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Rapport final EcCoGen - MAP-ARIA

1. Questionnaire d valuation de l utilisabilit Vous devez indiquer votre degr d accord avec les propositions en cochant les cases correspondantes sur l chelle en 7 points Le choix central signifie ni d accord ni pas d accord Pas du tout d accord I Tout fait d accord Le dispositif est utile Le dispositif est ludique C est agr able de travailler avec cet outil C est facile de travailler avec cet outil Les informations sont bien pr sent es sur l interface Les informations sont facilement lisibles Il est facile de consulter les donn es Les informations pr sent es sont facilement interpr tables Il est facile de saisir les donn es Il est facile d enregistrer des donn es Il est facile de supprimer des donn es Il est facile de retrouver les donn es auparavant consult es Le fonctionnement du dispositif est facile comprendre Le fonctionnement du dispositif est facile apprendre Le dispositif m a demand des efforts de m morisation Il est facile d interrompre une proc dure Il est facile d annuler une action Les messages d erreur sont pertinents Le dispositif m a permis d atteindre les r sultats souhait s Pai atteint les r sultats souhait s avec un minimum d efforts J ai fait appel mon bin me pour r
2. Figure 31 Les formes closes sont lues comme des figures Figure 32 Reconstruction de la continuit THT Figure 33 La sym trie du T est percue plus naturellement que l asym trie du L 4 1 3 MORPHOG N SE ET FORMALISME SCIENTIFIQUE Les travaux scientifiques qui portent sur la question de la morphogen se sont nombreux ils int grent des formalismes aussi vari s que ceux propos s par la thermodynamique la g om trie la g om trie fractale les syst mes dynamiques l informatique avec les automates cellulaires ou les L syst mes Ils font r f rence des espaces temps et des variables d tat la fois discrets et continus Ces espaces suivent des r gimes d volutions d terministes ou stochastiques Ils questionnent les ph nom nes d mergences d auto assemblage ou d instabilit s La compr hension du r el passe par une abstraction et une description simplificatrice des formes qui nous deviennent ainsi intelligibles Des formes simples et leurs attributs deviennent des ensembles cat goriels facilitant leurs identifications et leurs analyses Mais la complexit du monde des formes impose des descriptions compl mentaires Les formes doivent ainsi tre consid r e dans leurs dynamiques en incluant leurs conditions d mergence ou leurs persistances Bourgine distingue trois classes de persistance les formes l quilibre les formes hors quilibre les formes loin de l quilibre La seconde se c
3. Figure 16 Interface 3 2 2 2 2 STRAT GIE 2 CR ATION DE PASSERELLES ENTRE LES ENVIRONNEMENTS LOGICIELLES GS Generative System Description Generative System est d velopp depuis 2001 par Caldas dans un premier temps au sein des quipes du MIT Caldas amp Rocha 2001 Caldas 2005 Caldas 2005 Caldas amp Norford 2003 Des prolongements du projet initial sont en cours de publication L outil porte sur l optimisation des ouvertures et de la composition des fa ades en fonction des performances nerg tiques de l enveloppe Le syst me combine un algorithme g n tique avec un logiciel de simulation nerg tique DOE2 1 Le principe volutionnaire utilise l algorithme de Pareto pour construire et repr senter un ensemble de solutions non domin es Le principe morphog n tique repose sur l identification d un vocabulaire architectural identifi La fonction d valuation cherche un compromis entre la maximisation de l clairement de la pi ce et la minimisation des pertes calorifiques travers les surfaces vitr es Environnement de d veloppement L outil est d velopp dans un environnement ind pendant de type Java et coupl au moteur d valuation DOE2 1 DOE Building Energy Use and Cost Analyse Program est un programme de simulation des performances nerg tiques Il a t d velopp par les quipes de Berkeley National Laboratory Le moteur est disponible il existe de nombreux
4. Figure 8 Interface et extrais de portraits 3 1 4 1 5 TYPOGRAPHIE Genotyp 2004 Genotyp est un projet d velopp par Michael Schmitz et Joachim Sauter Schmitz 2004 il vise la construction de figures typographiques l aide de m canismes volutionnaires A partir de la s lection de un ou plusieurs mod les typographiques initiaux l utilisateur peut construire par croisements successifs de nouvelles figures L application est accessible par internet et l interface utilisateur permet par gliss d pos de combiner les diff rentes propositions disponibles La repr sentation phylog n tique est interactive et facilite la compr hension de l h ritage des propri t s formelles Le d tail du ph notype et sa correspondance g notypique sont galement accessibles via l interface logicielle ann aerate ahg lahglahg ahg ahg ahg ahg ahg abcdef ghijklmnopqrstuvwx yz Figure 9 Interface de GenoType Le terme anglais morphing est plus couramment utilis 3 1 4 2 ARTEFACT 3D Wine Glass Generator 2001 Avec le projet Wine Glass Generator John Frazer et ses coll gues explorent les m canismes volutionnaires appliqu s au domaine des objets et associ s aux phases de recherche conceptuelle Il propose une structure volutionnaire flexible pr sent e initialement en 2000 permettant de d crire la g om trie de l objet en conception et autorisant son
5. B2L que les acteurs travaillent ensuite par des croquis et qu ils sp cifient dans Sketchup B2L on a cherch dans EcCoGen les solutions qui pouvaient voquer ce dont on avait envie Ce travail ne concerne que la forme du b timent sa structure B2L concentr s sur la fa ade mais pas sur les mat riaux Ainsi EcCoGen L supporte des id es un peu floue de d part B2L voque un aper u des masses qui permet de faire le choix ce qui est facilit par une lecture plut t globale de la forme En cela EcCoGen L s inscrit dans une d marche de conception dont il est une sorte d assistant Cela g n re du coup quelques frustrations car les utilisateurs manifestent aussi le besoin d avoir des informations plus pr cises notamment sur la performance de certaines parties des individus B1L Parce qu il propose des formes dont la performance nerg tique est calcul e EcCoGen L est aussi un soutien aux utilisateurs au sens o il leur donne des arguments techniques qui vont aider dans la discussion ult rieure avec les ing nieurs BIL et B2L c est comme si c tait un ing nieur sur ces aspects l mais si on d borde sur ce qui touche l architecte a prend un peu de notre r le Cela leur permet d viter de recourir des formes intuitives en mati re nerg tique ce qui est le cas d ordinaire BIL on a des r sultats facilement et on peut r agir B2L on a des pr occupations n
6. Il est d abord un processus d identification et de description explicite d un probl me Un probl me r sulte d un ensemble d exigences contradictoires issues du contexte Par exemple le besoin de contr ler la ventilation par des dispositifs m caniques asservis a conduit au d veloppement de fa ades sans ouvrant Mais l approche environnementale du confort par les usagers suppose une attitude consciente du probl me et des moyens de le g rer Le pattern fen tre ouvrable est une mani re de r gler cette contradiction Le pattern en tant que solution est une mani re de trouver un quilibre dans un champ de contradictions Dans le champ particulier de l architecture cologique les probl mes pos s sont relatifs au comportement environnemental des difices Ces derniers sont abord s par des objectifs satisfaire lumi re nergie sant pour assurer une conception une fabrication une utilisation et une fin de vie des b timents qui soit soutenable Il est fr quent que les exigences environnementales rentrent en contradiction avec d autres exigences qu elles soient fonctionnelles techniques ou encore conomiques Par exemple Le besoin de stationnement des v hicules conduit la r alisation de parkings a riens bitum s et s oppose la gestion des eaux pluviales par infiltration dans le sol et la n cessit d viter les effets d ilot de chaleur urbain produit par les surfaces sombres
7. plus que de l optimisation num rique ou fonctionnelle gr ce au darwinisme artificiel dont les principes d volution simul e peuvent tre exploit s de fa on tr s vari e approches co volutionnaires parisiennes AE interactifs volution de second ordre 3 3 5 10 APPROCHE CO VOLUTIONNAIRE PARISIENNE L approche standard en volution artificielle vise faire converger le ou les meilleurs individus d une population vers l optimal d sir Parfois cette approche est une perte de temps et d efficacit car on limine souvent des individus encore porteurs d importantes informations sur la structure de l espace de recherche Or dans la nature la majorit des individus produits sont conserv s et sont capables d voluer simultan ment Cette observation a conduit en 2001 le groupe Fractales de l INRIA utiliser des techniques stochastiques dites de sharing ou niching 19 pour obtenir plus que le simple fait de guider un individu isol vers un optimal global 59 L volution parisienne 47 est une technique qui consiste formuler la r solution d un probl me non plus comme la recherche d un optimum par une population de points dans un espace de recherche mais comme la recherche d un tat d quilibre d une population de segments de solution qui collaborent globalement pour constituer la solution recherch e Les individus ne correspondent plus individuellement mais communautairement
8. r soudre Malheureusement il n existe pas de r glages universels et seuls des r sultats exp rimentaux donnent une id e du comportement des divers composantes des algorithmes Nous allons passer pr sent en revue les impl mentations de la s lection naturelle ind pendantes de toute application puis nous d taillerons les celles des op rateurs de variation d pendant de l application dans les deux espaces de recherche les plus courants que sont les cha nes de bits et les vecteurs de variables r elles 3 3 5 DE LA S LECTION NATURELLE LA S LECTION ARTIFICIELLE La partie darwinienne de l algorithme comprend les deux tapes de s lection et de remplacement Ces tapes rappelons le sont totalement ind pendantes de l espace de recherche D un point de vue technique la diff rence essentielle entre l tape de s lection et l tape de remplacement est qu un m me individu peut tre s lectionn plusieurs fois durant l tape de s lection ce qui correspond au fait d avoir plusieurs enfants alors que durant l tape de remplacement chaque individu est s lectionn une fois et il survit ou pas du tout et il dispara t jamais Enfin comme il a d j t dit la proc dure de remplacement peut impliquer soit les enfants seulement soit galement la population pr c dente dans son ensemble Ceci mis part les tapes de s lection et de remplacement utilisent des proc dures similaires de choix des individ
9. retrait par rapport la voirie r gles de mitoyennet hauteur maximale surface constructible COS Ces r gles permettent de d finir la surface disponible et le volume capable Dans le cas d EcCoGen L ce volume capable sera mat rialis par une grille en trois dimensions dans laquelle prendront place les voxels 3 la forme du contexte urbain est utilis e par EcCoGen L pour calculer les masques ventuels et l impact des ombres des solutions sur les difices environnants 4 la surface objectif atteindre est fix e par le programme Une tol rance peut tre d finie Dans la pr sente version d EcCoGen L les donn es du site climat et environnement urbain sont pr int gr es Elles ne sont donc pas modifiables Seule la grille tridimensionnelle qui d finira le volume capable param tr e en taille des voxels et hauteur maximale est modifiable Elle se charge manuellement chaque d but de session d EcCoGen L voir le chapitre Une session 4 3 4 1 2 MISE EN ROUTE D ECCOGEN L EcCoGen L est compos de briques logicielles de deux environnements distincts qui communiquent entre eux Processing un environnement de programmation et Rhinoc ros un logiciel 3D scriptable EcCoGen L ne fonctionne que sur environnement Windows Le lancement de EcCoGen L suit la proc dure suivante 1 ouverture de Rhinoc ros chargement du fichier 3D d crivant le site chargement du plugin Grasshopper ouverture dans Gras
10. Creativity with the help of evolutionary design tool ECAADE Digital Physicality Physical Digitality Czech Technical University Faculty of Architecture Prague Czech 8 4 INTERNATIONAL PUBLICATIONS MONO PARTENAIRE Marin P Marsault X Mavromatidis L Saleri R Torres F 2013 Ec Co Gen An evolutionnry simulation assisted design tool for energy rating of buildings in early design stage to optimize the building form IBPSA13 Le bourget du lac France en cours Marsault X 2013 A multiobjective and interactive genetic algorithm to optimize the building form in early design stages IBPSA13 Le bourget du lac France en cours Lazaros E Mavromatidis Herv Lequay Heterogeneous parameter investigation of dynamic building envelope s thermal insulating performance CLIMA 2013 11th REHVA World Congress amp 8th International Conference on IAQVEC Energy Efficient Smart and Healty Buildings Prague Czech Republic 16 19 June 2013 8 5 INTERNATIONAL REVUE A COMITE DE LECTURE Lazaros Elias Mavromatidis Anna Bykalyuk Herv Lequay Development of polynomial regression models for composite dynamic envelopes thermal performance forecasting Applied Energy Volume 104 April 2013 Pages 379 391 ISSN 0306 2619 10 1016 j apenergy 2012 10 045 8 6 ACTIONS DE DIFFUSION CONFERENCES DE VULGARISATION Marin P Eco Conception G n rative S minaire sur le Design Morphog n tique a l Institut Rh ne Alpin des Syst
11. EcCoGen L de proposer des solutions efficaces plus ou moins proches de la surface demand e La zone Selection Fitness performance permet de choisir les crit res de performance qui seront pris en compte dans la session de calcul d marrer L un au moins de ces crit res doit tre activ Les boutons de cette zone seront d sactiv s d s le premier run La poubelle permet de supprimer des solutions retenues de la zone coup de c ur 4 3 4 1 7 LA FEN TRE DE PERSPECTIVE La fen tre de visualisation perspective permet d examiner sous des angles vari s une solution propos e par EcCoGen en provenance de la zone de proposition ou de la zone coup de c ur La fen tre perspective s active en d pla ant la souris au dessus d une solution et en appuyant sur la barre d espace Fonctions f La barre d espace du clavier permet de revenir la fen tre principale wa oe Les touches fl che gauche et fl che droite permettent de passer en revue les solutions lt gt re f propos es par EcCoGen L ou retenues par l utilisateur Le num ro de la solution s affiche en haut gauche avec les valeurs absolues et relatives de fitness Ces valeurs sont encadr es lorsque la solution a t s lectionn e par l utilisateur pour le run suivant T Les touches fl che haute et fl che basse permutent entre les diff rentes cam ras de la A perspective l une est libre les autres sont plac es dans des endroits strat giques de la Vv sc
12. Mati res Ouvrir les horizons actualit de la critique architecturale 6 68 79 Maas W 1999 MVRDV Metacity Datatown 010 Uitgeverij Marchand B 2006 La nature oragnique des formes de la croissance Le cas particulier des structures en nappes horizontales Mati res Croissance 8 21 34 Mitchell W J 1990 The Logic of Architecture Design Computation and Cognition MIT Press MA Mitchell W J amp McCullough M 1991 Digital Design Media A Handbook for Architects and Design Professionals John Wiley amp Sons Inc Sasaki M Ito T amp Isozaki A 2007 Morphogenesis of Flux Structure Architectural Association Publications Soddu C 1998 Argenia a Natural Generative Design Proceedings from Generative Art Milan Stiny G 2006 Shape Talking about Seeing and Doing The MIT Press Taylor A K 2008 Design Engineering Actar Thibault E 2010 La g om trie des motions Les esth tiques scientifiques de l architecture en France 1860 1950 Editions Mardaga Thompson D A W Bonner J T amp Prochiantz A 2009 Forme et croissance Seuil 4 3 2 MOTEUR D EVALUATION M THODE DES DEGRES JOURS UNIFIES Auteur Philippe Marin MAP ARIA 4 3 2 1 M THODE D EVALUATION RETENUE M THODE DES DEGR S JOURS UNIFI S Le mod le nerg tique que nous retiendrons est fond sur la M thode des Degr s Jours Unifi s DJU Cette m thode a t retenue du fait
13. agit il d un processus discret au cours duquel la solution fait suite une reconfiguration soudaine li e une nouvelle perception globale Welling 2007 Dans le projet EcCoGen nous ne prendrons pas partie en faveur de l une ou l autre hypoth se mais nous suivrons une voie qui pourrait s av rer moyenne entre continuit et discontinuit Pour le faire nous faisons appel un chercheur en sciences de gestion qui a produit une repr sentation du processus innovant tout fait clairant Midler 1996 Le sch ma de la Figure 14 indique que toute innovation met en place une phase de cr ativit suivie d une phase de contr le puis d une phase de r alisation G rer un projet d innovation c est donc selon Midler partir d un tat dans lequel tout est possible puisque rien n est encore d fini dans le projet pour arriver dans un tat o toute libert cr atrice est perdue puisque le projet est d fini Tout l art de la gestion de projet consiste fermer plus ou moins rapidement l espace des possibles celui de la cr ativit notamment selon le degr d innovation attendu ou encore selon le temps dont on dispose pour le projet Cette repr sentation met donc l accent sur une dimension tr s peu prise en compte dans les mod les de la cr ativit la contrainte de temps A la lumi re de ce que nous avons d crit dans cette partie on peut consid rer que ce sch ma indique que la phas
14. associer chaque paroi en fonction de leur orientation par rapport au nord des propri t s comme la r sistance thermique de la paroi opaque Le pourcentage d ouverture Le niveau d occultation La texture Visualisation Afin de favoriser une bonne compr hension des diff rentes actions de l utilisateur un cluster de visualisation permet un rendu de l objet 3D en y incluant les masques les ombres et les diff rentes textures 4 2 2 2 MOTEUR D VALUATION Le moteur d valuation propos ici a pour objectif premier de restituer un crit re unique d valuation sensibilit environnementale Il permet l utilisateur d avoir un retour rapide sur les solutions obtenues et de d finir une valeur de fitness n cessaire une approche volutionnaire Ce moteur est d velopp dans l environnement Rhino Grasshopper et se compose de plusieurs approches Evaluation g om trique Evaluation fonctionnelle Evaluation thermique Les diff rents crit res calcul s par ces approches seront tous pond r s et ramen s une valeur comprise entre 0 et 1 Le poids et la valeur de sensibilit de chaque valuation peuvent tre modifiables par l utilisateur en fonction de l orientation souhait e de l tude et des priorit s impos es au projet Une valeur unique de fitness finale est d termin e en multipliant entre eux l ensemble de ces crit res Evaluation g om trique Volume uni
15. gradins qui a tendance n cessiter plus d emprise au sol Distribution Par d finition le d coupage en gradins contraint fortement le concepteur pour la distribution des espaces Usage Un zonage excessif peut p naliser la flexibilit de l espace et les changements d affectation qu on peut lui demander ACTIONS Classe d action 1 Action D calage horizontal des tages Troncature du B timent 4 2 1 7 12 BALCONS FILANTS BALCONS FILANTS PROBLEME De plus en plus de b timents poss dent de grandes baies vitr es pour recevoir de la lumi re naturelle et offrir de larges vues aux occupants Mais ces baies peuvent entra ner des ph nom nes de surchauffes climatiques l t et ne sont pas toujours ais es nettoyer SOLUTION Les balcons filants forment un brise soleil continu permettant d viter les blouissements et les surchauffes li s l ensoleillement de l t Ils jouent par ailleurs un r le de d flecteur acoustique utile en bordure de zones bruyantes Ils servent d espace de maintenance pour faciliter le nettoyage des baies vitr es Enfin ils peuvent tre utilis s comme coursives de circulation et offrent des espaces vivre semi ouverts pour les tages s ils sont assez larges largeur sup rieur 1 80 m CONTRAINTES conomiques Les surfaces construites qui n ont pas de fonctions bien pr cises sont souvent limit es au niveau de la programmation des b timents car
16. t galement introduite dans ces algorithmes 22 Les moteurs d volution sont bien s r les u ES cf section 4 4 La s lection s effectue par un choix d terministe des meilleurs individus selon l chelle de valeur de la fonction objectif L tape de mutation est classiquement effectu e par l ajout d une valeur al atoire tous les composants de l individu tir e au sein d une distribution normale L algorithme le plus simple not 1 1 ES manipule un seul individu A chaque it ration l algorithme g n re par mutation un individu enfant partir de l individu parent et s lectionne l un ou l autre pour le conserver dans la population selon son adaptation Le processus s arr te quand l cart entre deux individus de deux it rations successives est inf rieur un seuil Un norme progr s a t apport par les techniques auto adaptatives d ajustement des param tres de mutation et aujourd hui le meilleur algorithme pour les probl mes purement num riques est un descendant de la m thode historique l algorithme CMA ES 17 15 bas sur une adaptation d terministe de la matrice de covariance de la distribution gaussienne cf Section 4 8 3 3 5 5 3 LES ALGORITHMES GENETIQUES GA JOHN HOLLAND 1973 1975 Les algorithmes g n tiques sont les plus populaires des AE Propos s par J Holland 18 et popularis s par son leve D E Goldberg 14 ils ont t imagin s initialement comme des outils de
17. t des surchauffes si leurs dimensions sont trop importantes SOLUTION Les masques proches comme les auvents les lames verticales ou les brise soleil int gr s au b timent ont diff rents avantages en fonction de leur disposition Les masques proches horizontaux fixes sont parfaitement efficaces pour des expositions allant du Sud Est au Sud Ouest En saison chaude ils coupent le rayonnement du soleil avant qu il n atteigne les vitrages Lors des saisons de chauffage ils permettent au rayonnement solaire de p n trer dans le b timent et d tre ventuellement stock par des mat riaux de masse g n rant ainsi des conomies d nergie Leur fonctionnement implique imp rativement qu ils soient situ s l ext rieur Pour des expositions l Est et l Ouest dans l h misph re Nord il faut cr er des brise soleil verticaux mobiles car l amplitude annuelle de l angle d incidence verticale du soleil est faible et dans le cas ou les brise soleil sont fixes la quantit d clairage en hiver devient insuffisante lorsque la course du soleil est r duite CONTRAINTES Maintenance Les brise soleil mobiles automatis s n cessitent une maintenance r guli re pour un bon fonctionnement Hygro thermiques La forme des masques proches et leur cartement ou non de la fa ade peut conduire des modifications des flux d air lorsque la ventilation est effectu e par les fen tres Visuelles Il est n ce
18. valuer leurs impressions a la suite du travail r alis Ces questionnaires servent galement a identifier les points a creuser lors des entretiens post sessions temps 4 Les questionnaires sont donn s en annexes Dur e estim e 10 minutes Temps 4 Entretiens Debriefing La derni re phase de l observation consiste en un debriefing qui permet aux utilisateurs de donner leurs impressions a chaud et de pr senter leur projet l oral Ce d briefing se prolonge par un entretien avec chacun des bin mes sur le travail r alis et le r le de l outil informatique dans la production cr ative Ces entretiens permettent d approfondir les r sultats des questionnaires Ils sont galement centr s sur les qualit s et points faibles de la proposition des bin mes tels qu ils le per oivent eux m mes Les entretiens sont anim s par l quipe de psychologues et par au moins un repr sentant des quipes de d veloppement informatique Dur e estim e 1 heure Notes sur ce temps 4 Le debriefing entretien peut tre plac dans la m me journ e que la s ance de travail elle m me auquel cas il faut une pause de 20 30 minutes apr s le temps 3 afin de permettre i aux observateurs de d pouiller les questionnaires et de pr parer l entretien et ii aux utilistaurs de souffler un peu et de d canter leur travail Il peut galement tre remis au lendemain matin auquel cas il faut s assurer de la disponibili
19. volution g n tique Cette structure prend la forme d un r seau hi rarchique dont chaque l ment peut voluer ind pendamment et compose la description de l objet Ici le concepteur acc de et manipule diff rents niveaux de repr sentation Vl errr VV i verre Vl oryre VV ivr_ryr Figure 10 Population de solutions et interface Shape Grammar for Product Design 2004 Dans ce projet Lee et Tang Lee amp Tang 2004 mettent en ceuvre un dispositif bas sur une grammaire de forme pour conduire une exploration volutionnaire et interactive Chaque solution est valu e la fois a l aide d une fonction automatique et travers l intervention subjective du concepteur qui peut privil gier des esp ces Les auteurs mettent en exergue les limites d une valuation automatique qui d une part ne permet pas la prise en compte des facteurs esth tiques et qui d autre part n int gre pas l ensemble des contraintes fonctionnelles et techniques que doit satisfaire l objet con u La grammaire de forme utilis e dans ce projet est qualifi e de basique et les auteurs cherchent maintenant compl ter leur mod le initiale avec des logiques de grammaire basique non d terministe de grammaire s quentielle de grammaire additive de grammaire d terministe et de grammaire non restrictive Figure 11 Interface et population de solutions 5 Flexible Evolutionary Framework Interactive Creat
20. volutionnaires Elle s appuie assez largement sur les travaux de recherche et les productions scientifiques de quatre experts fran ais reconnus dans les domaines de l volution artificielle et de la bio informatique Pierre Collet professeur au Laboratoire des Sciences de l Image de l Informatique et de la T l d tection de l Universit Louis Pasteur Strasbourg Marc Schoenauer directeur de recherches l INRIA co cr ateur avec E Lutton de l association Evolutions Artificielles velyne Lutton chercheur en bio inspiration fractalit complexit et mergence directrice de recherches l INRIA co cr atrice du projet Fractales 591 et Guillaume Beslon professeur au d partement des sciences computationnelles de l INSA de Lyon chercheur au sein de l quipe Combining du LIRIS et directeur de l Institut des Syst mes Complexes de Lyon Les premiers algorithmes volutionnaires ont t utilis s au d part comme des heuristiques d optimisation l tude commence donc par une introduction l optimisation de probl mes difficiles Elle pr sente ensuite les th ories de l volution naturelle des populations biologiques principales sources d inspiration de ces algorithmes historiques accompagn es d une br ve synth se des m canismes g n tiques de la biologie permettant de mieux comprendre leur fonctionnement L tude d crit ensuite et en d tails les modes op ratoires des algorithmes volutionna
21. A ES L utilisation des fonctions de Tchebycheff favorise la recherche de solutions diversifi es les coefficients A tant g n r s al atoirement 3 par l algorithme dans une r gion de 0 1 tant donn e une variable al atoire X comprise entre 0 et 1 k 1 a 1 VX 5a 1 VX 1 1 1 1 D 4 3 i 1 i l En pratique on value des fitness norm es entre 0 et 1 pour s affranchir des diff rences d amplitude Ainsi chaque it ration on value les bornes inf rieures et sup rieures de chaque fitness f ce qui permet de d finir la norme de Tchebycheff 4 f min f max f min f IflL max 2 1 f Optimisation directionnelle et IGA Ishibushi et al 2002 sugg rent une am lioration de leur algorithme en utilisant dans la phase de recherche locale une direction d optimisation adapt e chaque solution et ind pendante du jeu de poids courant permettant de s parer l volution g n tique de l exploration du voisinage des solutions M me si nous n utilisons pas de recherche locale nous nous sommes inspir s de cette m thode d optimisation directionnelle pour diriger l effort de recherche en mode interactif une fois que l utilisateur a d sign ses pr f rences Il suffit de d duire les coefficients de la norme induite de Tchebycheff 5 laquelle optimise le classement des crit res f associ s au choix de l utilisateur sur l espace de recherche MA F j
22. Bin me 2 a E I Es EIN EE I I os HMI 11 i i al l l E o l x D LL e AN TRE SEL cc 1I I 1 EcCoGen Lyon a Bin me 1 p 8 Eu 07 II I E a Ta l I i i 7 TTC ce ima rit IE 111 cc IIl I eh3e 1h30 2h30 3h30 gig 8 8 na EcCoGen Nancy m Bin me 2 E Ga E M Ds CE be mm n EMINE Li DIR D IL Lu I on VG nai DS S l L cai rr Calc I I cm i mim ll EcCoGen Nancy B e 1 Txt be el CIEL CET a 1 i ity et gt A i i ia qs O in a in bad a HII IIE E ki Ll 1 eh3e 1h30 2h30 3h30 Figure 56 D roulement des quatre sessions de travail 5 2 2 2 RETOURS DES BINOMES LORS DU DEBRIEFING ECCOGEN L Les informations qui figurent ci dessous sont directement extraites du debriefing commun r alis autour du projet EcCoGen L Plusieurs points sont discut s dans cette s ance qui renvoient a la mobilisation d EcCoGen L a celle du logiciel compl mentaire Sketchup aux relations entre ces deux environnements de travail au sc nario de travail ainsi qu aux am liorations pr conis es par les bin mes eux m mes Des extraits de verbatim accompagnent les dimensions identifi es 5 2 2 2 1 MOBILISATION D ECCOGEN L A Comme fournisseur de donn es EcCoGen L est un environnement qui est per u comme une sorte de fournisseur de donn es ou de formes Ce sont des sortes de gabarit
23. R Riolo E Vladislavleva Ed Genetic Programming Theory and Practice VIII pp 227 244 Brecht G 2002 L imagerie du hasard Presses du R el Bret M 2007 Cr ation Artificielle Paper presented at the La convivialit des interfaces vocation ludique et ou p dagogique Bret M 1986 Anyflo Logiciel d Animation 3D Paper presented at the Imaginaire Num rique Brown A R 2004 An aesthetic comparison of rule based and genetic algorithms for generating melodies Paper presented at the Organised Sound 9 2 Frowd C D Hancock P J B amp Carson D 2004 An experiment about genetic typography ACM Trans Appl Percept 1 1 19 39 Chou Y C 2009 Style Music Accompaniment Using a Variable length Genetic Algorithm with Chord Progression Deleuze G 2002 Francis Bacon Logique de la sensation Seuil Duchamp M 1994 Duchamp du signe Flammarion Eldridge A 2005 Cyborg dancing generative systems for man machine musical improvisation Paper presented at the Proceedings of Third Iteration Melbourne Australia Gartland Jones A 2002 Can a genetic algorithm think like a composer Paper presented at the Generative Art Milan Husbands P Copley P Eldridge A amp Mandelis J 2007 An Introduction to Evolutionary Computing for Musicians In Evolutionary Computer Music Springer London Ji Hyun L amp Ming Luen C 2010 Stimulating designers creativity based on
24. abstraction Helson 1996 Lubart 2003 renvoie quant lui la composante conative de la cr ativit pour faire le lien avec la motivation la volont de r aliser un acte Il s agit pour lui de montrer la mani re dont cognitions et affects s articulent dans nos fa ons de nous comporter A propos de la cr ativit les traits de personnalit interviendraient dans l utilisation efficace des composantes cognitives par exemple pour faciliter la transformation d id es abstraites en r alisations concr tes Il cite une tude de MacKinnon 1962 portant sur des architectes dans laquelle il montre que ceux ci apparaissent comme plus ind pendants plus spontan s moins conformistes plus individualistes que la population standard Ainsi de fa on g n rale les personnes cr atives seraient plus ouvertes aux nouvelles exp riences plus confiantes moins conventionnelles plus ambitieuses Elles seraient plus tol rantes vis vis des perceptions ambigu s ce qui permettrait une plus grande acceptation de la divergence et viterait d accepter trop vite des solutions banales toutes faites Cette tol rance serait galement une preuve de curiosit et faciliterait la prise de risques Cette fa on de faire r f rence l individu en tant que personnalit plus ou moins cr ative a t mise en question par Lebahar 2007 dans la description de ce qu il nomme le sujet concepteur sujet psychologique qui con
25. aire de second ordre peut tre plus subtil et plus complexe Une derni re tendance dans les d veloppements consiste d finir le processus de cr ation musicale comme un syst me complexe dont les parties ainsi que l utilisateur sont en interaction L mergence de la nouveaut propri t remarquable de ces syst mes et cens e surpasser les possibilit s actuelles des algorithmes volutionnaires tout en pouvant les int grer en tant que composants secondaires Eldridge 2005 3 1 5 LIMITES ET PERSPECTIVES TECHNIQUES Nous avons montr dans l tat de l art pr c dent la part importante prise par les algorithmes g n tiques interactifs dans l valuation de composantes esth tiques et plastiques qui restent pour parties subjectives et difficiles mod liser Nous revenons de mani re globale sur les limites de ces dispositifs L interaction humaine impose d une part de travailler sur des populations dont le nombre de ph notypes soumis au concepteur reste faible La taille des populations ainsi que le nombre de g n rations parcourues p nalisent le processus volutionnaire qui trouve naturellement sa performance lors d exploration multiple et en grand nombre Les temps d interpr tation et de prise de connaissance de la part du concepteur ralentissent le processus et l effet de lassitude contribuent galement limiter le nombre d it rations D autre part les IGA sont g n ralement associ s des m c
26. computation Kluwer Academic Publishers 2001 52 N Hansen A Ostermeier A Gawelczyk On the adaptation of arbitrary normal mutation distributions in evolution strategies the generating set adaptation in Proceedings of the 6th International Conference on Genetic Algorithms pp 57 64 Morgan Kaufmann 1995 53 N Hansen A Ostermeier Adapting arbitrary normal mutation distributions in evolution strategies the covariance matrix adaption in Proceedings of the third IEEE International Conference on Evolutionary Computation pp 312 317 1996 54 N Hansen A Ostermeier Completely derandomized self adaptation in evolution strategies Evolutionary Computation 9 2 p159 195 2001 55 N Hansen S M ller P Koumoutsakos Reducing the time complexity of the derandomized evolution strategy with covariance matrix adaptation CMA ES Evolution Computation 11 1 2003 56 C Igel N Hansen S Roth Covariance matrix adaptation for multi objective optimization Evolutionary Computation 614 4 2006 57 W E Hart N Krasnogor J E Smith Recent advances in memetic algorithms Studies in Fuzziness and Soft Computing volume 166 Springer 2005 58 P D Surry N J Radcliffe Formal algorithms formal representations search strategies Proceedings of the 4th Conference on Parallel Problems Solving from Nature number 1141 LNCS pp 366 375 Springer Verlag 1996 59 Projet Fractales Approches Fractales pou
27. de primitive de bases Ces primitives sont associ es juxtapos es et compos es pour constituer la forme finale suivant une suite de transformations du type union intersection sym trie rotation On parlera de transformation par composition Difference X Union NS Sphere 2 Union Cuboid 3 7 Cuboid 2 Intersection a eo VE Sphere 1 Cuboid 1 Cylinder 1 Cylinder 2 Figure 37 Exemple de transformation par composition Mitchell amp McCullough 1991 L approche morphologique propos e dans notre programme Ec Co Gen L est bas e sur une logique de voxels et elle renvoie cette strat gie de morphog n se par accumulation d unit s l mentaires et nous d taillerons plus avant cette approche dans le chapitre 4 Si pr c demment nous avons souhait port une regard large sur les questions de morphog n se il nous appara t important de noter que les modalit s d instrumentation du processus de conception architecturale peuvent directement influencer voire d terminer des morphologies particuli res Ainsi nous voudrions maintenant proposer une taxinomie des logiques morphog n tiques associ es aux modalit s d instrumentation num rique r centes 4 1 4 3 MORPHOG N SE ARCHITECTURALE ET MODALIT S D INSTRUMENTATION NUM RIQUE Kolarevic Kolarevic 2000 tablit une cat gorisation des techniques num riques g n ratives en mati re de recherche de forme Il identifie six architectures computationn
28. es qui supporte actuellement le d veloppement parall le sur GPU 27 est disponible sur http sourceforge net projects easea Generic Evolutionary Algorithm Library GEAL http dpt info u strasbg fr blansche fr geal html qui est une biblioth que JAVA permettant de cr er facilement des AE Elle est d velopp e par Alexandre Blansch 25 au LsiiT de l Universit Louis Pasteur de Strasbourg e OPT4J un programme crit en Java pour appliquer des algorithmes d optimisation objectifs multiples comme un AE SPEA2 et NSGA2 un optimiseur d essaim de particules une volution diff rentielle ou un recuit simul aux probl mes arbitraires d optimisation e EO Evolutionary Computation Framework disponible sur http eodev sourceforge net est une libraire crite en C pour Linux MacOS Windows manipulant de nombreux EA et op rateurs utiles au d veloppement d applicatifs volutionnaires mais ne g re pas le multi objectif Pour ce faire il convient d installer la sur couche Paradiseo MOEO d velopp e pas l INRIA et disponible sur http paradiseo gforge inria fr 3 3 5 14 DIFFERENCES ENTRE EVOLUTION NATURELLE ET EVOLUTION ARTIFICIELLE L volution artificielle n est pas l volution biologique car elle manipule des objets ou des structures non vivantes et travaille dans un temps tr s court De plus elle fonctionne g n ralement avec une structure g nomique fig e bien pratique pour les calcu
29. es et appliqu es une population au d part al atoire Les r sultats sont plus diatoniques et organis s que les m lodies de d part La qualit musicale en tenant compte du style de cible d sir e est tout fait acceptable mais tr s conservatrice Les morceaux produits sont parfois convaincants mais rarement novateurs 17 Les m lodies de ce processus ont t plus syst matiquement coh rentes qu l tape pr c dente mais les r sultats n taient pas plus novateurs 8 Les r sultats montrent que ces mutations procurent parfois un certain int r t pour les m lodies mais souvent produisent un effet d sagr able Forme globale fid le la nature de l original plus grande vari t que dans le groupe non trait et des bouff es occasionnelles de nouveaut particuli rement sur des motifs rythmiques Les m lodies de ce groupe sont les plus agr ables r duire la coh rence de la forme musicale avec un gain minime dans la nouveaut De mani re le hasard seul ne suffit pas cr er du nouveau de l impr vu porteur de sens Il est absolument n cessaire de le guider et pour cela injecter des bribes d intelligence cr atrice sous une forme ou une autre Autrement dit la morphogen se n est pas une processus al atoire aveugle Des recherches futures pourraient galement d passer la limitation souvent due un encodage lin aire des notes de musique au sein des g nomes pour parvenir une volution non lin
30. forme initiale est transform e par l application d op rateurs de d formation de type tordre tirer pincer Les proportions sont alt r es la transformation est non isomorphe Nous notons que les travaux du biomath maticien D Arcy Thompson ont t pr curseurs dans la construction de liens entre les ph nom nes m caniques et les formes biologiques L auteur a notamment montr des m canismes de transformation par m tamorphose chez diff rentes esp ces animales conduisant travers une suite de d formations continues et conservant une m me description topologique une vari t d esp ces D Arcy Thompson compl te les apports des th ories de l volution fond es sur les m canismes de s lection naturelle et insiste sur le r le des ph nom nes physiques et m caniques dans la constitution de la forme et de la structure des organismes vivants En architecture ces travaux ont ouvert la voix aux approches techno organiques connues en architecture avec les recherches de Frei Otto Rotate Scale Reflect ce ae N iJ i we H A rA EX A a s at Stretch Shear Project Deform Figure 36 Exemples d op rateurs de transformation Mitchell amp McCullough 1991 La seconde strat gie est m taphoriquement associ e la strat gie du homard Elle consiste la cr ation d une forme par l ajout la juxtaposition et la combinaison de formes unitaires fondamentales l assemblage
31. k STs i l j i 5 Ensuite on utilise l algorithme MOGLS comme une suite d optimisations mono objectifs en bloquant a chaque nouveau choix les valeurs i pour les it rations suivantes Si l utilisateur met plusieurs choix on obtient un chantillonnage de l espace des pr f rences qu on utilisera pour construire une distribution substitu e la distribution uniforme 0 1 4 3 3 3 3 MAINTIEN DE LA DIVERSIT AU SEIN D UNE POPULATION En recherche monocrit re le maintien de la diversit d une population vise viter d tre pi g dans des minima locaux et en recherche multicrit re un objectif suppl mentaire est de garantir la r partition uniforme des solutions le long du front de Pareto Les AG ont une tendance naturelle d river vers une zone particuli re de la fronti re de Pareto Goldberg 1989 et pour contrecarrer efficacement ce ph nom ne on agit en amont en encourageant la convergence vers le front de Pareto ou les maxima globaux tout en maintenant la diversit de la population dans l espace des crit res mais aussi au niveau g n tique Ici on peut noter que MOGLS est con u pour favoriser la premi re diversit car il utilise une nouvelle pond ration des fitness chaque it ration tandis qu ACROMUSE cf plus bas favorise plut t la seconde en aval on utilise des mesures de la densit locale de la population dans l espace des crit res pour favoriser l explo
32. laboration La dur e du test est d environ 45 minutes pour la partie verbale et d environ 30 minutes pour la partie figurative 3 4 3 4 CRITIQUES DES TESTS DE LA PENS E CREATIVE Runco Acar et Cramond 2010 pr sentent les r sultats d une tude portant sur les cinquante ann es utilisation du TTCT Leur conclusion principale est que ce test demeure solide a l heure actuelle m me s ils remarquent qu il est plus appropri pour des performances individuelles que pour des performances publiques Leurs analyses les am nent galement a faire l hypoth se qu il y a un optimum dans la pens e divergente au del duquel le sujet pourrait se perdre dans des id es trop farfelues et finalement inutiles Ils font r f rence Eysenck qui rapporte que les individus psychotiques peuvent faire preuve d une pens e divergente tr s importante mais qu ils ne sont pas cr atifs pour autant car celles ci sont en r alit trop irr alistes Les auteurs pr conisent en cons quence de travailler sur la d finition d un tel niveau optimum de pens e divergente dans l objectif d en faire un indicateur pour la formation la cr ativit De fa on g n rale les r sultats de cette tude soulignent la valeur de la pens e divergente dans la production cr ative D apr s les auteurs les enseignants formateurs parents devraient encourager ce type de pens e que ce soit pour cr er ou tout simplement dans la vie quotidienne De
33. lection naturelle On entend par algorithme g n tique un processus informatique calqu sur le concept de s lection naturelle de Darwin population croisement reproduction s lection Les concepts architecturaux sont exprim s sous forme de r gles et leur volution peut tre test e rapidement Un mod le num rique est transform partir de croisements successifs et valu en fonction d objectifs et de contraintes pr d finies Nous reviendrons plus en d tail sur les m canismes volutionnaires au chapitre suivant Nous pouvons caract riser ces derniers processus de conception par le fait que le r le du designer bascule vers celui d un m ta designer Avec l av nement des technologies num riques dans le champ de la conception le r le du designer s est transform Du concepteur cr ateur d une oeuvre d une solution unique on assiste aujourd hui l mergence d un m ta designer cr ateur d un ensemble largi de solutions r pondant aux contraintes du probl me Soddu 1998 Le concepteur ne travaille plus l laboration d un objet exclusif mais plut t la conception d une famille de formes dont la solution retenue repr sentera un tat significatif au sein de cet ensemble de potentialit s Comme l crit Pierre Levy le concepteur ne dessine plus un objet mais un syst me d objets possibles une machine explorer les virtualit s Le domaine de comp tence a saut d un cran logique en
