extérieur de la carrosserie. La structure finale de l'enveloppe de Kunsthaus a été décrite par des courbes d'un avion - objet proche des objets de design. L'utilisation des logiciels destinés aux designers semble permettre à concevoir les structures de géométrie complexe, la prouesse que les logiciels conventionnels du marché (DAO, CAO) ne sont pas capables d'accomplir.
Aujourd'hui et à l'avenir, la technologie devient une composante intrinsèque de la conception, et elle y agit à plusieurs niveaux : comme un outil numérique perfectionné, comme une impulsion paradigmatique insolite et comme une source de références inédites. Aucun de ces niveaux ne devrait être exclu ou négligé.
Références
BOUDON Ph. & POUSIN F., " Figures de la conception architecturale ", Dunod, Paris, 1989
BEAUCE P., CACHE B., (Objectile), " Vers un mode de Production Non Standard ", 17 mars 2003, in www.perso.wanadoo.fr/objprod/architecturenonstandard/ANS.htm
CACHE B., Objectile, Editions HYX / FRAC Centre, 1998
CACHE B., Terre Meuble, HYX, 1997
GEHRY F., architecte, E-D. J. Fiona Ragheb, New York : Publications de musée de Guggenheim, 2001
VAN BRUGGEN C., " Frank O. Gehry, Musée Guggenheim Bilbao", Guggenheim Museum Publications, 2002
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LYNN G. avec PRINZ E., interview de magazine INDEX, 2005
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