Au carrefour des arts et des sciences

AU CARREFOUR DES ARTS ET DES SCIENCES,CRÉATION SPATIALE EN IMAGE DE SYNTHÈSE

Sabine PORADA
Laboratoire de recherche en Architecture,
Méthodologie de la conception et Infographie, LAMI

http://www.artemis.jussieu.fr/hermes/hermes/synthese/creation_porada.htm

La conception architecturale fait indéniablement partie (si ce n'en est le symbole même !) de ces activités qui unissent d'une part l'art et d'autre part la science et la technique pour produire les artefacts. Cette dualité apparaît nettement dès qu'on essaye " d'automatiser " la conception architecturale, de faire de la CAO en architecture. Dans son activité scientifique et théorique l'architecte construit et agit sur les modèles informatiques pour étudier leurs comportements. Dans son activité artistique et pratique, il construit les modèles infographiques représentant ses hypothèses de travail pour les vérifier. En tant que " scientifique ", il recherche un sens profond dans le contenu du modèle et s'intéresse peu à la forme de son expression. En tant qu'artiste, il cherche à produire un sens justement par l'écart qu'il peut créer entre le contenu et la forme de l'expression. Ayant des buts différents, ces deux activités sont des activités cognitives qui ont en commun la construction et le maniement des modèles. La conception spatiale inclut donc la mosaïque des activités diverses, en prouvant qu'il existe " un plan conceptuel universel " à toutes ces activités, et notre préoccupation est de découvrir ce plan conceptuel commun.

Pour cette raison, plutôt que de nous baser au niveau de l'environnement construit, essayons d'analyser les notions plus fondamentales : l'architecture comme la " chose mentale ", comme processus de la conception, processus de mise en forme esthétique et de ce qui le régit : les proportions, la mesure, l'échelle, le rythme... Parler de cette architecture, comme le dit bien Philippe HAMON dans la préface de l'œuvre de Pierre BOUDON Le paradigme de l'architecture, c'est parler d'un objet flou, dont la propriété ne revient sans doute pas exclusivement à l'architecte :

" PIRANESE et ses prisons, RIMBAUD et ses Villes, FOURIER et son phalanstère, PIERO DELLA FRANCESCA et ses perspectives, MORE et son utopie, sont tous, à part égale, des bâtisseurs de châteaux en Espagne, des architectes, si l'on entend par " architecte " celui qui exerce une compétence à manipuler objets sémiotiques et schèmes mentaux - dessins, desseins, design, plans, maquettes, coupes et descriptifs divers -, bref des " fictions " plus que des moellons et du ciment. L'architecture ne saurait donc se réduire ni à la stéréotomie, ni aux contraintes de socialité. Ni le maçon, ni le sociologue, n'ont grand-chose à dire sur l'architecture, et c'est plutôt le philosophe ou le poète qui ont su en parler. "


Voir l'idée


Il serait bien présomptueux de prétendre savoir comment fonctionne la création spatiale. Incontestablement au début il y a une image mentale. Sans savoir d'où elle vient et comment elle est faite, nous sommes persuadés qu'elle doit être extériorisée le plus tôt possible dans un processus créatif, car en se matérialisant dans une esquisse, une maquette ou une image, encore intuitive et floue, elle devient le repère principal de la création. Même s'il n'y a pas d'identité complète entre l'image mentale et sa représentation matérielle, elle est d'importance capitale pour la création. Comment l'infographie peut-elle aider à l'extérioriser et comment peut-elle la représenter de la meilleure façon, sans rien perdre de sa vertu heuristique ? D'habitude, au centre des débats suscités par l'ordinateur se pose la question : va-t-il remplacer le crayon, outil traditionnel de la visualisation des images mentales et donc outil par excellence de la création architecturale ? Personnellement j'en suis persuadée, l'ordinateur est capable d'affronter les domaines de la visualisation inaccessibles au crayon, sans le remplacer nécessairement. Les adeptes du crayon soulignent, d'une part, le rôle euristique d'un geste expérimenté, d'une pulsion apparemment " spontanée ", mais comportant toute l'intelligence de la main " résonnant " avant le cerveau et, d'autre part, le rôle de pensée visuelle qui s'exerce au moment même de la représentation.