34. lectroniques La question du hasard g n rateur est galement pr gnante chez l artiste L uvre intitul e Trois stoppages talon de 1913 est d crite par l artiste lui m me Si un fil droit horizontal d un metre de longueur tombe d un metre de hauteur sur un plan horizontal en se d formant son gr et donne une figure nouvelle de l unit de longueur Duchamp 1994 Ici le hasard comme proc d cr atif porte P id e de fabrication tant au niveau th orique que plastique Les sculptures lumineuses de Moholy Nagy 1895 1946 construisent des volumes immat riels c est la mise en mouvement de ces structures lumineuses qui dessinent les contours en repr sentant la trajectoire de la source lumineuse et dont l effet peut tre interpr t comme une forme volumique ph m re L uvre virtuelle trouve ici une mat rialisation dans son activation 3 1 3 2 R GLES FORMELLES COMME M CANISME CR ATIF Rotative Plaque de verre optique pr cision cr e en 1920 en collaboration avec Man Ray est un dispositif optique dont la mise en mouvement est r alis e par le visiteur qui peut ensuite observer les effets engendr s L ceuvre est ici activ e par le spectateur Les proc d s de po sie dada ste que l on retrouve notamment dans les travaux de 1 OULIPO sont caract ristiques de cette inspiration cr atrice soumise au calcul et aux combinaisons Le po me na t de la construc
35. mes Complexes IXXT le 19 juin 2012 Lyon Marin P Eco Conception G n rative S minaire UMR MAP Ecole Nationale Sup rieure d Architecture de Lyon les 4 5 6 avril 2013 Lyon 9 TABLE DES ILLUSTRATIONS FIGURE 1 PAYSAGE DES SOLUTIONS ssssssessseessseesssessseessseesssessseessseesssessseessseesssesssseessese 14 FIGURE 2 LIFE SPACIES 1997 1999 mmemmenennnenenennenennenmennennenenrennnre 15 FIGURE 3 VUE DE L INTERACTION TACTILE AVEC E VOLVER meme 16 FIGURE 4 CAPTURE DU FILM AUTOMAPPE ss ssssssssssssssssssesssssssnssscsssassusssassessesasseses 17 FIGURE 5 GALAPAGOS 1994 esssseeesssseeesssrecssseeceeseeceeseeecosssecessssceessseeessseeessseesseesseesseesseseee 18 FIGURE 6 EXEMPLES DE R SULTATS DE G N RATION D IMAGES STYLIS ES 19 FIGURE 7 INTERFACE ET REPR SENTATION DU DAGunnnnnenenenenennenneee 20 FIGURE 8 INTERFACE ET EXTRAIS DE PORTRAITS mmmmemenenmennennenennene 20 FIGURE 9 INTERFACE DE GENOTYPE 2 stone ten inennisene ti inmmnesnt oncles 20 FIGURE 10 POPULATION DE SOLUTIONS ET INTERFACE smnrnennennnnenennes 21 FIGURE 11 INTERFACE ET POPULATION DE SOLUTIONG s ssssssssssssssssssssssssseseees 21 FIGURE 12 INTERFACE DU LOGICIEL mmennmenennnenennnenennnennnnnennnnnne 22 FIGURE 13 INTERFACE ET VUE DES R SULTATS DANS LA SCENE 3 D 00000 30 FIGURE 14 VUE DES R SULTATS DANS LA SCENE 3D s ssssssssssssssssssssssssssssssssesssssssers 31 FIGURE 15 R SULTAT ET SIMU
36. ne notamment dans les rues proches de la parcelle construire gS La touche S permet de sauvegarder une version 3D de la solution affich e au format DXF 4 3 4 1 8 UNE SESSION D ECCOGEN L La description du site et du volume capable Le site climat et environnement urbain est d j int gr dans cette version d EcCoGen L Le fichier d crivant la grille de voxels dans laquelle prendront place les solutions calcul es par EcCoGen a t pr par en amont Il d finit l emprise au sol de la parcelle sur une grille 2D la taille et la hauteur de ces voxels et le nombre d tages maximum qui pourra tre modifi en cours de session par le bouton Nb Floors Voici par exemple une repr sentation en plan et en 3D du site d exp rimentation une grille de 7 x 4 voxels de 12 x 12 x 4 m orient e et positionn e en retrait des voiries Est et Ouest Vue 3D du site et du volume capable Les donn es programmatiques Le param trage des donn es programmatiques se fait en d finissant la surface objectif Target surface la tol rance d sir e en ou en par rapport la surface objectif et le nombre d tages d sir Dans cette version d EcCoGen L la diff rentiation des voxels unit s fonctionnelles par leur fonction logement bureau surface commerciale n est pas op rante Le lancement de la session Une session commence par un glisser d poser du fichier de grille dans la zone de proposition de la fen
37. nombre d tages hauteur d tage Op rations logiques addition enl vement de volume Op rations g om triques rotation d placement homoth tie Op ration descriptive Cette op ration repr sente l tape d initialisation de la table de planchers la plus simple tant celle d finie par un contour de plancher un nombre d tages et une hauteur unique d tage Une table utilisant deux profils de plancher diff rents peut d crire un immeuble d fini par un rez de chauss e vocation commerciale et des tages de formes diff rentes usage de bureau ou d habitation Elle d finit l ensemble de d part d un d co mod le pr d fini Op ration logique Elle permet une op ration logique sur plusieurs tables caract risant des b timents d finis en Brep Nous en avons programm de deux types addition superposition de deux b timents la soustraction Enl vement de mati re permettant ainsi de cr er par exemple les patios Cet en l vement peut se faire de bas en haut partir du sol ou de haut en bas partir du toit Op ration g om trique Cette op ration d finit une transformation g om trique sur l ensemble du b timent elle peut tre Appliqu e sur la table enti re Cette transformation permet de d placer de tourner ou de tronquer le b timent dans son entier Elle permet par exemple de param trer le positionnement du b timent sur son terrain
38. rents usages habitation collective individuelle b timents d enseignements commerciaux et son situ s dans des r gions diff rentes du monde Ils appartiennent autant l architecture d aujourdhui qu l architecture vernaculaire Les co mod les bien que spatialis s interviennent des chelles diff rentes certaines tr s locales fen tre ouvrantes double peau et d autres plus globales volume compact encorbellement de fa ade Certains patrons concernent plus le b timent en tant qu ouvrage paroi poreuse toiture bassin et d autres le b timent en tant qu espace ou volume espace frugal espaces tampons Enfin des patrons s attachent l difice toit blanc mur goutti re alors que d autres rel vent plut t de l am nagement urbain ou paysag b ti densifi trame verte Nous avons fait le choix de ne pas les distinguer de ne pas les encapsuler dans des classes sp cifiques ni de les hi rarchiser Nous pensons d un tel travail de classement peut conduire une utilisation simplificatrice des patrons et qu il est pr f rable de laisser au concepteur le choix des groupements L tablissement du syst me de relations des co mod les nous para t suffisant pour conduire un travail de formulation de probl mes et de recherche de solutions Parmi ces co mod les nous en avons identifi une vingtaine qui mettent for
39. sultats obtenus qui supportent ou non la cr ativit des acteurs m me si les r sultats peuvent eux m mes faire l objet d une valuation en termes de cr ativit La situation a volu entre le projet propos et sa mise en place effective En effet ce n est pas un mais deux outils qui ont t d velopp s et soumis aux analyses Si le protocole d observation est identique dans les deux cas la quantit d analyses produire est elle tr s largement augment avec un potentiel humain identique Par ailleurs cela a g n r un temps de d veloppement plus long qui a recul d autant les premi res observations Dans le projet initial les premi res observations automne 2011 devaient permettre de relever des points cruciaux pour le d veloppement qui devaient donner lieu une seconde s rie d observation automne 2012 Les versions prototypes ayant t d velopp es au printemps 2012 il n aura pas t possible de d ployer les deux temps de l observation et nous en sommes rest s au stade de l analyse exploratoire sans passer celle de l analyse syst matique Pour autant cette situation a ses int r ts car cela a donn l occasion d observer l usage de deux produits diff rents pour un objectif identique assister la cr ativit dans le domaine de l architecture Cela oriente la structuration de ce compte rendu Nous commencerons par rendre compte du protocole d observation et
40. tre principale d EcCoGen L D s le l cher du fichier le logiciel lance l valuation de 50 solutions fabriqu es au hasard Au terme de cette phase 9 solutions s affichent dans la fen tre de proposition Lors des premi res phases de la session les solutions sont peu performantes sauf coup de chance Il faudra attendre une dizaine de g n rations pour voir merger des solutions acceptables sur un ou plusieurs crit res Pour calculer ces 10 g n rations successives une bonne solution consiste param trer le nombre Steps puis cliquer sur le bouton Run Eco Conception G n rative Rapport final et livrables Programme ANR 10 Cr ation 012 175 225 tae Laisser faire EcCoGen L ou orienter les solutions L utilisateur peut laisser EcCoGen L travailler c est dire calculer des g n rations successives des runs s par s par steps g n rations interm diaires EcCoGen L est alors en mode autonome Il peut galement orienter le calcul des solutions suivantes en s lectionnant clic droit la ou les solutions qui lui paraissent performantes On passe alors en mode interactif Les effets de la s lection peuvent ne pas tre imm diats il faudra peut tre plusieurs runs et s lections pour voir des solutions converger petit petit vers une morphologie particuli re Ne pas perdre de vue que le choix d une s lection s il se fait sur des crit res esth tiques peut favoriser des solutions moins perform
41. une solution potentielle au probl me pos La population est une soci t qui construit en commun la solution recherch e c est une co volution Il n est pas toujours possible de formuler tous les probl mes d optimisation de fa on compatible avec cette approche il faut au minimum pouvoir s parer le probl me en sous probl mes interd pendants mais quand cela est possible le gain en efficacit est important Des applications r centes ont concern le probl me inverse pour les IFS la st r ovision pour la d tection d obstacles algorithme des mouches la compression fractale et le text mining De fa on sch matique les AE Parisiens ont toutes les composantes des AE classiques plus deux fonctions de fitness une fonction globale qui est calcul e sur l ensemble de la population ou sur une proportion de celle ci par exemple la suite d un processus de clusterisation ou d limination des individus trop mauvais et une fonction locale calcul e sur chaque individu qui mesure la proportion avec laquelle cet individu contribue la solution globale un processus de redistribution qui r partit chaque g n ration la fitness global sur les individus ayant contribu la solution approche Michigan 48 un m canisme de maintien de la diversit afin d viter les modes d g n r s o tous les individus sont concentr s sur la m me zone de l espace de recherche 3 3 5 11 ALGORITHMES G N TI
42. 20 K A DeJong Are genetic algorithms function optimizers In R Manner and B Manderick editors Proceedings of the 2nd Conference on Parallel Problems Solving from Nature pages 3 13 North Holland 1992 21 T Back Evolutionary Algorithms in Theory and Practice New York Oxford University Press 1995 22 T Back D B Fogel Z Michalewicz Handbook of Evolutionary Computation Oxford University Press 1997 23 D B Fogel Evolutionary Computation Toward a New Philosophy of Machine Intelligence IEEE Press Piscataway NJ 1995 24 J R Koza Genetic Programming II Automatic Discovery of Reusable Programs MIT Press Massachussetts 1994 25 A Blansche Classification non supervis e avec pond ration d attributs par des m thodes volutionnaires Laboratoire des sciences de l image de l informatique et de la T l d tection Strasbourg I Septembre 2006 26 R Smith S Forrest A S Perelson Searching for Diverse Cooperative Populations with Genetic Algorithms Evolutionary Computation 1 2 127 149 1993 27 O Maitre N Lachiche P Clauss L Baumes A Corma P Collet Efficient Parallel Implementation of Evolutionary Algorithms on GPGPU Cards EuroPar Parallel Processing Springer LNCS 5704 2009 28 Y Nagata S Kobayashi Edge Assembly Crossover a High power Genetic Algorithm for the Traveling Salesman Problem Proceedings of the 7th International Conf on Genetic Algorithms 1997
43. 29 J Imae M Nagata T Kobayashi G Zhai Some Properties of Algorithmic Control for Realtime Optimization in Proceedings ICARCV pp 1 6 2006 30 V Lefort Mathivet Evolution de second ordre et algorithmes volutionnaires l algorithme RBF Gene Th se de Doctorat de l Universit de Lyon INSA de Lyon 2007 31 C Knibbe Structuration des g nomes par s lection indirecte de la variabilit mutationnelle une approche de mod lisation et de simulation Th se de l Universit de Lyon INSA de Lyon 2006 32 J B Lamarck Philosophie zoologique 1809 33 J M Baldwin Un nouveau facteur en volution 1896 34 J Staune Au del de Darwin Ed Jacqueline Chambon 2009 35 M J Denton Protein based life as an emergent property of matter the nature and biological fitness of the protein folds in Fitness of the Cosmos for Life Cambridge University Press 2008 36 C de Duve l coute du vivant ditions Odile Jacob Paris 2002 37 S Conway Morris The predictability of evolution glimpses into a post Darwinian world Naturwissenschaften 96 11 pp 1313 1337 ISSN 0028 1042 2009 38 J Chaline Quoi de neuf depuis Darwin Ed Ellipses 2006 39 B Goodwin R V Sole Signs of Life How Complexity Pervades Biology ISBN 0465019277 2001 40 M W Ho The rainbow and the worm World scientific 1998 41 M P Schiitzenberger The miracles of Darwinism Origins amp Design Access Research Netwo
44. 3 1 7 CONCLUSION Nous avons caract ris l art volutionnaire en le repositionnant dans l histoire de l art et en identifiant les pratiques et exp rimentations plus r centes Nous sommes revenues sur les limites et prolongements des techniques d algorithmes g n tiques interactifs IGA et nous avons identifi la difficile mod lisation de l exp rience sensible Finalement nous avons pr cis la notion du hasard contr l en tant que modalit de cr ation induisant une requalification de la notion d auteur Nous nous trouvons alors dans une situation de m tacr ation qui transpose le r le du concepteur au niveau de la d finition des conditions d mergence de l uvre plut t que de l uvre elle m me Il nous faut finalement remarquer la vari t des disciplines et la vari t des supports qui mobilisent des logiques volutionnaires et noter la relative maturit des dispositifs qui trouvent des prolongements de plus en plus fr quents dans l exploitation et qui quitte la seule communaut scientifique ou artistique 3 1 8 BIBLIOGRAPHIE Aziosmanoff F 2010 Living Art L art num rique CNRS Batt N 2005 L exp rience diagrammatique un nouveau r gime de pens e In Th orie litt rature enseignement N 22 Penser par le diagramme De Gilles Deleuze Gilles Ch telet PU Vincennes Bergen S amp Ross B J 2010 Evolutionary Art Using Summed Multi Objective Ranks In T M
45. 4 2 DATASCAPE MVRDV Maas 1999 propose le concept de datascape pour explorer la complexit des interactions entre les forces pr sentes sur un site Le champ de forces en pr sence pouvant repr senter la fois un ensemble de contraintes techniques de conditions environnementales comme l ensoleillement le vent ou les pr cipitations mais aussi des consid rations socio conomiques et politiques MVRDV fait du processus de conception une recherche spatiale ou organisationnelle dans laquelle il implique d s les pr mices du projet le plus grand nombre d intervenants et de donn es Chaque fois les cons quences spatiales les limites et les possibilit s d un vaste panorama de situations sont examin es et expos es Certaines de ces influences peuvent tre quantifi es et leur volution mod lis e pour permettre une simulation des impacts de chacune des hypoth ses Datascape induit une quantification et une mod lisation statistique des contraintes contextuelles et permet une projection temporelle et des simulations de l impact des d cisions C est le potentiel d information que rec le la repr sentation de ces champs de forces qui peut guider orienter ou assister la conception ou la compr hension des ph nom nes La difficult est d viter une transcription litt rale des diagrammes des flux et forces en pr sence dans une forme architecturale mais plut t de g n rer une construction spatiale et temporel
46. 9 concernent plus particuli rement la cr ativit en tant que processus et comp tence d un individu donn La discussion imm diatement pr c dente portant sur la gestion de projet innovant nous am ne voquer les apports de la psychologie ergonomique sur la question de la cr ativit C est particuli rement l objet de l ouvrage de Bonnardel 2006 ce qui nous am nera pr senter les m thodes de cette discipline au cours de cette troisi me partie consacr e aux m thodes d valuation de la cr ativit et de la conception cr ative Nous pr senterons rapidement les tests de cr ativit pour pr senter ensuite les diverses m thodes mises en place dans le cadre d un mod le multivari Nous poursuivrons en nous rapprochant des m thodes h rit es de l ergonomie et du CSCW en glissant de l valuation de la cr ativit celle de la conception cr ative qui sera pr f rentiellement mise en uvre dans le projet EcCoGen Nous justifierons ce choix 3 4 3 1 M THODES CLASSIQUES D EVALUATION DE LA CREATIVITE Par m thodes classiques d valuation de la cr ativit nous faisons r f rence des techniques fr quemment utilis es et explicitement centr es sur la cr ativit La premi re d entre elles est la pratique du test ou du questionnaire de cr ativit les suivantes sont celles qui tournent autour de l analyse de protocoles verbaux 3 4 3 1 1 TESTS ET QUESTIONNAIRES Computer Suppor
47. ART EVOLUTIONNAIRE iieeteescsiscessnsecsistedeesceesstedsesceessdedsescecousedeescecststauescecstatacsudsaededcgsssteeeneeys 10 Se ILINTRODUCTION Sr me nt ne date dater ner nana de del lc 10 3 1 2 METHODGOLOGIE tssieckeeseesaseases tectia vandal vogsavahen dveiun veka Prima chen denim dee rent tee reine EEE 10 3 1 3 L ART NUM RIQUE ET L ART GENERATIF ccccccccccccccccecececsssesssseececececcsescecuuausesecsseueecseecsseuenscs 11 3 1 4 ETAT DES LIEUX DE L ART VOLUTIONNAIRE eeeeeeeeseensens ses sec seccseesceseeeenmennneeneennnnnne seen 12 3 1 5 LIMITES ET PERSPECTIVES TECHNIQUES ccccccscceseeseseecesceeeeaeeeeeeeeesaeeeeeeeeeeaeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeess 24 3 1 6 VERS UN HASARD ALGORITHMIQUE OPERATIONNEL scceseseseessessenseccecceceeeeececceccesesseseeeeeeseeeaaas 25 3 1 7 CONCLUSION e on ni Marin nan Matte dt tant dt ane Halted MAS 26 3 1 8 BIBLIOGRAPHIE Pet nn isi etd Are de Model ale I des 26 3 2 LES ENVIRONNEMENTS LOGICIELS ADAPT S UNE ECOCONCEPTION GENERATIVE sscccceeceeseeees 28 32 L OBIECTIFS ae nn Portas dedi RS nd rte mnt errant en nt Pen ten dar 28 3 2 2 TAT DE L ART DES ENVIRONNEMENTS LOGICIELS cccsssccccesseccessececcsececcsececesesececesecessecesececeeeae 28 3 2 3 CARACTERISATION DES SOLUTIONS ARCHETYPALES cssssssccecceseseceeccesesaeeeccesesaeeeecesesaeeeeeeeees 36 A ONCLUSION cs tt Les E RER AE AE Me lee Relea Pe A 38 31275 BIBLIOGRAPHIE 225 2 0025 ele SA Pertes er der ane der ue dawson sam
48. ES consid rent le croisement comme un op rateur de r paration Celui ci sert extraire les similarit s des bons individus de la population pour r parer l exc s de bruit introduit par les mutations ce qui augmente la vitesse de convergence Mais en 1995 un r sultat th orique est venu conforter les observations selon lesquelles il n y avait pas un AE meilleur que les autres en g n ral mais plut t un AE optimal par probl me le th or me du No Free Lunch 60 Wolpert et McReady montrent qu en moyenne sur tous les probl mes d optimisation le comportement de n importe quel algorithme est le m me Ce r sultat est tabli sur des probl mes en variables discr tes mais de cardinalit arbitraire L interpr tation directe du NFL est que ce qu un algorithme d optimisation a gagn sur un probl me par rapport tous les autres algorithmes est perdu sur un autre probl me Bien entendu il faut se garder d interpr ter na vement le NFL en concluant qu il est inutile d am liorer les m thodes d optimisation puisqu elles ne feront jamais mieux que par exemple une recherche al atoire Ce th or me est en effet tabli sous l hypoth se que tous les probl mes d optimisation possibles sont galement probables Mais les optimiseurs ne sont pas tous quivalents sur une classe de fonctions donn e La recherche en optimisation pour tre pertinente doit lier l algorithme au probl me 3 3 6 5 2 QUE
49. EcCoGen N tel qu il est lui aussi mis en uvre par les sujets consiste d finir une forme au pr alable puis faire tourner EcCoGen N pour faire vivre cette forme Cela a donn lieu deux strat gies diff rentes pour BIN et B2N 5 2 4 2 2 DEUX STRATEGIES MISES EN PLACE Ce principe de fonctionnement d EcCoGen N donne lieu a deux strat gies distinctes mises en place respectivement par BIN et B2N Puisque EcCoGen N est plut t orient sur l approfondissement de projets dont les bases sont d j pos es alors il permet soit de proposer des solutions cr atives pour les l ments non d finis soit d accompagner le d veloppements de ces formes d j pens es A Cas de BIN Tr s rapidement 0 03 30 BIN opte pour une forme de b timent qui sera soit en T soit en L Au gr des discussions et des dessins une forme en C est voqu sur la barre du L ou du T que l on retrouve dans la proposition finale Figure 51 C est ainsi qu apr s 11 minutes BIN s accord sur le fait qu ils ont la forme g n rale de leur b timent Reste d velopper les bureaux et en moins de 15 minutes le profil g n ral de la forme est arr t qui allie toutefois entre le C et le T Sur la Figure 38 on voit que le travail d esquisse s arr te ce moment et qu une phase de travail sur l ensemble Rhino Grasshopper d bute qui mobilise le bin me pendant 25 minutes environ Une nouvelle phase prend place au cours de laquelle o
50. Ed Ing nierie concourante de la technique au social p 39 55 Paris Economica Darses F 2006 Analyse du processus d argumentation dans une situation de reconception collective d outillages Le Travail Humain 69 317 347 D tienne F 2002 MOSAIC M thodologie d analyse pour la mod lisation de situations coop ratives en conception de produit No CISM 3 p 517 522 Rocquencourt Projet EIFFEL INRIA D tienne F Visser W amp Tabary R 2006 Articulation des dimensions graphico gestuelle et verbale dans l analyse de la conception collaborative Psychologie de l interaction 21 22 283 307 Dorst K amp Cross N 2001 Creativity in the design process co evolution of problem solution Design Studies 22 425 437 Dourish P 2003 The Appropriation of Interactive Technologies Some Lessons from Placeless Documents Computer Supported Cooperative Work 12 465 490 Fixmer P Chaabouni S Gregori N amp Brassac C 2010b Conception collaborative d une esquisse l aide d un dispositif num rique de design architectural Actes du Quatri me S minaire de Conception Architecturale Num rique SCAN 2010 Marseille 9 10 d cembre Gregori N 1999 Etude clinique d une situation de conception de produit Vers une pragmatique de la conception Th se de doctorat en psychologie Nancy Universit Nancy 2 Guilford J P 1950 Creativity American Psychologist 5 444 45
51. Mod le D Expertise Des Activit s De Conception De Produits in Ing nierie Des Connaissances 1c d rom Editions L Harmattan Christopher Alexander S Ishikawa M Silverstein M Jacobson I Fiksdahl King and S Angel 1977 A apropos un dispositif heuristique fond sur l utilisation de pattern encore appel s de mani re quivalente en Fran ais patrons mod les ou motifs Les patrons sont des solutions types r sultant des pratiques ant rieures et valid es par l exp rience Ces solutions mergent le plus souvent d un long ajustement par essais erreurs Elles peuvent avoir t produites anonymement par l histoire comme dans les architectures sans architectes Elles peuvent galement avoir t produites plus consciemment par des ma tres d oeuvre ou des architectes Les patrons de conception sont un mode de capitalisation de l exp rience qui permet la fois d aider l identification et la formulation des probl mes et en m me temps de trouver plus rapidement parmi la multitude des solutions possibles des solutions qualitatives prouv es Outre son efficience cognitive et projectuelle l approche par les patrons apparait galement comme un outil de pratique collaborative La definition et l utilisation de pattern permet aux diff rents acteurs du b timent d changer de mani re explicite sans pour autant rentrer dans les details Le maitre d ouvrage et l arch
52. a creative evolutionary system and collective intelligence in product design International Journal of Industrial Ergonomics 40 3 295 305 Jormakka K 2007 Basics La recherche de la forme Birkhauser Basel Klinger R amp Rudolph G 2005 Evolutionary Composition of Music with Learned Melody Evaluation Paper presented at the Computational Intelligence Lee H C amp Tang M X 2004 Evolutionary Shape Grammars for Product Design Paper presented at the Generative Art Milan Luga H Exp rimentations virtuelles Vie artificielle pour la g n ration de formes et de comportement Actes de JIM 2009 Journ es d informatique musicales JIM 2009 pp93 103 MacGregor B 2002 Cybernetic serendipityrevisited Paper presented at the C amp C 02 Proceedings of the 4th conference on Creativity amp cognition New York Matthew L amp Phd C 2000 Aesthetic Evolutionary Design with Data Flow Networks in Proc Generative Art Paper presented at the Generative Art Ozcan E amp Er al T 2008 A Genetic Algorithm for Generating Improvised Music Artificial Evolution In N Monmarch E G Talbi P Collet M Schoenauer amp E Lutton Eds 4926 pp 266 277 Yeditepe University Department of Computer Engineering 34755 Kadikoy Istanbul Turkey Springer Berlin Heidelberg Paul C 2004 L Art num rique Thames amp Hudson Paul C 2008 Digital Art World of Art Thames amp Hudson Rennar
53. actuel en disant que le ph notype agit sur le g notype Ce m canisme d h r dit des caract res acquis devait se r v ler globalement erron Il n est reconnu aujourd hui que dans quelques d tails d pig n tique piph nom nes l chelle des temps pal ontologiques 2Le paradigme darwinien qui a inspir ces algorithmes ne saurait en aucun cas tre une justification pour leur emploi pas plus que le vol des oiseaux ne peut justifier l invention de l avion Il y a maintenant suffisamment d exemples de succ s pratiques a posteriori de ces algorithmes pour ne pas avoir recourir ce type d argument Enfin l approche baldwinienne 33 plus tardive 1896 est une fa on de concilier lamarckisme et darwinisme sans requ rir l hypoth se discr dit e de Lamarck selon laquelle l apprentissage affecterait directement le g nome La s lection ne se fait pas uniquement selon des caract ristiques inn es des individus mais aussi en fonction de leur exp rience elle d pend la fois de l aptitude de l individu apprendre et s adapter son milieu Exprim d une autre fa on l effet Baldwin est un processus s quentiel dans lequel des caract res acquis individuellement sous l effet de l environnement peuvent ventuellement sous l influence de la s lection naturelle tre renforc s ou remplac s par des caract res h r ditaires semblables g n tiques Cette th orie est convoqu
54. aliser certaines actions J aurais aim pouvoir consulter un fichier d aide int gr Le temps de r ponse du syst me est satisfaisant Autres aspects Le dispositif a favoris ma cr ativit Le dispositif a favoris la cr ativit collective Le dispositif a favoris la collaboration avec mon bin me Le dispositif est adapt pour travailler en conception pr liminaire Je souhaiterais utiliser ce dispositif dans ma pratique professionnelle Je souhaiterais que cet outil soit int gr au programme de formation des tudiants Le dispositif m a permis d apprendre des mod les environnementaux p 5 2 EVALUATION DES QUALIT S CR ATIVES DE LA PERFORMANCE CR ATIVE ET CARACT RISATION DE LA CR ATIVIT EVOLUTIONNAIRE Auteur Nicolas Gregori et Lara Schmitt SITCOM InterPsy L objectif de cette t che est d observer la cr ativit dans un environnement d cisionnel complexe en recourant un protocole d observation et d valuation des performances des objets con us Il s agit d valuer le processus cr atif lui m me car c est ce processus et non pas seulement les r
55. amont une objectivation des r alit s est n cessaire pour permettre une mise en forme logique des op rations intellectuelles La mise en oeuvre de ces dispositifs proc duraux implique de la part du concepteur une forme de l cher prise Ce dernier accepte qu une part des d cisions soit prise par l outil L mergence de nouveaut s ou de solutions surprenantes est le r sultat du processus Il n y a pas de certitude a priori sur le r sultat final Le concepteur tablit les conditions de g n rations des solutions mais il n op re plus la concr tisation d une solution exclusive il effectue des choix partir de l ensemble des possibles qui lui est offert Ces pratiques induisent une r flexion sur l influence de l outil sur sa capacit amplifier des facult s cognitives Il n y va pas simplement de l automatisation des t ches fastidieuses ou r p titives il n y va pas non plus seulement de la r alisation par les machines de calculs hors de notre port e La question porte plus fondamentalement sur les modifications de notre entendement de notre capacit conna tre de nos facult s de m morisation et de conceptualisation 4 2 EC CO GEN N 4 2 1 UNE APPROCHE PAR LES PATRONS Auteur Jean Claude Bignon MAP CRAI 4 2 1 1 EFFICIENCE DES PATRONS La conception architecturale est un processus intellectuel singulier Qu elle soit abord e comme une activit cognitive de r solution de probl me
56. auteurs http www lri fr marc et http Isiit cnrs unistra fr fdbt fr index php Pierre Collet 3 3 4 2 TERMINOLOGIE ET NOTATIONS On cherche a optimiser une fonction f a valeurs r elles d finie sur un espace de recherche Q figure 1 Le parall le avec l volution naturelle a entra n l apparition d un vocabulaire sp cifique la fonction objectif f est appel e fonction performance ou fonction d adaptation fitness les points de l espace de recherche Q sont appel s des individus les tuples d individus sont appel s des populations on parle d une g n ration pour la boucle principale de l algorithme Le temps de l volution est suppos discr tis et on notera Il la population de taille fixe P la g n ration i 3 3 4 3 SCHEMA G N RAL D UN ALGORITHME EVOLUTIONNAIRE La plupart des AE reposent sur une vision darwinienne relativement simpliste et une optimisation stochastique r sum es dans le diagramme de la Figure 2 L algorithme fait voluer une population de solutions II Cette volution r sulte d une part d un darwinisme artificiel qui se manifeste par la s lection et le remplacement et ne d pend que de la performance f d autre part de l effet du hasard qui s exprime dans l initialisation et les op rateurs de variation et ne d pend que de la repr sentation de l espace de recherche L id e fondamentale est que la s lection favorise les individus qui optimisent la per
57. change de coordonn es et 60 de croisement barycentriques voir section 4 8 Il est bien s r possible d imaginer d autres sch mas d application des op rateurs de variation ainsi d ailleurs que d autres types d op rateurs ni unaires ni binaires alors appel s op rateurs d orgie Nous allons maintenant donner deux exemples d espaces de recherche parmi les plus utilis s et d taillerons pour chacun les composantes de l algorithme qui d pendent de la repr sentation Il ne faut toutefois pas perdre de vue que la puissance des AE vient de leur capacit optimiser des fonctions d finies sur des espaces de recherche bien plus vari s que ces deux l 3 3 5 7 LES CHA NES BINAIRES L espace de recherche est ici Q 0 1 espace des bitstring en anglais Historiquement voir Section 4 5 il s agit de la repr sentation utilis e par l cole des algorithmes g n tiques et la justification de l utilisation intensive de cet espace de recherche particulier tait fond la fois sur un parall le encore plus pr cis avec la biologie une cha ne de bits tant assimil e un chromosome et sur des consid rations th oriques qui ne seront pas d taill es ici voir 9 ainsi que les r f rences de la Section 4 5 ce sujet Ce contexte reste toutefois utilis dans certains domaines mais il permet surtout une pr sentation ais e des diverses composantes de l algorithme 3 3 5 7 1 INITIALISATION Dans le cad
58. co orient e pertinente plus que symbolique On fait souvent l hypoth se que les solutions qui nous satisfairont doivent se trouver quelque part sur le front de Pareto parce qu on se dit que l utilisateur pr f rera forc ment une solution non domin e une solution domin e mais a n a rien d vident Parfois il est utile de conserver des solutions sur les premiers fronts plut t que d tre syst matiquement litiste 69 De plus il suffit par exemple d oublier un crit re pertinent pour que le probl me soit mal pos c est de loin plus important que la m thode utilis e pour le r soudre Si l utilisateur ne pr cise pas en quoi la solution d sign e le satisfait ce peut tre la forme de l objet ou l un des crit res affich s on ne peut qu observer alors les n fitness objectives relatives son choix subjectif et tenter de recr er un espace de recherche proche pour optimiser sa solution au cours des prochaines it rations Comment En g n ral on choisit de g rer n populations s par es pour garder trace des meilleures volutions pour chaque objectif suppos ind pendant mais a n est pas obligatoire On peut tr s bien se contenter d une unique population condition de veiller au maintien de sa diversit mais aussi d une certaine p rennit des choix de l utilisateur ce qui peut poser des soucis si ce dernier fait n importe quoi par exemple On peut utiliser ici le rang des objectifs dans les population
59. codantes qui passe par des phases d expansion puis de compression et enfin de stabilisation avec am lioration des performances Le mod le Aevol a permis de comprendre certains r sultats importants li s l volution de second ordre la r gulation du nombre de descendants neutres la probabilit de reproduction l identique est constante quel que soit le taux de mutation l volution avec degr s de libert dans l organisation structurelle du g nome ajuste la variabilit des individus en compromis judicieux avec leur robustesse pour maintenir un niveau de variabilit constant l volution s lectionne indirectement des g nomes plus ou moins compacts une loi de puissance merge dans Aevol entre le nombre de bases non codantes ou le nombre de g nes et le taux de mutation spontan Cette loi explique comment les organismes parviennent maintenir un taux de reproduction neutre constant Bien qu un tel m canisme soit a priori tr s int ressant en volution artificielle la structure des AE interdit g n ralement celui ci car les processus volutifs sont fig s Guillaume Beslon et Virginie Lefort ont propos en 2007 des fins d optimisation un AE RBF Gene 30 exploitant les caract ristiques volutives observ es dans Aevol Il poss de comme Aevol un niveau interm diaire entre le ph notype et le g notype le prot ome ensemble de prot ines permettant de faire varier la structure du g
60. composition met en avant des principes d agencement qui sont non plus bas s sur la relation que ces parties entretiennent entre elles mais sur des proc dures qui rassemblent ces l ments M me si les exemples pr c dents ne convoquent pas sp cifiquement les outils num riques ils permettent de formuler un regard th orique nouveau sur les principes de morphog n se C est probablement la question du processus qui caract rise le mieux ces diff rentes modalit s Celui ci impliquant un non choix de la forme de la part de l auteur et renvoyant la d finition de la forme une propri t mergente du processus 4 1 4 3 2 ARCHITECTURE ISOMORPHIQUE ET TOPOLOGIQUE Gregg Lynn est pr curseur dans l exploration et le d tournement des techniques informatiques mises sa disposition Il utilise les propri t s des surfaces isomorphiques g n ralement appel metaballs comme m thode d exploration formelle L utilisation des surfaces isomorphiques objets simulant des interactions travers des param tres de forces masses et attractions permet l exploration d un univers formel dans lequel un champ de force peut tre param tr d finissant des zones d influence et de r pulsion et composant ainsi un paysage dynamique et anim La description de surfaces continues l aide des courbes et surfaces NURBS Non Uniform Rational B Spline permet une mod lisation de familles de formes habituellement d crite
61. configuration des donn es programmatiques Stopper EcCoGen L Lors de l arr t du logiciel aucune donn e n est conserv e automatiquement Exporter les solutions affich es dans les deux zones de proposition et de Coup de c ur ne peut se faire que manuellement depuis la fen tre de perspective en passant les solutions une par une et en appuyant chaque fois sur la touche S 5 MISES EN SITUATION PEDAGOGIQUE 5 1 OBJECTIFS ET PROTOCOLE D EXPERIMENTATION Auteurs Nicolas Gregori SITCOM InterPSY Lara Schmitt SITCOM InterPSY L objectif de cette t che est de d crire le dispositif d observation de l activit cr ative des utilisateurs Il s agit d laborer un protocole dans ses diverses dimensions objectifs de l observation choix des utilisateurs consigne s et conditions mat rielles de travail moyens pour l enregistrement 5 1 1 PRINCIPES G N RAUX DE CONSTRUCTION DES OBSERVATIONS 5 1 1 1 OBJECTIF D OBSERVATION Deux environnements num riques de travail sont actuellement en d veloppement Ec Co Gen L MAP ARIA Lyon Ec Co Gen N MAP CRAI Nancy Dans les deux cas l objectif est le m me observer dans quelle mesure ces environnements num riques assiste la cr ativit des utilisateurs sachant que le projet architectural doit tre efficace d un point de vue nerg tique La dimension ergonomie logicielle si elle n est pas compl tement absente de l valuation n est
62. cr ative du travail de conception la prise d information des utilisateurs est canalis e vers des contenus pr cis et l ex cution du dessin prend le pas sur l analyse du probl me Imposant g n ralement de suivre un plan de r solution pr d termin les syst mes CAO renforcent la planification hi rarchique de la r solution du probl me ils rendent impossibles l application de strat gies incertaines et la manipulation d objets flous comme les brouillons les surcharges ou les croquis Ce mod le transformationnel n est pas adapt aux caract ristiques d un processus cr atif 2 3 2 LIMITES CONTEXTUELLES ET COGNITIVES DE L INSTRUMENTATION NUM RIQUE Pierre Leclerq Leclerq 2005 illustre cette inad quation Le rendu 3D avec une animation permettra d valuer la qualit des formes et des espaces ou de v rifier quelques contraintes dimensionnelles la mod lisation de la structure porteuse validera la stabilit de l difice la mod lisation thermodynamique des locaux et de leurs parois permettra d valuer les besoins nerg tiques du b timent Ces encodages sont cependant longs et r barbatifs ils exigent un certain degr d expertise et en m me temps l explicitation int grale du mod le tester Ils interviennent donc toujours apr s la conception pr liminaire ou bien ils ne traitent que d une infime portion du nombre de param tres Il s agit donc d un apport sp cialis distribu entr
63. dans l espace des individus et l on choisit l individu dans le secteur duquel la boule a fini sa course Le tirage de roulette pr sente toutefois de nombreux inconv nients en particulier reli s l chelle de la fonction performance alors qu il est th oriquement quivalent d optimiser f et af B pour tout a gt 0 il est clair que le comportement de la s lection par roulette va fortement d pendre de a dans ce cas C est pourquoi bien qu il existe des m canismes de mise de mise l chelle pour ajuster les param tres a et 6 chaque g n ration cette s lection est totalement abandonn e aujourd hui La s lection par le rang consiste faire une s lection en utilisant une roulette dont les secteurs sont proportionnels aux rangs des individus P pour le meilleur 1 pour le moins bon pour une population de taille P La variante lin aire utilise directement le rang les variantes polynomiales rempla ant ces valeurs par i p a gt 0 Le point essentiel de cette proc dure de s lection est que les valeurs de f n interviennent plus seuls comptent les positions relatives des individus entre eux Optimiser f et af B est alors totalement quivalent La s lection par tournoi d terministe n utilise aussi que des comparaisons entre individus et ne n cessite m me pas de tri de la population Elle poss de un param tre d arit 7 taille du tournoi Pour s lectionner un individu on en tire T uniform ment dans la popul
64. dans l optique d optimisation globale et d autre part les op rateurs de variation qui cr ent de nouveaux individus partir des parents s lectionn s On distingue les op rateurs de croisement binaires ou plus g n ralement n aires et les op rateurs de mutation unaires e L id e g n rale du croisement est l change de mat riel g n tique entre les parents si deux parents sont plus performants que la moyenne on peut esp rer que cela est d certaines parties de leur g notype et que certains enfants recevant les bonnes parties de leurs deux parents n en seront que plus performants Ce raisonnement trivialement valable pour des fonctions performance lin aires sur des espaces de recherches r els par exemple est extrapol et exp rimentalement v rifi une classe plus tendue de fonctions sans que les r sultats th oriques aujourd hui disponibles ne permettent de d limiter pr cis ment la classe de fonctions pour laquelle le croisement est utile On adopte donc une approche pragmatique on tente de d finir un croisement en accord avec le probl me trait et on le valide exp rimentalement 58 e L id e directrice de la mutation est de permettre de visiter tout l espace Les quelques r sultats th oriques de convergence des AE ont d ailleurs tous comme condition la quasi ergodicit de la mutation c est dire le fait que tout point de l espace de recherche puisse tre atteint en un nombre f
65. dans la population la solution de moins bonne fitness Ife dif avec Lae 1 En 2001 Jaszkiewicz montre que l algorithme MOGLS bien que bas sur une agr gation lin aire des crit res le rapprochant des m thodes de programmation par but ne permet d acc der qu aux zones convexes du FP En 2002 il propose une version plus efficace de MOGLS o la somme pond r e est remplac e par les fonctions scalarisantes de Tchebycheff 2 Plus adapt es que les fonctions lin aires elle permet d acc der aux zones concaves du front de Pareto lorsque celui ci est non convexe ma 4 f 2 Dans Carpentier 2008 l auteur fait observer que dans cette classe d algorithmes hybrides la partie g n tique d pourvue de mutation tient un r le d exploration alors que la recherche locale d volue l intensification de la recherche est tr s co teuse en temps de calcul Ce qui fait qu on peut choisir dans un premier temps de ne pas l impl menter d autant que l optimisation maximale n est pas le premier but recherch avec un IGA A la place il montre qu un fonctionnement de type strat gie d volution u A ES permet d obtenir de MOGLS d excellents r sultats plus rapidement Rappelons que dans ce type de strat gie la population de u parents enfants se voit r duite u parents chaque it ration Dans toute la suite cet algorithme que nous avons impl ment dans EcCoGen sera d sign par MOGLS u
66. de fa on plus large Les fonctions de fitness peuvent n tre tablies que partiellement par interaction Des interventions de l utilisateur directement au niveau des g nomes des op rateurs g n tiques des param tres et des diverses strat gies peuvent tre envisag es Ainsi il semble actuellement mieux adapt de consid rer les AE I comme des processus volutionnaires contraints par une interaction avec un utilisateur humain voir un groupe d utilisateurs En outre si l on cherche optimiser la satisfaction de l utilisateur ce qui est l approche la plus classique des consid rations de fatigabilit interviennent ce qui impose d viter des interactions r p titives ennuyeuses ou mal per ues de l utilisateur de d velopper des m canismes d interrogation efficaces une phase d apprentissage par exemple et divers modes d interaction utilisateur Les techniques usuelles sont de r duire la taille des populations et du nombre de g n rations et de choisir des mod les sp cifiques pour contraindre la recherche dans des zones a priori int ressantes de l espace de recherche de faire de l apprentissage automatique fond sur un nombre limit de quantit s caract ristiques afin de proposer une pr notation automatique des individus et de ne pr senter l interaction que les individus les plus int ressants de la population en consid rant les votes ant rieurs de l utilisateur 65 Autoriser des interact
