Modélisation de la réponse de l'architecture au climat local

par Gonzalo Rodriguez

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Frédéric Bos et de Jorge Ferrada Herrera.

Le président du jury était André De Herde.

Le jury était composé de Leonardo Veas, Amadou Ndiaye.

Les rapporteurs étaient Marjorie Musy, Youssef Diab.


  • Résumé

    Dans le contexte actuel de crise énergétique mondial, la consommation d'énergie et l'empreinte carbone, prennent une influence inévitable dés la conception architectonique,premier maillon du processus de construction. Les nouvelles contraintes associées aux accords internationaux tels que, le Sommet de Rio (1992), le protocole de Kyoto (1997) et,spécifiquement en France, le Grenelle Environnement (2007), diversifient le nombre des intervenants dans la conception architecturale, réservée traditionnellement aux architectes.La course pour diviser par deux la consommation énergétique des bâtiments (RT 2012),ainsi que lʼobjectif de diviser par quatre les émissions de gaz à effet serre à l'horizon 2050,mettent en péril la liberté du processus créatif architecturale. Des exigences si fortes dérivent vers des solutions techniques banalisantes et amènent à la standardisation et à la délocalisation des éléments architecturaux. L'objectif de cette recherche est de placer la démarche architectonique de nouveau au centre de la conception durable. Ceci devient possible en validant la performance de la forme de la maison en tant que réponse efficace face à des contraintes environnementales. Pour cela nous nous intéressons à la maison vernaculaire, toujours caractérisée par des formes simples et adaptées à leur contextes socioculturel et géo-climatique. Cet habitat, qui est le résultat d'une optimisation sur du long terme, est forcément durable. L'habitat vernaculaire est analysé ici à la recherche des motivations qui l'ont façonné. Pour cela sont considérés des circonstances géographiques et climatiques qui peuvent déterminer la forme de ces maisons. Nous estimons qu'il est possible d'obtenir de l'information sur l'environnement géoclimatique à partir de l'analyse de déterminants architectoniques visibles, et d'identifier des relations d'influence qui les lient. Ces relations d'influence sont modélisées suivant une approche qui s'appuie sur une représentation qualitative de la connaissance. L'établissement d'un modèle construit à partir de fonctions qualitatives, permet d'effectuer un raisonnement automatique, à partir de la connaissance recueillie sur l'environnement géo-climatique, pour établir les déterminants architectoniques visibles correspondants. Finalement l'outil proposé a une double vocation : permettre d'évaluer la performance de la forme des nouvelles constructions et structurer une démarche de conception d'habitations adaptées à un contexte local.

  • Titre traduit

    Modelling the architecture response to the local climate


  • Résumé

    In the context of the current energy crisis, energy consumption and the carbon trace have become a mayor influence in the architectonic conception, the first link in the construction process. Recent constrains associated with international agreements such as the Rio Summit (1992), the Kyoto Protocole and, specifically in France, Grenelle delʼEnvironnement Round Table (2007), have diversified the number of stakeholders in the architectural conception, traditionally reserved to architects. The race to reduce by hal fenergy consumption in buildings (RT 2012) as well as the goal to cut by four greenhouse gas emissions by 2050 (Grenelle de lʼEnvironnement), puts the architectural creative process in jeopardy. Such demanding requirements favor trivial technical solutions and encourage standardization and off shoring of architectural elements.This researchʼs purpose is to place the architectural approach at the center of the sustainable conception. This allows the validation of the performance of a houseʼs shape as an effective response to environmental constrains. For this, we have placed our interest in the vernacular house, usually characterized by simple forms and adapted to their sociocultural and geo-climatic context. This habitat, which has resulted from a long term optimization, is inevitably sustainable. The vernacular habitat is analyzed herein in the search of the motivations that have shaped it. In consequence, geographical and climate circumstances that could have determined the shape of houses have been considered. We claim that from the analysis of visible architectural features it is possible to obtain information on the geo-climatic environment as well as the influence relationships that connect them.These influence relationships are modeled following a qualitative approach supported by a qualitative representation of knowledge. The representation, based upon qualitative functions, enables automatic reasoning, starting from gathered awareness of geo-climatic environment, for establishing corresponding architectural features. Finally, the modeled result both allows the evaluation of the form of new houses and assist the conception of houses adapted to their local context.


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