" Cette mise à l'épreuve de la représentation permet au concepteur d'en tester la pertinence vis-à-vis de toute une série de critères d'évaluation, de contraintes ou d'objectifs qu'il se donne ou qui lui sont imposés. "1

Donc, le culte du crayon traduit, plus que la magnificence de cet outil traditionnel du concepteur, le besoin d'avoir un outil d'extériorisation de l'image mentale. Qu'elle s'extériorise par métaphore, par maquette, par esquisse ou par image de synthèse, importe peu du moment qu'elle s'exprime bien. Traditionnellement l'architecte a toujours pu choisir librement l'outil d'expression d'idée du projet. Il faut qu'un outil infographique soit capable d'offrir cette liberté de choix.

Pour qu'elle puisse concourir avec les outils traditionnels d'expression, l'image de synthèse doit avoir une vertu heuristique non moindre qu'un croquis. Et pour que l'architecte soit prêt à sacrifier son crayon, il faut que l'image de synthèse le dépasse largement dans ce domaine...

La profession commence à s'apercevoir que la vertu heuristique de la simulation visuelle est le premier atout de l'infographie. Les architectes reconnaissent volontiers " qu'en ce qui concerne la créativité pure, l'image de synthèse est un formidable stimulant ".


Image et espace


L'appellation " image de synthèse " sème la confusion entre les deux types de représentation : l'un, produit par la palette graphique en 2D et l'autre, reflétant un modèle en 3D. L'image de synthèse 3D ne représente qu'un instantané de ce modèle spatial en mouvement, produit par un texte, écrit en langage formel. De ce fait, elle est à la fois : une image, une sculpture, un film et un texte. Chacune de ces quatre représentations s'appuie sur une logique spécifique.

Ne représentant que le côté apparent du modèle infographique, l'image est en même temps le moyen principal de sa production. L'acte de création d'une image de synthèse au stade de visualisation du concept n'est pas un acte automatique. La recherche de composition, la recherche picturale et plastique, enfin la recherche d'ambiance du bonheur de vivre dans un espace se font à travers l'image. Agir sur le modèle, c'est traduire une pulsion picturale en un sens spatial. Pour le faire, il faut savoir écouter une image, car en conception spatiale le sens d'une image est aussi important que ses qualités plastiques.

C'est d'autant plus difficile que la logique spatiale est différente de la logique picturale, mais le but étant la création du modèle de l'espace architectural, elle n'en est que plus déterminante. En fin de compte, la réussite du modèle ne découle ni de la logique spatiale, ni de la logique picturale, ni de la logique verbale du texte qui le décrit. Même si ce texte formel participe directement à la production du modèle, il n'a pas la force suggestive d'une métaphore, ni la vertu heuristique d'une image. Par contre, ce texte dirige le processus de simulation et de visualisation du modèle sur l'écran, en assurant le lien entre toutes ces différentes représentations. L'espace cognitif de simulation spatiale est un nouvel espace de la création qu'offre l'ordinateur. En visualisant les équations mathématiques les plus abstraites et les phénomènes physiques, impossibles à observer autrement, il peut constituer une nouvelle source d'inspiration, donc d'innovation. Probablement il va jouer en conception de l'espace le même rôle qu'a joué la découverte du télescope en astronomie.

La logique de simulation n'est pas purement spatiale, mais aussi temporelle. Toutes ces logiques différentes confondues, le concepteur essaye de se ménager une petite place pour créer ce lieu poétique d'ambiguïté, qui va défier la logique pure. L'espace de liberté du créateur de l'espace est très étroit, mais il possède des dimensions plastiques et poétiques. L'art de la création de l'espace ne se réduit pas à l'apprentissage par cœur de toutes ces logiques diverses, il tend à introduire aussi la folie de la négation de la logique pure.