67. de la gamme Autodesk Ecotect est un logiciel de simulation et d valuation nerg tique ombre et r flexion clairement irradiation solaire performances thermiques performances acoustiques Les rapports produits bas s sur les normes LEED et Energy Star Type de donn es en entr e et sortie L utilisateur fournit au logiciel une description sommaire de l difice en positionnant l altitude de chaque niveau Le param trage de l algorithme g n tique est possible travers une interface simplifi e nombre de g n rations nombre d individus dans la population taux de croisement et taux de mutation En sortie le logiciel propose le mod le g om trique ainsi que le rapport d valuation de l individu s lectionn Type d interaction homme machine L interaction homme machine repose sur les sp cifications initiales il n y a pas d interaction pendant le processus de g n ration et aucune repr sentation phylog n tique Mesure de la richesse du dialogue homme machine Le dialogue homme machine est faible et l outil est extr mement contraint par une hypoth se de conception Le moteur morphog n tique s il peut convenir ici reste limit aux principes tablis Figure 14 Vue des r sultats dans la Sc ne 3D RFDS Responsive Facade Design System Description RFDS a t d velopp en 2008 par Kawakita Kawakita 2008 L outil permet le positionnement et le dimensionneme
68. distincts L analyse se fera l aide des crit res suivants d une part la performance et la facilit d int gration des moteurs d valuation morphog n tique et g n ratif d autre part le caract re ouvert ou ferm de la solution et enfin l importance de la communaut d utilisateurs la disponibilit des ressources et le niveau d utilisation au sein des coles 3 2 3 1 1 SOLUTION JAVA COCOA L hypoth se d une solution logicielle bas e sur un d veloppement sp cifique de type Java ou Cocoa pr sente l avantage de la performance en termes de temps de calcul elle facilite les modalit s d interaction elle enrichit le dialogue homme machine travers des dispositifs ergonomiques permettant des manipulations directes du concepteur pendant le processus g n ratif Degr d ouverture de la solution Ces solutions sont ind pendantes des environnements CAO elles peuvent tre d ploy es de mani re autonome et sur des plateformes multiples Windows ou Mac Importance de la communaut et niveau d utilisation dans les coles Un d veloppement de type Java l aide du module Processing pr sente des avantages certains Nous notons une bonne documentation une communaut importante la facilit d utilisation des biblioth ques g n tiques disponibles ainsi que des biblioth ques 3D int grant des fonctions d exportation CAO G ridan amp Lafargue 2011 Reas amp Fry 2007 Ini
69. dont les individus per oivent organisent traitent stockent manipulent l information laquelle ils sont soumis L approche psychom trique va mesurer des performances d individus notamment sur des preuves de cr ativit pour ce qui concerne cette revue de litt rature en mettant particuli rement en avant la pens e divergente Guilford 1950 Torrance 1976 La question cruciale propos de la cr ativit est souvent celle de la qualit cr ative des productions comment s assurer que cette production est effectivement nouvelle originale mais n est pas pseudo cr ative ou peu adapt e aux besoins Comme nous l avons vu la cr ativit implique la g n ration d une nouveaut et l valuation de cette nouveaut C est ce que l on retrouve respectivement derri re les notions de pens e divergente et de pens e convergente Les deux pens es fonctionnent ensemble selon Cropley 2006 La pens e divergente souvent donn e pour tre la base de la cr ativit consiste en la production de diverses propositions sur un probl me donn Cela n cessite de faire des liens plus ou moins attendus et pr visibles entre diverses informations li es au probl me les transformer les faire fonctionner ensemble C est ainsi que Guilford 1959 dans sa mesure de la cr ativit fond e sur la pens e divergente s est concentr sur la fluidit verbale et id ationnelle la flexibilit s mantique ou encore
70. elles apparaissent dans les budgets de construction comme un co t supl mentaire Hygro thermiques Les d tails de conception des balcons sont tr s sensibles aux ponts thermiques La structure des balcons et les jonctions avec la fa ade du b timent doivent tre tudi es pour viter au maximum les d perditions Usage L acc s d un logement un autre devient possible Des s parations ext rieures d montables peuvent tre n cessaires Par ailleurs la fr quence d utilisation de ces espaces est tr s d pendante du style de vie d usagers Site La fr quence d utilisation de ces espaces est tr s d pendante du climat dans lequel le b timent est situ Esth tiques Les balcons jouent un r le tr s important dans l esth tique d un b timent Leurs apparences architecturales doivent tre le sujet d une forte conception ACTIONS Classe d action 2 Action Cr ation de surfaces horizontales par gation des planchers 4 2 1 7 13 BATIMENT HORS SOL BATIMENT HORS SOL PROBLEME L implantation d un b timent sur le sol n cessite le plus souvent des modifications de la topographie et des mouvements de terre importants en d blais ou en remblais Ces transformations peuvent conduire des changements cons quents pour le site et apportent des difficult s sa r utilisation ult rieure Enfin le positionnement sur ou dans le sol am ne souvent une imperm abilisation des terrains en cr an
71. englobant le darwinisme historique et la g n tique inconnue l poque de Darwin l volution lamarckienne et l volution baldwinienne La th orie n o darwinienne est la plus connue car elle donne une explication plausible d un grand nombre de comportements volutifs observ s dans le monde du vivant Darwin d crit en 1859 l ensemble des esp ces vivantes sur une grande chelle de temps par un arbre de vie constitu d organismes apparent s les uns aux autres Le m canisme n o darwinien est bas sur la conjonction de deux ph nom nes d une part la s lection naturelle impos e par le milieu les individus les plus adapt s leur environnement se reproduisent plus efficacement et survivent et d autre part des variations non dirig es du mat riel g n tique des esp ces explication ult rieure Darwin La nature utiliserait ainsi le hasard et la s lection naturelle pour faire voluer graduellement les esp ces m me si Darwin reconna t le peu de formes transitoires observables Ce sont les deux principes qui sous tendent les premiers algorithmes volutionnaires Lamarck est en quelque sorte l a eul des th ories de l volution car il est le premier en proposer un m canisme en 1809 32 en sugg rant qu un individu pourrait transmettre des caract res acquis de son vivant directement sa descendance et ainsi s adapter plus rapide son environnement On traduirait cela avec le vocabulaire
72. ensemble A de solutions lites du front de Pareto distinctes et diversifi es L utilisateur passe en mode IGA d s qu il s lectionne une ou plusieurs solutions parmi A et S l algorithme travaillant ensuite dans l espace des coefficients induits par ce choix multiple et l espace de ressemblance formelle On peut transf rer par un simple drag and drop une ou plusieurs solutions de A ou M vers S mise en m moire pr f rentielle et de S vers A hybridation relance Il est possible de revenir en arri re dans le processus car on peut se trouver dans une impasse plus de propositions int ressantes durant plusieurs it rations ou bien il n y a plus d optimisation possible un AG qui a converg n a pratiquement plus aucune chance de se diversifier M me avec MOGLS hybrid par ACROMUSE au bout de quelques centaines d it rations Le processus tant d terministe d pendant d un germe stock chaque run le bouton relance permet de repartir avec la m me population initiale m me germe m mes param tres On peut aussi activer le bouton reset pour partir sur une population initiale diff rente nouveau germe et changer des param tres Prise de connaissance des performances Chaque solution est l gend e par 1 un graphique pastilles visualisant les valeurs relatives de chaque fitness par rapport aux meilleures obtenues depuis le d part pour l ensemble des solutions consistantes 2 un indicate
73. ergonomiques majeurs de ces fen tres ont t nonc s dans la pr sentation des interfaces R f rence des performances non explicite en V3D Disparition du num ro de l objet individu et de ces performances en V3DZ Ces d fauts sont confirm s par les individus explicitement lors du debriefing point 8 2 mais surtout par leurs actions en situation de conception C est ainsi que l on observe que les utilisateurs ont dans chacune des situations d faire une fois un retour en V9 depuis la vue V3D pour donner du sens aux couleurs des carr s de performance qui apparaissent dans cette derni re vue Mais le d faut le plus manifeste est celui qui concerne la disparition des num ros et des indications de performance en V3RZ Ainsi on observe que les deux bin mes BIL et B2L s interrogent r guli rement sur l objet qu ils sont en train d valuer lorsqu ils sont en V3DZ L op ration acquise en situation pour les deux bin mes consiste d zoomer soit pour lire le num ro soit pour prendre connaissance des performances puis le plus souvent rezoomer pour reprendre le cours de l observation en cours On observe ces op rations de d zoome pour prendre de l information 9 fois pour BIL 18 fois pour B2L Une explication de cette diff rence entre BIL et B2L peut se trouver dans l observation suivante Les bin mes B1L et B2L n utilisent pas de la m me fa on les diff rentes vues Figure 42 et Figure 43 Ai
74. es Les r sum s ont t cod s par discipline par objets de recherches traits de personnalit processus cr atif productions cr atives par niveau social d analyse individu groupe organisation et par types de recherches empiriques vs th oriques quantitatives vs qualitatives Les auteurs ont construits des arbres de classification permettant de discuter les relations entre les disciplines les objets de recherche les niveaux sociaux d analyse Figure 13 On constate par exemple que sur les 30 r sum s analys s en psychologie les tudes portent pr f rentiellement sur les traits psychologiques des individus Bien plus que sur les productions de groupes Nous y reviendrons plus loin dans la partie consacr e la m thodologie On retrouve en tout cas ce ph nom ne dans les ouvrages de Bonnardel 2006 Borillo et Goulette 2002 et Lubart 2003 qui consacrent bien plus d espaces la pr sentation de l individu au travail plut t qu aux aspects collectifs de la cr ativit C est encore plus manifeste dans l ouvrage de Lebahar 2007 Kahl ef al 2009 ont compar leur travail celui plus ancien men par Wehner ef al 1991 Ils notent une tendance r cente mettre plus l accent sur les productions cr atives que cela n tait le cas il y a une vingtaine d ann es lorsque les travaux portaient plus sur les traits de personnalit ou sur le processus cr atif Toutefois cela n est qu une tendanc
75. est canalis e par l utilisateur dans des niches pr f rentielles La figure 6 pr sente un cas d optimisation sur 3 objectifs nerg tiques fitness 1 2 et 4 Le programme est b ti sur 2 tages avec une surface impos e de 2520m et une tol rance de 240m L utilisateur a s lectionn tr s t t des formes privl gi es pour l IGA et l on montre 30 individus de Pareto bien diversifi s obtenus apr s 300 it rations 4 3 3 7 CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES Dans ce projet nous avons d velopp un algorithme g n tique mutil objectif interactif qui r pond aux exigences de diversit de performance et d adaptation aux choix variables d un concepteur en phase d esquisse L tude de cas s appuyait sur trois fitness li es la minimisation de la consommation nerg tique et n int grait pas encore les param tres de confort Or on sait qu il suffit d oublier certains crit res pour que le probl me soit mal pos c est de loin plus important pour l architecte que la m thode d optimisation utilis e pour le r soudre final et livrables sen sag LL ET e E a 7 ge Ne sp amp 9 2 rA Figure 54 Exemple d optimisation sur 3 objectifs nerg tiques lites du front de Pareto et 4 individus cibles s lectionn s dans les premi res it rations pour l IGA Du point de vue de l interaction la possibilit de modifier manuellement une solution au niveau de son g notype ou de son ph notype ex p
76. et mati re la forme n est plus immuable mais issue des interactions La mati re est source des propri t s quantitatives la forme est source des propri t s qualitatives 4 1 2 ESTH TIQUE FORMES ET PERCEPTIONS Ancr dans les travaux des g om tres antiques l architecture classique a d fini des principes r gulateurs de composition et d ordonnancement rythme proportion sym trie r p tition deviennent le vocabulaire d un formalisme canonique La forme est alors rapidement associ e des principes esth tiques L esth tique dans son acceptation de science du beau ou de critique du go t dicte pendant un temps les r gles de la bonne composition La forme est d abord associ e une abstraction g om trique elle est ensuite construite sur une analogie physionomique puis se trouve imbriqu e avec les sensations et les sentiments Thibault 2010 La morphologie devient porteuse de propri t s sensibles Bient t l esth tique se red finit comme une science de la perception prenant en compte l analyse du fonctionnement des organes sensoriels Les affects esth tiques s analysent la physiologie sensorielle et la perception l aide du corps et de ces organes perceptifs conduisent progressivement une mesure des motions Le cadre perceptif devient un m dium de reconfiguration de la sensibilit les notions de sympathie d harmonie et de suggestion s esquissent Les stimuli atteignant n
77. et son orientation par rapport au soleil Appliqu e chaque l ment de la table plancher Ces transformations agissent sur chaque tage et permettent de les d placer tourner ou de modifier la taille de mani re absolue ou relative suivant une proportion soit constante lin aire ou quadratique suivant la hauteur La programmation s quentielle de ces diff rentes op rations nous permet de pr programmer ais ment les co mod les d finis ci avant appartenant aux classes d action Formes ext rieures enl vement de volume et caract risation g om trique Ajout de surface La protection solaire est n cessaire au bon confort d t on la retrouve implicitement int gr e dans les co mod les de classe d action 3 tels que les masques proches balcons filants et galerie ext rieure Ces masques proches sont mod lis s de la m me mani re que les planchers par une table de surfaces Cette table peut en fonction du mod le tre rendue totalement ind pendante du reste du b timent ou partiellement voire compl tement li e la table des surfaces de plancher permettant ainsi de supporter toutes les transformations g om triques appliqu es au b timent Les surfaces ainsi obtenues caract riseront les masques proches dans le moteur d valuation thermique Caract risation physique Afin d alimenter le moteur d valuation en caract ristiques thermiques des parois un cluster de caract risation permet d
78. fa on g n rale le TTCT est fr quemment utilis parce qu il est assez facile administrer y compris sur des chantillons de gens ordinaires et qu il donne des scores relativement objectifs Sternberg amp Lubart 1996 Cependant au chapitre des critiques Sternberg et Lubart pointent le fait que les tests papier crayon ont des limites qui peuvent ob rer la mesure de la cr ativit Il conviendrait par exemple de travailler sur des productions plus significatives pour les individus et notamment des productions professionnelles C est galement sur ce m me terrain que porte la critique de Zeng et al 2011 qui notent que si les tests de pens e divergente sont un outil incontournable pour mesurer le potentiel cr atif des individus il convient cependant de v rifier que ces tests sont fiables pour valuer la cr ativit effective celle qui a lieu dans les environnements de travail Un autre volet de critiques porte sur le fait que la raret statistique pour l originalit n est pas tr s fiable car raret ne signifie pas qualit Enfin le TTCT est un test g n rique qui pose la question de la mesure de la cr ativit chez des individus dont c est le m tier ou la pratique ou qui sont en formation 3 4 3 4 1 ANALYSES DE PROTOCOLES Depuis quinze vingt ans une technique merge fortement du c t de la psychologie cognitive et de l ergonomie pour analyser les situations de conception cr ative l an
79. faisant la part belle la rupture l illumination dans le processus cr atif et une autre vision renvoyant une progression plus ordinaire de ce processus En effet on peut distinguer deux approches importantes concernant la cr ativit L une rel ve de la configuration Elle prend notamment ses racines dans les travaux de Wallas 1926 et de Wertheimer 1945 et met l accent sur le fait que les individus d veloppent des solutions cr atives de fa on largement inconscientes et qu ensuite ces solutions prennent sens en tant que forme en tant qu ensemble signifiant Smith 1995 L autre s appuie sur une combinaison entre les traits cr atifs les productions et les relations entre individus Amabile 1996 Csikszentmihalyi 1996 Lubart 2003 Weisberg 1995 3 4 2 6 1 LA PLACE DE L ILLUMINATION INSIGHT La description du processus cr atif faite par Wallas 1926 proc de en quatre tapes la pr paration analyse pr liminaire de la t che incubation qui correspond une sorte de mise distance de la t che par le sujet d inactivit apparente mais durant laquelle le probl me est en r alit travaill de fa on inconsciente par le sujet l illumination la survenue soudaine d une id e qui pourrait permettre de r soudre la t che et la v rification qui constitue en l valuation de l id e en sa red finition ventuelle Le point central de ce mod le repose sur la phase
80. finie par f o il se trouve Sch matiquement par exemple les valeurs de o doivent tre petites lorsque le gradient de f est important afin d avoir plus de chance de faire des petits pas On distingue trois cas suivant la complexit du mod le de matrice de covariance e Le cas Isotrope il y a un o par individu soit C Id La mutation consiste alors muter tout d abord o selon une loi log normale afin de respecter la positivit de o et d avoir des variations sym triques par rapport 1 puis muter les variables l aide de la nouvelle valeur deo g a eTNo 0 1 X Xi oN 0 1 re d e Le cas non isotrope il y a un o par individu soit C diag o1 oa A noter que la k TNo 0 1 Oi Oi Xi X oiN 0 1 EA d mutation des g comporte deux termes de forme log normale un terme commun tous les 0 et un terme par direction e Le cas g n ral dit corr l dans lequel C est une matrice sym trique d finie positive quelconque On utilise alors pour pouvoir transformer C par mutation tout en gardant sa positivit une repr sentation canonique en produit de d d 1 2 rotations par une matrice diagonale La mutation s effectue alors en mutant d une part la matrice diagonale comme dans le cas non isotrope ci dessus puis en mutant les angles des rotations N 0 C 5 TE HS Roi N 0 2 oi g eT No O1 7Ni 01 5 1 d Giro BN A051 7 1 d d 1 2 X X
81. gauche et Grasshopper droite 5 2 4 1 2 DIFFICULT S LIEES AUX OUTILS Les probl mes d interface relev s dans EcCoGen N sont les suivants Les ombres port es de l environnement sur les individus et des individus sur l environnement n apparaissent pas ce qui g ne les utilisateurs car ils sont oblig s d imaginer dans les situations observ es les r percussions que le b timent qu ils cr ent auront sur les constructions voisines Avec toute la marge d incertitude qui va avec Les r sultats EcCoGen N ne sont pas continus de sorte que les utilisateurs doivent r guli rement rafraichir l cran pour que de nouveaux individus avec de nouvelles valeurs apparaissent Cela n est pas une erreur ergonomique bien au contraire car sinon les utilisateurs feraient face une interface en perp tuel changement du fait du calcul en cours Il est donc n cessaire qu ils soient confront s une vue stable et qu ils d cident eux m mes de la faire voluer pour prendre en compte les r sultats des calculs en cours mais cela pose deux sortes de probl mes D une part le bouton de rafra chissement n est pas sur l interface elle m me mais dans une bo te de dialogue flottante qu il faut afficher l cran Cela n incite pas au rafraichissement D autre part les utilisateurs ne disposent pas d espace pour m moriser ou placer des individus qu ils souhaitent conserver Dans les deux cas observ s ils ont
82. la chaise T1 M apr s 860 g n rations Voxopolis Voxopolis est un projet de g n ration de villes dont l objectif vise l tude des m canismes d volution et de croissance des zones urbaines Bas e sur un syst me multi agents l volution de la ville est consid r e trois chelles l chelle urbaine l chelle du b timent et l chelle de l habitat individuel L espace b ti est discr tis en voxels dont le comportement est fonction de l tat de ses cellules voisines Le comportement et l volution de l tat des cellules informent les g n rations suivantes et modifient les caract ristiques de l chelle sup rieure Ce g n rateur d bute par la subdivision d un espace urbain en parcelles occup es Chacune des parcelles est alors associ es trois typologies de b timent des construction de grandes hauteurs des constructions de hauteurs moyennes et des constructions d habitat individuel Les taux d occupation des b timents voluent en fonction de la croissance de la population urbaine Les cons quences des d cisions d am nagement ou les objectifs de performances ou de confort peuvent tre valu s long terme en simulant des volutions d urbanisation vo D 9 a Te s Pao F B LR j s A 4 ay Boe 4 gt un P A gt se w gt mep se ot mie s 4 a wom 2060 3e E x gt lt EN oa ws gt be Oy e 2 su A a z A 12 i oy a na
83. lance le calcul 7 5 0 03 24 fin du calcul 0 07 50 initialise 0 07 59 21 lance le calcul 5 5 0 08 27 fin du calcul 0 08 44 22 lance le calcul 5 5 0 11 07 fin du calcul 0 20 15 23 lance le calcul 5 5 O1 05 06 0 22 39 fin du calcul 0 27 19 24 lance le calcul 5 5 03 09 0 31 48 fin du calcul 0 33 15 cp de coeur O6 gt 014 0 38 35 25 lance le calcul 5 5 O1 03 014 0 40 41 fin du calcul 0 44 32 26 lance le calcul 5 5 O3 014 0 46 37 fin du calcul 0 53 00 cp de coeur O4 gt 016 0 53 11 27 lance le calcul 5 5 0 55 07 fin du calcul 0 59 00 sauvegarde 014 016 1 01 20 initialise 1 01 33 31 lance le calcul 3 5 1 01 57 fin du calcul 1 02 33 initialise 1 02 35 41 lance le calcul 3 5 1 02 59 fin du calcul 1 04 43 42 lance le calcul 3 5 O4 05 1 06 32 fin du calcul 1 08 10 initialise 1 08 13 51 lance le calcul 4 5 1 08 40 fin du calcul 1 11 29 cp de coeur 08 gt 018 1 11 39 52 lance le calcul 4 5 08 1 13 54 fin du calcul 1 16 25 sauvegarde 07 1 18 02 53 lance le calcul 4 5 1 20 10 fin du calcul 1 20 56 sauvegarde 018 2 03 43 54 lance le calcul 4 5 2 06 47 fin du calcul 3 38 00 fin de s ance Tableau 2 Commandes de B2L sur l interface V9 Les coups de c ur sont assez distribu s dans les deux cas certains tant assez pr coces notamment pour BIL mais disparaissant car ils ne sont pas sauvegard s lors de la r initialisation du syst me 5 2 3 2 DIFFICULT S LI ES AUX INTERFACES Les d fauts
84. le code g n tique ainsi que des s quences non codantes d acides amin s et qui servent autre chose notamment un codon start et trois codons stop Le taux de mutation spontan actuellement mesur dans le monde animal lors de la recopie de l ADN est de un sur cent millions de nucl otides soit environ soixante mutations en moyenne chaque reproduction humaine Mais il existe de puissants m canismes de correction au niveau enzymatique permettant de r duire ce taux jusqu 1 10 ce qui limite consid rablement les mutations lors de la reproduction des cellules durant la vie Et dans la plupart des cas les mutations sont sans influence car elles touchent des espaces de nucl otides non codants Cependant des chercheurs en bio informatique et en g n tique ont pu montrer que certains de ces espaces de nucl otides non codants ont un r le de r gulateur du g nome qui peut tre important 44 L ensemble du g nome humain a fini d tre lu en avril 2003 par l quipe am ricaine de Francis Collins 45 Ses analyses ont confirm que seule une toute petite partie de l ADN est requise pour coder des prot ines 20000 25000 g nes soit 1 5 Mais la complexit d un organisme d pendrait moins du nombre de ses g nes que de la mani re dont ils sont utilis s Un autre r sultat concerne la phylog nie c est dire l tude des parent s entre diff rents individus d une m me esp ce En mati re d ADN les
85. logiciels pourraient galement faciliter le dialogue entre architectes et ing nieurs entre architectes et ma tres d ouvrage La m me famille d outils pourrait int resser galement les sp cialistes de l am nagement urbain 6 1 2 ENJEUX EN TERMES D INSTRUMENTATION DE LA CONCEPTION L utilisation de m canismes g n ratifs reste mergent dans les environnements logiciels Nos travaux montrent l importance de proposer des modes d interaction et de repr sentation simples La dimension ergonomique des interfaces participe de mani re pr gnante la compr hension du probl me et l activit cognitive de l utilisateur Le basculement d un mod le transformationnel un mod le g n ratif ne doit pas retomber dans les affres d une surcharge contextuelle et cognitive des interfaces De plus les processus volutionnaires sont caract ris s par la construction de populations d individus et par le maintien d un nombre important d analogons voluant travers les g n rations et les populations de solutions Des figurations phylog n tiques de ces individus et des modalit s de repr sentation d interaction et de compr hension du comportement global des populations pourraient avantageusement faciliter l activit du concepteur Cette prise de connaissance globale et cette posture de conception se concentrant sur une population d hypoth ses restent largement inexplor s dans sa dimension ergonomique 6 1 3 FORMES ET PERFORMANCES DU PRIM
86. m canisme informatique d valuation Ainsi les auteurs privil gient une valuation successive et hi rarchique de chacune des composantes de la fonction d valuation La m thode de Pareto pouvant conduire l mergence de solutions h t rog nes c est dire se r v lant excellentes sur certains aspects mais particuli rement inadapt es sur d autre Dans le domaine d application identifi une performance moyenne minimale est privil gi e et la m thode bas e sur une fonction d valuation multi objectif par pond ration semble plus adapt e Figure 6 Exemples de r sultats de g n ration d images stylis es Les travaux portant sur la g n ration d images textures sont nombreux et nous renvoyons l ouvrage de Romero Romero amp Machado 2007 pour un tat de l art plus complet 3 1 4 1 4 DESSINS 2D Metavolve Evolving Cartoon Faces 2000 Matthew Lewis Matthew amp Phd 2000 explore les syst mes de conception volutionnaire esth tique et propose un outil g n ratif permettant la construction de visages dont le style est associ au dessin anim L outil mis en uvre est lui m me une extension du logiciel d animation Houdini et porte le nom de Metavolve Une premi re mod lisation du visage est r alis e l aide du logiciel Houdini puis celle ci est associ e l interface Metavolve La construction initiale est bas e sur un mod le hi rarchique base de graphes app
87. mod lisation de l adaptation et non comme outils d optimisation d o un certain nombre de malentendus 20 Ils travaillent dans l espace des cha nes de bits avec les moteurs GGA et SSGA Ils diff rencient explicitement le g notype du ph notype le g notype tant g n ralement cod de fa on binaire Le choix du codage du g notype la fa on dont il est reli au ph notype est crucial pour un algorithme g n tique Classiquement ils utilisent un op rateur de s lection proportionnel un remplacement g n rationnel et l op rateur de croisement est l op rateur principal Des AE utilisant d autres repr sentations et op rateurs sont souvent appel s algorithmes g n tiques bien que les sp cialistes vitent cet abus de langage 3 3 5 5 4 LA PROGRAMMATION G N TIQUE JOHN KOZA 1992 Apparue initialement comme sous domaine des GA et amen e maturit par J Koza 19 20 en Californie la programmation g n tique GP s int resse sp cifiquement la construction automatique de programmes et peut tre vue comme l volution artificielle de programmes repr sent s sous forme d arbres il existe aussi des variantes de GP qui utilisent une repr sentation lin aire des programmes Elle constitue aujourd hui une des branches les plus actives des AE On suppose que le langage dans lequel on d crit les programmes est constitu d op rateurs et d op randes de base tout op rateur pouvant op rer sur un nombr
88. moiti des sujets pensaient tre observ s contrairement l autre moiti Dans les deux tudes la cr ativit des productions a t valu e par des juges experts Les r sultats des auteurs indiquent que la cr ativit tait inf rieure dans les groupes s attendant une valuation par rapport ceux qui n attendaient pas d valuation La coaction n a pas d effet tandis que la surveillance semble avoir un effet n gatif faible Ce qui nous int resse dans le cadre du projet EcCoGen c est la confirmation selon laquelle le fait de s attendre une valuation de la part d experts des enseignants des professionnels peut avoir un effet n gatif sur la performance cr ative Les auteurs font galement l hypoth se que dans le cas de travail en groupe coaction les r ponses dominantes qui sont aussi souvent les moins innovantes pourraient tre plus facilement accept es du fait du m me du groupe 3 4 2 4 1 PREMIERES CONCLUSIONS SUR L ETUDE DE LA CR ATIVIT 3 4 2 5 DES TUDES PLUT T QUANTITATIVES PORTANT SUR LES TRAITS CR ATIFS Dans une tude r cente Kahl Hermes da Fonseca amp Witte 2009 ont pass en revue les recherches actuelles sur la cr ativit en analysant les r sum s d articles consacr s cette notion 119 r sum s ont t s lectionn s sur les ann es 2005 2007 Des mots cl s li s la cr ativit ont t rassembl s pour constituer une base de donn
89. n rales motivation Les sujets taient ensuite confront s des techniques cr atives Enfin les sujets taient amen s cr er un cours sur la cr ativit qu ils auraient administrer La formation en un jour est une version condens e de la formation en cinq jours mais repose sur les trois m mes composantes La propre efficacit cr ative a t mesur e avant et apr s la formation Les r sultats que la formation a un effet positif sur la croyance des sujets produire des r sultats cr atifs Alors que les sujets du groupe contr le ont des r sultats stables avant et apr s la formation ceux qui ont une une formation et plus encore ceux qui ont eu une formation de cinq jours voient leurs scores voluer positivement de fa on significative Enfin le score ne faiblit pas deux mois apr s la formation ce qui tend montrer le poids de la formation dans l auto perception des sujets Ainsi selon Mathisen et Bronnick il est possible non seulement de former la cr ativit mais de le faire de sorte que la confiance des sujets en leurs capacit s soit robuste Les cons quences sont qu il est important dans le cadre d une formation la cr ativit de comprendre les facteurs qui influencent la motivation des form s et qui les engagent dans un processus cr atif En effet en d veloppant une impression de propre efficacit cr ative c est dire en assistant les sujets sur leurs comp tences cr ativ
90. nome sans modifier le ph notype sachant que ces variations auront une influence sur les reproductions futures Ce deuxi me niveau assure la calculabilit du ph notype quelque soit la structure du g nome Les auteurs parlent d algorithme volutionnaire incarn pour signifier la pleine concordance avec les m canismes biologiques L AE est alors capable d adapter sa complexit pour r pondre aux conditions environnementales 3 3 5 13 DOMAINE D APPLICATION DES AE La conception volutionnaire est appliqu e avec succ s depuis vingt ans dans des domaines aussi divers que l industrie optimisation de structures m caniques de profils d ailes d avion de tuy res de r acteurs de processus chimiques optimisation des allocations de ressources programmation de robots l conomie et la finance simulation d conomies artificielles optimisation de portefeuilles bancaires l architecture et le b timent conception de formes et d objets recherche de plans optimisation structurelle 2 ou nerg tique du b timent acoustique thermique mod lisation d clarative de sc nes g n ration de formes complexes en architecture am nagement d int rieurs Plus encore des environnements de programmation d di s destin s faciliter l appropriation de ces m thodes par les non sp cialistes ont t d velopp s notamment en France avec e le langage EASEA 10 produit phare de la recherche de ces dix derni res ann
91. notamment des enseignements m thodologiques qu il permet de tirer Ensuite nous rendrons compte successivement de l observation de la version lyonnaise d EcCoGen EcCoGen L puis de la version nanc ienne EcCoGen N Nous ferons alors une synth se globale et poursuivrons par des perspectives pour d ventuelles suites ce projet Pour identifier les bin mes et les acteurs nous utilisons les r f rences suivantes BIL Bin me 1 exp rience de Lyon B2L Bin me 2 exp rience de Lyon BIN Bin me 1 exp rience de Nancy B2N Bin me 1 exp rience de Nancy ECIL sujet du bin me 1 plac devant le poste EcCoGen L exp rience de Lyon SKIL sujet du bin me 1 plac devant le poste Sketchup exp rience de Lyon EC2L sujet du bin me 2 plac devant le poste EcCoGen L exp rience de Lyon SK2L sujet du bin me 2 plac devant le poste Sketchup exp rience de Lyon ECIN sujet du bin me 1 plac devant le poste EcCoGen N exp rience de Nancy RHIN sujet du bin me 1 plac devant le poste Rhino exp rience de Nancy EC2N sujet du bin me 2 plac devant le poste EcCoGen N exp rience de Nancy RH2N sujet du bin me 2 plac devant le poste Rhino exp rience de Nancy 5 2 1 PROTOCOLE D OBSERVATION Nous faisons ici le point sur le protocole exp rimental effectivement mis en place et sur les enseignements en retenir du point de vue m thodologique 5 2 1 1 DESCRIPTION DU PROTOCOLE D OBSERVATION L ob
92. notes et disposer des documents plan du site notamment Deux chaises Trois cam ras num riques et cartes SDHC Un pied girafe et deux tr pieds ou selon la taille de la table un tr pied et un tr pied de table pour la cam ra dirig e vers le bin me Un microphone de table reli l une des trois cam ras Les autres cam ras prennent le son sur leurs micros internes 5 1 3 3 CONSIGNE S DE TRAVAIL La consigne sera r dig e en fonction des attentes pour chacune des situations Nancy et Lyon Si la parcelle de travail est la m me alors on peut construire une consigne quasi identique la variation tant relative l environnement logiciel mobilis dans l un et l autre cas Si la parcelle est diff rente alors la consigne variera plus fortement selon les situations Points communs de la consigne D crire la situation et donner l objectif de travail Pr ciser ce que sera le document rendre Donner une m thode de travail li e l environnement logiciel Insister sur la cr ativit 5 1 3 4 QUESTIONNAIRES POST SESSIONS Auto valuation des r sultats Je suis satisfait du projet que l on a propos Le concept propos est nouveau intelligent esth tique utile cr atif
93. om trique de la parcelle de l environnement urbain et de leur g olocalisation Un objectif de surface construite est galement d fini Eco Conception G n rative Rapport final et livrables Programme ANR 10 Cr ation 012 148 225 Figure 46 1 Volume capable 2 Possible instanciation Sur un point de vue s miologique cette solution morphologique bas e sur une unit l mentaire dimensionn e pr sente l avantage d une unit d interpr tation qui s appuie sur une triple herm neutique une unit fonctionnelle une unit constructive une unit d ambiance Unit fonctionnelle les usages et fonctions programmatiques sont associ s chaque voxel Une interpr tation directe de la cellule en unit programmatique est possible Unit constructive la grille orthogonale initiale renvoie un principe constructif bas sur une trame de poteaux poutres Dans nos premi res exp rimentations la validit structurelle de la solution n est pas consid r e mais pourrait rapidement tre prise en compte en int grant une contrainte de superposition des unit s Unit d ambiance chaque voxel peut tre consid r isol ment il est espace unitaire dont les conditions d ambiance peuvent tre stables l chelle de la perception humaine La mise en uvre de mod les d valuation thermique simplifi s est alors autoris e Ainsi l approche pr sente une coh rence d chelle le voxel devient l un
94. perdition quotidienne E correspondant l nergie totale stock e dans le b timent Ni Ne E E A EA El e 1 ou N E et A repr sentent le nombre l nergie et la surface des murs int rieurs N E et A repr sentent le nombre l nergie et la surface des murs ext rieurs Les courbes d efficience sont utilis es pour r soudre graphiquement la valeur du facteur d utilisation En fonction de la valeur de et de la classe d inertie du b timent on peut lire la valeur du facteur d utilisation ou rendement Courbes d efficience 1 2 2 D Facteur d utilisation 2 PS 0 2 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 1 4 Rapport des gains sur les d perditions Classe d inertie 5 Classe d inertie 4 Classe d inertie 3 Classe d inertie 2 Classe d inertie 1 Figure 47 Courbes d efficience Finalement le besoin en chauffage qui int gre la r cup ration des apports gratuits est en kWh B D 1AG La figure 1 donne une description du mod le nerg tique d velopp Les param tres environnementaux sont stock s dans des tableaux l irradiation moyenne en fonction de l orientation et de l angle d incidence la temperature moyenne les coefficients de r sistance thermique le facteur solaire du vitrage et la classe d inertie Nous retenons les valeurs officielles associ es une zone climatique H1 Dans notre exp rimentatio
95. pour les op rateurs qu ils d crivent des proc dures des dispositifs de travail ou encore des types de solutions possibles Les r sultats montrent que les crit res tiennent une place centrale dans la conception cr ative notamment lors de la phase de recherche de solutions En revanche ce sont plut t des arguments li s aux modes op ratoires de l activit qui sont mobilis s lorsque les op rateurs sont en phase d analyse du probl me r soudre Les crit res ne sont donc pas utiles pour les concepteurs lorsqu il s agit de comprendre le probl me ils le sont en revanche lorsqu il faut argumenter les solutions en mergence Ces r sultats sont int ressants consid rer lorsqu il s agit de penser des syst mes d assistance l argumentation ou la d cision notamment en situation de travail collectif L analyse des productions verbales produites pendant la session ou apr s comme c est le cas pour Lebahar 2007 met en exergue le fait que l argumentation produite par les concepteurs est pour eux un moyen de se saisir du probl me de le comprendre d analyser l espace de conception de construire des hypoth ses de d velopper un processus de confrontation de points de vue et de d lib ration aboutissant la prise de d cision L argumentation forme le prisme au travers duquel les conjectures seront analys es discut es valu es rejet es ou choisies Au fur et mesure des arguments construits de
96. principales D une part la qualification de la cr ativit artificielle et la place de l auteur dans un processus de cr ation autonome qui sont au centre de ces travaux D autre part la question de l valuation automatique des qualit s esth tiques et plastiques des artefacts en volution est pos e et des tentatives de r ponse sont donn es Enfin l interaction humaine dans le processus d valuation des analogons reste une modalit pr gnante dans les dispositifs de cr ativit volutionnaires elle se traduit par la mise en uvre d algorithme interactif appel IGA Dans un premier chapitre nous nous proposons de repositionner les pratiques volutionnaires dans l histoire de l art et nous rappelons les origines historiques des mouvements artistiques qualifi s d art num rique et d art g n ratif Dans un deuxi me chapitre nous pr sentons une s rie d exp rimentations men es dans les champs de la cr ation Le chapitre limites et perspectives techniques revient sur les caract ristiques des dispositifs IGA et rassemble une critique g n rale des tentatives d valuation automatique Le chapitre vers un hasard algorithmique op rationnel pr cise la red finition de la notion d auteur et qualifie le hasard en tant que g n rateur de cr ation 3 1 2 M THODOLOGIE Cet tat de l art est construit partir de l analyse d une vingtaine de publications r organis es en fonction des typ
97. qualifie de non compositionnelle leur strat gie de mise en forme Les architectes comme Koolhass et Herzog et de Meuron consid rent la forme comme un tout Ainsi lorsque Koolhass pr sente les trois tapes du projet pour la maison Y2K il explicite un processus de morphog n se induisant ce qu il appelle un volume capable la premi re tape consiste en un assemblage une agglutination h t rog ne des fonctions secondaires de la maison autour d un vide parall l pip dique accueillant l espace s jour commun aux membres de la famille La deuxi me tape consiste la d finition d une paisseur servante englobant l espace servi La troisi me tape est une op ration de sculpture du volume videment et facettisation qui donne forme au volume capable monolithe forme poly drique irr guli re Herzog et De Meuron parlent quant eux de forme cherchante pour qualifier les configurations unitaires et monolithiques de leurs projets b timent Ricola Laufen b timent de bureaux et de logements Soleur pharmacie de l h pital cantonal de B le magasin Prada de Tokyo Ces configurations irr guli res se plient notamment aux caract ristiques du contexte la forme du b timent est inform e de l ext rieur et r pond aux contraintes particuli res du programme et du site Les architectes proc dent par soustraction de mati re par approximations successives ou d cisions brutales e
98. qui composent les op rations logicielles des dispositifs num riques contemporains L id e du hasard contr l est d velopp e dans la derni re partie de ce document 3 1 3 3 L ART G N RATIF L art g n ratif s entend comme une sp cialisation de l art num rique dans lequel les formes d livr es au public sont r alis es spontan ment cr es au fur et mesure par un m canisme automatique Aziosmanoff 2010 Nous reprenons la d finition suivante L art g n ratif se r f re tout art dans lequel l artiste utilise un syst me une grammaire de forme un programme informatique une machine ou d autres m canismes proc duraux dans lequel ceux ci pr sentent un degr d autonomie dans l laboration de la forme finale Si un syst me g n ratif est un syst me qui va agir de mani re incr mentale sur une structure de donn es on trouve comme mod les les plus anciens les automates cellulaires ou les IFS qui regroupe les syst mes base de grammaire tels que les L systems Luga Nous pouvons classer dans cette cat gorie les syst mes volutionnaires Si l art g n ratif prend ses racines dans l histoire de l art celui ci conna t une nouvelle tape avec l apparition dans les ann es 1980 des premiers artistes chercheurs qui particip rent l invention de l image de synth se Nous en d crirons les travaux dans les paragraphes suivants Il nous faut finalement noter le nombre
99. qui est un indice binaire d occupation 0 ou 1 et un g ne de fonction ex 1 bureau 2 commerce 3 logement 4 espace annexe D autres g nes pourront coder ult rieurement des propri t s de fa ades Une telle structure conserve les sch mas g n tiques et la consistance topologique lors de l application des op rateurs de variation Les X over et les mutations se font aux m mes endroits le long des chromosomes et l on reste toujours l int rieur du VC Puisque le m canisme ACROMUSE est bas sur la diversit g n tique on choisit une repr sentation plusieurs chromosomes ici 2 chromosomes pour les g nes forme et fonction Ceci permet aussi de s parer l volution de la forme de l volution des fonctions et simplifie l criture des op rateurs de mutation Par ailleurs on stocke aussi sur l un des chromosomes des valeurs calcul es fitness hauteur effective du b ti appartenance au front de Pareto Populations l AG g re 3 types la population courante le front de Pareto front local des lites non domin es et le front de Pareto global de tous les runs bas s sur un m me jeu de param tres La population intiale est cr ee pseudo consistante vis vis de la contrainte programmatique Elle peut tre aussi cal e sur le front de Pareto global en vue d optimisations pouss es partir des meilleures solutions ant rieures Sa taille base 100 peut tre quelconque Contrainte
100. r cente ou moins r cente Amabile 1996 Bonnardel 2006 Guilford 1950 Leboutet 1970 Lubart 2003 Runco 1995 Simonton 1999 Sternberg 2006 Welling 2007 La cr ativit renvoie une comp tence cognitive une capacit d un individu ou d un collectif d individus produire un objet une id e un service qui soit nouveau et qui prenne forme dans un environnement donn La cr ativit est donc la fois banale quotidienne ou bien alors extraordinaire renvoyant alors des inventions d terminantes Mais dans tous les cas elle est r alis e dans un contexte particulier Nous passons bri vement en revue ces trois l ments composante individuelle personnelle de la cr ativit nouveaut et contexte aspects collectifs et environnementaux 3 4 2 2 COMPOSANTE INDIVIDUELLE DE LA CR ATIVIT La cr ativit peut tre consid r e comme renvoyant un don quelque chose de plus ou moins surnaturel Freud faisait le lien avec l inconscient la cr ativit tant alors une expression socialement acceptable de pulsions inconscientes Une question fr quemment pos e est de savoir si les individus cr atifs partagent quelque chose en commun qui permettrait de d finir une personnalit cr atrice On trouverait pr f rentiellement de telles personnalit s dans des identit s sociales de type artistiques ou scientifiques elles renverraient des motivations fortes et seraient capables d un bon niveau d
101. ratif Concevoir programmer visualiser Editions Pyramid Reas C amp Fry B 2007 Processing Programming Handbook for Visual Designers and Artists The MIT Press Soddu C 2004 Argenia Artifical DNA And Visionary Variations Paper presented at the SIGraDi 2004 Proceedings of the 8th Iberoamerican Congress of Digital Graphics Porte Alegre Brasil Soddu C 1998 Argenia a Natural Generative Design Paper presented at the Generative Art Milan Turrin M von Buelow P Stouffs R amp Kilian A 2010 Perfomance Oriented Design of Large Passive Solar Roofs Paper presented at the eCAADe Zurich 3 3 LES M THODES INFORMATIQUES VOLUTIONNAIRES Auteur Xavier Marsault MAP ARIA 3 3 1 CONTEXTE ET OBJECTIFS 3 3 1 1 RAPPEL Cet tat de l art des processus informatiques se d compose en trois tapes distinctes et compl mentaires identification des m thodes informatiques volutionnaires caract risation des outils volutionnaires convoqu s dans les champs de la cr ation et tat de l art des m thodes d valuation de la cr ativit Deux sous taches vont permettre d identifier les caract ristiques des diff rents processus volutionnaires et de comprendre leur efficience respective dans la perspective du d veloppement d un outil d assistance la cr ation 3 3 1 2 M THODE Cette revue de litt rature porte sur l identification et la caract risation des m thodes informatiques
102. riche d enseignement pour notre projet o nous souhaitons utiliser des algorithmes g n tiques interactifs IGA en parall le avec des valuations quantitatives des objets architecturaux produits 3 1 4 3 1 COMPOSER CR ER OPTIMISER More structure and knowledge built into the system means more reasonably structured musical output less structure and knowledge in the system means more novel unexpected output but also more unstructured musical chaff Todd amp Werner 1999 La composition musicale assist e par ordinateur navigue depuis 30 ans entre le d sir de produire de la nouveaut et celui de s appuyer sur des structures existantes reconnues sans toutefois trouver de compromis r ellement satisfaisant On distingue La composition structur e a base de r gles plus ou moins explicit es proc durales ou stochastiques La composition libre mais non exclusive d utilisation de r gles implicites Le couplage des deux Les m thodes r centes d vient l utilisation native de m ta heuristiques d optimisation pour Composer par mim tisme c est dire faire du neuf partir de l ancien la mani re de ce qui revient apprendre un style musical et le reproduire avec des variations suffisamment judicieuses pour qu on ait l impression de la nouveaut Cr er des sons ou des rythmes synth tiques par approximation de sons ou rythmes existants on exploite la richesse des techniques de production
103. rique de collaboration distance le Studio Digital Collaboratif SDC associant le logiciel SketSha avec un syst me de visioconf rence Lecourtois et al 2010 Il s agissait dans ce projet de favoriser un travail distance synchrone soutenu par des interactions multimodales parole gestes productions graphiques Ainsi les auteurs ont ils mis en place les moyens suivants pour le d veloppement et l analyse de l utilisation de leur dispositif des observations in situ c est dire dans les agences d architectes participant au projet durant quatre mois accompagn s d enregistrements de l utilisation du SDC une observation longitudinale portant sur l usage du SDC dans une agence en particulier une exp rimentation en laboratoire dans laquelle des bin mes d architectes habitu s travailler ensemble devaient travailler sur des exercices pr d termin s Cette mani re de proc der est tr s int ressante car elle permet de multiplier les points de vue puis de faire des hypoth ses qui sont test es par la suite 3 4 3 8 VERS UNE ASSISTANCE DE LA CR ATIVIT CONCEPTION CREATIVE Les travaux que nous venons de pr senter ont souvent pour fonction de d velopper des assistances pour la conception cr ative Bonnardel 2006 Hoc amp Darses 2004 Rabardel amp Pastr 2005 Voir aussi le num ro sp cial de l nternational Journal of Human Computer Studies num ro 63 de 2005 consac
104. s BIN ou encore que les utilisateurs sont confront s une accumulation d individus qui sugg re des formes BIN Ces formes sont plus ou moins originales mais ne n cessitent pas d tre justifier B2N faire des formes qu on aurait pas fait finalement la forme elle a un peu t pos e l par hasard dans un projet on essaie de justifier pourquoi Ainsi la solution d velopp e appara t cr ative BIN l arc est plus original car parfois on se cale sur le terrain donc on fait plus d angles droits mais difficile comparer avec un travail plus habituel B2N l id e tait int ressante mais limit e au niveau de la cr ativit car on n avait que trois outils mais a peut cr er des balcons int ressants et a peut cr er une dynamique dans la fa ade EcCoGen N assiste la d marche de cr ation sans faire perdre aux utilisateurs le b n fice du choix de leur forme initiale mais sur d autres crit res choix sur les gradins ou sur les ouvertures Son apport en cr ativit est affirm par B2N propos de la tour qu il a d velopp au dessus du rez de chauss e tour dont ni la position ni la forme n taient fix es Le bin me note cependant qu il a pu conserver le contr le du projet Par ailleurs EcCoGen N peut soutenir diverses strat gies r pondre des questions sur des choix de conception BIN est ce que l ouverture de l arc va faire varier les aspects thermiques
105. ses coauteurs 13 dans les ann es 60 et reprise par son fils D B Fogel 23 dans les ann es 90 en Californie elle fut mise au point initialement pour la d couverte d automates tats finis pour l approximation de s ries temporelles puis a rapidement t g n ralis e des espaces de recherche tr s vari s Elle ne travaille que sur le comportement des individus n utilise que des op rateurs de mutation et de remplacement agissant sur le ph notype et pas d op rateur de croisement Le moteur utilis ressemble s y m prendre un P P ES quoique d velopp compl tement ind pendamment avec toutefois l utilisation fr quente d un remplacement plus stochastique que d terministe tournoi dans lequel les plus mauvais ont tout de m me une petite chance de survie Elle diff re en cela des strat gies d volution 3 3 5 5 2 LES STRAT GIES D VOLUTION ES INGO RECHENBERG ET H P SCHWEFEL Les strat gies d volution 14 15 21 22 ont t con ues par ces deux jeunes l ves ing nieurs au d part pour r soudre des probl mes d optimisation continus tuy res Les SE ont t adapt es l optimisation combinatoire et appliqu es de nombreux probl mes de r f rence 22 Dans sa version de base l algorithme manipule it rativement un ensemble de vecteurs de variables r elles l aide d op rateurs de mutation et de s lection comme en programmation volutionnaire mais la recombinaison a
106. sonore de certains synth tiseurs pour approximer des sons donn s Cr er des accompagnements automatiques arrangements intelligents en fonction du contenu musical propos en entr e en direct ou en diff r Chou 2009 Chercher des techniques de composition par fusion de motifs sonores rythmiques stylistiques Inventer des techniques de composition libre base de mutations al atoires ou de r gles appliqu es un morceau donn grande potentialit d op rateurs 3 1 4 3 2 QUELQUES PARTICULARITES DANS L UTILISATION DES AG L utilisation r cente des AG en musique convoque des processus d optimisation et des m thodes de cr ation On navigue ainsi entre la d finition de fonctions d valuation objectives mesurables et subjectives Gartland Jones 2002 L utilisateur choisit librement une ou plusieurs solutions sans forc ment les noter en fonction de ses go ts de son humeur du moment de ses ant c dents psychoaffectifs et culturels Faire intervenir l utilisateur dans un processus de s lection suppose lui faire couter des chantillons produits ce qui impose d en limiter le nombre et ne simplifie pas la dynamique d volution de l algorithme g n tique Les recherches actuelles se focalisent sur des explorations larges gr ce aux op rateurs de mutation et de croisement mais ne proposent d couter que certaines solutions de la population ce qui pose des probl mes de s lection De nombreux
107. suppos es mesurer la puissance divergente la capacit d vocation La partie figurative est compos e de trois activit s Picture construction faire un dessin partir d une forme donn e une larme et lui donner un titre Picture completion ajouter des lignes des figures incompl tes et donner des titres aux dessins Parallel lines produire une image partir de lignes droites et donner des titres L objectif de ces activit s picturales est d valuer la capacit des sujets trouver des finalit s aux objets proposer et de les r aliser de diverses mani res ce qui met en jeu la capacit structurer et int grer des l ments donn s Les deux parties verbales et figuratives sont compl mentaires Leur faible corr lation tend montrer qu elles mesurent des choses diff renci es En outre la partie figurative permet de faire passer le test au moins en partie des personnes qui ont des difficult s verbales que cela rel ve de la ma trise de la langue de difficult s d expression ou plus simplement qu il s agisse d enfants en bas ge La partie figurative permet de mesurer les dimensions originalit et laboration sur la premi re activit et les dimensions fluidit et flexibilit sur les t ches 2 et 3 celles de compl tion et de lignes parall les La partie verbale porte sur les dimensions de fluidit flexibilit et originalit mais n est pas pertinente pour l
108. t contraints de noter ces objets ainsi que leurs performances sur une feuille pour non seulement en conserver la trace mais aussi la forme Le dessin D4 du B2N en est une parfaite illustration Figure 50 Ajoutons que BIN a t confront un probl me d affichage des r sultats sur EcCoGen N durant plusieurs minutes seuls deux trois individus taient affich s au lieu des neuf pour la seule raison d couverte par hasard que la fen tre n tait pas suffisamment agrandie l cran Durant ces longues minutes RH2N a rafra chi l cran de nombreuses reprises ou a tent de voir si Grasshopper tait correctement connect Figure 68 Conservation de 4 objets EcCoGen N Dessin D4 La vue des r sultats dans EcCoGen N est insatisfaisante selon BIN et B2N car elle ne permet pas de voir l individu objet dans son environnement Pour cela il faut s lectionner l individu dans Rhino Cette proc dure n est pas satisfaisante pour comparer rapidement des individus entre eux ou pour plus simplement les valuer directement dans EcCoGen N Cet obstacle nous informe sur le fait quelles utilisateurs ne souhaitent pas seulement disposer d informations sur la forme intrins que d un individu isol sur leurs masses ou sur ses performances nerg tiques contrairement ce que laissent entendre les choix d interface mais qu ils ont besoin de construire une compr hension sur les relations entre l individu et son en
109. tre synth tiques analytiques ou pratiques les connaissances notamment dans le domaine consid r la personnalit tant donn que certaines qualit s semblent favoriser la cr ativit telles que la pers v rance l ind pendance autonomie la tol rance l ambigu t la prise de risque les styles cognitifs correspondant aux pr f rences du sujet en termes de traitement de l information par exemple la d pendance ind pendance l gard du champ un style global ou minutieux le style global permettant une meilleure appr hension du probl me dans sa g n ralit la motivation qui comme chez Amabile peut tre intrins que ou extrins que mais qui dans le mod le de Lubart constituent l une et l autre des ressources importantes pour la cr ativit en incitant le sujet rester concentr sur sa t che Toutes les composantes n ont pas une force gale pour la cr ativit Ainsi les styles cognitifs sont moins en lien avec le taux de cr ativit que la motivation Ils sont plus en lien avec la nature de la cr ativit c est dire avec la mani re dont l individu va produire des id es nouvelles Pour le r sumer le mod le de Lubart fait appel des facteurs cognitifs conatifs motionnels et environnementaux 3 4 2 9 APPROCHE PSYCHOM TRIQUE ET R LE DE LA PENS E DIVERGENTE DANS LA CR ATIVIT De fa on tr s classique la cognition est d crite comme fa on
110. tres humains sont identiques 99 9 et ils semblent bien tre les seuls poss der une telle propri t car l ADN des autres esp ces est largement plus diversifi que le n tre Les g n ticiens des populations confirment ces faits et concluent que l homme descend d un groupe de fondateurs valu approximativement 10000 individus ayant v cu il y a environ 100000 150000 ans en Afrique de l Est Les biologistes et les g n ticiens n en sont qu aux pr mices de la compr hension des m canismes de la morphogen se des tres vivants c est dire du passage du g notype code ADN au ph notype l tre vivant et que de nombreux liens entre l volution temporelle des esp ces et la morphogen se restent encore d couvrir D autant que les r centes tudes du g n ticien Andras Paldi et de l embryologiste Rosine Chandebois remettent en question la th orie actuellement dominante du d terminisme g n tique Ils sugg rent une forme d h r dit pig n tique o l ensemble des prot ines et micro organites qui sont dans le cytoplasme qui assurent des propri t s m taboliques et structurelles participent la morphogen se autant que les g nes de l ADN 43 3 3 4 ALGORITHMES VOLUTIONNAIRES Les algorithmes volutionnaires sont des algorithmes d optimisation stochastique fond s sur un parall le grossier avec l volution darwinienne des populations biologiques Ils fournissent une approche heuristiqu
111. trique est compos de trois sous mod les D une part le mod le volum trique d finit le volume ou la surface la position et la forme des unit s et de l ensemble Ses caract ristiques sont troitement li es au moteur morphog n tique et aux fonctions de d formation transformation du mod le D autre part le mod le logique d crit la mat rialit et les propri t s physiques de l enveloppe des espaces ou des milieux Enfin le mod le d l mentisation permet un changement d chelle travers l augmentation de la granulom trie Il nous faut rappeler que nous nous int ressons aux phases de conception initiales et que notre dispositif doit participer la stimulation d une pens e cr ative l objet repr sent doit alors faire r f rence un r el analogue et porter en lui une part d interpr tation importante capable de favoriser une pens e lat rale g n rative en d clenchant des id es dans la pens e du concepteur Caract risation de Galapagos Le plug in Galapagos pr sent dans Grasshopper depuis la mise jour 0 8 offre l acc s simple et rapide un algorithme g n tique La description de son fonctionnement de son interface des m canismes de s lection des principes de croisement de coalescence et de mutation d passe le cadre de cette tude ils ont t r alis s par ailleurs Nous revenons simplement sur deux limites principales D une part le moteur Galapagos est un environnement
112. un tirage uniforme on peut dire qu il n y a pas de s lection au sens darwinien A partir d une population de taille u notations historiques enfants sont g n r s par application des op rateurs de variation L tape de remplacement est alors totalement d terministe Dans le sch ma u A ES avec A gt les meilleurs enfants deviennent les parents de la g n ration suivante alors que dans le sch ma u A ES ce sont les u meilleurs des u A parents plus enfants qui survivent 21 3 3 5 4 4 ALGORITHME MULTI OBJECTIF NSGA II NON DOMINATED SORTING GENETIC ALGORITHM Cet algorithme utilise l ordre total bas sur le rang de Pareto d une part ordre partiel et la distance de peuplement en cas d galit du crit re de Pareto voir Section 4 3 Un tournoi bas sur cette relation d ordre est utilis pour la s lection des g niteurs et le remplacement se fait de mani re d terministe suivant ce m me ordre parmi les parents plus les enfants Il existe de nombreuses autres variantes de moteurs d volution multi objectif qu il est hors de notre propos de discuter ici On se r f rera aux ouvrages 3 16 17 pour plus de d tails Jusqu pr sent nous n avons voqu dans cette section que des techniques g n riques applicables tout probl me et surtout tout espace de recherche Nous allons maintenant faire un rapide survol des diff rentes coles historiques d AE chacune tant de fai
113. 03 1719 2007 69 J C Quiroz J L Sushil A Banerjee A model of creative design using collaborative interactive genetic algorithms Design Computing and Cognition DCC 08 Springer 2008 3 4 LES M THODES D EVALUATION DE LA CREATIVITE Auteur Nicolas Gregori CODISANT Interpshy Christian Brassac CODISANT Interpshy 3 4 1 CONTEXTE ET OBJECTIFS 3 4 1 1 RAPPEL La cr ativit est un objet d tudes relativement ancien et pluri disciplinaire comme en t moigne par exemple le travail de Wehner Csikszentmihalyi et Magyari Beck 1991 qui en ont donn quelques contours il y a une vingtaine d ann es Dans une tude portant sur les termes utilis s selon les disciplines ils ont not la difficult de d finir de fa on claire ce que peut recouvrir le concept de cr ativit Ainsi selon que la cr ativit est tudi e par un conomiste un sociologue un psychologue un manager un ergonome un informaticien un psychanalyste etc et m me selon qu elle est tudi e l int rieur m me d une discipline par des chercheurs diff rents diff rents termes seront mobilis s pour la d crire L objectif de cett t che est de produire un tat de l art sur la cr ativit et ses m thodes d valuation dans le but de contribuer la production d un outil d assistance au design architectural dans le domaine de l co conception ce qui est l objectif g n ral du projet EcCoGen 3 4 1 2 M THODE La rev
114. 10 Cr ation 012 209 225 Le bilan de l observation d EcCoGen L est le suivant Des am liorations ergonomiques sont mener la fois pour viter une charge cognitive inutile et pour pr server les utilisateurs d erreurs potentielles dans la perception s lection d individus EcCoGen L m me s il est ax sur la performance d individus objets peut soutenir la cr ativit en laissant les utilisateurs travailler sur des formes EcCoGen L est un outil int ressant pour la cr ativit d s lors que les utilisateurs conservent la libert de hi rarchiser les informations les crit res notamment En revanche il p se sur la cr ativit par l impossibilit qu il y a de fixer des points La place du supermarch aura g n autant BIL que B2L dans leur d marche cr ative les incitant trouver des solutions pour tenter de forcer EcCoGen L fixer un espace au sol Toutefois la plasticit du logiciel d s lors qu il est consid r comme une ressource par les utilisateurs se r v le avantageuse car il laisse les utilisateurs percevoir des formes dans un empilement de blocs Il est particuli rement int ressant de constater que les sujets ont voqu des formes courbes vague chemin sinueux fil qui tourne dans une forme compos e de blocs rectangulaires Comme s ils r cup raient de cette fa on leur fonction d architecte cr ateur capables de distinguer des formes complexes dans un environneme
115. 2 S er e i qe d p Figure 43 Vue en plan du d coupage parcellaire Building Synthesizer Building Synthesizer a t d velopp par Dillenburger en 2009 au sein de l quipe Kaisersrot de l7ETH de Z rich L outil porte sur l arrangement spatial automatique d un programme d fini sur un site donn L outil met en uvre une strat gie volutionnaire travers une population de taille 1 A partir de la description g om trique topographique et climatique d un site l espace est subdivis en voxels D Un ensemble de points est distribu sur le site leur arrangement n est pas n cessairement orthogonal le graphe dual permet de v rifier les liens d adjacence puis la surface est discr tis e Chaque cellule correspond alors une unit du programme Les hauteurs de niveau sont constantes et la subdivision en voxels est r p t e verticalement a gale distance Chaque voxel stocke non seulement ses informations g om triques mais galement son niveau de performance La distribution de ces primitives et leur lissage g om trique permet la repr sentation de l difice final Le moteur d valuation est int gr au logiciel dans un souci de performance d interaction et d ergonomie Chaque cellule est valu e chaque qualit est pond r e par un facteur de priorit et la valeur cumul e des valuations constitue la note globale Le mod le d valuation est constitu de 10 couples param tre
116. 3 3 ALGORITHME G N TIQUE INTERACTIF MULTIOBJECTIF AUX SOLUTIONS PERFORMANTES ET DIVER SIPIFES 5 5 20523 nn MAI AR ent ia int a emma RIn en M MAR Mati AM Re 154 5 1 OBJECTIFS ET PROTOCOLE D EXPERIMENTATION ccssssssssssssssccccccscccsssscessessessssssccscccscosscsssesess 178 5 1 1 PRINCIPES G N RAUX DE CONSTRUCTION DES OBSERVATIONG cssseeseessessssecceceeeeeseeeeeeesauaeess 178 5 1 2 UN TRAVAIL EN BIN MES ENREGISTRE ccccccccccccscececeesessesesececccscescscscusecueeeeecsseuesccseuueeceeeuess 178 5 1 3 D FINITION DES S ANCES DE TRAVAIL errrsesseeeseeneseeeeesnnesee ressens esse eee 179 5 2 EVALUATION DES QUALIT S CR ATIVES DE LA PERFORMANCE CR ATIVE ET CARACT RISATION DE LA CR ATIVIT EVOLUTIONNAIRE cccsssssssccccssssssccceccsssssccceccssssscccsccsssssccsccssssssccsccssssssccsesesssseees 185 5 2 1 PROTOCOLE D OBSERVATION cerir i CN E AEAN EER EE NNE 186 5 2 2 DONNEES LIMINAIRES 5 EE E E EROE O E EEEO 187 5 2 3 ECCOGEN L DANS LE PROCESSUS CREATIF ccccssessseccecessssseeeeeceessneeeeeeeeesseeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 196 5 2 4 ECCOGEN N DANS LE PROCESSUS CREATIF ccccccssssssececeesesseeeeceseaeeeeeceesaaeeeeeeneesaeeeeeeeeeeeeess 210 5 2 5 PERSPECTIVES DE DEVELOPPEMENT s scccccsssssseeceeceessneeeeeceseseeeeecesessaeeeeensessaeeeeeneessaeeeeeeeeeeess 216 G CONCLUSION obuia aaae aaia aAa T NANNTE EO ANAKARA AARNA 218 6 1 DISCUSSIONS ENJEUX ET PROLONGEMENTS essssessessessossecocccccoececeeecssesscssossoccecoe
117. 4 Cependant la densit de probabilit n est qu une photographie statique de ce que l on sait de Q l instant t Elle n encourage pas l exploration de nouvelles r gions sinon avec de faibles probabilit s queues de distributions Les optimiseurs efficaces tels que les ES adaptatifs ne pr tendent pas estimer une densit de pr sence en tout point de Q En exploitant la dynamique des populations sur plusieurs it rations ils peuvent par exemple allonger la foul e dans des directions o les derniers d placements se sont av r s favorables Algorithme par estimation de distribution EDA G n rer une population initiale P de solutions Jusqu atteindre un crit re d arr t construire un mod le probabiliste M en fonction de P g n rer de nouvelles solutions l aide de M mettre jour P en fonction des nouvelles solutions Retourner la meilleure solution de P Figure 22 Algorithme par estimation de distribution EDA 3 3 5 5 6 LES ALGORITHMES VOLUTION DIFF RENTIELLE PRICE ET STORN 7 1995 L volution diff rentielle est l un des AE qui a connu un grand d veloppement ces derni res ann es surtout dans l industrie et c est l un des sujets actuels les plus brilants dans la recherche en intelligence informatique 8 9 Il s agit d une m ta heuristique stochastique d optimisation des fonctions multidimensionnelles con ue l origine pour les probl mes continus et sans contrainte
118. 4 Guilford J P 1959 Traits of creativity Dans H H Anderson Ed Creativity and its cultivation p 142 161 New York Harper Hautecouverture J C Gregori N amp Brassac C 2007c Appropriation d une plate forme de coop ration par des enfants en cadre scolaire Revue Europ enne de Psychologie Appliqu e 57 1 1 16 Helson R 1996 In Search of the Creative Personality Creativity Research Journal 9 4 295 306 Hoc J M amp Darses F Ed 2004 Psychologie ergonomique tendances actuelles Paris Presses Universitaires de France Hong E amp Milgram R M 2010 Creative Thinking Ability Domain Generality and Specificity Creativity Research Journal 22 3 272 287 Hutchins E 1995 Cognition in the Wild Cambridge Massachussets Institute of Technology Press Jeantet A 1998 Les objets interm diaires dans les processus de conception des produits Sociologie du travail 98 291 316 Joas H 1999 La cr ativit de l agir P Rusch Trad Paris Les ditions du Cerf Kahl C H Hermes da Fonseca L amp Witte E H 2009 Revisiting Creativity Research An Investigation of Contemporary Approaches Creativity Research Journal 21 1 1 5 Kaptelinin V amp Nardi B 2006 Acting with Technology Activity Theory and Interaction Design Cambridge Massachussets Institute of Technology Press Latour B 1989 La science en action Paris Editions La d couv
119. 6 Csikszentmihalyi 1996 Lubart 2003 Simonton 1999 Weisberg 1995 Ces approches mettent en g n ral l accent sur l importance du langage ce qui a des incidences m thodologiques comme nous le verrons plus loin L une des critiques formul es contre le mod le classique point pr c dent est qu il ne tient pas compte de l expertise des sujets Quel que soit l individu le processus cr atif serait toujours le m me Une autre critique porte sur la possible simultan it des phases qui n est pas envisag e celles ci se produisant s quentiellement 3 4 2 7 MOD LE D AMABILE PSYCHOLOGIE SOCIALE Le mod le compositionnel d Amabile 1996 donne trois composants principaux contribuant la cr ativit des comp tences sp cifiques relatives au domaine de la t che qui renvoient aux connaissances et comp tences de l individu et d pendent de ses habilet s cognitives perceptives de sa formation des comp tences de cr ativit g n rales inter domaines qui renvoient des styles cognitifs des connaissances et comp tences permettant de g n rer des id es des solutions l exp rience individuelle ainsi qu aux traits de personnalit la motivation la t che qui peut tre interne relevant de la propre motivation du sujet ou externes relevant de l environnement et souvent li e des r compenses mat rielles ou symboliques A l aide de trois tudes de cr
120. 7 est maintenant caract ris de la fa on suivante O7F C Et c est pr cis ment grace a l aspect F qu il est possible de d velopper C En effet si empreinte au sol est faible c est qu elle permet de d velopper des services en hauteur C est le sens des interventions de SKIL qui voque les bureaux et les terrasses sur les niveaux sup rieurs Or ce d veloppement fait justement partie du programme de travail L objet 7 est donc la suite de cet change r ellement O7F C ce que manifeste SKIL ah c est cool confirm par ECIL La forme tant satisfaisante il faut comme nous l avons identifi plus haut v rifier la performance D autant plus que O7 est en vue V3DZ donc que ses performances ne sont pas visibles l cran Le d zoome de EC1L indique des performances qui apparaissent faibles au bin me L objet O7 est F C mais P Plus exactement comme le montre la Figure 46 il est plut t bon sur le crit re d nergie 9 en vert mais plus faible sur la compacit 4 en rouge et sur les ombres port es 5 en bleu L objet O7 est donc du point de vue des performances Pc Pe Po Figure 64 Objet 7 en vue V3D La encore l obstacle va tre lev et O7 sera valid comme objet mod le C est cette fois SKIL qui l ve l obstacle en d pla ant le trou En faisant cela il recourt sa d finition d EcCoGen L comme ressource puisqu il utilise les propri t s d un l men
121. 97 et 1999 un syst me de transcription de texte en forme abstraite le message crit devient code g n tique et se traduit par une cr ature visuelle Le projet est pr sent au NTT Intercommunication Center de Tokyo et une description du projet est consultable sur le site internet du mus e D une mani re similaire au code g n tique dans la nature des lettres la syntaxe et le s quen age du texte sont utilis s pour coder et traduire certains param tres dans des formes Morphologie couleur texture structure et membres sont influenc s par les caract ristiques du texte initial Les textes g n rateurs sont crits par les spectateurs et envoy s lectroniquement La vari t des sources engendre une vari t des r sultats formels La cr ation n est pas plus comprise comme l expression de la cr ativit des artistes mais devient plut t un processus intrins quement dynamique qui est bas sur les param tres d interaction ainsi que sur le processus volutif mis en uvre http www ntticc or jp lifespacies_en Figure 2 Life Spacies 1997 1999 E volver 2006 En 2006 la Fondation Art and Public Space d Amsterdam a pr sent l installation E volver des artistes Driessens et Verstappen L installation consiste la croissance de quatre graines repr sentant quatre conditions initiales Les graines se transforment en organismes cellulaires qui voluent individuellement se d placent de pixels en pi
122. AT DE LA FORME SUR LA PERFORMANCE A UNE MISE EN RELATIONS ENTRE FORMES ET PERFORMANCES L analyse des donn es collect es travers les exp rimentations confirme que la conception architecturale se fait de la forme vers la performance Si de prime abord la performance pourrait tre un crit re de d cision permettant de conserver ou non la forme en question la r alit de l activit se r v le plus complexe En effet l analyse du processus de choix des formes fait ressortir trois tapes caract ristiques Les concepteurs passent tout d abord par l identification d une contrainte programmatique compatible avec les analogons et les propositions formelles de l outil Dans un second temps les analogons g n r s sont interpr t s et les concepteurs construisent une connaissance liant forme et performance Ainsi des arch types morphologiques voire des co mod les sont identifi s par les concepteurs et ces configurations formelles deviennent des caract res conserver au fil des g n rations La troisi me tape de s lection des analogons op re une hi rarchisation des crit res de performance Cette hi rarchisation reste subjective et commande les choix et le regard des concepteurs L activit cr ative du concepteur repose sur la mise en relation de contraintes programmatiques de niveau de performances nerg tiques et de solutions formelles L importance des crit res de performance pourrait trouver une place plus importante par un re
123. BEPOS en 2020 La question nerg tique devient donc aujourd hui particuli rement critique dans les r flexions sur le cadre b ti 2 3 LE CONTEXTE INSTRUMENTAL Depuis plusieurs ann es l outil informatique a investi tous les domaines de la conception et de la cr ation Ces outils num riques sont notamment utilis s pour leurs capacit s assister la repr sentation virtuelle d un environnement anticip pour leurs capacit s assister une analyse bas e sur l valuation et la simulation des performances pour leurs capacit s aider la prise de d cision dans l impl mentation de syst me base de connaissances Nous avons identifi les freins et les limites de ces modes d utilisation dans un processus de conception cr ative associ aux phases initiales du travail de conception architecturale 2 3 1 LES OUTILS TRANSFORMATIONNELS INADAPT S AU PROCESSUS CR ATIF La repr sentation informatique n offre en g n ral qu un seul niveau de repr sentation bas sur un mod le g om trique li directement au point de vue qu il privil gie volumes ext rieurs espaces int rieurs structures portantes r seaux des flux Entre ces points de vue il n y a pas ou peu d interaction Fran oise Darses Darses 1994 rappelle que l valuation syst matique des outils de CAO dans les processus de conception cr ative r v le qu ils introduisent dans l activit de conception des exigences qui alt rent la part
124. BIN EcCoGen N doit permettre de v rifier que les utilisateurs ne s loignent pas de la performance nerg tique quand ils d veloppent le projet par ailleurs avec d autres environnements Il faudrait aussi pouvoir intervenir au niveau des tages pour ma triser mieux l volution des individus B Outil de v rification ou de comparaison Il serait int ressant d am liorer l affichage des individus afin de mieux voir les particularit s des individus les uns par rapport aux autres B2N Le m me bin me indique qu une information sur les solutions les moins bonnes pourrait tre int ressante car cela donnerait une information suppl mentaire En effet les neuf individus propos s se ressemblent Si les moins bonnes solutions taient propos es cela permettrait peut tre de mieux comprendre celles qui sont performantes 5 2 2 3 4 LIMITES DU SCENARIO Comme c est le cas pour EcCoGen L la dur e de l exercice est jug e insuffisante par BIN et B2N Notamment parce qu elle ne permet pas de tout tester B2N on a juste eu le temps d essayer les gradins avec ombrage sur les vitres La qualit per ue du projet n appara t pas tr s lev e aux bin mes mais sans que l outil soit mis en cause C est plut t que dans le temps imparti ils n ont pas pu avoir un retour sur l impact des choix r alis s La dur e du projet a fait qu ils ont d finit une forme puis l ont conserv e 5 2 2 4 SYNTH SE
125. DES DEBRIEFINGS En synth se de ces debriefings nous notons les l ments suivants communs aux deux situations observ es Importance de la forme dans la cr ation plus importante que les performances nerg tiques ce qui appara t plusieurs reprises dans les deux cas Importance pour les bin mes de rester les cr ateurs EcCoGen n tant qu un support de cette cr ativit et non pas cr atif en lui m me Les deux environnements suscitent une certaine confiance notamment dans le fait qu ils permettent ou devraient permettre de v rifier des projets issus d EcCoGen mais qui ont t d velopp s par ailleurs avec d autres outils L homog n it per ue des neuf individus propos s lors d une g n ration ne permet pas de bien les diff rencier en termes de performances ni de formes EcCoGen N appara t plus technique qu EcCoGen L du fait de la ma trise n cessaire de l outil Grasshopper 5 2 3 ECCOGEN L DANS LE PROCESSUS CR ATIF Nous allons maintenant passer l analyse proprement de l utilisation des environnements EcCoGen Nous passerons en revue les questions li es l ergonomie puis observerons l activit des sujets Pour ce faire nous commencerons par EcCoGen L et poursuivrons avec EcCoGen N avant de faire une synth se de ces observations 5 2 3 1 L INTERFACE ECCOGEN L ET SON UTILISATION 5 2 3 1 1 ELEMENTS D INTERFACE D ECCOGEN L Les utilisateurs sont confront s deux type
126. Dans le pr sent travail nous empruntons le concept de cible utilis e par l association HQE pour cat goriser les grands objectifs environnementaux prendre en compte Un patron satisfait donc une ou plusieurs cibles On notera que plus le nombre de cibles atteintes est lev plus le patron a une dimension totalisante importante et plus il est satisfaisant en conception Pour tre efficace le pattern d crit une solution dans des termes suffisamment concrets pour la rendre utilisable dans de nombreuses situations mais aussi suffisamment g n raux pour que la solution puisse tre adapt e chaque contexte et jamais reproduite l identique Il s agit plus d une solution type que d une r ponse factuelle Pour tre efficiente la solution doit avoir t consacr e par l usage mais doit galement pouvoir tre adapt e aux particularit s de chaque projet Ainsi le pattern Atrium est simplement d crit comme un percement volum trique vitr e en couverture Il peut selon chaque situation de projet tre morphologiquement diff rent avoir des faces verticales ou inclin es tre en position centrale ou venir tangenter une fa ade Un pattern est un mod le th orique qui n existe que lorsqu il est incarn dans plusieurs r alisations ou op rations concr tes Une r alisation ou projet ex cut est donc la fois solution un ou des probl mes concrets et expression d un ou plusieurs mod les abstraits Nous associ
127. E EcCoGen Eco Conception G n rative Rapport final et livrables Programme ANR 10 Cr ation 012 Responsable scientifique Pr Jean Claude Bignon R dacteur du rapport Philippe Marin Avril 2013 Eco Conception G n rative Rapport final et livrables Programme ANR 10 Cr ation 012 2 225 Eco Conception G n rative Rapport final et livrables Programme ANR 10 Cr ation 012 3 225 Table des mati res LINTRODUCTION she aisia aaa aAa ENEEK KESEN AnA AEEA ARAA NANENANE AEE EEES 7 2 CONTEXTE ET PROBL MATIQUE mnmmmenenrnenmenenrenenenenenenenenennnnennnennneee 7 2 1 CONTEXTE CONOMIQUE ET SOCIAL ccccsssssccsssssssscccessssssscccesssssscccsessssssscescssessscssscssssssscscsssssssess 8 2 1 CONTEXTE CONOMIQUE ives ei treated dede etude eee Cokie oda ue betes conne delta edf et titi states 8 2 1 2 LE CONTEXTE SOCIAL 2400 tata ane dtan en tire ages a ds linden lis dawalviandwa liar eenlidates 8 2 2 LE CONTEXTE ENVIRONNEMENTAL ssssesosesssscocessssococcessoooeecsssooceceesooosecssooocessssoooscesssssssssssssssseeeee 8 2 3 LE CONTEXTE INSTRUMENTALiccvssscccssstvecssccntstcesseccsschiceseccsssbiecsecsesstieccscessebtecscdessscesecssssssscvesesses 8 2 3 1 LES OUTILS TRANSFORMATIONNELS INADAPTES AU PROCESSUS CREATIF csssssssseceesessteeeeeeeeseeeess 9 2 3 2 LIMITES CONTEXTUELLES ET COGNITIVES DE L INSTRUMENTATION NUMERIQUE 00seeeeeeeeeeeeees 9 SETAT DE TLART 5 te AE edge nt dense sen denses seins green 10 3 1 L
128. EATIVE ccsssssssceeeceeeseeeeeeeeeeees 83 3 4 4 SYNTH SE POUR LE PROJET ECCOGEN u cccecesseceesseesacescesceeesaeceeeceeesaeeeeceeeesaaeseeeneesaeeeeeeeeeeeas 94 3 4 5 R F RENCES BIBLIOGRAPHIQUEG sssscsececccccsceccecucecscsseesesececececscsceecuusueussessesecececesscesueuuaeaeenes 95 4 1 LES THEORIES DE LA FORME satesscccoscesecsissosecseactecccocsensstesesessosseccesedensesesevesnessedceeeseneseeccnseneseonee 100 4 1 1 ARCHETYPE ET HYLEMORPHISME UN REGARD PHILOSOPHIQUE ssssssssssecceeeessseeesecceseeuseeseeess 100 4 1 2 ESTHETIQUE FORMES ET PERCEPTIONS ssssesessssscecceccecescsceeeesesseesesececscssececeseueuesseeesecaeceeea 100 4 1 3 MORPHOGENESE ET FORMALISME SCIENTIFIQUE ccccccccccccccececseeescsesesecececccsceseeeueueeeuscseuueeceees 103 4 1 4 STRATEGIES DE MORPHOGENESE ARCHITECTURALE csecccscssssssseceeeeseseneceeeescseseeeeeeeeesseeseseseeeees 103 42 EC C OAGENEN OEE T A E E E EE NA E T A E A E T S 114 4 2 1 UNE APPROCHE PAR LES PATRONS o niaii nN iee eTA ETE E EE EES AN N 114 Aaa PLATEFORME EE OCINE ATAA inlet aleve TELETA 136 4 3 EC CO GENADisicesesveidecentectetesvossetietesscsanesstessensecastesseuseneeieedesenneiseveusnpeeiseetosdbuescasessetedetetetexes 141 4 3 1 MOTEUR MORPHOGENETIQUE APPROCHE PAR VOXELS cscseessesssscsececeeceeeeececcesessessetsnseeeess 141 4 3 2 MOTEUR D VALUATION M THODE DES DEGR S JOURS UNIFI S 150 4
129. Fernandez G amp Scheller L 2000 Entretiens en autoconfrontation crois e une m thode en clinique de l activit Pistes 2 1 Clot Y amp Leplat J 2005 La m thode clinique en ergonomie et en psychologie du travail Le Travail Humain 68 289 316 Cohen L M 1989 A Continuum of Adaptive Creative Behaviors Creativity Research Journal 2 3 169 183 Conti R Coon H amp Amabile T M 1996 Evidence to Support the Componential Model of Creativity Secondary Analyses of Three Studies Creativity Research Journal 9 4 385 389 Cropley A J 1999 Creativity and Cognition Producing Effective Novelty Roeper Review 21 253 260 Cropley A J 2006 In Praise of Convergent Thinking Creativity Research Journal 18 3 391 404 Cross N 1997 Descriptive models of creative design application to an example Design Studies 18 427 455 Cross N Christiaans H amp Dorst K 1996 Analysing Design Activity London John Wiley amp Sons Ltd Csikszentmihalyi M 1996 Creativity Flow and the Psychology of Discovery and Invention New York Harper Perennial Darses F 1994 Gestion des contraintes dans la r solution de probl mes de conception Th se de doctorat en psychologie Paris Universit Paris 8 Darses F 1997 L ing nierie concourante un mod le en meilleure ad quation avec les processus cognitifs de conception Dans P Bossard C Chanchevrier amp P Leclair
130. G ECCOGEN N Les m mes l ments sont discut s propos du debriefing organis dans le cadre de l utilisation d EcCoGen N Cependant EcCoGen N est trait dans son aspect int gr liant l outil volutionnaire lui m me mais aussi les deux environnements associ s Rhino et Grasshopper 5 2 2 3 1 MOBILISATION D ECCOGEN N A Comme support de d cision Une caract ristique importante d EcCoGen N estqu il permet de discriminer la performance des solutions labor es par les bin mes BIN finalement sans gradins et sans masque car la meilleure solution donn e par l outil ceux sans gradins taient mieux not s donc on a supprim les gradins Comme c tait le cas pour EcCoGen L EcCoGen N produit un sentiment de confiance que l on peut faire a l outil B2N on peut tester quelque chose tout en tant s r qu on ne fait pas n importe quoi Notamment parce qu il permet de v rifier rapidement si on est dans le bon chemin du point de vue nerg tique La d cision n est cependant pas n cessairement pilot e par EcCoGen N car BIN comme B2N ont t confront s une performance faible des gradins ce qui a conduit leur abandon pour BIN mais leur maintien pour B2N car a a anim un peu la forme au lieu d avoir quelque chose de lisse B Comme support de cr ativit L int r t d EcCoGen N en termes de cr ativit est qu il permet d utiliser beaucoup de fonctionnalit
131. Gen L doit assurer la validit des solutions en termes de performances D former l objet fournit par EcCoGen L emp che d en conserver les propri t s nerg tiques Selon SKIL EcCoGen L fournit des indices sur la performance nerg tique des solutions indices qu il faut identifier afin de les extraire pour construire une solution satisfaisante Il convient donc de s affranchir d EcCoGen L Autrement dit ce sont deux conceptions qui s opposent Selon EC1L EcCoGen L est un programme suivre pour la conception d une solution Selon SK1L EcCoGen L est une ressource pour le d veloppement de la solution Ces deux positions sont en confrontation et c est SKIL qui l emporte gr ce au raisonnement syllogistique suivant Si EcCoGen L est un programme alors il ne faut pas modifier l objet s lectionn Or l objet s lectionn sera n cessairement modifi Donc EcCoGen L n est pas un programme La position d EC1L EcCoGen L est un programme n est donc pas valide ce qu ECI1L accepte Des deux propositions ne reste donc que celle de SKIL qui en cons quence devient valide jusqu ce que ventuellement mais ce ne sera pas le cas une autre proposition soit discut e EcCoGen L est une ressource Et si EcCoGen L est une ressource alors il convient d identifier les l ments ressources Dans les minutes qui suivent toujours dans la phase 22 BIL labore un mod le qui lui permet de structurer sa reche