Les représentations conceptuelles de l'espace


Les représentations conceptuelles peuvent exprimer l'objet de conception autant que la logique de processus. Elles ont la capacité de refléter aussi bien l'intuition visuelle que la logique verbale. On sait pourtant qu'il y a une différence entre l'image logique et l'image artistique. La question de Ph. BOUDON était certainement posée dans ce sens : les images conceptuelles sont-elles des images purement logiques ? Et peut-on parler d'une logique non purement verbale, mais aussi iconique ?

" En se donnant comme images, elles peuvent exprimer la logique d'allocation spatiale de l'objet. La réflexion sur cette allocation peut débuter par l'élaboration d'un texte, mais les concepts verbaux n'ont pas encore de signification spatiale précise et particulière, ils contiennent la potentialité de multiples organisations concrètes de l'espace. "2

Au moment de la mise en forme d'un schéma graphique, commence la mise en forme du modèle spatial particulier. Un schéma, tout en contenant encore des mots, commence déjà à devenir un modèle iconique et non plus seulement verbal. Mais la démarche inverse peut être démontrée : le concept peut naître d'une image et à travers sa schématisation aboutir à une réflexion sur l'organisation spatiale. Il n'y a pas d'opposition entre une représentation verbale et une représentation iconique, car les deux peuvent se référer à la même pensée mais à des niveaux différents, les deux peuvent se compléter, se préciser. Les approches peuvent être plus ou moins " logiques " ou " poétiques " aussi bien pour la description verbale, allant jusqu'à la description métaphorique que pour la description iconique, allant jusqu'à la représentation en organigramme.

La preuve est que " le prototype " a toujours joué un rôle important et complexe dans l'histoire de l'architecture et particulièrement en conception architecturale. Fondement de l'architecture " artisanale ", il a constitué une sorte d'étalon conceptuel : un couplage emblématique (verbal / visuel), un schématisme spatial.

L'innovation en conception artistique de l'espace peut se situer au niveau de la démarche : l'élaboration d'une nouvelle méthode de conception ou au niveau du résultat : la découverte d'une nouvelle " forme générique " qui sera un nouveau prototype. L'outil qui sera capable d'influencer ces niveaux pourra véritablement aider la création.


Valeurs sémantiques et esthétiques des représentations spatiales


Plutôt que de parler de valeur scientifique et de valeur esthétique de l'image architecturale, synthétique ou traditionnelle, il est plus juste de parler de valeur sémantique et de valeur esthétique de représentation spatiale.

En se rapportant à la Théorie de l'information et perception esthétique d'Abraham MOLES, on peut retrouver dans les représentations architecturales deux types de valeurs :

sémantique, qui est une valeur " logique, structurée, énonçable, traduisible, préparant des actions " ;
esthétique, qui est une valeur " déterminante des états intérieurs, intraduisible ".
La première démontre le contenu utilitaire du message, elle répond à la question : qu'est ce qu'il faut faire ? La seconde cherche la meilleure forme d'organisation du même contenu et répond à la question : comment faut-il faire ?

La valeur esthétique, en déterminant des états intérieurs, sert avant tout le processus de création, son but étant de donner une forme esthétique aux valeurs sémantiques. Mais elle sert aussi à la transmission du message, donc à la communication du résultat des étapes du processus de conception aux différents récepteurs : aux divers collaborateurs du projet, au maître d'ouvrage, à l'usager...

Si la valeur sémantique est souvent facile à mesurer et à déterminer plus ou moins objectivement, il en est tout autrement de la valeur esthétique concernant cette communication, car tout dépend de la culture esthétique du récepteur. Il est difficile de mesurer les conséquences de prise de position esthétique par l'architecte sur l'acceptation ou réfutation du récepteur. Mais il est facile de prouver les conséquences de cette prise de position sur la mise en forme du projet. Il semble qu'à l'intérieur du processus conceptuel il existe un champ de liberté de l'expression tel que le même contenu sémantique du message peut prendre de multiples formes esthétiques. Comme si le contenu sémantique ne servait seulement qu'en tant que schéma grossier à l'organisation ou encore à la mise en espace esthétique de ce message. D'autant qu'il existe de multiples règles professionnelles (non dogmatiques, heureusement), concernant l'harmonie de composition de plein et de vide, l'harmonie des couleurs, des proportions, d'échelles, de sélection des valeurs dominantes, des contrastes..., enfin, des styles formels. C'est la multitude et l'ambiguïté des règles qui laissent le champ de liberté d'expression esthétique.