132. IN ma trise ce logiciel mais ne le ma trise que partiellement Nous avons ici l illustration de la strat gie de BIN qui a consist d finir une forme au pr alable et recourir EcCoGen N pour r pondre une question pos e sur les caract ristiques nerg tiques de l arc qu ils ont imagin ou sur l utilit des gradins EC2N l a rappel lors du debriefing nous l outil a beaucoup moins d cid de le forme L influence d EcCoGen N est alors relative la fermet des choix de conception r alis s L arc correspond un choix ferme argument n goci valid BIN va chercher dans EcCoGen N une solution optimale pour cet arc par rapport l tat de leur projet Les gradins sont une ventualit pour BIN Ce que montre EcCoGen c est qu ils ne sont pas performants dans l tat actuel du projet Ils sont alors abandonn s B Cas de B2N La strat gie de B2N est diff rente Tout comme leurs coll gues EC2N et RH2N d finissent assez vite le rez de chauss e l o se trouve le supermarch Mais la phase de dialogue entre l ensemble Rhino Grasshopper et une activit d esquisse est plus longue que pour BIN Ce qu ils font c est fixer des points qui vont structurer la forme mais sans la contraindre on est loin de l quivalent de l arc On per oit cette forme la Figure 53 dans la partie de droite de l cran Rhino Figure 71 Structuration de la forme au sein d
133. IS de Lyon 31 Les organismes y sont d crits par trois niveaux d organisation le g nome s quence circulaire double brin le prot ome collection d l ments fonctionnels traduits des s quences g niques et le ph notype capacit s fonctionnelles M me si elle ne modifie pas dans un premier temps leur fitness il semble vident qu fitness gale la structure g n tique d un individu va influer sur sa robustesse et sa variabilit capacit muter efficacement c est dire que les mutations doivent avoir un impact suffisant sur l adaptation des individus En effet si un individu reproduit plus fid lement son g notype qu un autre ses descendants auront plus de chance de conserver ses avantages acquis robustesse Pour qu une lign e perdure elle doit arriver un quilibre entre robustesse et variabilit Les auteurs montrent qu une s lection de second ordre est bien l uvre dans l algorithme et qu elle permet de fa onner les g nomes en modifiant les tailles des zones non codantes le nombre et l ordre des g nes chose inhabituelle avec les GA classiques De fait la structure g n tique tant variable on peut utiliser des m canismes mutationnels plus vari s que ceux qui sont convoqu s au sein des GA habituels les r arrangements L volution des individus s accompagne de profondes mutations dans la structure de leur g nome nombre de g nes variations de taille du g nome taille des s quences non
134. L Le r le de l architecte au sein du projet est la fois complexe et vari Il est avant tout le concepteur originel celui qui nonce le concept ou le parti qui guidera le projet de conception Il est aussi le mandataire de la ma trise d uvre et c est sans doute ce r le qui est le moins vident assumer En effet pour comprendre ce r le il faut rappeler le contexte de la coop ration La qualit architecturale n est pas la qualit cumul e de toutes les disciplines associ es la conception ce qui compte est l affirmation d une intention globale et coh rente Dans un secteur o chacun tend limiter sa responsabilit et son intervention l architecte appara t parfois comme le seul protagoniste d sireux d atteindre cet objectif Malcurat 2001 Ainsi l architecte doit prendre des d cisions et arbitrer les conflits tout en respectant les contraintes du site et celles nonc es par le ma tre d ouvrage Farel 1995 Son r le ne se r sume pas celui d un n gociateur l int rieur d un r seau o tous les acteurs seraient un niveau galitaire face la conception Raynaud 2001 L architecte poss de bien le r le central dans la conception Il con oit synth tise coordonne n gocie mod re afin de garder le cap fix faire merger un projet coh rent Un outillage appropri devrait faciliter la consolidation des choix d s les premiers temps de la conception 2 2 LE CO
135. L auteur parle alors de pseudo cr ativit si la production est simplement non conforme ou de quasi cr ativit si la production est effectivement nouvelle mais se trouve faiblement adapt e la r alit ou aux besoins des individus Pour s en assurer il faut lier pens e divergente et pens e convergente Toujours selon Cropley ni la production convergente ni la production divergente ne m nent seule une nouveaut efficace La pens e divergente ne peut appara tre sans un niveau minimum de pens e convergente c est dire sans que l individu soit capable d valuer quasiment en direct la production qu il vient de r aliser En outre dans les deux cas pens e divergente et convergente l individu doit tre capable de mettre en uvre des strat gies cognitives et des proc dures de contr le qui dirigent son activit On retrouve ici un lien avec les styles cognitifs d crits plus haut dans les mod les compositionnels Pens e convergente et pens e divergente fonctionnent alors comme des styles cognitifs permettant de faire face au probl me pos et aux donn es courantes 3 4 2 9 1 REMARQUES CONCLUSIVES SUR LES MOD LES Les approches de la cr ativit tudi es ici mod le par phases et mod le compositionnel de m me que la focalisation sur la pens e divergente mettent en question la comp tence cr atrice S agit il d un processus progressif dans lequel les solutions apparaissent sur un mode continu ou s
136. L elle peut aussi favoriser la cr ativit en ne d finissant pas trop le projet donc en laissant des incertitudes de la divergence B2L a laisse quand m me une libert assez confortable parce que a ne contraint pas sp cialement dans le programme Enfin EcCoGen L autorise un d ploiement plus risqu dans un temps limit Sans lui on aurait fait des trucs qu on conna t d j on l aurait pas ax sur les performances B1L ou encore a aurait t moins pouss BIL Cette possibilit est offerte par le fait qu EcCoGen L valide des choix de conception faits par les utilisateurs BIL il nous a propos oui vous pouvez faire le trou B2L c est permis C Limites la cr ativit Cependant EcCoGen L peut limiter la cr ativit dans les contraintes qui sont les siennes B2L on voulait quelque chose de plus haut mais quand on demandait cing tages il nous balangait tout en haut alors qu il fallait une surface importante de supermarch au rez de chauss e C est aussi le sentiment d tre confront des solutions relativement homog nes BIL et B2L ou la frustration de devoir conduire une architecture de bloc BIL et B2L a contraint pas mal on fait des projets de masse On note aussi la difficult de filer une solution dans la suite des g n rations B2L tr s vite a d naturait donc on revenait en arri re ou encore la pr pond ra
137. L AE CHOISIR POUR ECCOGEN Alors peut on simplement guider nos choix pour le projet EcCoGen puisqu il n existe pas de m thode g n rique universelle du moins pour l optimisation Il est d j certain que la programmation volutionnaire semble d sormais d pass e et l optimisation par estimation de distribution n est pas performante comme on l a vu De plus la programmation g n tique semble plut t r serv e des probl mes d informatique dans une logique de d veloppement et d optimisation logiciels Les AE actuellement performants sont les AG et les ES condition de d passer la vieille opposition entre les algorithmes g n tiques historiques g nome binaire et les strat gies d volution historiques g nome r el et l volution diff rentielle Par ailleurs nous n avons trouv pour l instant aucune publication d crivant une application dans le champ cr atif bas sur les algorithmes estimation de distribution ou sur l volution diff rentielle plus utilis e dans l industrie ce qui n est pas le cas des AG et des ES Il semble donc raisonnable de se tourner vers ces deux classes d algorithmes et d tudier plus pr cis ment en fonction des crit res environnementaux et de la m thode morphog n tique qui seront choisis leur impl mentation et leur efficacit respectives Il est tout aussi souhaitable de se placer dans un contexte multi objectif en autorisant des interactions de l utilisa
138. LATION ssssssssessessessseeesseeesseesseeessereseeesseeesseeeseeesseesesseese 32 FIGURE 16 IN RA Biss asco vais aleve vahistiltsvoushsatitebsesvbestitebsesvbaslidebstansssulenisess Mls asosa 33 FIGURE 17 R SULTATS sssseesssseessssseesssseeesseseeessseeessseeessseeesssteessseeessseeessseeeseseeeresseeresseeceesee 35 FIGURE 18 PASSERELLES ENTRE LES DIFF RENTS ENVIRONNEMENTS LOGICIELS asociis ioiii ioeina aie ostien o esete eee oeiia 36 FIGURE 19 EXEMPLE DE PAYSAGE DE RECHERCHE D UNE FONCTION D UNE SEULE VARIABLE AVEC UN SEUL EXTREMUM GLOBAL ROUGE ET PLUSIEURS EXTREMA LOCAUX VERT eeseseeseeseeseeeeeeeeeeseesereereereereereeseeseesereereereereeseeseeseeseeeerereeeeeeeeeeere 42 FIGURE 20 SCH MA G N RAL D UN ALGORITHME VOLUTIONNAIRE FIGURE 21 FRONT S DE PARETO ET RANGS DE PARETO POUR UN PROBL ME DE MINIMISATION DEUX OBJECTIFS A LES POINTS EXTR MAUX DE L ENSEMBLE DE L ESPACE DE RECHERCHE FORMENT LE FRONT DE PARETO DU PROBL ME B UNE POPULATION DONN E EST PARTIELLEMENT ORDONNEE PAR LA RELATION DE DOMINANCE AU SENS DE PARETO see 52 FIGURE 22 ALGORITHME PAR ESTIMATION DE DISTRIBUTION EDA esses 57 FIGURE 23 OBJETS DE RECHERCHE ET NIVEAU SOCIAUX EN FONCTION DES DISCIPLINES TRAITANT DE LA CR ATIVIT EXTRAIT DE KAHL ET AL 2009 79 FIGURE 24 PROCESSUS D INNOVATION SELON MIDLER 1996 scscsssssssssssressseeees 83 FIGURE 25 DEVELOPPEMENT DE LA SOLUTION EN FONCTI
139. N 0 C a Pour les trois cas les divers Ni 0 1 et N i 0 1 apparaissant dans les formules ci dessus sont des r alisations ind pendantes de variables al atoires scalaires gaussiennes centr es et de variance 1 Suivant Schwefel 27 les valeurs recommand es et relativement robustes pour les param tres suppl mentaires sont 0 0873 5 et 3 3 8 R F RENCES BIBLIOGRAPHIQUES 1 L Ding J Gero The emergence of the representation of style in design Env and Planning 2001 2 R Kicinger T Arciszewski Empirical analysis of memetic algorithms for conceptual design of steel structural systems in tall buildings George Mason University USA 2006 3 S Agrawal A Pratap T Meyarivan A fast elitist non dominated sorting genetic algorithm for multi objective optimisation NSGA II K Deb Kangal report n 200001 2000 4 L Xiyu J H Frazer T Ming Xi A generative design system based on evolutionary and mathematical functions Generative Arts 2002 5 P Marin Exploration des m canismes volutionnaires appliqu s la conception architecturale Th se de Doctorat en sciences de l Architecture Universit de Nancy juin 2010 6 H M hlenbein G PaaB From recombination of genes to the estimation of distribution I Binary parameters Lectures Notes in Computer Science 1141 Parallel Problem Solving from Nature tome PPSN IV pages 178 187 1996 7 R Storn K Price Differential Evolut
140. NE TOMOGRAPHIE D UNE MOUSSE A E A D I OIEA einen eines nn dant 142 FIGURE 39 EXEMPLE DE REPRESENTATION D UN MATERIAU SOUS COMPRESSION ccssssssssssscsssssscssrssssssscsssesssensssssessscsnsesssessesanssssssnsenssessseassessssssssasessssssssseess 142 FIGURE 40 MAISON REPR SENT E PAR DES CUBES DE 10 CM D APRES BEMIS FIGURE 41 LAVA VOXEL EXTENSION POUR L COLE D ARCHITECTURE DE STUTTGART 2009 TROIS DIAGRAMMES D CRIVANT LES PRINCIPES G N RATIFS 1 ATTRIBUTION DES FONCTIONS 2 EMPILEMENT DES FIGURE 44 POSSIBLES GENERATIONS ET INTERPR TATION MATERIELLES 147 FIGURE 45 R SULTATS 22 nn nant mit no 148 FIGURE 46 1 VOLUME CAPABLE 2 POSSIBLE INSTANCIATION ssssssmennnnsee 149 FIGURE 47 COURBES D EFFICIENCE csssssssssssssssssssssssssssssssssssssesssesssesssssesssssssssssssssesenes 153 FIGURE 50 ORGANIGRAMME DETAILLE D UNE ITERATION DE L ALGORITHME CE Vin LO GIO Uf DSS aoe ene oe eee Na re DUE eR OR ae Oe ee PE 161 FIGURE 51 EVALUATION AUTOMATIQUE DES FITNESS D UN ANALOGON DANS L ENVIRONNEMENT DE CALCUL RHINICEROS GRASSHOPER s csessssesesessssees 162 FIGURE 52 VUE D ENSEMBLE DE L INTERFACE AVEC LES ELITES AFFICHEES LES COUPS DE C UR ET LE MONITORING sssssssssssssssscsssesssssesssssscssessssssessezes 164 FIGURE 53 VUE PERSPECTIVE DE L INTERFACE AVEC VISUALISATION D UNE SOLUTION DANS SON SITE cscsssssssssssss
141. NTEXTE ENVIRONNEMENTAL La question des enjeux environnementaux est aujourd hui au centre des strat gies de conception architecturale Les accords de Rio et de Kyoto fixent les objectifs de limitation de gaz effet de serre La France s est engag e r duire la consommation d nergie des b timents qui contribuent pour 42 la consommation nerg tique et pour 25 la production de gaz effet de serre Ce ph nom ne entra ne un r chauffement climatique L empreinte cologique de l activit humaine a l chelle mondiale entra ne une exploitation des ressources qui d passe de 25 les capacit s biologiques de la terre Face cette prise de conscience des probl mes environnementaux la France a mis en place un Grenelle Celui ci fixe des objectifs et des mesures notamment en mati re de renforcement de la r glementation thermique l encouragement des innovations et la mobilisation de la soci t autour des conomies d nergie On peut consid rer que la R glementation Thermique RT est en France le fer de lance r glementaire de la ma trise nerg tique des difices Les exigences de cette derni re sont progressivement renforc es consommation nerg tique moyenne fix e moins de 110kWh m2 an en 2008 B timent Basse Consommation BBC correspondant moins de 50kWh m2 an en 2010 pour les b timents publics et tertiaires g n ralis e tous les b timents en 2012 B timent Energie Positive
142. ON DES AXES DE PHASAGES RAFFINEMENT ET CONCR TISATION D APRES DARSES 2007 87 FIGURE 26 REGROUPEMENT DE FIGURES ELEMENTAIRES DANS UNE FIGURE D ORDRE SUPER TRU os cidicit coc iiiaae i adinen ae iaa NEE Ea 102 FIGURE 27 REGROUPEMENT DE FIGURES L MENTAIRES DANS UNE FIGURE D ORDRE SUPERIEUR s sssssssssssssssssssssssssssssssssesssssssssssssssssssssssssssesssssssssssssssssssssssssssssusonsessnsess 102 FIGURE 28 REGROUPEMENT PAR PROXIMITE sssssssssssssssssssssssssssssssssssssesssssesesssseses 102 FIGURE 29 REGROUPEMENT PAR SIMILARIT FAISANT APPARAITRE DES DIAGONALES zinia urin END a AR NE A e anna 102 FIGURE 30 REGROUPEMENT PAR PROXIMIT ET SIMILARITE s scssssssssssssssseee 102 FIGURE 31 LES FORMES CLOSES SONT LUES COMME DES FIGURES 102 FIGURE 32 RECONSTRUCTION DE LA CONTINUITE cc cssssssssssssssssssssessssssessssessssees 102 FIGURE 33 LA SYM TRIE DU T EST PER UE PLUS NATURELLEMENT QUE L ASYM TRIE DU UE De 102 FIGURE 35 STRAT GIE DE CONCEPTION ARCHITECTURALE CHING 2007 106 FIGURE 36 EXEMPLES D OPERATEURS DE TRANSFORMATION MITCHELL amp MCCULLOUGH 1991 scssssrscsssssssssessssssscsssessccssesssesscsssessessscsssesssssscsssesssssnsesssessssssseees 106 MCCULLOUGH 1991 s cscsssssrsssssssssssrevscsssscsssesscsssscssssssssesesssessssensessssssesassssscsnsessssssesssseees 107 FIGURE 38 DIFF RENTES RESOLUTIONS D U
143. QUES SONT PARTICULI REMENT BIEN ADAPT S CELA DE PAR LEUR NATURE DISTRIBU E LES VARIANTES DE TYPE MULTI POPULATIONS EXPLOITENT EN PARALL LE PLUSIEURS POPULATIONS QUI S ATTACHENT D TECTER PLUSIEURS OPTIMA DISTINCTS l optimisation de probl mes bruit s o il existe une incertitude sur le calcul de la fonction objectif dont il faut alors tenir compte dans la recherche de l optimum l optimisation dynamique o la fonction objectif varie dans le temps Il faut alors approcher au mieux l optimum chaque pas de temps la parall lisation o l on cherche acc l rer la vitesse des algorithmes en r partissant la charge de calcul sur des unit s fonctionnant de concert Le probl me revient alors adapter les m ta heuristiques pour qu elles soient distribu es et les algorithmes volutionnaires font partie des rares algorithmes d optimisation tre parall lisables notamment sur les GPU et les clusters 27 l hybridation qui vise tirer parti des avantages respectifs de m ta heuristiques diff rentes en les combinant section 4 9 Souvent elle convoque une m thode d sormais classique appel e recherche locale qui partant d une solution initiale arbitraire ou donn e s lectionne de proche en proche une solution voisine La force de cette technique d pend bien s r du type de fonction de voisinage choisi et de l ergodicit des transformations c est dire la possibilit d atteindre une so
144. QUES INTERACTIFS Dans le cas o l on ne sait pas pr cis ment d finir ce que l on souhaite optimiser il est n cessaire de d velopper des strat gies sp cifiques C est le cas on l a vu pour les techniques d optimisation multi crit res Le probl me se complique encore lorsqu on se trouve dans des cas o ce que l on souhaite optimiser n est pas valuable ou mesurable l aide d une fonction math matique par exemple la simple notion de satisfaction il s agit alors de faire intervenir un utilisateur humain dans la boucle volutionnaire Cela correspond au courant des algorithmes volutionnaires interactifs ou AE I 47 ou encore des HBGA human based genetic algorithm qui autorisent un apprentissage implicite partir des divers choix de l utilisateur quelque niveau que ce soit initialisation mutation crossover s lection Si les premiers travaux sur l volution interactive concernaient la cr ation musicale et la synth se d images num riques de nouvelles applications concernent le text mining et le e learning De nombreuses tudes touchent maintenant divers domaines d application ou les quantit s a optimiser sont li es des jugements subjectifs visuels ou auditifs le plus souvent D finir les AE I comme des AE dont la fonction de fitness est donn e par une interaction humaine ne suffit pas repr senter la vari t des applications existantes Il faut en fait d finir l interaction
145. S PERFORMANTES ET DIVERSIFIEES La m thode bas e sur MOGLS et adapt e par Carpentier t choisie pr f rentiellement la m thode de Quiroz bas e sur NSGA II elle est un peu plus simple mettre en uvre Tableau 1 permet une impl mentation naturelle d A CROMUSE et apporte plus de flexibilit pour diriger proprement un effort de recherche partir des choix de l utilisateur en mode interactif Notre contribution est triple hybridation de MOGLS avec ACROMUSE extension des capacit s d ACROMUSE au cas multiobjectif nettement favoris par MOGLS et am lioration notable de son fonctionnement et enfin d veloppement d une technique d apprentissage en mode interactif Crit re INSGA II de Quiroz IMOGLS de Jaszkiewicz modifi par Carpentier Fitness fonctions pour N objectifs avec profondeur de dominance fonctions mais une pond ration al atoire est effectu e mais en 2002 l auteur montre que le nome sup balaie l int gralit du FP Initialis ation d une population Une population al atoire de P individus Une population al atoire de P individus des coefficients al atoires S lection Toumoi binaire au sens de Pareto Toumoi T aire par s lection al atoire de T parents a comparaison est faite sur le rang et la distance de peuplement a comparaison est faite avec la fonction scalarisante en cours Remplacement Elitiste Ajout la population courante avec limitation de taille par PADE traitement s par du Fron
146. UME B TIMENT VOLUME FA ONN PAR LE VENT ENLEVENEMENT D UN VOLUME AU VOLUME D UN BATIMENT VOLUME FACONNE PAR LE VENT PROBLEME Le vent fa onne largement la forme de beaucoup d objets industriels mobiles comme les voitures ou les avions Bien qu immobiles les b timents sont aussi par leurs dimensions tr s sollicit s par le vent mais ils ne le prennent en compte que comme une force laquelle il faut s opposer SOLUTION La forme d un toit ou d une fa ade expos au vent dominant peut tre profil e pour favoriser l coulement du vent et offrir une r sistance la plus faible possible Elle peut galement canaliser le vent des fins de confort comme l am lioration de la ventilation par effet venturi ou le rafra chissement par un meilleur coulement de Pair c t de cette approche passive il existe galement des moyens actifs pour r cup rer l nergie apport e par le vent La mise en place d oliennes urbaines au niveau des b timents fa ades ou toitures permet de profiter d un syst me de production d nergie renouvelable CONTRAINTES Techniques La prise en compte du vent conduit des formes de parois parfois complexes r aliser et au co t lev Visuelles Dans certain cas la direction du vent oblige fermer une fa ade qui pourrait offrir de belles vues aux espaces int rieurs ACTIONS Classe d action 4 Action Calcul du coefficient a rodynamiq
147. a retourne dans V9 EC2L on en relance 5 partir de a c est laquelle ECL2 ne relance pas l objet 3 mais l objet 5 car le pointeur est situ sur OS et non sur O3 quand EC2L appuie sur la touche espace qui permet de basculer en vue V3D Comme EcCoGen L tait en vue V3DZ lorsque EC2L a bascul en vue V9 la vue qui s affiche est de nouveau en V3DZ ne laissant pas appara tre le num ro de l objet s lectionn EC2L d zoome et fait appara tre le num ro de l objet EC2L las EC2L bascule de nouveau en vue V9 SK2L c tait celle l qu on vient de regarder EC2L je crois oui passe en V3D zoome en V3DZ et explore O5 SK2L non c tait pas a EC2L non c tait pas a SK2L non elle tait bien plus haute EC2L fait tourner les individus en V3DZ jusqu O9 dont le num ro n est donc pas affich EC2L c est a SK2 euh non EC2L toujours en V3DZ affiche O1 ECL2 c tait celle l SK2 attends voir SK2 saisit la souris EcCoGen L explore O1 toujours en V3DZ donc toujours sans le num ro affich puis passe O2 et O3 SK2 c est celle l je crois SK2 d zoome et affiche le num ro d O3 SK2 ouais 3 EC2L hum SL2L ce qui est pas mal c est ce bloc un peu plus haut EC2L ouais aussi ouais qui vient refermer Au cours de cet extrait il est manifeste que l absence d informations sur les num ros nuit l action des utilisateurs Non
148. a compr hension du processus et des effets de l interaction du concepteur sont abord es de mani re implicite dans les projets identifi s M me si les dispositifs portent en eux une logique stochastique et qu ils sont cens s g n rer de la nouveaut notamment par la surprise le concepteur doit tre capable d valuer les implications de ses choix et s lections Deux modalit s sont classiquement propos es C est d une part la possibilit de contr ler le taux de mutation ou les degr s de brassage de la population un taux de mutation important induisant de la vari t C est d autre part une approche par s lection cumulative ou un croisement successif des g nes travers leurs hi rarchisations pr alables Ces deux fonctions algorithmiques sont compl t es par une approche ergonomique de l interface des logiciels Nous retrouvons alors cinq notions principales int gr es de mani re h t rog ne dans les projets identifi s La repr sentation de la filiation phylog n tique ou g n alogique des individus est pr sente par exemple dans le projet GenoType Certains projets int grent les fonctions de construction et d finition de l individu initiale d autres imposent des principes tablis Les modalit s de s lection des individus de combinaison et d historique sont galement tr s variables en fonction du degr de maturit et des objectifs des outils La repr sentation de la correspondance g notypiq
149. alors que B2L n a fait varier que les niveaux 7 5 3 puis 4 conservant le m me pas pour tous les calculs 5 Autre observation B1L r initialise le syst me une seule fois lorsqu il passe de 7 4 niveaux faisant 3 calculs dans la premi re configuration et 5 dans la seconde B2L lui r initialise plus souvent le syst me r alisant 5 configurations plus ou moins d velopp es Temps 0 01 31 0 06 20 0 06 27 0 07 02 0 09 52 0 11 35 0 14 44 0 16 27 0 17 54 0 18 01 0 18 27 0 25 50 0 30 15 0 41 06 0 41 27 0 45 40 0 51 58 0 56 01 1 01 39 1 04 11 1 06 07 1 09 39 1 19 55 1 21 43 3 09 00 N G n 11 12 13 14 Action lance le calcul fin du calcul cp de coeur lance le calcul fin du calcul lance le calcul fin du calcul lance le calcul fin du calcul initialise lance le calcul fin du calcul lance le calcul fin du calcul cp de coeur lance le calcul fin du calcul cp de coeur lance le calcul fin du calcul cp de coeur cp de coeur sauvegarde sauvegarde sauvegarde lance le calcul fin du calcul fin de s ance Bin me 1 Lyon tages G n rations 7 1 z 1 7 3 va 3 4 3 4 10 4 10 4 10 4 5 S lection 013 03 o9 011 011 015 017 Tableau 1 Commandes de B1L sur l interface V9 Coup coeur 02 gt 011 07 gt 011 05 gt 013 O9 gt 015 03 gt 017 Bin me 2 Lyon Temps N G n Action tages G n rations S lection Coup coeur 0 00 43 11
150. alyse de protocoles verbaux Caverni 1988 Cross Christiaans amp Dorst 1996 Darses 2006 D tienne 2002 Dorst amp Cross 2001 Purcell amp Gero 1998 Il s agit d une technique qui consiste demander au concepteur de commenter haute voix ses propres actions dans la r alisation d une t che verbalisations concomitantes Cette verbalisation ainsi que les productions du sujet sont enregistr es le plus souvent en vid o des fins d analyse Malgr une critique de taille qui consiste soutenir qu en verbalisant le sujet modifie l ex cution de la t che ainsi que sa propre performance voire qu on ne peut pas pr tendre atteindre les processus cognitifs par une tude de la verbalisation cette technique reste tr s utilis e en ergonomie de la conception Selon ses promoteurs les protocoles verbaux rel vent d une m thodologie valide dans la mesure o ils respectent les canons de la scientificit savoir l explicitation et la reproductibilit Cette m thodologie est tr s majoritairement appliqu e pour l analyse de l activit d un concepteur agissant seul raison pour laquelle il lui est demand de parler haute voix 3 4 3 5 PRODUIRE DES CAT GORIES VERBALES ARGUMENTATIVES Les verbalisations produites peuvent tre cat goris es en type d changes argumentatifs Darses 2006 Dans le cas qu elle tudie Darses caract rise ces arguments en tant qu ils fournissent des crit res
151. anismes de croisement monoparental La diversit des solutions produites est alors limit e Finalement ce mode d interaction en imposant un dispositif interactif en temps r el implique g n ralement de faibles tailles et complexit s du g nome Nous avons vu que certains projets tentent de contourner cette difficult en convoquant dans l interaction un nombre suffisant d utilisateurs augmentant ainsi l espace des solutions parcourues D autres ont cherch acc l rer le processus en compl tant l interaction humaine par une automatisation Des tentatives d valuation automatique des crit res esth tiques ont ainsi t conduites Des r gles d harmonie des couleurs des sons ou des compositions graphiques comme une structuration par tiers de l image la prise en compte du sens de lecteur dans la composition la ma trise des contrastes et des principes renvoyant la notion de bonnes formes propos s par le mouvement Gestalt sur la psychologie de forme ont t int gr s dans des fonctions calculables La g n ration des solutions est ainsi acc l r e par cette automatisation de l appr ciation Mais il reste extr mement difficile d inclure compl tement la dimension subjective portant en elle une part de connaissance historique implicite ainsi qu une dimension sensible propre chacun La mod lisation de cette exp rience sensible restant pour le moment l tat embryonnaire Les questions de l
152. antes que d autres sur certains crit res performantiels la s lection est donc un acte raisonn On peut alterner comportement autonome et comportement interactif en s lectionnant des solutions particuli res puis en laissant EcCoGen L tenter une convergence et une optimisation des solutions M moriser les solutions On peut l issue d un run m moriser les solutions int ressantes dans les 12 cases de la zone coup de c ur 12 cases seulement sont disponibles les solutions qui y sont stock es peuvent tre d plac es copi es effac es On ne peut les enregistrer en 3D qu partir de la fen tre de perspective Visualiser les solutions pour les contr ler et les enregistrer en 3D Chaque solution des zones de proposition ou coup de c ur peut tre visualis e dans son contexte urbain dans la fen tre de perspective touche espace Depuis cette fen tre la touche S provoque l enregistrement de la solution affich e au format DXF Dans Sketchup par exemple on pourra r cup rer en 3D le site et la solution enregistr e afin de la retoucher la compl ter l habiller et la repr senter Recommencer la session Au bout d un certain nombre de runs les solutions propos es par EcCoGen L convergent vers des familles de solutions qui paraissent stables Si l on veut parcourir d autres univers de formes il faut r initialiser EcCoGen L en arr tant son ex cution 3 puis en le relan ant Il faudra alors reprendre depuis la
153. approche d co conception g n rative et de d finition d une strat gie de choix d environnements de d veloppement pour les quipes impliqu es dans le projet Il compose la premi re partie de l tat de l art des outils volutionnaires pr c demment d velopp s dans les champs de cr ation au sens large notamment dans les disciplines de l art visuel de la vid o du design et de la musique L tat de l art est construit par l analyse de cinq exp rimentations caract ristiques Chacune d elle est consid r e travers quatre crit res qui portent sur la caract risation de l environnement de d veloppement le type d interaction homme machine la mesure de la richesse du dialogue homme machine le type de donn es en entr e et en sortie Les diff rents projets sont regroup s en deux cat gories permettant de mettre en vidence deux strat gies d int gration des moteurs logiciels l int gration des moteurs dans un environnement unique et la cr ation de passerelles entre des environnements logiciels ind pendants Dans une troisi me partie les trois solutions arch typales identifi es sont compar es et valu es individuellement 3 2 2 ETAT DE L ART DES ENVIRONNEMENTS LOGICIELS 3 2 2 1 ARCHITECTURE LOGICIELLE Nous rappelons dans un premier temps la structuration d un environnement volutionnaire compos principalement de trois moteurs sp cifiques interconnect s le moteur d valua
154. aract rise par l tat transitoire des formes qui restent en volution La troisi me classe fait r f rence au situation dans lesquelles un apport ext rieur d nergie ou de mati re est n cessaire pour assurer la persistance du syst me La forme en quilibre renvoie un tat de stabilit du syst me pendant une chelle de temps d termin e dur e pendant laquelle les variables d tat restent stables La notion de conditions d mergence renvoie la fois l tat des conditions initiales qui peut orienter l volution dans des directions sp cifiques ainsi qu au ph nom ne d auto organisation d un ensemble d l ments dont les propri t s mergent de mani re spontan e et non pr dictible Une configuration ou structure singuli re merge d un ph nom ne collectif construit atour des interactions entre les entit s constitutives du syst me Ainsi la compr hension d une forme ou sa morphologie passe n cessairement par la compr hension de son processus d apparition de sa morphog n se 4 1 4 STRATEGIES DE MORPHOGENESE ARCHITECTURALE 4 1 4 1 LA FORME ARCHITECTURALE L architecture classique a d fini des principes r gulateurs de composition et d ordonnancement Rythme proportion sym trie r p tition sont devenus le vocabulaire d un formalisme canonique trouvant souvent un ancrage dans les travaux des g om tres antiques Le rythme est associ avec l id e de r gularit et de mouvem
155. ateur Hemberg 2001 Hemberg amp O Reilly 2004 Genr8 a t d velopp en 2001 au sein de l quipe Emergent Design Group du MIT et de l Architectural Association de Londres L outil utilise un algorithme de type Hemberg Extented Map L system HEMLS pour faire voluer et cro tre une surface dans un espace 3 dimensions Ce sont des attracteurs dispos s dans la sc ne qui permettent d attirer ou repousser les primitives g om triques initialement fournies par l utilisateur Nous rappelons l objectif initial de stimulation cr ative de l outil Diff rentes mises en application du logiciel ont d montr la vari t des modes d utilisation et d interpr tation possibles malgr une abstraction importante des modalit s d instanciations Environnement de d veloppement L outil Genr8 a t d velopp en Mel il fonctionne comme plug in de Maya Type de donn es en entr e et sortie L utilisateur d finit une surface initiale il positionne des attracteurs polaris s en pr cisant leur intensit puis lance le processus de g n ration Les param tres de l algorithme sont instanci s travers une interface qui prend la forme de bo tes de saisie et permet notamment de param trer l algorithme g n tique les r gles associ es la grammaire de forme et la fonction d valuation En sortie le logiciel propose un mod le g om trique ditable dont les caract ristiques topologiques d pendent du
156. ation et on s lectionne le meilleur de ces T individus Le choix de T permet de faire varier la pression s lective T 7 est une bonne valeur pour une population entre 100 et 1000 individus c est dire les chances de s lection des plus performants par rapport aux plus faibles A noter que le cas 7 2 correspond en esp rance et au premier ordre en fonction de P la s lection par le rang lin aire Enfin on a la s lection par tournoi stochastique qui est probablement le meilleur mode de s lection actuel pour r gler finement la pression de s lection et le plus rapide aussi Elle consiste se donner un param tre r el entre 0 5 et 1 et choisir uniform ment 2 individus avec ou sans remise pour ne retenir que le meilleur avec probabilit Utilis en conjonction avec le tournoi d terministe on peut choisir la pression de s lection de mani re quasi continue de tr s faible tournoi stochastique avec probabilit juste gt 0 5 tr s forte avec un tournoi d terministe grande arit T 3 3 5 3 S LECTIONS MULTI CRIT RES Toutes les techniques de s lection pr sent es ci dessus concernent le cas d une seule fonction objectif valeurs r elles Cependant la plupart des probl mes sont en fait multi crit res c est dire que l on cherche optimiser simultan ment plusieurs objectifs souvent contradictoires typiquement maximiser la qualit d un produit en minimisant son prix de revient L
157. ation Il au moyen d une s lection darwinienne les plus adapt s survivent l volution stoppe quand le niveau de performance souhait est atteint ou qu un nombre fixe de g n rations s est coul sans am liorer l individu le plus performant La mise en place et l ajustement d un AE sont complexes et le co t de calcul peut tre important Ainsi il est utile de noter que dans les applications par exemple les probl mes d optimisation topologique de structures l essentiel du co t calcul des AE provient de l tape d valuation calcul des performances les tailles de populations sont de l ordre de quelques dizaines le nombre de g n rations de quelques centaines ce qui donne lieu le plus souvent plusieurs dizaines de milliers de calculs de f La suite de cette section va d tailler les principaux composants des AE en donnant des exemples concrets Mais nous allons au pr alable d finir quelques notions cl s pour la compr hension du fonctionnement de ces algorithmes en pratique Population initialisation Variation operateurs Xover mutation Figure 20 Sch ma g n ral d un algorithme volutionnaire source Pierre Collet cours de l Ecole Polytechnique 2007 3 3 4 4 ESPACES DE REPRESENTATION La composante principale de l algorithme qui est en fait pr alable toutes les autres est la repr sentation ou choix de l espace de recherche Dans de nombreux cas l espace de re
158. ativit faisant appel des t ches vari es histoires courtes t che artistique Conti Coon et Amabile 1996 confirment ce mod le Des mesures prises dans diff rents contextes mais l int rieur d un m me domaine ont g n ralement montr des corr lations mod r es mais significatives Les auteurs mettent ainsi en vidence des comp tences g n rales de cr ativit travers diff rentes t ches dans un m me domaine de cr ativit aussi bien que dans des domaines tr s diff rents En outre la motivation interne des individus permet de pr dire un plus haut taux de cr ativit tandis que la motivation externe li e par exemple une r compense est moins robuste pour une telle pr diction Le rapport entre les comp tences g n rales inter domaines et sp cifiques intra domaine a t tudi par Hong et Milgram 2010 Les auteurs ont fait varier l appartenance ethnique le genre ainsi que l ge et ou le niveau scolaire dans trois tudes Dans chacune de ces trois tudes les auteurs observent un effet causal des comp tences g n rales sur les comp tences sp cifiques Ils en concluent que les diverses exp riences de l individu peuvent avoir un impact fort sur les comp tences sp cifiques 3 4 2 8 MOD LE DE LUBART PSYCHOLOGIE COGNITIVE Le mod le galement compositionnel de Lubart 2003 d crit les l ments suivants pour la cr ativit les capacit s cognitives du sujet qui peuvent
159. borateurs tendent montrer que l affichage de messages critiques dans le cours de la conception am nent les concepteurs modifier leurs solutions en d veloppement L influence serait directe sur les concepteurs d butants qui ont re u davantage de messages et indirecte sur les concepteurs confirm s au sens o cela les a incit s rechercher les d ficiences potentielles des solutions envisag es avant m me de les repr senter graphiquement 2006 p 156 3 4 3 11 FACILITER LE RAPPORT AUX REPR SENTATIONS EXTERNES Bonnardel 2006 p 140 parle de faciliter la conversation r flexive entre le concepteur et des repr sentations externes cr es notamment avec un syst me de CAO En cho aux travaux de Lebahar 1983 2007 Bonnardel note que le dessin est un moyen intuitif et rapide de proposer une solution et qu il donne la possibilit d voquer des aspects d taill s assez t t dans le processus de conception 3 4 3 11 1 ASSISTANCE DANS LE CADRE DE LA FORMATION Une tude Mathisen et Bronnick 2009 porte sur les effets de la formation la cr ativit sur ce que nous traduisons par propre efficacit cr atrice creative self efficacy Comme bien d autres les auteurs partent du constat que bien des facteurs individuels et contextuels agissent sur la performance cr ative Selon eux un concept est cependant central la propre efficacit cr atrice qui renvoie la croyance que les individus
160. briefing commun r unissant les deux bin mes ainsi que les partenaires du projet MAP ARIA et SITCOM INTERPSY Lyon MAP CRAI MAP ARIA et SITCOM INTERPSY Nancy Les temps 1 3 et 5 ont t film s selon ou plusieurs angles selon les cas et le mat riel disponible un seul pour les temps 1 et 5 trois pour le temps 3 de Lyon et 4 pour le temps 3 de Nancy En fonction de la disponibilit des sujets le d roulement des op rations s est effectu sur deux Nancy et trois Lyon Lyon Veille de l exp rimentation Temps 1 Jour de l exp rimentation Temps 2 3 et 4 Lendemain matin de l exp rimentation Temps 5 Nancy Veille de l exp rimentation Temps 1 Jour de l exp rimentation Temps 2 3 4 et 5 5 2 1 2 ENSEIGNEMENTS M THODOLOGOQUES Nous avions planifi un sixi me temps consacr des auto confrontations simples et crois es Etant donn les contraintes li es mise en place du projet nous avons d y renoncer En revanche nous avons fait voluer la s ance de debriefing Initialement nous avions planifi de rencontrer les bin mes s par ment Nous avons finalement choisi de faire t mpigner les bin mes au cours d une m me session Si cela ne permet pas d entrer aussi finement dans des perceptions propres chacun des bin mes cela a en revanche l avantage de croiser les exp riences et de nourrir un dialogue entre eux C est pourquoi en introduction de s ance nous le
161. cCoGen N ne concerne que ce seul environnement 5 2 2 1 2 TEMPS PASS SUR ECCOGEN DUR E DE LA SESSION Ainsi que nous venons de le mentionner les environnements EcCoGen L et EcCoGen N sont mobilis s de fa ons tr s diff rentes sur les sessions de travail Figure 38 La dur e initiale 3 heures a t peu pr s respect e par chacun des bin mes Dans le cas d EcCoGen L que cet environnement est tr s mobilis durant la premi re partie de la session de travail d but 1h30 environ en parall le avec une activit de croquis et d esquisses puis qu il est abandonn au profit de Sketchup qui va permettre aux sujets de d velopper la solution sur la base des individus s lectionn s dans EcCoGen L Ce travail sur Sketchup se poursuit par des dessins de d finitions Dans le cas d EcCoGen N le travail est d abord r alis sur Rhino puis associ Grasshopper pour poursuivre la d finition du projet L environnement EcCoGen N lui m me n intervient que dans un second temps et n a pas la m me fonction que pour EcCoGen L Au lieu d tre un outil de cr ation il est un outil qui poursuit cette cr ation On note que dans le cas d EcCoGen il y a tr s peu voire pas de dessins de type croquis ou esquisse ce qui tend montrer que le processus cr atif a t r alis avant la mobilisation d EcCoGen N m me si nous le verrons EcCoGen N agit tout de m me dans ce champ D11 pie EcCoGen Lyon F
162. ceecesoseesssoeessoeees 218 6 1 1 ENJEUX ENVIRONNEMENTAUX ET SOCIETAUX ccccccesesessessensnecaeceeeeeeeceeceecesesseesenssussaesaecaeeeaaa 218 6 1 2 ENJEUX EN TERMES D INSTRUMENTATION DE LA CONCEPTION ss00eseessecsceeeceeeceseeseeeceseeeeaes 218 6 1 3 FORMES ET PERFORMANCES DU PRIMAT DE LA FORME SUR LA PERFORMANCE UNE MISE EN RELATIONS ENTRE FORMES ET PERFORMANCES sscssseessessessnscecceeeeceeceececceseesenseeauaaaaeaaeeseceseeeesuaness 218 6 1 4 SUR LE PLAN DES OUTILS PROTOTPYAUX D VELOPP S 1 csccsssssscsecceceececceceeccseeecesessessseeeenenseees 219 6 1 5 SUR LE PLAN METHODOLOGIQUE i oeir recton t R a TOE A EE a aa r a 219 6 2 CONCLUSION seine NNA OENE ANTENA tienne tt esse net ERSA EINE ENa se 50056 219 7 LISTE DES ACTEURS MOBILISES PAR LE PROJET s scssssssssssssssssssssssssssssssssssssssesees 220 7 1 LABORATOIRE MAP CRAT ECOLE NATIONALE SUP RIEURE D ARCHITECTURE DE NANCY 220 7 2 LABORATOIRE MAP ARIA ECOLE NATIONALE SUP RIEURE D ARCHITECTURE DE LYON 220 7 3 CODISANT SITCOM INTERPSY UNIVERSIT NANCY 2 ccssssssssssssssscssccccscccccscssssscessesssssccssses 220 8 LISTE DES PUBLICATIONS sssssssessesesosssesscosssocseoocesosesessceecoosesooesocecoosesesorssrssssooeecssesesessss 221 8 1 FRANCE PUBLICATIONS MONO PARTENAIRE ccccssssssssssssssssssccccccsccsesesessessessesssscccsssssssscsssscsssses 221 221 221 221 221 8 3 INTERNATIONAL PUBLICATIONS MULTI PARTENAIRES cccccssccscssess
163. cherch s dans les g n rations suivantes Pris ensemble ces deux l ments morphologiques la vague et le trou contribuent construire deux choses Un principe selon lequel certaines parties des individus sont particuli rement performantes sur certains crit res C est le cas de la vague qui est performante pour les ombres port es Cela est aussi repris par SKIL lors du debriefing A plusieurs reprises il souligne qu il souhaiterait avoir une information plus particuli re sur des l ments d un individu afin de savoir ce qui explique en la performance globale Une hi rarchie des crit res de performance En effet la vague est associ e une bonne performance du point de vue des ombres Po tandis que sur un autre objet le trou est associ une compacit moindre Pc Or l un et l autre objet sont d sirables pour B1 Nous d veloppons cela dans un troisi me point C Hi rarchie des crit res de performance Tr s rapidement 6 minute SKIL tablit une hi rarchie dans les crit res de performances propos s le plus important c est energy et shadow casting et compacity c est le dernier Mais cette affirmation n est pas tay simplement valid e par un oui de ECIL Par la suite cette hi rarchie r appara t et est construite de fa on plus argument e Nous l avons vu au point pr c dent le fait de privil gier deux formes dont l une est performante sur un crit re hi rarchique
164. cherche est totalement d termin par le probl me c est l espace Q sur lequel est d finie la fonction objectif f Mais il est toujours possible de transporter son probl me dans un espace habilement choisi changement de variables dans lequel il sera plus ais de d finir des op rateurs de variation efficaces Cet espace est alors appel espace g notypique et l espace de recherche initial Q dans lequel est calcul e la performance des individus est appel espace ph notypique On peut alors r partir les diverses tapes de l algorithme en deux groupes celles relatives au darwinisme artificiel s lection et remplacement qui ne d pendent que des valeurs prises par f et pas de la repr sentation choisie c est dire pas de l espace g notypique et celles qui sont intimement li es la nature de cet espace de recherche Ainsi l initialisation et les op rateurs de variation sont sp cifiques aux types de g notypes mais par contre ne d pendent pas de la fonction objectif f c est le principe darwinien des variations non dirig es 3 3 4 5 R GLAGE D UN AE LE COMPROMIS EXPLORATION EXPLOITATION Le terme de diversit g n tique d signe la vari t des g notypes pr sents dans la population Elle devient nulle lorsque tous les individus ou les groupes d individus en optimisation multi objectifs sont identiques on parle alors a posteriori de convergence de l algorithme Mais il est important de savoir
165. conception centr e utilisateurs aurait peut tre permis d identifier plus rapidement les limites ergonomiques des solutions 6 2 CONCLUSION Le projet a conduit la construction d une connaissance importante sur la th matique les diff rents tats de l art les apports et originalit s du projet devraient contribuer l avancement des savoirs sur les questions identifi es Le projet a conduit au d veloppement de deux syst mes d information de type g n ratif qui ont t supports des exp rimentations Si la maturit de ces outils reste un stade exp rimental il est pr vu que leurs composants soient remobilis s dans des d veloppements connexes ou des prolongements directs De mani re g n rale le projet a contribu la structuration des quipes d une part en stimulant une d marche interdisciplinaire et un partage des savoirs entre architectes informaticiens et cogniticiens le croisement des points de vue ayant largement b n fici au projet D autre part le projet a permis le renforcement interne et la structuration de certaines quipes 7 LISTE DES ACTEURS MOBILIS S PAR LE PROJET 7 1 LABORATOIRE MAP CRAI ECOLE NATIONALE SUP RIEURE D ARCHITECTURE DE NANCY Pr Jean Claude Bignon Enseignant Chercheur Dr Gilles Duchanois Enseignant Chercheur Pr Gilles Hallin Enseignant Chercheur Mathieu Lamour Ing nieur d Etudes Aude Mourier puis Gregori Stocky Secr tariat Gregoire Thille Ingr
166. cr ativit par exemple la peur du risque les obstacles organisationnels la pression sur la charge de travail 10 items sur les productions aspects cr atifs notamment 3 4 3 3 TEST DE LA PENS E CREATIVE GUILFORD TORRANCE Plusieurs tests de pens e cr ative existent dans la litt rature Ils portent g n ralement sur des aspects cognitifs de la cr ativit Le test de la pens e divergente de Guilford repose sur trois indicateurs la fluidit capacit fournir un grand nombre de r ponses la flexibilit capacit fournir plusieurs cat gories de r ponses et l originalit capacit produire des r ponses rares Ce type de test est tr s utilis pour valuer la cr ativit mais des critiques font part du fait qu il ne permet pas vraiment de pr dire la cr ativit ou encore que les mesures produites sont des mesures de potentiel de cr ativit et non de cr ativit effective ce qui att nue la critique pr c dente Runco 1991 Enfin la question de la g n ricit du test est pos e la mesure de cr ativit vaut elle au del de la t che donn e Lubart 2003 En appui sur le test de Guilford celui de Torrance TTCT pour Torrance Test of Creative Thinking est certainement le plus r pandu L objectif de Torrance tait de construire un outil qui permette non seulement de mesurer les potentialit s cr atrices d un individu mais aussi de stimuler la pens e cr atrice elle m me Le TTCT r
167. croissant d institutions culturelles en Europe aux Etats Unis ou en Asie qui portent aujourd hui les th matiques de l art num rique le NTT Intercommunication Center ICC Tokyo le Center for Culture and Media ZKM Karlsruhe en Allemagne Ars Electronica Linz en Autriche Ainsi que des festivals ou manifestations internationales European Media Arts Festival Osnabr ck en Allemagne Next 5 Minutes Amsterdam aux Pays Bas 3 1 4 ETAT DES LIEUX DE L ART EVOLUTIONNAIRE gt Ouvroir de Litt rature Potentielle association d artistes et d crivain fond e en 1960 par Raymond Queneau et Fran ois Le Lionnais Iterated Function Systems Syst mes incr mentaux bas s sur la r p tition d une fonction dans un environnement Les exp rimentations en mati re d art volutionnaire sont regroup s en 3 cat gories distinguant les types d artefacts manipul s artefacts 2D artefact 3D et musique Chacune de ces cat gories est ensuite subdivis e en sous cat gories sp cifiques Nous trouvons pour ce qui concerne les repr sentations 2D les peintures et repr sentations abstraites les films et images de synth se les textures et images stylis es les dessins et la typographie Les objets 3D rassemblent des exp rimentations qui concernent l univers des biens de consommation et du design industriel L analyse de la litt rature attach e la musique volutionnaire est pr sent e de mani re synth tique
168. ctionnent un ensemble restreint de contraintes de base partir desquelles est choisie une id e solution une conjecture sur le produit futur qui servira de base la construction de la solution Pour r pondre cette double caract ristique de la conception architecturale Christopher Alexander 35 Herbert Simon The science of the artificial 1969 MIT Press traduction et postface par Jean Louis Le Moigne La science des syst mes science de l artificiel 1974 EPI diteurs Paris R dit en 2004 sous le nom de Les sciences de l artificiel Editions Gallimard 36 Sabinne Porada 1993 Imaginer l espace et spatialiser l imaginaire in Vers une nouvelle pens e visuelle R seaux Na 61 CNET 37 Claude Parthenay Herbert Simon rationalit limit e th orie des organisations et sciences de l artificiel Document de Travail CEPN Paris XIII et Universit de Cergy Pontoise 8 Philippe Marin 2010 Exploration des m canismes volutionnaires appliqu s la conception architecturale Mise en oeuvre d un algorithme g n tique guid par les qualit s solaires passives de l enveloppe Th se de Doctorat de l Institut National Polytechnique de Lorraine Discipline Science de l Architecture Jean Charles Lebahar 1983 Le dessin d architecte simulation graphique et r duction d incertitude Editions Parenth se 4 Fran oise Darses 2005 Contribution De L Ergonomie Cognitive A La Construction D Un
169. d analyses elles sont chronophages mais on peut esp rer que les r sultats fournis soient th oriquement solides et empiriquement signifiants En tant que m thodes pla ant les traces de l activit au centre de l analyse on peut galement souligner qu elles sont particuli rement adapt es pour les projets de type EcCoGen portant sur le d veloppement d un dispositif num rique Enfin ce sont des m thodes qui permettent d tudier la coop ration d acteurs dans la ligne des travaux du CSCW Salembier amp Pavard 2005 L accent n est plus n cessairement mis sur la r alisation de la t che comme c est souvent le cas en psychologie ergonomique cognitive mais sur les conditions qui en permettent la r alisation Ce sont donc ce titre des m thodes qui travaillent sur la notion d usage ou d appropriation Dourish 2003 bien plus que sur celle d utilisabilit 3 4 4 2 PR CONISATIONS M THODOLOGIQUES POUR ECCOGEN Pour le projet EcCoGen nous pr voyons de mettre en place des situations d usage du dispositif num rique dans une version prototype dans un premier temps automne 2011 puis dans une version d velopp e automne 2012 Ces s ances de travail par bin mes seront film es Nous choisissons un travail en bin mes comme ce fut le cas d ailleurs pour Lecourtois et al 2010 sur l hypoth se que les sujets sont ainsi amen s se confronter naturellement l un l autre n gocier le
170. d illumination ou insight la question pos e tant de savoir comment le sujet per oit soudainement ce qu il ne percevait pas auparavant ou ce que les autres ne per oivent pas Cela renvoie aux probl mes de figure fond d sormais classiques en psychologie exemple du vase de Rubin Ce mod le de la cr ativit tend montrer que la cr ation ne proc de pas d une m thode analytique ni de la mise en place d une strat gie de r solution qui pourrait tre syst matis e Il affirme au contraire que la cr ation est une activit inscrite dans l environnement Le saut cr atif Cross 1997 au cours duquel une solution merge doit tre analys en fonction du contexte dans lequel il se produit On comprend alors que Villumination insight s inscrit pleinement dans ce contexte et qu on devrait peut tre parler de pont plut t que de saut Le mod le de Wallas a t retravaill notamment par Amabile 1996 qui ajoute une phase de d couverte du probl me mais les critiques ont surtout port sur une vision plus complexe du processus cr atif et proposent une approche multivari e permettant par exemple d envisager que certains processus puissent tre simultan s 3 4 2 6 2 MOD LES COMPOSITIONNELS Plusieurs auteurs d crivent le processus cr atif comme relevant d une composition entre les traits de personnalit les productions et les facteurs contextuels comprenant les relations sociales Amabile 199
171. d J P 2002 Vie artificielle Ou la biologie rencontre l informatique Vuibert Rolland E 2010 Hasard cr ateur de hasard dans le champ de l art Sans Papier Romero J amp Machado P 2007 The Art of Artificial Evolution A Handbook on Evolutionary Art and Music Natural Computing Series Springer Saurisse P 2007 La m canique de l impr visible Art et hasard autour de 1960 L Harmattan Schmitz M 2004 GenoTyp experiment about genetic typography Paper presented at the Generative Art Milan Sims K 1994a Evolving 3D Morphology and Behavior by Competition Paper presented at the Artificial Live Sims K 1994b Evolving Virtual Creatures Paper presented at the SIGGRAPH Todd P M amp Werner G M 1999 Frankensteinian Methods for Evolutionary Music Composition In Musical Networks Parallel distributed perception and performance MIT Press Towsey M W Brown A R Wright S K amp Diederich J 2001 Towards melodic extension using genetic algorithms Educational Technology amp Society 4 2 54 65 3 2 LES ENVIRONNEMENTS LOGICIELS ADAPT S UNE COCONCEPTION G N RATIVE Auteur Philippe Marin MAP ARIA MAP CRAI 3 2 1 OBJECTIFS Ce document pr sente un tat de l art des environnements logiciels utilis s dans le champ de l architecture dans une logique volutionnaire Il porte un double objectif de caract risation des solutions logicielles adapt es une
172. de recul Programme Ce dispositif s oriente plus vers des usages publics les b timents r sidentiels urbain n admettent pas toujours ce type de solution ACTIONS Classe d action 2 Action Cr ation de surfaces horizontales accol es aux parois 4 2 1 7 15 HEMICYCLE SOLAIRE HEMICUCLE SOLAIRE PROBLEME L orientation des b timents est le premier outil de conception pour r pondre aux exigences de soleil de lumi re de vent et de vues Les formes des difices en r ponse aux usages aux g les d urbanisme ou des enjeux purement esth tiques n offrent pas toujours les solutions morphologiques les plus appropri es pour r pondre avec efficacit aux enjeux environnementaux pr alablement voqu s SOLUTION La construction d un b timent en forme d arc permet d ouvrir au maximum l difice au soleil du matin jusqu au soleil du soir Correctement positionn sur le site il permet de se prot ger sur sa fa ade Nord Nord Ouest Nord Est des vents froids Largement vitr sur la fa ade au soleil il permet la r alisation d un mur capteur dont l nergie peut ensuite tre stock e dans des mat riaux de masse CONTRAINTES Site Cette approche n est possible que sur des sites bien orient s Distribution L organisation et la distribution des locaux se fait en fonction de leur orientation solaire ACTIONS Classe d action 1 Action Cr ation d une polyligne particuli re Gestion de l or
173. de fonctionnement acc s organisation ACTIONS Classe d action 5 Action Gestion des vitrages des 4 2 1 7 11 GESTION DE L ORIENTATION NORD VOLUMES EN GRADINS GESTION DE L ORIENTATION NORD VOLUMES EN GRADINS PROBLEME Pour offrir des espaces ext rieurs accessibles sur les immeubles aux fa ades verticales on a recours aux balcons Mais plus ceux ci sont larges plus ils forment un masque solaire pr judiciable au confort visuel des locaux situ s en dessous et plus ils privent ces derniers des apports nerg tiques potentiels du soleil SOLUTION Un volume en gradins correctement orient au soleil permet d optimiser les apports solaires au niveau des vitrages tout en proposant de grandes terrasses accessibles Ces derni res peuvent tre v g talis es et offrir ainsi des espaces de vie ext rieure agr ables Elles peuvent aussi recevoir des v randas pour former des espaces tampons La solution de l immeuble en gradin est galement une r ponse pertinente sur les terrains forte pente voire pour le respect des prospects de recul en zone urbaine CONTRAINTES Economiques Compte tenu des propri t s morphologiques du b timent des contraintes de structure et d enveloppe d cal es des nombreuses tanch it s et dispositifs de garde corps les immeubles en gradins sont g n ralement on reux Implantation Dans les milieux urbains denses il est parfois difficile de concevoir un b timent
174. de l art des m thodes informatiques volutionnaires est produit dans la t che 2 1 Ce moteur assure la construction des g n rations successives l aide de m canismes de croisement et mutation des individus 3 2 2 2 DEUX STRATEGIES D IMPLEMENTATION DES LOGICIELS Il semble important de rappeler dans un premier temps que les exp rimentations pionni res en mati re de conception volutionnaire dans le champ de l architecture reviennent aux auteurs tels que Frazer Gero Coates et Soddu Frazer Frazer 1995 Frazer 2002 a conduit des travaux sur les m canismes de croissance des formes architecturales travers la mise en uvre de diff rentes techniques g n ratives associ es aux notions de vie artificielle Gero a port un regard cognitif sur les m canismes volutionnaires avec pour objectif de mod liser les processus cr atifs il s est notamment int ress la repr sentation de la connaissance l identification de la nouveaut ainsi qu la transformation artificielle de l espace des solutions Gero amp Maher 1991 Assoc 1993 Coates a explor la mise en uvre de L systems et grammaire de formes dans la perspective de croissance morphologique associ e des crit res de performances comme la lumi re le vent ou les propri t s structurelles Coates 1996 Coates 2010 Soddu a exp riment les m canismes g n ratifs en tant que dispositifs capables de g n rer une forme harmonieuse r ponda
175. des op rateurs qui ne d forment que lentement et de mani re relativement continue l objet courant peu de mutations croisements entre autres et plut t locaux qu uniformes De plus les probl mes sont en g n ral plus faciles appr hender par l utilisateur quand les fonctions de fitness ne sont pas trop discontinues Enfin dans une approche multi objectifs la subjectivit de l utilisateur se cache deux niveaux dans le choix des crit res et dans leur pond ration Ainsi on ne peut savoir que le probleme est bien pos qu une fois qu on l a r solu Comme dans la majorit des simulations 3 3 7 ANNEXE 3 3 7 1 MUTATION AUTO ADAPTATIVE Pour se d barrasser l gamment de la t che fastidieuse du r glage des param tres de la mutation les p res des strat gies d volution I Rechenberg et H P Schwefel ont alors propos de rendre la mutation auto adaptative Cette technique consid re en fait les param tres de la mutation eux m mes comme des variables suppl mentaires et les fait galement voluer via croisement et mutation avant d tre utilis es pour la mutation des variables elles m mes L id e sous jacente est que bien que la s lection soit faite sur les valeurs de la fonction objectif fet non pas directement sur les param tres de la mutation un individu ne peut pas survivre longtemps s il n a pas les param tres de mutation adapt s la topographie de la portion de la surface d
176. des simplifications qu elle propose En effet au stade initial de la conception tous les param tres ne sont pas identifi s et il est n cessaire de faire des approximations simplificatrices De plus nous nous int resserons plus particuli rement la notion de confort d hiver Cette m thode de DJU Cardonnel 2004 date d une cinquantaine d ann es et consiste d terminer la somme des carts positifs de temp rature entre ambiance 18 C et le climat ext rieur sur une p riode donn e De nombreuses bases de donn es climatiques fournissent des relev s de temp rature pour les diff rentes villes fran aises La formule g n rale de calcul est la suivante D Htx Dh 6 a avec D d perditions de chauffage du b timent en kWh an ou sur la p riode consid r e Ht coefficient de d perdition du batiment Henv enveloppe Hrev ventilation en W K Le detail des calculs des coefficients de d perdition en fonction des r sistances thermiques est fourni au chapitre suivant Dh a valeur des degr s heures de base sur la p riode consid r e en K Ch Dh est une forme de DJU int gr au pas horaire et non journalier qui permet d viter la multiplication par 24 a est la temperature de consigne C ventuellement corrig e en tenant compte de la programmation et de l inertie thermique du b timent Les d perditions D sont compens es en partie par les apports gratuits internes AI et solaires AS qui par
177. deux caract ristiques D une part face aux co mod les le premier outil repose sur la d clinaison et l exploration de variantes d co mod les explicitement identifi s Le second outil mobilise la notion d co mod le dans la capacit du dispositif g n ratif faire merger une configuration identifi e par le concepteur configuration que le concepteur cherche ensuite maintenir ou prolonger au fil des g n rations D autre part si les univers r f rentiels participent in vitablement des processus de conception architecturaux l outils ec co gen N les convoque de mani re concr te et directe ec co gen L pour sa part op re de mani re plus abstraite travers une r interpr tation morphologique des analogons propos s sous forme de voxels Ces approches rel vent de postures de conception diff rentes et nous n avons pas souhait arbitrer entre ces deux strat gies pour privil gier une d marche parall le Ce choix m thodologique a contribu une explicitation des caract ristiques de conception en permettant une confrontation et une comparaison des outils et processus associ s L inscription du projet dans une boucle de conception cyclique autorisant une premi re it ration sp cifications d veloppement exp rimentations critiques puis une deuxi me et troisi me it rations int grant les am liorations identifi es auraient pu participer la mise au point de syst mes d information plus aboutis De plus une m thode de
178. ditions climatiques favorables lorsqu elles se pr sentent naturellement SOLUTION Dans de nombreuses r gions chaudes du monde l architecture vernaculaire a d velopp des toitures en terrasses accessibles pour permettre aux habitants de profiter de la fraicheur du soir en faisant de ces toits des lieux de vie de nuit La terrasse utilisable peut donc tre un v ritable lieu utile confortable et participer un zonage climatique des espaces y compris dans les climats plus temp r s Pour am liorer son confort en journ e la terrasse peut tre recouverte de pergolas v g talis es ou de pergolas solaires La terrasses peut galement recevoir de la v g tation et particper ainsi la n cessaire biodiversit CONTRAINTE Accessibilit Il est n cessaire de pr voir un acc s suppl mentaire escalier rampe qui a une incidence en terme de distribution des espaces et de co t L acc ssibilt aux personnes mobilit r duite peut en tre limit e S curit Afin d assurer la s curit des personnes et de pr venir les risques de chutes des dispositifs garde corps doivent tre install s ACTIONS Classe d action 4 Action Calcul d un crit re bas sur le rapport surface plancher volume 4 2 2 PLATEFORME EC CO GEN Auteur Gilles Duchanois MAP CRAI Mathieu Lamour MAP CRAI 4 2 2 1 MOTEUR MORPHOGENETIQUE L outil morphologique pr sent ici utilise la logique et les fonctionnalit s de l o
179. dons compte des situations d un point de vue plut t quantitatif Ces donn es concernent les questionnaires post sessions ainsi que le d roulement de chacune des quatre situations Nous pr sentons ensuite l analyse globale des deux debriefings r alis s ce qui permet de poser quelques points avant de proc der l analyse qualitative des situations d utilisation d EcCoGen L et d EcCoGen N 5 2 2 1 DONN ES QUANTITATIVES SUR LES SITUATIONS OBSERV ES 5 2 2 1 1 LES QUESTIONNAIRES POST SESSION M me si comme cela a t dit plus haut les questionnaires ne permettent pas de comparer les r sultats en termes d analyse de la cr ativit nous pouvons tout de m me les observer Figure 37 Le tableau des r sultats complet figure l annexe 4 Series Figure 55 R ponses au questionnaires post session S ries 1 Lyon S ries 2 Nancy Un cart appara t entre les utilisateurs d EcCoGen L et d EcCoGen N pour quelques items 17 20 Sur la lisibilit des donn es de l interface moins bien valu e sur EcCoGen L que sur EcCoGen N 26 33 Sur la charge cognitive plus importante dans EcCoGen L que dans EcCoGen N m moire recherche d individus auparavant s lectionn s efforts pour atteindre un r sultat ainsi que sur des aspects plus proc duraux annuler une action ou d assistance aupr s du bin me ou d autrui 35 37 Sur la moindre capacit d EcCoGen L
180. dont la forme doit tre pleinement r fl chie ACTIONS Classe d action 1 Action D calage horizontal des tag 4 2 1 7 10 FA ADE ORIENT E AU SOLEIL FACADE ORENTEE AU SOLEIL PROBLEME Nombre de b timents s difient en ne tenant pas suffisamment compte des effets du soleil li s l orientation Des sch mas d urbanisme abstraits ou une approche trop technique du confort en sont souvent la cause Les difices privent ainsi partiellement de la principale source naturelle de lumi re et de chaleur le soleil SOLUTION Pour utiliser au mieux les potentialit s solaires ou au contraire se prot ger de ses effets les plus n fastes il est judicieux d orienter la plus grande des fa ades vitr es face au soleil dans les r gions froides voire temp r es ou au contraire de la minimiser dans les r gions chaudes Pour s adapter aux contraintes urbaines on peut admettre un cart angulaire par rapport au Sud ou au Nord de plus ou moins 15 CONTRAINTES Urbanistiques En zone urbaine l orientation est surtout li e aux contraintes parcellaires et viaires ce qui rend difficile l optimisation de la position de l difice Esth tiques L orientation de tous les b timents d une m me zone dans une m me direction ne peut engendrer qu une forme de monotonie esth tique Usages L orientation contraint une distribution sp cifique des locaux pas toujours compatible avec d autres exigences
181. dre points et restreignent l utilisation de l outil une fonction d ing nieur proposant des objets cologiquement performants Les sujets nous disent aussi que le processus cr atif est un processus plastique qui s adapte aux outils propos s Nous n avions initialement pas pr vu de tester deux environnements diff rents mais un seul Cette contrainte issue de l histoire du projet a permis non pas de comparer mais d observer deux situations de conception architecturale ayant un m me objectif servi par deux outils dont les principes ne concordent pas tout fait Il en ressort une observation certainement plus riche m me si plus lourde car elle montre exactement le poids de l outil dans le processus cr atif et les moyens mis en uvre par les sujets pour s adapter c est dire d former l outil pour l int grer dans leurs propres pratiques Ce point crucial en psychologie ergonomique demanderait tre d velopp plus avant Le mat riel constitu lors de ces deux sessions de travail devrait pouvoir le permettre Les sujets confirment enfin le poids du collectif et de la manipulation d objets dans la cr ativit Certes ils disent lors des debriefings qu il leur semble que leur cr ativit personnelle est quelque peu brid e par le fait d avoir travaill en bin me ce qu ils expliquent par la n cessit de faire du consensus Mais ce qu ils r alisent dans les sessions de travail est a
182. dre un nombre fini d tats en fonction de l tat de ses voisins Ulam a constat que l utilisation de r gles simples permettait d engendrer une grande diversit de configurations complexes Il a mis en vidence la complexit et l impr visibilit des objets g om triques r cursifs Ces travaux ont directement contribu au d veloppement de la th orie des automates autor plicateurs de John Von Neumann 1903 1957 C est en 1970 que John Horton Conway 1937 rend c l bre les automates cellulaires avec son jeu de la vie Le jeu de la vie se pr sente sous la forme d un espace deux dimensions limit et discr tis Chaque cellule peut prendre deux valeurs et le jeu est bas sur 3 r gles l mentaires d crivant l tat de la cellule en fonction de l tat des cellules voisines Cette simplicit des conditions initiales permet pourtant de mettre en exergue les principes d mergence de r plication d interaction ou de complexit Les applications des automates cellulaires sont nombreuses et vari es Ils sont notamment utilis s pour la repr sentation des ph nom nes physiques l analyse des dynamiques urbaines le traitement informatique la cryptographie la simulation du trafic automobile les simulations conomiques La grammaire de forme Attribu Stiny Stiny 2006 et explor d s 1976 la grammaire de forme repose sur un processus it ratif conduisant la construction de morph
183. e l occasion performante et dans certains cas prouv e Marc Shoenauer 3 3 4 1 G N RALIT S Les AE sont class s parmi les m ta heuristiques d intelligence calculatoire Formellement ce sont des algorithmes d optimisation globale stochastique d ordre 0 aucune propri t de continuit ni de d rivabilit n est n cessaire au bon d roulement de la m thode seule la connaissance des valeurs de la fonction optimiser aux points d chantillonnages est requise parfois m me une approximation suffit Ils pr sentent deux points forts d une part leur souplesse d emploi puisqu ils peuvent optimiser des fonctions non r guli res d finies sur des espaces quelconques non restreints aux espaces de recherche param triques dans lesquels la solution est cherch e sous forme d un vecteur de param tres de taille fixe comme les espaces de recherche non standard listes graphes d autre part leur robustesse face aux optima locaux Ils sont aujourd hui couramment utilis s pour trouver les optima de fonctions difficiles ou d finies sur des espaces non standards ex espaces de listes de graphes et pour des probl mes qui sont pour le moment hors d atteinte des m thodes d terministes connues NB la synth se qui suit est bas e en grande partie sur des cours d une grande qualit donn s par Marc Schoenauer et Pierre Collet l cole Polytechnique entre 2004 et 2010 et publi s sur les sites internet des
184. e des attracteurs en math matiques par lesquels les trajectoires volutionnistes sont canalis es vers des formes fonctionnelles stables poss dant une logique interne Enfin des tenants de la complexit mergente des formes de vie Brian Goodwin 39 Mae Wan Ho 40 Marcel Paul Sch tzenberger 41 montrent que l auto organisation est un processus plus puissant que la s lection naturelle pour expliquer la stabilit des formes de vie complexes lesquelles ne peuvent tre atteintes par des processus d essais erreurs 3 3 3 2 VOLUTION BIOLOGIQUE ET G N TIQUE Il a fallu un si cle de travail apr s la publication de la th orie darwinienne pour comprendre la base g nomique de l volution L ADN macro mol cule remarquable compos e de s quences de paires de bases appel es nucl otides 4 lettres possibles A C G T et dot e de la capacit d auto r paration a t d couverte par Crick et Watson en 1953 Les mol cules d ADN sont elles m mes empaquet es dans des chromosomes 24 pour l homme r sidant dans le noyau de chaque cellule et forment la chromatide Une instruction de l ADN est appel e g ne et peut tre constitu e de centaines ou de milliers de nucl otides Mais leur d termination exacte est quivoque car empirique Les diff rentes valeurs d un g ne sont appel es all les Le d me central de la g n tique est que l ensemble des caract ristiques d un organisme sont cod es dans ses g nes T
185. e B2N 1 19 48 C est cette forme fond e sur quatre points qui est soumise au calcul d EcCoGen N et qui va confronter B2N divers choix qui apparaissent la Figure 50 Une diff rence fondamentale r side dans ces deux tats des tages surplombant le rez de chauss e Anticip e par B2N et saisie dans Rhino Grasshopper cette forme est prise dans l espace vertical d fini pour le rez de chauss e Calcul e par EcCoGen N en prenant donc en compte des crit res nerg tiques cette forme d borde de cet espace cr ant une pointe en surplomb du rez de chauss e Cette pointe est imm diatement identifi e et mobilis e par B2N comme tant un l ment d terminant de l originalit de leur projet Pour autant B2N conserve la sensation d avoir ma triser le processus cr atif il a peu pr s respect la commande RH2N 1 35 05 et plus loin toujours RH2N celiui qui ma trise Grasshopper au sein de B2N finalement notre mod le il a bien march 1 57 20 Cela illustre la deuxi me strat gie celle qui consiste fixer quelques l ments puis recourir EcCoGen N pour proposer des formes qui plus est des formes performantes d un point de vue nerg tique 5 2 4 2 3 BILAN Nous l avons dit EcCoGen N est plus complexe moins intuitif qu EcCoGen L dans sa mise en uvre Son appropriation par les utilisateurs est plus ardue et explique que dans un m me temps et pour un m me projet le n
186. e Caadria Sydney Caldas L G 2005 Three Dimensional Shape Generation of Low Energy Architectural Solutions using Pareto Genetic Algorithms Paper presented at the eCAADe Lisbon Portugal Caldas L G amp Norford L K 2003 Genetic algorithms for optimization of buiding envelopes and the design and control of HVAC Systems Journal of solar energy engineering 125 125 Coates P 1996 The use of cellular automata to explore bottom up architectonics rules Paper presented at the Eurographics UK London Coates P 2010 Programming Architecture Routledge Coates P Broughton T amp Jackson H 1999 Exploring three dimensional design worlds using Lindenmayer Systems and genetic programming In Evolutionary Design by Computers pp 232 341 Morgan Kaufmann Dillenburger B Braach M amp Hovestadt L 2009 Building design as individual compromise between qualities and costs A general approach for automated building permanent cost and quality control Paper presented at the CAAD Futures Montr al Canada Embden Andres M V v Turrin M amp Buelow P v 2009 Structural DNA Genetic Exploration of Biological Micro Structures for Architectural Applications Paper presented at the ACSA Southwest Albuquerque New Mexico Frazer J 1995 An Evolutionary Architecture Themes VII Architectural Association Publications Frazer J 2002 Generative and Evolutionary Techniques for Building En
187. e cellule correspond alors une unit du programme Les hauteurs de niveau sont constantes et la subdivision en voxel est r p t e verticalement gale distance Chaque voxel stocke non seulement ses informations g om triques mais galement son niveau de performance La distribution de ces primitives et leur lissage g om trique permettent la repr sentation de l difice final Le moteur d valuation est int gr au logiciel dans un soucis de performance d interaction et d ergonomie Chaque cellule est valu e chaque qualit est pond r e par un facteur de priorit et la valeur cumul e des valuations Le voxel correspond un pixel en trois dimensions son synonyme boxel est galement utilis il s inscrit g n ralement dans des espaces matriciels final et livrables constitue la note globale Le mod le d valuation est constitu de 10 couples param tre qualit associ s des normes information perm abilit temp rature isolation lumi re translucidit vue transparence son isolation acoustique eau perm abilit proximit co t de circulation poids stabilit profondeur espace trafic accessibilit Environnement de d veloppement L outil a t d velopp dans un environnement sp cifique de type Cocoa Ce choix est justifi par un soucis de performance r activit interactivit et ergonomie Type de donn es en entr e et sortie L utilisateur d crit en entr e
188. e contr le ou encore pour la simulation Lebahar 2007 Ce sont galement des objets interm diaires fondamentaux dans le processus de conception qui ont une triple fonction repr senter traduire m diatiser Jeantet 1998 Vinck 1999 Dans un ouvrage consacr la conception architecturale Lebahar 2007 demande des architectes de commenter les dessins qu ils ont produits au cours de leur activit cr ative Leur impression spontan e est que le dessin leur permet de d signer des r f rents ou encore de contr ler visuellement la conformit d un objet qu ils ont imagin par rapport aux contraintes qu ils doivent satisfaire par exemple celles provenant du cahier des charges Selon Lebahar le dessin d architecte mais plus g n ralement le dessin en conception est un moyen de simulation qui permet au sujet d valuer des hypoth ses qu il fait alors m me qu il n est pas encore s r de ce qu il veut produire Le dessin peut galement tre un moyen commode de d crire des relations entre des l ments sans encore donner de forme l objet En psychologie ergonomique les brouillons dessins graphiques calculs tableaux notes ainsi que les documents pr alables et les prototypes sont le plus souvent consid r s comme des repr sentations externes permettant d assister la conception cr ative Bonnardel 2006 C est galement la position d fendue par Visser Darses et D tienne 2004 qui tout
189. e de cr ativit proprement dite consiste favoriser l expression d une pens e divergente et est propice aux volutions de type illumination ce que symbolise le caract re non continu des courbes symbolisant les degr s de libert sur le projet et le niveau de connaissance Par la suite la phase de contr le renvoie plut t une pens e convergente car il s agit d valuer la solution g n r e Pour autant la progression ne devient pas lin aire pour autant car m me dans cette phase de contr le et m me dans la phase finale de r alisation la connaissance du produit progresse par coups Ainsi donc la cr ativit ne consiste pas seulement produire des id es nouvelles mais galement les contr ler les valuer ce que nous voyons dans la partie suivante DDL sur le projet Connaissance du projet Double gestion Exploration de solutions D cision R duction des DDL G rer un projet c est articuler les deux courbes On peut tout faire mais on n est s r On sait presque tout mais on n a de rien plus de libert Cr ativit R alisation Contr le Temps d apr s Ch Midler 1996 L auto qui n existait pas Paris InterEditions fig 3 3 p 98 Figure 24 Processus d innovation selon Midler 1996 3 4 3 M THODES D EVALUATION DE LA CR ATIVIT CONCEPTION CREATIVE Les mod les d crits aux points 4 4 2 6 et 4 4 2
190. e des acteurs sectoriels dans un processus lin aire de r partition des responsabilit s Nous notons deux types d inad quation pr gnante dans un processus cr atif associ aux phases initiales de la conception Huot 2005 l inad quation contextuelle li e la complexification des interfaces et l inad quation cognitive li e la n cessaire univocit du mod le num rique alors m me que l activit de recherche cr ative implique une d finition progressive de l objet en tude Les tudes en psychologie cognitive ont conduit l identification de principes ergonomiques n cessaires aux d veloppements des syst mes d assistance dans les phases amont de la conception Flemming 1997 faciliter l interaction gestuelle permettre l entr e de donn es impr cises autoriser le passage entre niveaux de repr sentation aider la comparaison entre diff rents concepts de solutions faire des suggestions aider valuer De nombreux travaux et les d veloppements r cents des outils logiciels tentent de r pondre ces principes ergonomiques notamment en am liorant les fonctionnalit s d interaction homme machine manipulation multi vues du mod le g om trique repr sentation alt r e ou vocatrice de l objet en reprenant des codes de graphiques appropri s Cependant il appara t ici que le prolongement des techniques de dessin la main dans le champ du num rique n admet pas une transposition des qualit
191. e et le focus reste tr s largement mis sur la cr ativit de l individu Ils notent galement une inflexion propos du type de recherches men es lors des ann es 2005 2007 par rapport l ann e 1986 qui formait la base du travail de Wehner et al 1991 celles ci tant moins qualitatives qu auparavant au b n fice d tudes th oriques quantitatives Cependant ce sont les tudes empiriques qui dominent toujours par rapport aux contributions th oriques qu Saad Produc nT Process FIGURE 1 Aspect and social level by discipline Cells represent percentages of scores The sample size n indicates the number of abstracts from the entire sample N 119 Figure 23 Objets de recherche et niveau sociaux en fonction des disciplines traitant de la cr ativit Extrait de Kahl et al 2009 3 4 2 6 DEUX MOD LES DOMINANTS Dans une revue de questions portant sur portant sur les traits cr atifs Welling 2007 identifie quatre op rations mentales d terminantes application analogie combinaison et abstraction Selon lui les op rations interviennent dans tout processus cr atif mais ne sont pas pr dictives Parmi ces quatre op rations l abstraction tient une place particuli re alors qu elle a t largement n glig e dans les travaux sur la cr ativit L auteur pr cise que l analyse de ces quatre op rations fondamentales pourrait donner une perspective nouvelle propos de l opposition entre une vision
192. e fixe d op randes et rendant lui m me un r sultat pouvant son tour tre l op rande d un des op rateurs L ensemble des n uds de l arbre est l ensemble des op rateurs et l ensemble des terminaux de l arbre est constitu des op randes de base Les premiers travaux en GP optimisaient des programmes crits dans un sous ensemble du langage LISP travaillant sur des variables bool ennes Les n uds taient constitu s d op rations logiques AND OR et de tests ex l op rateur ternaire IF Argl THEN Arg2 ELSE Arg3 et les op randes des variables du probl me De nombreux autres langages ont t utilis s dans le cadre de GP mais donnons ici l exemple trivial de programmes op rant sur des valeurs r elles avec pour terminaux soit des valeurs constantes soit l un des symboles X etY X Y R et pour n uds les op rations d addition et de multiplication L ensemble des programmes que d crivent de tels arbres est l ensemble des polyn mes r els 2 variables X etY De m me qu en programmation manuelle il est possible et souhaitable d utiliser les concepts de programmation structur e la notion de sous routine par exemple a t introduite rapidement dans les arbres sous la forme d ADF Automatically Defined Functions 24 de m me que des structures de contr le au sein des op rateurs l mentaires boucles r cursion L int r t d une telle repr sentation qui permet d u
193. e la cr ation Pour leur part les outils de simulation sont avant tout des outils de contr le de performance Ils agissent comme des instruments de v rification plus que comme des outils de stimulation Si la communication et la v rification port es par les outils num riques orient s architecture sont bien des fonctions n cessaires au processus de conception elles ne sauraient tre confondues avec les fonctions cr atives galement n cessaires au m me processus Notre projet de recherche vise donc d finir une m thode et d velopper un outil d assistance la conception de type g n ratif dont le fonctionnement rel ve de m canismes volutionnaires susceptibles d apporter une v ritable aide la cr ation De plus nous portons cette instrumentation du processus de conception cr ative dans le contexte du d veloppement durable et des conomies d nergie Il appara t en effet prioritaire aujourd hui dans les champs de l architecture et de l ing nierie de la construction d int grer les param tres et les contraintes du d veloppement durable dans les d marches de conception de cr ation et d innovation La n cessit de la prise en compte de ces composantes face la crise nerg tique et sociale qui se manifeste aujourd hui est associ e une complexification des enjeux caract ris s par des chelles spatiales et temporelles multiples et par l interconnexion entre les probl mes et les contrain
194. e pour expliquer quelques m canismes biologiques difficiles interpr ter autrement les callosit s des oiseaux ou des mammif res les pines stipulaires des fourmis Acacia la coaptation des phasmes 46 Et elle est souvent utilis e dans des exp rimentations en volution artificielle tout comme le lamarkisme Il existe l heure actuelle de nombreuses recherches sur l volution du vivant et la situation est loin d tre fig e dans les sciences de l volution L quation volution n o darwinisme ne fait plus l unanimit chez les chercheurs car elle est loin de rendre compte de toutes les observations li es l volution des esp ces vivantes notamment les transitions rapides d une esp ce une autre et l existence de formes de vie depuis longtemps mal adapt es leur milieu et qui pourtant survivent bien comme l a montr l thologue R my Chauvin 42 L tude de l volution interroge d sormais quatre domaines scientifiques majeurs en interaction la pal ontologie la biologie mol culaire la g nomique et la th orie de la complexit qui a consid rablement progress en tudiant le vivant Certains travaux visent montrer que le champ d action de la th orie n o darwinienne se limiterait la micro volution favorisant effectivement l adaptation environnementale et o l optimisation g n tique joue pleinement son r le mais que la transition d une esp ce une autre rel verait de ph no
195. e privil gi es dans le paysage de recherche Pour cela un bon IGA doit suivre les choix de l utilisateur en leur assurant une certaine persistance qui ne doit tre ni trop courte pour laisser l AG le temps de s en impr gner ni trop longue pour ne pas brider la diversit de l exploration vers d autres zones potentiellement int ressantes Comme dans Quiroz et al 2008 on peut souhaiter garder des solutions objectivement moins bonnes si elles sont amplifi es par des choix r p t s de l utilisateur ce qui relativise la notation performantielle ce niveau On parle alors d optimisation marginale et l on vite les m thodes co teuses en temps de calcul recherche locale par exemple pour se concentrer davantage sur la diversit En optimisation multiobjectif on essaie toujours de trouver une bonne approximation du front de Pareto FP ensemble des solutions non domin es c est dire au moins aussi bonnes que toutes les autres sur l ensemble des objectifs et meilleures sur un objectif au moins Ces solutions par d finition ne sont pas comparables entre elles c est l utilisateur au final de choisir en faisant intervenir des crit res non quantifiables C est bien le propre d un IGA dont le but est de trouver des configurations satisfaisant au mieux les exigences de l utilisateur Et l on fait souvent l hypoth se que ces solutions doivent se trouver quelque part sur le front de Pareto parce qu on se dit que l u
196. e simulation et d valuation nerg tique du b timent Degr d ouverture de la solution Le d veloppement serait ici associ un environnement propri taire au sein d un logiciel du march 3 2 3 1 3 SOLUTION RHINO3D GRASSHOPPER ECOTECT Int gration des moteurs d valuation morphog n tique et g n ratif La solution consistant la construction de passerelles entre des environnements logiciels pr sente l avantage de l exploitation des sp cificit s de chacun des syst mes mais au prix de temps de calcul et de faibles interactions directes pendant le processus g n ratif Ainsi l imbrication de Grasshopper et Rhino 3D autorise la construction de mod les param triques La fonction Galapagos de Grasshopper offre d s pr sent l acc s un algorithme g n tique Une passerelle entre Grasshopper et Ecotect est possible Elle a t test e l aide du plug in Geco Un tel dispositif rendrait possible la mise en uvre d un mod le param trique ouvert dont la d finition pourrait tre compl t e par les intentions de chaque concepteur le moteur d valuation pourrait tre impl ment en VBScript ou coupl l environnement Ecotect Le moteur g n ratif pourrait dans un premier temps utiliser la fonction Galapagos pour terme envisager l int gration d un nouveau plug in Ec Co Gen Enfin l interfa age l enregistrement de l historique la repr sentation phylog n tique
197. e susceptible de mener un analogue des macro volutions 3 3 6 2 MORPHOGENESE NATURELLE ET ARTIFICIELLE Dans la nature on sait que toute morphogen se ne r sulte pas uniquement d un processus d adaptation environnementale donc d optimisation Il y a aussi les lois de la chimie et de la physique qui guident et contraignent aussi l mergence des formes qui ne sont pas toutes possibles 35 37 De plus le m canisme morphog n tique naturel de bas niveau est bien connu c est le couplage division cellulaire diff renciation cellulaire Ensuite pour les niveaux m so et macro les choses se compliquent et les plus grands chercheurs actuels n en sont qu aux balbutiements pour expliquer la formation des tissus et des organes 39 En architecture on n est pas du tout dans une approche cellulaire avec copie et diff renciation m me au niveau constructif le plus l mentaire On traite d embl e un ensemble de composants au niveau m so ou macro avec des principes constructifs et des r gles d assemblage Le plan d ensemble des objets produits n est pas cod dans un noyau des briques de base les logiques sont externes ce sont celle du concepteur celle des techniques de fabrication et de mise en uvre Et rien n interdit de les consid rer comme des entr es potentielles d un syst me volutionnaire qui pourraient tre stock es dans un chromosome d di cet usage et utilis es au final dans un espace tampon entre g n