Or, il n'y a pas en conception architecturale de représentations purement sémantiques ou purement esthétiques, nous sommes en présence du jeu dialectique permanent entre le contenu sémantique et sa mise en forme esthétique.


Niveaux opérationnels de mise en forme plastique de l'espace


En conception architecturale les représentations intermédiaires de tous les niveaux servent en tant qu'instrument de conceptualisation. Grâce à l'expérience de la pensée visuelle, l'architecte met en rapport la forme descriptive du programme avec la forme figurative et technique de l'espace du projet. Ici les fonctions de représentation sont multiples et s'exercent à différents niveaux. Ainsi, Michel CONAN définit au moins six niveaux :

  • représentations destinées à explorer le problème ;
  • représentations de clarification ;
  • représentations d'élaboration ;
  • représentations de perlaboration ;
  • représentations d'exécution ;
  • représentations d'exposition.
Nous allons reprendre cette classification3 dans notre échelle d'iconicité croissante en conception de l'esquisse architecturale pour démontrer ensuite l'aide que peut y apporter un outil infographique.

Echelle d'iconicité croissante en conception d'esquisse architecturale

Le stade de représentations programmatiques est considéré dans cette échelle comme stade 0 - début de l'étape de création spatiale. Les programmes architecturaux contiennent deux types d'informations : l'information destinée à favoriser la formation d'images mentales et l'information destinée à conduire l'examen critique des hypothèses qui seront présentées.
L'outil informatique joue un rôle de plus en plus important à ce stade : traitement de texte, calculs statistiques, etc. En ce qui concerne l'image de synthèse, elle commence à servir au niveau de la visualisation du site et des données historiques. La création de base des données spatiales peut servir à l'architecte pour incruster et expérimenter visuellement différentes hypothèses.

Le stade d'exploration du programme comprend paradoxalement presque tous les niveaux de représentation d'échelle d'iconicité décroissante de MOLES4, mais dans le désordre : des signes purement abstraits jusqu'aux objets concrets de référence. On peut dire que ce stade contient le schéma d'iconicité tout entier. En fait, ce qu'essaye de faire l'architecte, c'est de remplacer le problème posé verbalement par le programme, par un autre problème qui ouvre un point de vue spécifique et original permettant l'innovation spatiale. Pour formuler une hypothèse spatiale originale, l'architecte explore toute information favorisant la formation des images mentales contenues : dans le programme, dans ses connaissances professionnelles, dans les connaissances hors - professionnelles.
En permettant de visualiser le site en trois dimensions, de construire les modèles spatiaux de toutes ses diverses connaissances et hypothèses, l'image de synthèse commence à constituer un outil puissant, dépassant largement tous les outils traditionnels de visualisation et, en l'occurrence, de conception.
Le stade d'explorations conscientes de la première hypothèse spatiale passe par l'élaboration des divers schémas analytiques. L'ordre de l'exploration est tout à fait libre. Il dépend de la démarche de l'architecte, de son expérience professionnelle, du type de problème à résoudre5... Ce stade démontre la dialectique de développement du concept spatial qui s'élabore à travers le parcours initiatique de la mise à l'épreuve de la première hypothèse.

Ainsi :


  • les schémas de composition, construits d'après les principes Plastiques, Décoratifs et Tectoniques, représentent graphiquement et plastiquement des hypothèses dans un espace métrique abstrait ;
  • les schémas fonctionnels, représentant les contraintes Sociales et Technologiques, expriment les éléments en couleurs fonctionnelles, reliées par des connexions logiques ;
  • les schémas symboliques montrent les relations Topologiques dans un espace non géométrique entre des éléments abstraits, exprimés en couleurs arbitraires ;
  • les schémas structurels, construits d'après les principes technologiques, servent au passage de la topographie à la topologie - géométrisation.