198. e travail donn Clot amp Leplat 2005 p 308 Derri re le syntagme clinique de l activit il faut galement entendre des m thodes d analyse dont le principe g n ral repose sur l analyse de cas que l on d crit finement afin d en faire resurgir toutes les significations et plus particuli rement celles qui ne sont pas directement accessibles ni par un observateur non averti ni par le sujet lui m me Plus qu une technique la clinique de l activit renvoie une approche globale une posture de recherche qui 1 consid re son objet d tude dans sa globalit 2 a un caract re approfondi et examine son objet dans toute sa complexit 3 accorde une importance particuli re au r le du ou des sujet s 2005 p 292 Cette approche n est pas sans lien avec ce que nous avons pr sent pr c demment car les observables sont parfois directement issus de protocoles au sens du point 4 4 2 13 1 Nous pr sentons pr sent des mani res de proc der en clinique de l activit 3 4 3 16 2 ANALYSES PRODUITES EN CLINIQUE DE L ACTIVIT 3 4 3 17 PRISE EN COMPTE DES ASPECTS MOTIONNELS ET ENVIRONNEMENTAUX Certains travaux que l on peut classer dans cette veine m thodologique proposent d int grer les aspects cognitifs souvent per us comme rationnels et finalis s aux aspects relationnels sociaux motionnels Cahour 2002 Ce qui permet de rendre compte non seulement d
199. ebahar 2007 Csikszentmihalyi 1996 Runco 1995 Il s agit de montrer que le sujet n est pas seul face sa t che de cr ativit mais qu il est accompagn d autres individus et ou d instruments Ainsi Csikszentmihalyi 1996 d veloppe t il une approche syst mique de la cr ativit associant trois syst mes l individu lui m me on retrouve ici la composante individuelle pr sente dans toutes les d finitions le domaine de connaissances de cet individu li une culture donn e et le champ dans lequel l activit de l individu a lieu renvoyant aux notions de communaut s et d institutions contr lant le domaine de connaissances Amabile et al 1990 se sont int ress s l influence de la pr sence d autrui sur la cr ativit La question est de savoir si les sujets cr atifs sont sensibles ou non l valuation de leurs productions par autrui Dans cette tude les auteurs ont men deux exp riences au cours desquelles certains sujets attendaient que leur travail soit valu par des experts tandis que les autres n attendaient pas d valuation particuli re Dans la premi re exp rience la pr sence d autrui a t op rationnalis e en tant que coaction la moiti des sujets ont travaill individuellement dans de petits groupes alors que les autres ont travaill seuls Dans la deuxi me exp rience la pr sence d autrui a t op rationnalis e en tant que surveillance la
200. el Directed Acyclic Graph DAG Les n uds du graphe repr sentent les primitives g om triques ainsi que les actions de d formation ou d placement de ces derni res Ainsi une correspondance est tablie entre ph notype et g notype qui prend ici la forme d un DAG Metavolve trouve d autres applications dans les domaines de l animation notamment avec la construction de populations d avatar humain 10 Aesthetic Evolutionary Design AED Le site internet de l diteur est consultable l adresse http www sidefx com Eco Conception G n rative Rapport final et livrables Programme ANR 10 Cr ation 012 19 225 Figure 7 Interface et repr sentation du DAG EvoFit 2004 EvoFit est un projet conduit par Charlie Frowd et porte sur la mise en uvre de techniques volutionnaires pour faciliter la reconstitution de portraits robots Cet outil trouve des applications dans le domaine des enqu tes criminelles et nous notons que son utilisation est aujourd hui pass e au stade de l exploitation commerciale Le principe de l outil repose sur le fait que la construction de plusieurs portraits associ s dans un second temps l aide de techniques de morphose facilite la reconstruction des visages La victime value globalement plusieurs propositions qui successivement sont associ es et fusionn es pour tendre progressivement vers la repr sentation m moris e 1 4 G D E
201. el on retrouve cette m me critique pour EcCoGen L ce qui ne permet pas toujours de cr er des formes originales 5 2 2 3 2 RETOURS ERGONOMIQUES SUR ECCOGEN N Le fait que les bin mes aient bien plus mobilis s les environnements Rhino et Grasshopper que l environnement EcCoGen N lui m me ne permet pas d en faire une valuation tr s pouss e du point de vue ergonomique A Lecture interpr tation des individus La lecture des individus est compliqu e B2N Ce quoi s ajoute le fait que les utilisateurs ne peuvent pas s orienter par rapport au site B2N la hauteur on ne voit pas trop sans l environnement BIN une vue sud aurait permis de mieux appr hender la courbe de la fa ade Par ailleurs les bin mes voquent leur mauvaise compr hension des interactions entre les param tres notamment parce que les ombres port es taient manquantes alors qu elles sont importantes B Interface Du point de vue de l interface elle m me les bin mes notent le manque de vues dans les r sultats 5 2 2 3 3 AM LIORATION D ECCOGEN N RHINO GRASSHOPPER A Strat gie volutionnaire Selon BIN et B2N il conviendrait d indiquer les ombres port es de l environnement sur l individu et celui de l individu sur l environnement Une am lioration pourrait galement consister dans le fait de donner la possibilit de fusionner des individus ayant le m me centre de gravit pour en cr er un seul
202. elles bas es sur les concepts informatiques associ s architecture topologique faisant r f rence l espace topologique architecture isomorphique utilisant les surfaces isomorphes architecture anim e convoquant les techniques d animation dynamique architecture m tamorphique fond e sur les techniques d animation par images cl s architecture param trique et architecture volutionnaire utilisant des techniques de conception param trique et algorithmique Nous revenons dans les paragraphes suivants sur chacune de ces cat gories mais nous nous permettons de modifier et compl ter la taxinomie de Kolarevic M me si l ensemble de ces techniques fait r f rence des strat gies de conception non compositionnelles nous associons plus particuli rement les architectures isomorphique topologique et m tamorphique un processus a compositionnel L architecture anim e compl t e de la notion de datascape est caract ris e par l int gration de donn es dynamiques La notion d architecture performante est ajout e Les architectures param trique et volutionnaire sont rassembl es dans une cat gorie plus g n rale appel e processus algorithmique 4 1 4 3 1 STRATEGIES NON COMPOSITIONNELLES Jacques Lucan Lucan 2003 dans son article On en veut a la composition analyse le travail d architectes majeurs de ce d but de si cle et
203. emandent tre retravaill es pour r pondre aux autres contraintes qui s appliquent tout projet d difice 4 3 4 1 1 6 1 5 1 PRINCIPES G N RAUX D ECCOGEN Les outils g n ratifs Eco Conc Rapport final et livrables Programme ANR 10 Cr ation 012 168 225 EcCoGen L appartient la famille des outils g n ratifs Le principe est le suivant le logiciel va g n rer un certain nombre de solutions qu il va ensuite valuer suivant certains crit res dans ce cas li s la performance nerg tique Certaines solutions seront jug es efficaces elles seront crois es entre elles pour g n rer d autres solutions EcCoGen L va essayer d atteindre deux objectifs parcourir un espace de solutions tr s grand en assurant la plus grande diversit des objets propos s diverger et en m me temps augmenter l efficacit des familles de solutions qui paraissent les plus adapt es la situation converger EcCoGen L ne trouve pas LA solution la plus efficace Il permet de parcourir une portion d un univers tr s vaste de milliards de solutions possibles et de trouver quelques familles de solutions potentiellement efficaces pour les crit res que l on aura choisis A chaque fois qu on lance EcCoGen L pour les m mes donn es initiales de site et de programme il trouvera s rement d autres familles de solutions tout aussi efficaces EcCoGen L peut fonctionner sans intervention humaine il passera son temps essayer d am lior
204. ement vitr en couverture pour recevoir de la lumi re naturelle Par diff rence avec les patios et cours int rieures il joue un r le d espace tampon climatique et peut permettre la r ception des eaux pluviales G n ralement central mais parfois dispos de mani re axiale dans les b timents allong s il sert le plus souvent de lieu de rencontre et de circulation Il abrite fr quemment des coursives et passerelles CONTRAINTES Acoustiques Le grand volume de l atrium et la pr sence de nombreuses parois r verb rantes b ton verre peuvent induire des r flexions g nantes vers l atrium lui m me ou vers les locaux adjacents On veillera dans la g om trie de l atrium dans le dessin des ouvrages coursives comme dans le choix des mat riaux trouver les solutions adapt es aux usages Hygrothermiques Un grand vitrage en toiture peut entrainer des surchauffes thermiques en p riode estivale Des syst mes d occultation solaire et de ventilation doivent tre pr vus Incendie En cas d incendie l atrium peut jouer un r le de chemin e facilitant la propagation des flammes et des fum es Des solutions de compartimentage des locaux de d ploiement d un r seau de Sprinklers et de mise en uvre d extracteurs de fum e peuvent apporter des solutions ACTIONS Classe d action 2 Action Enl vement d un volume au volume B timent Fermeture des surfaces libres ext rieures par un
205. emiers temps de conception Cette observation n est pas si triviale qu il y para t car il ressort des analyses de protocoles que la conception cr atrice ne consiste pas d terminer le probl me r soudre dans un premier temps puis de chercher une solution satisfaisante pour y r pondre En r alit la formulation du probl me et la recherche de solutions le raffinement sont concomitants et l on observe des analyses constantes de l tat courant des synth ses et valuations de ce qui est produit ce que Dorst et Cross 2001 mod lisent sous forme de co volution de l espace probl me et de l espace solution en soutenant qu il s agit l d un mod le g n ral de la conception Cela rejoint la position de Darses 1997 selon laquelle les axes de phasages du projet et de raffinement de la solution avancent simultan ment au cours du processus de conception tandis que les concepteurs font en permanence au cours du d veloppement du produit des allers retours entre les niveaux abstraits et concrets de la solution en cours Figure 15 Voir galement Brassac et Gregori 2003 sur cette question propos notamment de la prise en compte des aspects li s l utilisation par les op rateurs Transformation des points de vue abstrait concret tat 1 Fonctionnel Sructurel Physique tat 2 Fonctionnel Sructurel Physique tat 3 Fonctionnel Structu
206. en faisant r f rence la notion d artefacts cognitifs de Norman 1993 soutiennent que ces objets les brouillons documents etc sont des supports de l activit des ressources que le concepteur peut convoquer sa guise et qui poss dent des caract ristiques objectives D apr s ces auteurs ces repr sentations externes amplifient les capacit s de traitement de l information du concepteur 2004 p 109 Dans un autre texte portant galement sur des situations de conception D tienne et al 2006 p 287 crivent qu en fournissant des informations sur la solution les traces graphiques permettent aux concepteurs de d couvrir de nouveaux aspects de celle ci Ces traces permettent alors de construire des r f rentiels communs au sein du collectif r f rentiels partag s par les concepteurs et autorisant le d veloppement de la conception de l artefact consid r Les auteurs ajoutent que l analyse de l activit graphico gestuelle compl te l analyse des interactions verbales en donnant des informations suppl mentaires et d une autre nature qui seraient inaccessibles par la prise en compte de la seule activit verbale En outre les gestes et les dessins expriment de l incertain des choses que le discours ne peut pas donner Ils permettent par exemple de simuler des objets de mod liser des solutions que le discours ne saurait signifier Ainsi ces productions graphiques et gestuelles fon
207. en rassemblant les heuristiques mises en uvres dans les projets rencontr s ainsi que les particularit s de la m canique volutionnaire associ e cette discipline 3 1 4 1 ARTEFACT 2D 3 1 4 1 1 PEINTURE ET REPRESENTATIONS ABSTRAITES Biomorphes 1980 Le projet Biomorphes a t d velopp par Charles Dawkins dans les ann es 1980 l auteur est un biologiste anglais qui s int resse de pr s aux questions de l volution Richard Dawkins a mis en uvre un algorithme r cursif initialement utilis pour construire des structures arborescentes la manipulation des param tres fait merger un paysage de formes spectaculaires dont l univers de r f rence d passe le seul vocabulaire des arbres et permet l exploration de formes aussi diverses que des insectes des branches ou des structures abstraites L exp rience de Dawkins illustre la possibilit de g n rer travers la manipulation de quelques r gles simples un univers formel tr s large permettant la g n ration de vocabulaires vari s dont certaines extensions r sonnent avec les structures biologiques ou naturelles La proposition de Dawkins s apparente un algorithme volutionnaire interactif IGA l algorithme affiche un individu et l ensemble des formes mut es associ es Ici les mutations sont limit es pour chacun des individus pr sent s seul un g ne a subi une mutation L interaction et les s lections successives des individus par l uti
208. ent Les r gles de ratio et de proportions guident les compositions largeur longueur hauteur des pi ces ainsi que l association des pi ces entre elles sont formalis s Les sym tries sont au centre de nombreuses op rations de composition On parle de sym trie bilat rale parfois nantiomorphe de groupes de sym trie de sym tries par rotation translation ou r flexion Mitchell 1990 Une autre acceptation du penser la forme architecturale est bas e sur l approche constructive La g om trie constructive enseign e par Georges Emmerich Emmerich 1966 d veloppe ces logiques d analyse de la structure de la forme en d passant la g om trie euclidienne outil privil gi de l architecture classique pour s autoriser une tentative d axiomatisation de la forme architecturale passant par le formalisme de la topologie Cette g n ralisation permet la description de formes complexes construites base de poly dres ou de r seaux et donnant lieu des structures spatiales des surfaces complexes ou des tissages De la m me mani re Delarue Delarue 1992 propose une s rie d exercices destin es aux tudiants en cole d architecture ils constituent un r pertoire de principes qui r glent les ph nom nes d organisation formelle ils sont un inventaire des modes d organisation et de structure de la forme ils pr sentent les sp cificit s du vocabulaire architectural dans sa continuit avec les formes de la
209. ent la phase la plus consommatrice d un AG l valuation des fitness Selon les cas Maitre et al 2009 parlent de facteurs 7 1000 4 3 3 8 BIBLIOGRAPHIE Angus D Woodward C 2009 Multiple objective ant colony optimisation Swarm Intelligence Springer vol 3 p 69 85 Baverel O Peuportier B Rivallain M 2012 Decision aiding amp multi criteria genetic optimization for existing buildings holistic energy retrofit Symposium Materiality in its contemporary forms Ile d Abeau France Carpentier G 2008 Approche computationnelle de l orchestration musicale optimisation multicrit re sous contraintes de combinaisons instrumentales dans de grandes banques de sons IRCAM Th se de l Universit Paris VI Coello C A Van Veldhuizen D A Lamont G B 2007 Evolutionary Algorithms for Solving Multi Objective Problems Kluwer Academic Publishers Springer Deb K Agrawal S Pratap A Meyarivan T 2002 A fast and elitist Multi objective Genetic Algorithm NSGA II IEEE transactions on evolutionary computation vol 6 n 2 Deb K 2011 Multi Objective Optimization Using Evolutionary Algorithms an Introduction Department of Mechanical Engineering KanGAL Report Number 2011003 Indian Institute of Technology Kanpur Elaoud S Loukil T Teghem J 2007 The Pareto Fitness Genetic Algorithm Test Function Study European Journal of Operational Research no 177 1703 1719 Goldberg D E 1989 Gen
210. entiques pour une session donn e peuvent tre ajust es en fonction de la taille finale de l difice concevoir Typiquement l unit fonctionnelle peut repr senter un volume parall l pip dique de 10m x 10 m au sol sur 4 m de hauteur de surface surface de dalle Ce d coupage de l espace en voxels volumes l mentaires est un choix li la recherche d une performance optimale du logiciel EcCoGen L labore des centaines de solutions possibles pour n en proposer que quelques unes l utilisateur et doit donc calculer vite Le d coupage de l espace en voxel permet ce calcul rapide Il appartient au concepteur de transformer ces voxels que l on peut consid rer comme la trace visible de points r partis dans l espace dans d autres formes l mentaires que des bo tes Les crit res d valuation des solutions EcCoGen L value les solutions dans la pr sente version suivant 3 crit res li s l co performance g n rale 1 la compacit des volumes g n r s plus un b timent est compact moins la surface en contact avec l ext rieur est grande et moins le b timent perdra de chaleur en r gime hivernal et moins il en captera en p riode estivale En contrepartie les surfaces de captage de l nergie solaire gratuite seront moins importantes et il deviendra plus difficile d clairer l int rieur du b timent par la lumi re naturelle D un point de vue fonctionnel et constructif un difice compact verra les ci
211. epose sur quatre dimensions la fluidit nombre de r ponses pertinentes la flexibilit nombre de cat gories de r ponses pertinentes l originalit raret des r ponses donn es en termes statistiques l laboration qualit des d tails dans les r ponses Le TTCT est construit sur des t ches verbales et figuratives relativement simples qui implique la mise en uvre de la pens e divergente Sternberg amp Lubart 1996 Zeng Proctor amp Salvendy 2011 La partie verbale est constitu e de sept activit s Asking poser des questions pour s assurer de ce qui est produit dans le dessin commenter Guessing causes trouver des causes possibles portant sur l action montr e dans le dessin Guessing cons quences lister les cons quences possibles r sultant de cette action Product improvement num rer des fa ons originales int ressantes qui permettront de provoquer plus d amusement avec un l phant jouet Unusual uses penser diverses utilisations de bo tes en carton Unusual questions poser des questions propos des bo tes en cartons Just suppose voquer des choses qui se produiraient dans une situation improbable telle que des nuages attach s par des cordes qui pendraient jusqu terre Ces activit s mettent en uvre ce qui fait l essence de la pens e cr atrice notamment scientifique la curiosit Elles sont
212. er et mutation On obtient de bons r sultats avec le crossover uniforme interversion al atoire des g nes des chromosomes parents et la mutation multipoint Les g nes forme et fonction mutent s par ment mais s changent en m me temps Nous avons montr que les mesures SPD HPD doivent tre faites sur la population totale avant l tape de r duction ce qui n tait pas clairement pr cis par McGinley Nous avons aussi montr qu il est pr f rable pour acc l rer la convergence d utiliser des valeurs dynamiques de SPD max et HPD max mises jour chaque it ration en fonction des valeurs du run les plus fortes Ces deux am liorations conduisent une convergence plus rapide vers les optimaux locaux ou la fronti re de Pareto Ind pendemment de la technique de Deb pour adapter la fitness l inconsistance l AG doit tre capable d ajuster son taux de mutation pour limiter le nombre de solutions fortement inconsistantes qui p nalisent l volution de la population et ralentissent la convergence Certes le fait d augmenter la tol rance diminue l inconsistance et permet de converger plus vite mais ce n est pas le bon moyen Lorsque la mutation favorise trop l inconsistance ex g ne de forme une diminution du taux de X over au profit d une augmentation du taux de mutation est op r e en conjonction avec un diminution adpatative de la probabilit de mutation La premi re se base sur le nombre d individus non consitants
213. er la surface de d perdition du b timent Pour une m me composition de paroi une variation de la compacit du volume modifie consid rablement la demande d nergie pour le chauffage ou la climatisation Par ailleurs la compacit r duit la quantit de mat riaux mettre en uvre pour construire l enveloppe de b timent et donc son co t CONTRAINTES Distribution La compacit peut engendrer pour le concepteur des limites dans l organisation du plan Programme Il est beaucoup plus difficile d atteindre un bon niveau de compacit pour de petits b timents comme les maisons individuelles que pour des immeubles de grande taille comme les bureaux ou les habitations collectives car pour une forme d finie une augmentation de la taille entra ne g n ralement une augmentation de la compacit Esth tiques Pour avoir un b timent compact il faut privil gier des formes simples viter les d crochements ou creusements du volume type loggia ou bow windows Cela peut engendrer pour le concepteur des limites dans l esth tique du b timent ACTIONS Classe d action 4 Action Calcul d un crit re g om trique bas sur le rapport surface ext rieure volume 4 2 1 7 5 MASQUES PROCHES MASQUES PROCHES PROBLEME Dans l h misph re Nord les fen tres expos es au Sud mais aussi l Est et l Ouest sont n cessaire pour assurer l clairement naturel des locaux mais elles peuvent produire l
214. er les familles de solutions d j trouv es et de temps en temps faire merger d autres familles Mais il peut fonctionner galement en mode interactif Dans ce cas chaque pr sentation de solutions l utilisateur va indiquer EcCoGen L les solutions qui lui semblent int ressantes parmi celles qui sont affich es l cran le logiciel leur donnera plus de chance d tre pr serv es ou d tre crois es avec d autres pour les g n rations suivantes Les crit res de choix de l utilisateur n appartiennent qu lui ils peuvent tre esth tiques fonctionnels constructifs comme ils peuvent tre bas s sur une analyse des performances calcul es par EcCoGen Par exemple l utilisateur peut choisir de privil gier la compacit de la forme plut t qu un autre crit re nerg tique Mais m me si EcCoGen essaye de pr server les caract ristiques des objets s lectionn s il continuera quand m me essayer d en optimiser l ensemble des performances Il faut donc observer et valuer les solutions pr sent es chaque g n ration pour savoir guider EcCoGen Morphogen se Pour EcCoGen L l espace se d coupe suivant une grille en 3 dimensions dont chaque case repr sente une unit fonctionnelle Une unit fonctionnelle peut repr senter un logement pour un immeuble d habitation une unit de bureaux pour un immeuble tertiaire une petite surface de vente pour un difice commercial Les dimensions de ces unit s toutes id
215. erg tiques mais c est pas facile d avoir un retour rapide ce que donne EcCoGen L Cela construit un sentiment de confiance envers EcCoGen L ou soulage une angoisse B2L concernant le d veloppement durable En effet les utilisateurs peuvent se dire que la solution ne sera pas catastrophique m me si c est pas la meilleure B2L Toutefois ce sentiment de confiance peut devenir un risque car il peut entra ner un manque de recul par rapport aux propositions du logiciel B2L B Comme support de cr ativit EcCoGen L ne fait pas que donner des informations il permet aussi de faire voluer une forme partir de mod les identifi s B2L et on les a fait travailler entre elles B2L tout le projet vient de la jonction entre ces deux masses qui viennent s appuyer par un ruban plut t opaque ruban qui provient de l observation des gabarits qu il EcCoGen L nous donnait et de ce que a nous voquait Il permet de projeter des usages et de croiser une approche environnementale avec une approche plus classique B2L ou encore d assurer la base du positionnement du b timent la cr ativit personnelle pouvant alors entrer en jeu B2L L int r t d EcCoGen L pour BIL et B2L est donc qu il permet de faire voluer l id e de d part assez vite L assistance la cr ativit est aussi li e la taille des cubes En effet si cette taille peut limiter l volution de la solution BI
216. erte Lebahar J C 1983 Le dessin d architecte Simulation graphique et r duction d incertitude Marseille Editions Parenth ses Lebahar J C 2007 La conception en design industriel et en architecture D sir pertinence coop ration et cognition Paris Lavoisier Leboutet L 1970 La cr ativit L ann e psychologique 70 2 579 625 Lecourtois C Ben Rajeb S Gu na F Mayeur A Darses F Leclercq P amp Safin S 2010 Interpr tations collaboratives Usages et implications du Studio Digital Collaboratif en situation de conception architecturale Actes du Quatri me S minaire de Conception Architecturale Num rique SCAN 2010 Marseille 9 10 d cembre Lubart R 2003 Psychologie de la cr ativit Paris A Colin Lubart R 2005 How can computers be partners in creative process Classification and commentary on the Special Issue International Journal of Human Computer Studies 63 365 369 MacKinnon D W 1962 The Nature and Nurture of Creative Talent American Psychologist 17 484 495 Mathisen G E amp Bronnick K S 2009 Creative self efficacy An intervention study International Journal of Educational Research 48 21 29 Midler C 1996 L auto qui n existait pas Paris InterEditions Norman D 1993 Les artefacts cognitifs Raisons pratiques 4 15 34 Purcell A T amp Gero J S 1998 Drawings and the design process A review of protoc
217. es on leur permet de se comporter de fa on cr ative on d veloppe leur volont y parvenir et on les pr serve des difficult s li es l ventuelle longueur de la t che La pr sente tude sugg re que pour d velopper ce sentiment chez les 30 Groupe contr le qui au lieu de ne recevoir aucune formation en re oit une qui est sans lien avec l objectif de mesure individus il convient de proposer des exp riences dans lesquelles ils pourront exercer leur ma trise de la cr ativit leur donner l occasion d observer des cr atifs exp riment s utiliser des outils de cr ation avec succ s les convaincre par l argumentation qu ils poss dent effectivement de telles capacit s cr atrices 3 4 3 11 2 QUATRE CAT GORIES D ASSISTANCES En synth se de ce point sur les assistances nous nous r f rons Lubart 2005 qui propose de cat goriser l ensemble des contributions au num ro sp cial de l AJHCS cit en chapeau de ce point selon quatre fonctions qu il identifie et donne l ordinateur dans sa relation avec le cr atif 3 4 3 12 NOUNOU COMPUTER AS NANNY L ordinateur soutient le travail du cr atif parfois long et empli de doute Les plages durant lesquelles l ordinateur calcule peuvent tre utiles pour le cr atif favorisant l incubation des id es Mais ce peut tre aussi li au fait que l ordinateur guide l utilisateur en lui permettant de manipuler ou de repr sente
218. es d analyse par l ments finis renvoient galement ces techniques de d composition de l espace 3D en unit s l mentaires de type voxels La m thode d analyse par l ments finis permet par exemple de repr senter analytiquement le comportement dynamique de certains ph nom nes physiques dans le domaine de la m canique de la thermodynamique ou encore de l acoustique Figure 39 Exemple de repr sentation d un mat riau sous compression 4 3 1 2 3 EXTENSION DES APPLICATIONS 46 Tir de Mod lisation num rique par une approche microm canique du comportement de mousses solides alimentaires M Chiadl W D Lian2 S Guessasmal G Legrain2 G Della Vallel P Cartraud2 INRA Mod lisation par l ments finis de l os spongieux de calcan ums humains Tir de Caract risation Biom canique et Mod lisation 3D par Imagerie X et IRM haute r solution de l os spongieux humain Evaluation du risque fracturaire H l ne Follet Les automates cellulaires Le principe des automates cellulaires renvoie une d composition unitaire de l espace Historiquement cette d composition est fond e sur une approche en deux dimensions C est Stanislas Ulam 1909 1984 qui dans les ann es quarante s int resse la dynamique des configurations graphiques engendr e par des r gles simples et qui propose un treillis infini compos d un nombre fini de connexions entre les voisins chaque n ud pouvant pren
219. es d artefacts manipul s A nsi nous les regroupons en trois cat gories d une part les exp rimentations qui portent sur des repr sentations 2D d autre part celles qui portent sur des repr sentations 3D et enfin celles qui concernent la musique volutionnaire Pour chacun des projets pr sent s nous nous attachons une description du dispositif et nous identifions les particularit s remarquables qui pourraient aider la d finition de notre propre dispositif volutionnaire Les descriptions sont compl t es dans la majorit des cas d une image d illustration Interactive Genetic Algorithm La revue de litt rature relative la musique volutionnaire est bas e sur l tude de 10 articles de recherche r cents 2001 2009 s lectionn s parmi 15 au d part et qui pr sentent d abord les algorithmes g n tiques AG comme des m canismes de recherche pour la cr ativit musicale plus que d optimisation de qualit s mesur es 3 1 3 L ART NUM RIQUE ET L ART G N RATIF 3 1 3 1 ANCRAGE HISTORIQUE L art num rique est troitement associ l explosion des m dias num riques depuis les ann es 60 La terminologie employ e pour qualifier ces pratiques reste encore impr cise nous rencontrons les termes d art informatique ou d art multim dia I art num rique prenant g n ralement place au sein des nouveaux m dias cat gorie regroupant les pratiques cin matographiques vid as
220. es vieilles techniques les plus utilis es pour r soudre de tels probl mes consistaient soit agr ger les objectifs en une fonction unique par combinaison lin aire par exemple soit consid rer tous les objectifs sauf un comme des contraintes Or les AE sont une des rares m thodes d optimisation offrant des alternatives l gantes et efficaces permettant la prise en compte globale de telles situations il suffit de modifier les tapes darwiniennes d un AE pour le changer en un algorithme d optimisation multi crit res et obtenir des familles de solutions optimis es au lieu de n en avoir qu une seule en g n ral 3 3 5 3 1 FRONT DE PARETO Dans un probl me multi crit res dans lequel on cherche optimiser plusieurs objectifs contradictoires on appelle front de Pareto l ensemble des points de l espace de recherche tels qu il n existe aucun point qui soit strictement meilleur qu eux sur tous les crit res simultan ment Autrement dit on ne peut plus am liorer un crit re sans d t riorer au moins l un des autres Il s agit de l ensemble des meilleurs compromis r alisables entre les objectifs contradictoires et le but de l optimisation va tre d identifier cet ensemble de compromis optimaux entre les crit res Plus formellement soient f fa les objectifs qu on cherche minimiser sur l espace de recherche O et x et y deux points de Q On dit que x domine y au sens de Pareto not x g
221. est de plus en plus souvent mis en avant notamment dans les travaux de type CSCW Les th ories dites de l action situ e Suchman 1987 ou de la cognition distribu e Hutchins 1995 s imposent progressivement et n cessitent de d passer la simple analyse de protocoles verbaux telle qu elle a t mobilis e jusqu pr sent en ergonomie L effort porte d sormais en ergonomie sur l analyse des dialogues coop ratifs D tienne 2002 y compris dans leurs dimensions graphiques et gestuelles Visser ef al 2004 Visser amp D tienne 2005 Plus fondamentalement c est tout un pan de l ergonomie et de la sociologie du travail et des organisations qui op re une sorte de changement de paradigme pour analyser l activit en ce qu elle est fondamentalement ancr e dans la situation et li e aux artefacts Baker Greenberg amp Gutwin 2002 Borzeix amp Cochoy 2008 Clot amp Leplat 2005 Dourish 2003 Kaptelinin amp Nardi 2006 Rabardel amp Pastr 2005 Salembier amp Pavard 2005 Theureau 2010 3 4 3 16 1 LA CLINIQUE DE L ACTIVIT L objectif global des analyses que l on peut regrouper sous le terme clinique de l activit est de faire le lien entre l activit des individus essentiellement dans un cadre professionnel puisque nous sommes en ergonomie et le genre concept qui renvoie aux mani res de prendre les choses et les gens stabilis s au moins temporairement dans un milieu d
222. est ramen l ann e enti re P riodes sp cifiques Jour de dimensionnement de chauffage confort d hiver Jour de dimensionnement de refroidissement confort d t Les sc narii Pour chaque usage de b timent habitation bureau commerce chaque sc nario type a t pr programm afin de rendre compte d une simulation du comportement thermique assez r aliste Les r sultats de ces simulations sont donn s sous forme d une consommation nerg tique exprim e en KWh m an et ramen e une fitness normalis e suivant trois types de comportement donn par le crit re de sensibilit Figure suivante Courbes de Gauss pour la fitness nergie 0 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 dur moyenne fitness 0 3 souple 0 2 0 1 0 T T 0 50 100 150 200 250 300 350 Conso nerg tiques kWh m an 4 3 EC CO GEN L 4 3 1 MOTEUR MORPHOGENETIQUE APPROCHE PAR VOXELS Auteur Philippe Marin MAP ARIA 4 3 1 1 INTRODUCTION Ce document a pour objectif d expliciter les logiques de morphog n se l uvre dans le champ architectural Il conduit plus sp cifiquement la construction d un tat de l art des pratiques bas es sur une approche par voxels et permet un ancrage pist mologique de la logique morphog n tique utilis e dans l outil Ec Co Gen L Le document est structur en 5 chapitres Le premier propose un regard largi sur
223. etic Algorithms in Search Optimization and Machine Learning Addison Wesley Ishibuchi H Murata T 1996 Multi Objective Genetic Local Search Algorithm Proc of 3rd IEEE International Conference on Evolutionary Computation pp 119 124 Ishibuchi H Yoshida T Murata T 2002 Balance between genetic search and local search in hybrid evolutionary multi criterion optimization algorithms Jaszkiewicz A 2002 Genetic local search for multiple objective combinatorial optimization European Journal of Operational Research Kicinger R Arciszewski T 2006 Empirical analysis of memetic algorithms for conceptual design of steel structural systems in tall buildings George Mason University USA Lefort Mathivet V 2007 Evolution de second ordre et algorithmes volutionnaires l algorithme RBF Gene Th se de Doctorat de l Universit de Lyon INSA de Lyon Maitre O Lachiche N Clauss P Baumes L Corma A Collet P 2009 Efficient Parallel Implementation of Evolutionary Algorithms on GPGPU Cards EuroPar Parallel Processing Springer LNCS 5704 Marin P 2010 Exploration des m canismes volutionnaires appliqu s la conception architecturale Th se de Doctorat en sciences de l Architecture Universit de Nancy Mc Ginley B Maher J O Riordan C Morgan 2011 Maintaining Healthy Population Diversity Using Adaptive Crossover Mutation and Selection Acromuse IEEE Transactions on Evolutionary Computat
224. ettant de conserver ou non la forme en question La r alit est en fait plus complexe Si l on prend le cas de BIL comme exemple on note qu il construit une relation entre forme et performance qui guide sa conception Cette relation s appuie sur l identification d une contrainte forte li e au positionnement du supermarch en rez de chauss e l identification de formes qui vont structurer leurs recherches notamment l existence d un trou une compr hension d un lien entre forme et performance une hi rarchisation des trois crit res de performances que sont l nergie les ombres port es et la compacit une hi rarchisation entre les contraintes d EcCoGen L ces trois crit res de performances et les contraintes donn es par le programme Nous analysons ces points en travaillant la construction des relations entre forme et performance 5 2 3 3 2 RELATIONS ENTRE FORMES ET PERFORMANCES L analyse du processus de choix des formes qui seront export es dans Sketchup pour d velopper la solution finalement pr sent e processus qui dure une heure trente environ fait ressortir quelques points cl s A Identification d une contrainte li e au programme La contrainte li e l emplacement du supermarch pose imm diatement un obstacle la recherche de solutions qui est faite initialement avec 7 tages car du fait de la superficie de l ensemble du projet trop peu d l ments sont au sol e
225. fa on individuelle ou collective c est un espace d explications de justifications de mise en exergue de contraintes techniques professionnelles ou encore li es l utilisation future du produit qui est cr espace qui fonde la cr ation de r f rentiels communs L argumentation surtout lorsqu elle se produit dans un cadre collectif permet donc la r union de points de vue et la convergence progressive vers une solution commune 3 4 3 6 IDENTIFIER DES PHASES DE CONCEPTION LI ES LA CR ATIVIT L analyse de protocoles verbaux permet galement de distinguer des phases dans les cycles de conception D finir et cadrer le probl me de conception r soudre est un aspect d terminant de la cr ativit Les strat gies mises en uvre par les concepteurs peuvent tre diverses pour le faire Dorst amp Cross 2001 Par exemple certains commencent par valuer le type de t che laquelle ils font face est ce une t che de conception ou de reconception d autres se concentrent sur un l ment qui leur semble prioritaire d autres encore cherchent d embl e tre originaux L interpr tation de la t che peut donc tre diff rente selon les concepteurs en fonction de la perception qu ils ont de leur environnement des ressources disponibles et de leurs capacit s concevoir quelque chose de nouveau Malgr cette variabilit la recherche d un cadrage aux objectifs de conception reste constante dans les pr
226. ferm aucune modification ou enrichissement de son fonctionnement n est autoris D autre part l enrichissement par un dispositif interactif de type IGA n est pas possible Ainsi il semble n cessaire d envisager le d veloppement sp cifique d un plug in Eco Co Gen int grable Grasshopper 3 2 4 CONCLUSION Finalement le d veloppement d un syst me d information fond sur la construction de passerelles entre des environnements sp cialis s et des d veloppements de plug in d di s au projet conviendrait Celui ci serait structur autour de Rhino3D Grasshopper moteur morphog n tique et g n ratif ecotect moteur d valuation et un webservice autorisant la repr sentation phylog n tique Une telle strat gie r pondrait aux contraintes de d lais de mise en uvre et au phasage du projet 3 2 5 BIBLIOGRAPHIE Besserud K amp Cotten J 2008 Architectural Genomics Paper presented at the ACADIA Minneapolis USA Buelow P v 2007 Genetically Engineered Architecture Design Exploration with Evolutionary Computation VDM Verlag Dr Mueller e K Buelow P v 2009 4 comparison of methods for using genetic algorithms to guide parametric associative design Paper presented at the International Association for Shell and Spatial Structures IASS Valencia Spain Caldas L amp Rocha J 2001 A generative design system applied to Siza school of architecture at Porto Paper presented at th
227. finales des bin mes 5 2 4 2 1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D ECCOGEN N ACTUALISE PAR LES SUJETS Les propositions EcCoGen L semblent plus d velopp es plus abouties tant du point de la forme que de celui des fonctionnalit s Cela ne signifie pourtant pas qu EcCoGen N serait moins performant qu EcCoGen L mais que les deux outils different dans leur conception et donc dans leur apport au processus cr atif La contrainte qui a pos le plus de probl me aux bin mes confront s EcCoGen L c est dire la n cessit de placer une grande masse celle du supermarch au rez de chauss e est tr s vite vacu e avec EcCoGen N D s les premi res minutes BIN et B2N placent ce supermarch dans l environnement avec l outil Rhino L emplacement de cette masse tant d fini ils n y reviendront quasiment plus et l utilisation de Grasshopper puis d EcCoGen N aura pour fonction de travailler d autres aspects une fa ade courbe pour BIN une tour pour B2N Le principe de fonctionnement d EcCoGen L tel qu il est mis en uvre par les sujets consiste concevoir des types de formes dans EcCoGen L que les utilisateurs cherchent faire voluer en fonction de contraintes et de crit res qu ils d finissent en cours d action Par la suite ils abandonnent EcCoGen L pour faire voluer ces formes dans un autre environnement par exemple Sketchup mais ce pourrait tre aussi Rhino Le principe de fonctionnement d
228. formance et que les variations font appara tre dans la population s lectionn e des individus que l on peut esp rer meilleurs au regard de la performance Dans cette volution les g n rations successives de la population restent taille constante et l aspect stochastique ne d pend que de la g n ration pr c dente La pression de l environnement qui est simul e l aide de la fonction d adaptation f et les principes darwiniens de s lection naturelle et de variations aveugles sont impl ment s dans l algorithme de la mani re suivante initialisation de la population Il en choisissant P individus dans Q g n ralement par tirage al atoire avec une probabilit uniforme sur Q valuation des individus de IT calcul des valeurs de f pour tous les individus la g n ration i construit la population IJ a partir de la population IL s lection des individus les plus performants de Il au sens de f les plus adapt s se reproduisent application avec une probabilit donn e des op rateurs de variation aux parents s lectionn s ce qui g n re de nouveaux individus les enfants On parle de mutation pour les op rateurs unaires et de croisement pour les op rateurs binaires ou n aires A noter que cette tape est toujours stochastique valuation des enfants remplacement de la population IJ par une nouvelle population cr e partir des enfants et ou des vieux parents de la popul
229. fs des distances partielles Tournois au sens de Pareto Pour s lectionner un g niteur l aide des outils d finis ci dessus on utilise un tournoi en comparant tout d abord les individus selon le crit re de Pareto choisi puis en cas d galit suivant le crit re de diversit retenu 3 3 5 3 3 M THODE DE JASZKIEWICZ RETOUR SUR UNE FITNESS UNIQUE Il s agit d un m thode assez r cente 63 dont le but est de trouver un ensemble de bonnes solutions non domin es estimation du front en utilisant une fitness unique combinant al atoirement les n objectifs ind pendants f La m thode originale MOGLS Mutli Objective Genetic Local Search date de 1996 elle est due Ishibuchi et Murata 66 A chaque g n ration les nouvelles solutions sont am lior es gr ce une m thode de recherche locale optimisant une somme pond r e des crit res dont le jeu de poids est tir al atoirement En 2001 Jaszkiewicz montre que l algorithme MOGLS bien que bas sur une agr gation lin aire des crit res le rapprochant des m thodes de programmation par but n effectue pas pour autant une transformation vers un uni objectif du fait de sa structure d AG permettant une recherche simultan e de solutions multiples dans des directions multiples MOGLS tire parti de r sultats prouvant que l int gralit du front de Pareto peut tre obtenu en r solvant un probl me de programmation par but pour l ensemble de jeu
230. ge et apports solaires Figure 48 M thode des Degr s Jours Unifi s 4 3 3 ALGORITHME G N TIQUE INTERACTIF MULTIOBJECTIF AUX SOLUTIONS PERFORMANTES ET DIVERSIFI ES Auteur Xavier Marsault MAP ARIA 4 3 3 1 PR AMBULE De nombreux probl mes de conception ou de d cision dans le b timent sont traduits sous forme de programmes m lant des phases de g n ration et d optimisation combinatoire notamment en synth se de formes Kicinger 2006 Marin 2010 ou pour l aide la d cision multicrit re Baverel et al 2012 Ce couplage destin a r duire drastiquement l espace des solutions explorables doit fournir un nombre de solutions optimis es suffisamment faible pour tre tudi es en pratique Or les techniques de 1 optimisation exacte s appliquent peu dans le champ de l ing nierie conceptuelle et on doit recourir des m ta heuristiques performantes inspir es des syst mes naturels comme les algorithmes g n tiques biologie de l volution les algorithmes de colonies de fourmis thologie capables de calculer des solutions optimis es approchant les optimales en temps raisonnable Comme elles sont g n ralement assez efficaces on se contente d en parfaire le fonctionnement pour le probl me trait c est tout l objet de nos recherches en informatique Le projet EcCoGen analyse la cr ativit d un utilisateur en phase amont de conception d un b timent stimul e par un processus g n ratif coup