Tous ces schémas peuvent être élaborés à l'aide de l'image de synthèse pour la première fois de manière spatiale. Ce fait doit modifier considérablement la pensée visuelle de concepteur. Le travail en plan sur ces schémas était essentiellement un travail sur la composition picturale. La spatialisation des schémas doit permettre d'aborder directement les problèmes plastiques de l'espace.
Le stade d'élaboration du concept est un stade de recherche d'une proposition synthétique à partir de superpositions des propositions exprimées par tous ces schémas indépendants. Leur synthèse s'élabore à travers le processus de déformations successives de ces schémas sous l'œil artistique de créateur, surveillant l'aspect plastique de l'espace résultant.
La superposition de différentes descriptions de modèle spatial en infographie montre avec une précision, jamais atteinte par les outils traditionnels, le degré de déformation de chaque espace de solution schématique. La visualisation est automatique, elle sert à contrôler ces variations par rapport à l'hypothèse de départ ainsi que par rapport aux exigences programmatiques.
- Le stade de perlaboration débute à partir du moment où le parti architectural commence à se préciser. A partir de ce moment, les dessins de détails se font pour la mise au point de la solution retenue. C'est ainsi que l'ensemble des problèmes internes sera réglé.
A ce stade le modèle spatial virtuel subit des modifications qui sont le plus souvent de l'ordre de l'enrichissement en détails et en précision. Un modèle informatique bien structuré doit facilement permettre son perfectionnement grâce à ces ajouts.
Le stade d'exécution, établissant le rapport entre édification et représentation, n'est pas toujours obligatoire au niveau de conception d'esquisses. A la place des ressemblances qui caractérisent les représentations des stades précédents, ces représentations d'exécution doivent donner un rapport direct entre le dessin et l'objet construit. Le géométral assure ici la transmission rigoureuse de l'information géométrique.
Au stade d'exposition les représentations peuvent à nouveau prendre toutes sortes de formes. Il est évident qu'elles peuvent se présenter en image de synthèse, car c'était le premier objectif de leur emploi en architecture. Mais elles peuvent prendre tous les aspects des images publicitaires, car elles servent à " vendre " le projet. Par rapport aux images traditionnelles, l'infographie ajoute la multiplicité de points de vues et la possibilité de l'animation ou de parcours virtuel du projet.
En résumé, entre le Programme et la Réalisation d'un espace architectural nous avons un espace de Virtualité, de dilemme de choix entre les mondes possibles et imaginables. C'est un lieu de conflits et de leur franchissement, où l'image de synthèse est appelée à jouer un rôle radical pour la visualisation et l'expérimentation virtuelles des hypothèses.

Bibliographie

  1. BACHELARD Gaston, La poétique de l'espace, PUF, 1957.
  2. BOUDON Philippe, Figuration graphique en architecture, ed. D.G.R.S.T. & A.R.E.A., Paris, 1976.
  3. BOUDON Pierre, POUSIN Frédéric, Le paradigme de l'architecture, ed. Balzac, Collection l'Univers des discours, 1991.
  4. CONAN Michel, Concevoir un projet d'architecture, ed. L'Harmattan, Paris, 1990.
  5. MICHEL Jean-Luc, La Distanciation, ed. L'Harmattan, Paris, 1992.
  6. MOLES Abraham, Théorie de l'information et perception esthétique, ed. Denoël/Gonthier, Paris, 1972.
  7. PORADA M., PELTIER B., " Image numérique comme instrument d'aide à la création architecturale ", Recherche P.C.A., S. PORADA chef du projet.
  8. PORADA Sabine, Imaginer l'espace et spatialiser l'imaginaire, nouvelles technologies de visualisation en conception architecturale, , revue Réseau, n°61, p.33-49, 1993.

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