231. ght in Memory and Creative Thinking Dans S M Smith T B Ward amp R A Finke Ed The Creative Cognition Approach p 135 156 Cambridge MA The MIT Press Soulier E 2005 Le Storytelling concepts outils et applications Hermes Science Publications Sternberg R J 2006 The Nature of Creativity Creativity Research Journal 18 1 87 98 Sternberg R J amp Lubart R 1996 Investigating in Creativity American Psychologist 51 677 688 Suchman L 1987 Plans and situated actions The problem of human machine communication Cambridge Cambridge University Press Theureau J 2010 Les entretiens d autoconfrontation et de remise en situation par les traces mat rielles et le programme de recherche Cours d action Revue d Anthroplogie des Connaissances 4 2 287 322 Torrance E P 1976 Tests de pens e cr ative Paris Editions du Centre de Psychologie Appliqu e Vinck D 1999 Les objets interm diaires dans les r seaux de coop ration scientifique Contribution la prise en compte des objets dans les dynamiques sociales Revue fran aise de sociologie XL 385 414 Visser W Darses F amp D tienne F 2004 Approches th oriques pour une ergonomie cognitive de la conception Dans J M Hoc amp F Darses d Psychologie ergonomique tendances actuelles p 97 118 Paris Presses Universitaires de France Visser W amp D tienne F 2005 Articulation entre composante
232. gocier avec la commande consigne cahier des charges demande d autrui avec autrui mais aussi avec soi m me Quel est le r le des ressources interaction avec autrui inscriptions analogies dans la r duction de l incertitude au cours de l activit de conception cr ative Comment les utilisateurs identifient ils les ruptures et irr versibilit s dans le processus cr atif ce que Lubart appelle redirection Comment les marquent ils Quelles en sont les traces Peut on identifier des styles cognitifs chez les diff rents bin mes Quels sont les liens entre les styles cognitifs et les assistances propos es par le dispositif num rique Quelles en sont les cons quences du point de vue de la formation Peut on identifier une trame g n rale dans l activit des utilisateurs des sc narios d utilisation Quel est le r le des artefacts dans de tels sc narios 3 4 5 R F RENCES BIBLIOGRAPHIQUES Amabile T M 1996 Creativity in Context Update to the Social Psychology of Creativity Boulder CO Westview Press Amabile T M Goldfard P amp Brackfield S C 1990 Social Influences on Creativity Evaluation Coaction and Surveillance Creativity Research Journal 3 1 6 21 Baker K Greenberg S amp Gutwin C 2002 Empirical Development of a Heuristic Evaluation Methodology for Shared Workspace Groupware Proceedings of CSCW 2002 p 96 105 New Orleans Louisia
233. id Tockler Julien Meyer Stagiaires 7 2 LABORATOIRE MAP ARIA ECOLE NATIONALE SUP RIEURE D ARCHITECTURE DE LYON Herv Lequay Enseignant Chercheur Dr Philippe Marin Enseignant Chercheur Dr Xavier Marsault Chercheur Dr Lazaros Mavromatidis Chercheur Renato Saleri Chercheur Florent Torres Stagiaire 7 3 CODISANT SITCOM INTERPSY UNIVERSIT NANCY 2 Dr Nicolas Gregori Enseignant Chercheur Dr Christian Brassac Enseignant Chercheur Lara Schmitt Ing nieur d Etude 8 LISTE DES PUBLICATIONS 8 1 FRANCE PUBLICATIONS MONO PARTENAIRE Gregori N Fixmer P amp Brassac Ch 2011 Vers la conception de dispositifs socio techniques dans le domaine de la conception architecturale Actes du colloque Epique 2011 Metz 5 7 septembre Schmitt L Gregori N amp Brassac Ch 2012 Observer la cr ativit une proposition m thodologique Actes du S minaire SCAN 12 Paris La Villette 21 22 juin 8 2 FRANCE PUBLICATIONS MULTI PARTENAIRES Marin P Marsault X Saleri R Duchanois G Bignon JC 2012 L Eco Conception G n rative Une illustration de la pens e complexe SCAN12 S minaire de Conception Architecturale Num rique Complexit s des Mod les de l Architecture Num rique Ecole Nationale Sup rieure d Architecture de Paris La Villette France 8 3 INTERNATIONAL PUBLICATIONS MULTI PARTENAIRES Marin P Marsault X Saleri R Duchanois G 2012
234. ientation Nord 4 2 1 7 16 ANGLES MULTIPLES ANGLES MULTIPLES PROBLEME Les b timents compacts sont des r ponses adapt s une gestion conome de l n rgie Mais dans les region tropicales ou subtropicales il est necessaire d assurer une ventilation maximum Les batiments de type boite simple limitent les possibilit s de ventilation naturelle De m me dans les r gions situ es des lattitudes l v es et confront es en hiver des temps d clairement naturel r duit les volumes trop compacts peuvent p naliser le confort visuel SOLUTION L utilisation de volumes angles multiples permet d augmenter les possibilit d ouverture de ventilation ou d clairage et d accoitre ainsi le confort CONTRAINTES Economiques Les volumes angles multiples repr sentent toujours des points singuliers qui augmentent les co ts de construction ACTIONS Classe d action 4 Action Cr ation d une polyligne particuli re Calcul d un crit re g om trique bas sur le rapport surface ext rieure volume 4 2 1 7 17 TERRASSE UTILISABLE TERRASSE UTILISABLE PROBL ME Nombre de b timents contemporains font appel au principe de la toiture terrasse pour couvrir les difices Mais ces espaces ne sont le plus souvent accessibles qu aux personnels effectuant l entretien et rarement utilisables par les usagers Cela prive les occupants d espaces ext rieurs agr ables permettant de profiter des con
235. ini de mutations Mais la mutation doit galement pouvoir tre utile l ajustement fin de la solution d o l id e d une mutation de force r glable ventuellement au cours de l algorithme lui m me voir section 4 8 Il a t montr que les repr sentations chromosomiques qui contiennent l information en double diplo die permettent de rendre les algorithmes plus robustes face aux mutations particuli rement en environnement dynamique gr ce cette redondance d information qui lui donne une sorte de m moire long terme principe analogue la double h lice de l ADN Application des op rateurs de variation Tous les op rateurs de variation ne sont pas appliqu s syst matiquement tous les individus chaque g n ration Le sch ma le plus courant est d appliquer s quentiellement un op rateur de croisement puis un op rateur de mutation chacun avec une probabilit donn e param tres respectifs p et pn laiss s au choix de l utilisateur Il est par contre relativement fr quent de disposer de plusieurs op rateurs de chaque type croisement ou mutation et de vouloir les utiliser au sein du m me algorithme ex le croisement par change de coordonn es et le croisement barycentrique dans le cas de l optimisation r elle Il faut alors introduire de nouveaux param tres savoir l importance relative de chaque op rateur par rapport aux autres ex on veut faire 40 de croisements par
236. ion A Simple and Efficient Heuristic for global Optimization over Continuous Spaces 1997 8 U K Chakraborty Advances in differential evolution Springer 2008 9 J Lampinen I Zelinka Mixed integer continuous optimization by differential evolution Mendel proc P77 81 1999 10 P Collet E Lutton Take it EASEA Parallel Problem Solving from Nature VI p891 901 Springer 2000 11 F Neri V Tirronen Recent advances in differential evolution a survey and experimental analysis Springer 2009 12 A E Eiben J E Smith Introduction to Evolutionary Computing Springer Verlag 2003 13 L J Fogel A J Owens M J Walsh Artificial Intelligence through Simulated Evolution NewYork JohnWiley 1966 14 I Rechenberg Evolution strategie Optimierung Technisher Systeme nach Prinzipien des Biologischen Evolution Fromman Hozlboog Verlag Stuttgart 1972 15 H P Schwefel Numerical Optimization of Computer Models JohnWiley amp Sons New York 1981 16 C A Coello D A Van Veldhuizen G B Lamont Evolutionary Algorithms for Solving Multi Objective Problems Kluwer Academic Publishers 2002 17 K Deb Multi Objective Optimization Using Evolutionary Algorithms John Wiley 2001 18 J H Holland Adaptation in Natural and Artificial Systems University of Michigan Press Ann Arbor 1975 19 D E Goldberg Genetic Algorithms in Search Optimization and Machine Learning Addison Wesley 1989
237. ion Volume 15 Issue 5 pp 692 714 Quiroz J C Sushil J L Banerjee J L 2008 A model of creative design using collaborative interactive genetic algorithms Design Computing and Cognition DCC 08 Springer Quiroz J C Sushil J L Banerjee J L Dascalu S M 2009 Reducing User Fatigue in Interactive Genetic Algorithms by Evaluation of Population Subsets Rapport IEEE 4 3 4 APPLICATION ET UTILISATION EC CO GEN L MANUEL DE FORMATION DES EXPERIMENTATIONS EC CO GEN L Auteur Herv Lequay MAP ARIA EcCoGen L est un logiciel destin aider l architecte laborer des solutions architecturales co performantes EcCoGen L est adapt aux toutes premi res phases de la conception lorsqu il s agit dans un climat et un contexte urbain donn s de composer les formes g n rales d un difice en fonction de diff rents crit res qui garantiront un niveau de performance suffisant au regard des exigences environnementales conomie d nergie confort thermique minimisation de l impact sur le voisinage EcCoGen L est un logiciel en cours de d veloppement Les crit res pris en compte dans cette version sont peu nombreux les solutions propos es ne peuvent tre performantes dans toutes les dimensions qui font d un projet architectural un projet r ussi Par exemple EcCoGen L n value pas les solutions sur le plan de la fonctionnalit de la construction de l conomie Aussi les propositions faites par EcCoGen L d
238. ion rationalis e de l architecture les enjeux de la pr fabrication de la production de masse de l industrialisation de la construction de la standardisation des composants du batiment sont explor s La conception modulaire est au centre de ses travaux et les avantages d une unit l mentaire sous forme de cube sont pr sent s Le module cubique devient le composant principal appliqu une multitude de mat riaux bois m tal ciment plastique l ensemble des composantes du b timent toiture murs porteurs sols doublages ouvrants escaliers et d clin pour l ensemble des syst mes constructifs ossature bois m tal structure macgonn e L illustration suivante montre la structure d une maison construite l aide de cubes de 4 inch de c t qui s installent l int rieur d une matrice englobante plus large Figure 40 Maison repr sent e par des cubes de 10 cm d apr s Bemis 1936 VOXEL Figure 41 LAVA VOxEL Extension pour l cole d architecture de Stuttgart 2009 Trois diagrammes d crivant les principes g n ratifs 1 Attribution des fonctions 2 Empilement des cellules 3 Distribution du programme Le projet VOXEL a t d velopp dans le cadre d un concours pour la r alisation d une cole d architecture a Stuttgart Le LAVA laboratory for Visionary Architecture en collaboration avec Bollinger et Grohmann architectes ont travaill sur un concept de c
239. ions directes au niveau ph notypique Baldwinisme et Lamarkisme repr sente un pas de plus vers l utilisation efficace d un EA I par exemple dans le cadre artistique a partir du moment o il est possible pour l utilisateur d avoir des intuitions sur des composantes partielles de la solution id lae ou de pouvoir faire interactivement de l optimisation locale Mais des questions de mise en uvre se posent dans le cadre de la cr ativit assist e avec des AE I concernant l int gration du geste cr ateur de l utilisateur dans la dynamique algorithmique propre au m canisme volutionnaire Nous renvoyons le lecteur au 5 5 3 pour de plus amples d tails 3 3 5 12 VOLUTION STRUCTURELLE OU DE SECOND ORDRE LES MOD LES AEVOL ET RBF GENE On parle d volution de second ordre ou de s lection indirecte lorsque les individus sont s lectionn s non pour leur seule adaptation un environnement mais aussi pour leur volvabilit c est dire leur capacit voluer mieux ult rieurement Dans la nature des m canismes volutifs ont structur le g nome en le laissant utiliser des degr s de libert dans le codage et le placement de g nes le long des chromosomes Et des chercheurs ont montr qu une structure g nique dynamique permet cette volution de second ordre AEVOL est l un des premiers mod les d volution exp rimentale in silico ou volution artificielle d velopp par l quipe de G Beslon au LIR
240. ires d nomm s d sormais AE On s int resse aux grandes familles la programmation volutionnaire Lawrence Fogel 1963 les strat gies volutionnaires Ingo Rechemberg 1973 les algorithmes g n tiques John Holland 1973 1975 la programmation g n tique John Koza 1992 les algorithmes estimation de distribution Mihlenbein et PaaB 1996 et les algorithmes volution diff rentielle Price et Storn 1995 Certaines parties plus techniques sont renvoy es en annexe et leur lecture est facultative La revue se termine par une r flexion sur l usage des AE dans le champ cr atif en comparant les deux usages principaux des AE en tant que m ta heuristiques d optimisation ou en tant que moteurs d aide la conception design On ouvre des pistes de r flexion partir de recherches r centes sur l volution On essaie d identifier les capacit s de chaque classe d AE supporter un processus cr atif et l on fournit quelques pistes pour guider le choix des m thodes volutionnaires pour favoriser la morphogen se et la cr ativit 3 3 2 OPTIMISATION DE PROBL MES DIFFICILES Un probl me d optimisation P consiste maximiser ou minimiser une fonction objectif f r elle ou vectorielle sur un ensemble Q de solutions candidates Approches pour r soudre des pb d optimisation P Q f Q Ensemble des combinaisons candidates Espace de recherche f Q R Fonction objectif maximiser ou mini
241. it de base soumise aux interpr tations et aux multiples lectures que l architecte peut faire de l analogon qu il regarde Sur un point de vue informatique cette solution morphologique assure la consistance des descriptions g notypiques et ph notypiques au cours des croisements et des mutations Les correspondances entre les descriptions encod es des g nes et leurs transcriptions g om triques restent coh rentes malgr les op rations de transformation et de croisement des g nes 4 3 1 4 R F RENCES Bemis A F 1936 The evolving house Volume III Cambridge Technology Press Besson A 2003 Notes sur quelques strat gies non compositionnelles Mati res Ouvrir les horizons actualit de la critique architecturale 6 80 89 Bollinger K Grohmann M amp Tessmann O 2010 Structured becoming evolutionary processes in design engeneering The New Structuralism Design Engineering and Architectural Technologies 34 Bourgine P Lesne A amp Collectif 2006 Morphogen se L origine des formes Belin Caldas L G 2001 An Evolution Based Generative Design System Using Adaptation to Shape Architectural Form Bartlett Graduate School University College London London Ching F D 2007 Architecture Form Space amp Order Wiley Delarue J M 1992 Morphog n se Troisi me dition Ecole d architecture Parie Villemin Dillenburger B Braach M amp Hovestadt L 2009 Bui
242. itecte peuvent tres vite tomber d acord sur une strat gie de construction en identifiant plusieurs patrons Les diff rents membres de la maitrise d oeuvre architecture AMO environnement BET thermique peuvent galement avancer en testant et en adaptant conjointement et partir de leur propes points de vue plusieurs patrons Au dela de cet aspect strictement m thodologique la conception par patrons est une posture th orique sur la creation Pour Alexander les formes culturelles en architecture ou en math matiques transcendent les productioons individuelles Les cr ations individuelles ne sont que des mani res d approcher un mod le culturel ideal en le r v lant et en d passant ses incarnations ant rieures Cette philosophie deja pr sente dans L art de la construction intemporelle est encore approfondie dans le dernier ouvrage d Alexander the nature of order Elle m riterait d bat car une interpr tation id aliste du propos pourrait laisser entendre une totale intemporalit des mod les Or ce qui peut tre vrai en science mais est l encore discutable ne l est pas en art et ne l est pas non plus dans le domaine qui nous concerne celui de l architecture faible impact environnemental Les patrons que nous voquons sont toujours situ s et les questions environnementales d aujourd hui ne sont pas tout fait celles d hier Le rapport que les soci t s entretiennent avec la nature e
243. ition uniforme des solutions le long du front de Pareto Traditionnellement le maintien de la diversit passe par une estimation de la densit locale dans l espace des crit res afin soit de p naliser les zones les plus denses lors de la s lection pour la reproduction soit d en retirer des individus lors de la mise jour de la population Elle est bas e sur la notion de voisinage dans l espace des crit res d finie l aide de param tres comme le rayon de voisinage ou la distance aux plus proches voisins mais les valeurs de ces param tres sont tr s difficiles d finir Actuellement l une des meilleures solutions de mesure de la densit locale est la m thode PADE Population size Adaptive Density Estimation qui ne n cessite aucun param tre dont la valeur doit tre d finie par le d cideur et qui peut donc en th orie s adapter tout type de probleme 68 3 3 5 4 LES MOTEURS D VOLUTION On regroupe sous ce nom les ensembles s lection remplacement qui ne peuvent tre dissoci s lors des analyses th oriques du darwinisme au sein des AE Un moteur d volution est donc la r union d une proc dure de s lection et d une proc dure de remplacement Toute combinaison des proc dures pr sent es plus haut et de bien d autres encore est licite Toutefois certaines combinaisons sont plus souvent utilis es que ce soit pour des raisons historiques th oriques ou exp rimentales Pour cette raison les nom
244. ive Simulation System 2009 Dans ce projet les auteurs Lee et Chang cherchent int grer les pr f rences des consommateurs dans les phases de conception des produits Ji Hyun amp Ming Luen 2010 Ainsi un m canisme volutionnaire conduit la construction de populations de t l phones portables Chaque solution doit r pondre des contraintes techniques et fonctionnelles puis est soumise une valuation subjective Les utilisateurs expriment leurs sentiments et pr f rences pour une solution celle ci b n ficie alors d une valuation positive et sa propagation dans l algorithme g n tique est favoris e Cette valuation des pr f rences est renforc e par la prise en compte non pas d un unique consommateur mais par l avis d un grand nombre Ainsi c est le comportement collectif d un nombre important de consommateurs qui participe une s lection subjective et facilite des constructions de populations plus importantes Le syst me volutionnaire est coupl un m canisme d intelligence collective Requremert Seeng man Se urerent senro wo mee e Oy EUR ocre meme og erase Coenerate EE EEE Poputatons of Evotuaton Figure 12 Interface du logiciel 3 1 4 3 MUSIQUE EVOLUTIONNAIRE L originalit de la cr ation musicale assist e par des algorithmes volutionnaires est principalement de combiner une valuation subjective avec des valuations objectives Ce qui est
245. iveau de d finition des projets est moindre BIN et B2N qui nous avons pr sent les r sultats obtenus Lyon en ont d ailleurs convenus En fin de s ance avec B2N quelques blagues ont t chang es sur le niveau du dessin pr sentant la solution Cependant la pertinence d EcCoGen N est attest e dans un processus cr atif pour au moins trois raisons EcCoGen N soutient des strat gies diff rentes d utilisateurs Dans un projet s talant sur une dur e plus importante ces deux strat gies peuvent tre mises en place en fonction des objectifs poursuivis sur le moment C est l un r sultat important EcCoGen N permet de stabiliser des points qu il s agisse de d finir une surface telle que le supermarch dans le projet observ ou qu il s agisse de contrainte des points autour desquels une forme pourra tre g n r e C est un autre r sultat important qui n est pas r solu dans EcCoGen L et pose probl me aux utilisateurs de cet environnement EcCoGen N appara t moins cr atif qu EcCoGen L qui justement parce qu il part de z ro peut g n rer des individus dans lesquelles les utilisateurs vont lire des formes plus ou moins complexe Cependant EcCoGen N soutient ce processus cr atif en assurant les utilisateurs de la pertinence de la forme cr e cf les propos de B2N lors du debriefing 5 2 5 PERSPECTIVES DE D VELOPPEMENT A l origine de ce projet une question se posait laque
246. jectif d observation tait de confronter des utilisateurs cibles des l ves architectes avanc s dans leurs tudes un outil d assistance la cr ativit en d veloppement Il s agit donc de comprendre comment ces utilisateurs vont se saisir de l outil comment ils vont l ins rer dans des pratiques de conception architecturale Pour cela un programme a t labor par l ensemble des partenaires du projet Si les outils observ s sont diff rents Lyon MAP ARIA et Nancy MAP CRAD le programme est le m me Annexe 1 Pour r pondre cet objectif nous avons mis en place le protocole d observation suivant Temps pr paratoire Lyon seulement R alisation d un manuel d utilisation l environnement EcCoGen L Annexe 2 Ce manuel doit servir de guide pour la formation qui a lieu au temps 1 Temps 1 Formation collective des utilisateurs respectivement EcCoGen L et EcCoGen N L objectif n tant de tester directement les interfaces mais de faire utiliser les outils dans un processus cr atif il convenait de forer les utilisateurs ces outils Temps 2 Consignes de travail donn es par bin mes juste avant la conduite du projet Temps 3 S ance de travail elle m me d une dur e pr vue de trois heures Temps 4 Renseignement de questionnaires post session destin s une auto valuation de l activit et du r le de l outil dans la conduite du projet Annexe 3 Temps 5 De
247. l un algorithme g n tique interactif visant optimiser des param tres environnementaux Les objets produits sont des architectones morphologies architecturales issues de divers traitements morphog n tiques Les algorithmes et l interface sont d velopp s en Java sous l API Processing et l valuation des fonctions de fitness est faite par le logiciel Rhinoc ros Grasshoper figure 1 Parameters Machine Human Interface Evaluation Engine Play ae eer ere es Geometric i Description r i by gt i i e i Urban i Geometric pAeaesssn a Modeleur Description Morphogenetic D LLL Engi 4 E T i ae o Oe Target Surface AE PSS i C E Interactif i 4 oe Legal Urban Genetic Evaluation Regulation Algorithm J Engine ii Contraints 1 27 me ne ml _ gt Figure 49 Sch ma synth tique d EcCoGen 4 3 3 2 OPTIMISATION MULTI OBJECTIFS COUPL E UN IGA G N RALIT S ET ATTENTES On d signe par IGA un algorithme g n tique AG o l utilisateur peut interagir avec le processus et les populations et intervenir particuli rement dans les tapes de s lection et de mutation En posant des choix dans un ventail de solutions pr sent es l utilisateur peut orienter de mani re plus diversifi e l volution de l algorithme g n tique La principale difficult est de trouver un compromis entre l optimisation pure et le maintien des zones d int r t et de directions de recherch
248. l est n cessaire pour l analyste de s acculturer au milieu professionnel qu il va investiguer Les s quences qui seront film es afin de permettre les auto confrontations doivent tre choisies avec le collectif tudi et non pas impos es par l analyste ceci afin de travailler sur des observables valides Selon les cas les s quences en question dureront quelques minutes plusieurs heures L auto confrontation peut tre simple ou crois e Dans le premier cas la confrontation se d roule entre l op rateur concern et l analyste qui joue un r le d animateur dans la discussion Dans le second cas l interaction a lieu entre pairs l analyste tant en retrait mais pr sent tout de m me pour assurer le d roulement de la s ance Chacun des deux pairs a t film s et va devoir alternativement discuter sa propre activit et celle de son coll gue ce qui n cessite que les s quences portent sur des activit s similaires L int r t des auto confrontations dites crois es est qu elles ont une influence sur le discours des op rateurs En s adressant un pair plut t qu une personne ext rieure auto confrontation simple ceux ci livrent une description diff rente de leur r el Alors que dans les auto confrontations simples le discours est plut t descriptif dans les auto confrontations crois es il devient un instrument pour amener l autre le pair penser et agir selon une logique m
249. lding design as individual compromise between qualities and costs A general approach for automated building permanent cost and quality control Proceedings from CAAD Futures Montr al Canada Emmerich D G 1966 Cours de g om trie constructive morphologie Paris Feriga J 2008 Notes on the Potential of Simulation for Architectural Conception Proceedings from ACADIA Minneapolis USA Fischer T amp Herr C 2001 Teaching Generative Design Proceedings from GenerativeArt Milan Hensel M amp Menges A 2006 Morpho ecologies Towards Heterogeneous Space in Architectural Design Architectural Association Publications Hovestadt L amp Danaher T 2009 Jenseits Des Rasters Architektur Und Informationstechnologie Beyond the Grid Architecture and Information Technology Anwendungen einer digitalen Architektonik Applications of a Digital Architectonic Birkhauser Verlag AG Kolarevic b 2000 Digital morhogenesis and computational architectures Proceedings from Sigradi 2000 Rio de Janeiro Kolarevic B 2005 Architecture in the Digital Age Design and Manufacturing Taylor amp Francis Kuo J amp Zausinger D 2010 Scale and Complexity Multi layered multi scalar agent networks in time based urban design Proceedings from ECAADE Zurich Switzerland L vy P 1992 La machine univers Cr ation et culture informatique Seuil Lucan J 2003 On en veut la composition 2
250. le cas simple de la mutation isotrope il faut un certain nombre de g n rations avant qu il le devienne et que l algorithme devienne efficace C est cette observation qui a conduit Hansen et Ostermeier proposer une m thode d terministe d adaptation du pas o 52 puis de l ensemble des param tres de la mutation gaussienne 53 revenant ainsi une m thode adaptative d ajustement des param tres de la mutation Pour en donner une id e intuitive on ne d veloppera pas l aspect math matique hors du champ de cette revue si deux mutations r ussies successives sont all es dans la m me direction il faut probablement agrandir le pas pour aller plus vite Finalement la m thode compl te appel e CMA ES Covariance Matrix Adaptation fut propos e et surtout tudi e en profondeur et ses param tres par d faut soigneusement r gl s dans 54 Enfin une am lioration pour la mise jour de la matrice de covariance en grande dimension fut propos e dans 55 et une variante pour l optimisation multi objectifs a t propos e dans 56 Aujourd hui CMA ES est sans contestation possible la meilleure m thode volutionnaire pour l optimisation param trique continue Elle a en particulier t grand vainqueur sur les m thodes stochastiques autres ES volution diff rentielle et EDA pour l ensemble de la comp tition organis e lors de la conf rence CEC 2005 session real parameter optimization En conclusion le
251. le garantissant des qualit s architectoniques Kolarevic 2005 L approche datascape a contrario des m thodes ou processus pr c dents r v le une dimension op ratoire quasi op rationnelle Les outils con us et d velopp s par l agence MVRDV en situation de projet sont directement utilis s par l ensemble des acteurs impliqu s ils conduisent la m diation et participent l laboration des tudes Cette approche moins exp rimentale que les travaux conduits par Gregg Lynn se caract rise par sa faisabilit 4 1 4 4 3 L ANALYSE DE LA PERFORMANCE L APPROCHE TECHNO ORGANIQUE Depuis le d but du XXe si cle un certain nombre de concepteurs ont inscrit leur processus de conception et de recherche de forme sur des approches qualifi es de techno organiques Les modalit s d instrumentation mises en uvre ici renvoient une manipulation analogique de dispositifs de simulation structurelle Les dispositifs qui prennent la forme de maquettes visent une mise en forme naturelle et cherchent une optimisation morphologique et structurelle Les principes sont bas s sur l interaction de trois attributs structurels que sont la forme les forces associ es et la mati re utilis e A travers la mise en uvre du dispositif de simulation la forme optimale est naturellement obtenue sous l effet de la gravit et des tensions structurelles internes en jeu dans le dispositif Le Ricolais Gaudi ou Frei Otto sont les repr senta
252. lein cran qui permettra de visualiser la solution de la case point e sous d autres angles voir plus bas les fonctions de la fen tre perspective Un clic gauche sur une solution permet de la d placer ou de 1 alt BBavec la touche vers une autre case de la zone ou vers la poubelle Trash en bas droite de la zone de commande Un clic droit permet de r injecter la solution dans la population en cours pour les g n rations suivantes Un clic droit sur une solution s lectionn e la d s lectionne 4 3 4 1 6 LA ZONE DE COMMANDE La zone de commande permet de contr ler le comportement d EcCoGen L et de configurer les crit res de s lection des solutions Boutons de contr le RUN REWINO pa Le bouton Run lance le calcul de la g n ration suivante de solutions Entre deux g n rations affich es successives EcCoGen L construit des g n rations interm diaires invisibles dont le nombre est pr cis par le bouton Steps Le but est d acc l rer les op rations de divergence convergence de mani re transparente l utilisateur Pendant le calcul de la g n ration suivante l affichage et l interface sont bloqu s Le bouton Steps permet de modifier le nombre de g n rations interm diaires invisibles que EcCoGen L calculera avant l affichage des solutions suivantes Si Steps est a 1 alors EcCoGen L pr sente directement la g n ration suivante Plus ce nombre est lev plus les solutions prop
253. les caract ristiques topographiques du site le b ti et les infrastructures existants Dans un second temps il pr cise les caract ristiques fonctionnelles de chaque unit du programme lien de proximit matrice d adjacence contraintes g om triques proportions et physique illumination niveau de confort En sortie la solution est repr sent e en trois dimensions et chaque niveau de performance peut tre visualis L export g om trique est possible ainsi que l enregistrement d un tableau de valeurs Type d interaction homme machine Au cours du processus l utilisateur a la possibilit de modifier en temps r el et de mani re interactive la pond ration de chacun des param tres d valuation Mesure de la richesse du dialogue homme machine Le dialogue homme machine est riche du fait de cette interactivit file add edit display e 2d gt 34 leve 30 lt membranRoof atriums N a 7 san r nCenerations 120 fitness 0 groundfloorArea 10795 0 sqm facadeLength 4677 0m light Grr 0 365087751 view E 0278992446 B upCost _ facadeProArea Cm 0 433261750 orientation hu 0 859213042 stairsArea Grr 0 398907103 westView G 1859455357 viewToCreen m 0 169398907 distToEntry oe 0 822950819 deltaHeight commie 0 239215686 deltaCluster m 130 5846994 internDistance Gm 0 0 update M autoUpdate types KI O Enviroment standardView connectivity E 0 583918813
254. les surfaces vitr es Figure 45 R sultats 4 3 1 3 MOTEUR MORPHOG N TIQUE Le projet Ec Co Gen L reprend la logique morphog n tique des voxels il est fond sur un principe d agglom ration d unit s l mentaires dont la g om trie est pour le moment ramen e un parall l pip de de taille fixe La parcelle initiale est d coup e en une grille orthogonale dont la trame est param trable mais fixe elles sont fix es 5x5x4m Cette grille est ensuite d velopp e dans la troisi me dimension et permet la mat rialisation des tages et la construction d un espace matriciel trois dimensions Chaque cellule d finit alors un voxel qui repr sente une unit spatiale La matrice initiale maximise le volume utilisable dont certaines cellules peuvent tre interdites permettant ainsi la prise en compte des contraintes r glementaires ou d alignement Cette matrice r glementaire est appel e volume capable elle d limite et d crit l ensemble des possibles occupations cellulaires A partir de ce volume capable l volution et l instanciation de chaque cellule peuvent commencer De plus chaque voxel est associ un ensemble de propri t s Les faces peuvent avoir une mat rialit une opacit recevoir l nergie solaire ou contribuer aux changes thermiques Les fonctions programmatiques deviennent elles aussi les attributs de la cellule Les donn es d entr e sont constitu es de la description g
255. les th ories de la forme Le deuxi me s int resse aux strat gies de morphog n se architecturale Le troisi me est une caract risation des morphog n ses induites par les modalit s d instrumentation num rique Le quatri me pr cise et d fini l approche par voxels Le dernier chapitre revient sur la solution retenue dans le projet Ec Co Gen L et en marque les caract ristiques 4 3 1 2 L APPROCHE PAR VOXELS 4 3 1 2 1 DEFINITION Nous appelons Voxel le r sultat d une subdivision uniforme de l espace une discr tisation de l espace Le terme voxel est une contraction de Volumetric Element construit par analogie du pixel Picture Element Le voxel repr sente une unit l mentaire associ e une position spatiale Cette unit est de plus porteuse d un ensemble de propri t s vari es couleur mati re coordonn es La d composition de l espace en voxels peut prendre plusieurs formes de base mais la grille r guli re est plus largement utilis e 4 3 1 2 2 DOMAINES D APPLICATION L approche par voxels est tr s utilis e dans le domaine de l imagerie pour la visualisation et l analyse des donn es m dicales et scientifiques Par extension le domaine du jeu vid o et du rendu 3D des images font largement appel cette m thode f dd CBE 49x120x120 24x60x60 12x30x30 Figure 38 Diff rentes r solutions d une tomographie d une mousse base d amidon Les m thod
256. lignes ou surfaces constituent par leurs assemblages et leurs mises en relation les hypoth ses du projet La modification de l un des param tres entra ne la modification du syst me dans son ensemble ainsi le param trique permet la manipulation de l objet toutes les chelles Michael Hensel et Achim Menges Hensel amp Menges 2006 donne un exemple de composant param trique d fini partir d une manipulation analogique d une bande de papier Le composant int gre ainsi les contraintes du mat riau ses possibilit s de mise en forme et de d formation et ses modes d assemblage Il est un l ment unitaire qui une fois d multipli compose un syst me plus grand Le syst me est lui m me potentiellement transformable par la diff renciation de chacun des composants param triques Ici la multiplication des composants est bas e sur un principe de prolif ration sur une surface g om trique Cette distribution du composant sur son environnement de prolif ration peut elle m me d pendre d un ensemble de r gles param triques ou de principes algorithmiques et rejoindre alors les m thodes g n ratives Ici la question porte sur la g om trisation d un dispositif dans une perspective op rative de mise en oeuvre Ce sont les possibilit s de modification des valeurs des param tres qui permettent l exploration d un univers de solutions largi Les exp rimentations conduites dans cette direction pourraient t
257. lisateur facilitent l exploration r cursive de l espace des solutions en permettant au concepteur de guider et d orienter l volution dans une direction donn e Cette s lection progressive de chacun des composants est appel e s lection cumulative gt Algorithme volutionnaire interactif repose sur l intervention humaine pour op rer les fonctions de s lection des individus Les valeurs esth tiques ou plastiques tant particuli rement d licate mod liser nous retrouvons fr quemment l utilisation des IGA dans les dispositifs d art volutionnaire T 2m x YX Swallowtail Man in hat Lunar lander Precision balance w A w Caddis Scorpion Cat s cradle Tree frog Spitfire Crossed sabres Bee flower Shelled cephalopod w eh Insect Lamp Jumping Spider Bat Figure 1 Paysage des solutions Dawkins tire des enseignements de ses travaux qui portent notamment sur l importance de volution de l volutivit chez les esp ces naturelles Ainsi la dynamique volutive ne se limiterait pas aux m canismes de s lection naturelle par croisement et mutation mais porterait galement une capacit faire voluer l volution en modifiant par exemple le nombre de g nes d finissant une esp ce La morphogen se de Dawkins s int gre alors dans une dynamique volutive Life spacies 1997 1999 Life spacies est un projet des artistes Sommerer et Mignonneau Paul 2008 qui propose en 19
258. lle du g nome on parle alors de croisement uniforme qui est souvent utilis en phase d exploration intense mais est tres disruptif Il est donc fortement d conseill en phase de convergence domaine d exploitation par l op rateur de croisement 3 3 5 8 LES VECTEURS DE REELS Ils constituent le cas le plus fr quent en calcul num rique et sont principalement utilis s en optimisation param trique avec les strat gies d volution dont les plus performantes l heure actuelle comme CMA ES 18 adaptent automatiquement leur op rateur de mutation en tenant compte du paysage de la fitness L tude th orique de tels algorithmes se concentre essentiellement sur la fonction de fitness La s lection des individus est d terministe Les mutations suivent en g n ral une loi gaussienne dont les param tres font partie du g notype 3 3 5 8 1 INITIALISATION Q est un sous ensemble born ou non de R qui est l espace vectoriel des r els de dimension n Si Q TI fai bi produit cart sien de n intervalles born s on tire en g n ral uniform ment chaque coordonn e dans l intervalle correspondant Par contre si Q n est pas born il faut faire des choix On pourra soit utiliser un sous ensemble born de Q et effectuer un choix uniforme dans cet ensemble soit par exemple tirer mantisses et exposants uniform ment dans des intervalles bien choisis Bien entendu on pourrait dire que les nombres r els repr sent s en machine son
259. lle nous l ensemble des partenaires souhaitions pouvoir r pondre Comment construire un outil qui fasse la part belle l al atoire inh rent aux processus volutionnaire et propose des solutions cologiquement efficace et qui ne contraignent pas le processus cr atif des l ves architectes Nous souhaitions que l outil soutienne cette activit cr ative mais n impose pas de solution Les sujets de ces exp riences contribuent donner une r ponse cette question de plusieurs mani res Ils nous disent le contr le qu ils souhaitent conserver dans le processus cr atif Cela s observe la fois dans leurs propos lors du debriefing et dans leurs activit s en situation Lorsque B2L est confront un objet pr f r mis en coup de c ur et qu il d couvre que les performances des objets coup de c ur n voluent pas et ne sont pas comparables aux performances des objets de la g n ration en cours alors imm diatement il identifie un objet de forme proche dans la g n ration courante qui va remplacer l ancien objet C est aussi toute l activit de BIL et B2L qui consiste s lectionner des objets pour influencer autant qu ils le peuvent les g n rations suivantes Ce besoin de contr le est aussi exprim dans la diff rence entre EcCoGen N et EcCoGen L D s lors que les sujets sont confront s un outil de type EcCoGen N ils en profitent pour d finir strictement des formes pour contrain
260. logiciels proposant son interfagage EnergyPlus Equest Nous notons que les quipes de Berkeley National Laboratory travaillent actuellement 4 un outil d optimisation des solutions appel GenOpt Type de donn es en entr e et sortie La contextualisation et la localisation du projet permettent l acc s aux donn es climatiques Ici la repr sentation sch matique initiale n est pas modifiable par l utilisateur mais tablie par Caldas Le volume architectural se d compose en deux niveaux chacun d eux d composables en quatre pi ces Les relations d adjacence par niveau sont fix es Si les hauteurs des pi ces du niveau 0 sont fix es l ensemble des autres dimensions sont libres et utilis es comme variables par l algorithme L inclinaison des toitures de chacune des pi ces du niveau 1 peut varier entre une position horizontale et une inclinaison 45 La taille des ouvertures sur chacune des fa ades ext rieures volue galement Type d interaction homme machine Il y a peu d interaction homme machine l exception de la g olocalisation du projet L outil n est pas con u dans une perspective d exp rience utilisateur Mesure de la richesse du dialogue homme machine Le dialogue homme machine est pauvre la principale caract ristique du dispositif repose sur la repr sentation du front de Pareto qui facilite la compr hension et la repr sentation de l espace des solutions Les tra
261. ls et la correspondance directe g notype ph notype alors que la seconde utilise un niveau interm diaire fondamental pour la morphogen se le prot ome ou espace des prot ines Dans l volution des syst mes biologiques il n a pas de fonction de fitness aussi surprenant que cela puisse para tre La nature se contente de produire des descendants La r gulation vient la fois des v nements ext rieurs qui d finissent les contraintes d adaptation de s lection et de symbiose de la phylog nie et de la morphogen se qui est soutenue par des logiques complexes internes aux g nomes qui nous chappent encore Par contre en volution artificielle on est quasiment oblig de d finir des fonctions de fitness partir du moment o l on s int resse des mesures dans l espace ph notypique la performance entre autres Mais tous les probl mes d volution ne se ram nent pas de l optimisation Un b timent une ville n voluent pas au sens darwinien ils ne se reproduisent pas ne poss dent pas de principe de variation mutation s lection autre que causal Par exemple d un point de vue purement fonctionnel l analogie m tabolique du corps semble mieux appropri e pour eux ils doivent amener de l nergie et des nutriments l ensemble de leurs parties m canisme de distribution contraint par la topologie du corps 3 3 5 15 CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES Les AE sont de plus en plus utilis s en optimisation n
262. lution optimale partir de n importe quelle solution initiale Algorithme Recherche Locale ee une combinaison de 2 ee e Tant que e lt borne et temps max n atteint choisir e Voisinage e ee e Si f a gt f a Alors 2 e e Retourner e 3 3 3 BIO INSPIRATION L VOLUTION NATURELLE 3 3 3 1 HISTORIQUE ET TAT ACTUEL DES TH ORIES DE L VOLUTION M me si le terme th orie est souvent employ pour d signer quelque chose d hypoth tique une conjecture donc de temporaire l volution des tres vivants est un fait scientifiquement reconnu tous les organismes vivants sont unis par des liens de descendance Le terme th orie d signe l gard de l volution un ensemble de connaissances admises essentiellement sur l observation et l analyse d un tr s grand nombre de fossiles et depuis moins de dix ans sur la comparaison du patrimoine g n tique d esp ces vivantes ADN ainsi que sur des mod lisations informatiques volution artificielle Elle ne peut s appuyer qu extr mement rarement sur l exp rience rarement reproductible tant donn es les chelles de temps impliqu es bien qu il existe des laboratoires in vivo dans quelques endroits du monde o des chercheurs tentent de l observer On distingue dans la communaut scientifique trois modalit s d explication des ph nom nes d volution d fendues historiquement l volution darwinienne on parle d sormais de n o darwinisme
263. m nes de macro mutations et de ph nom nes plus complexes Citons ici le pal ontologue Jean Chaline 38 qui s int resse au nouveau domaine appel vo d vo qui fait le lien entre la g n tique le d veloppement embryonnaire et la pal ontologie et dont les travaux sugg rent que de puissants g nes de r gulation appel s g nes hox semblent contr ler l architecture des organismes donc la macro volution D autres approches dites structuralistes initi es entre autres par le zoologiste Pierre Paul Grass s int ressent la classification des formes mergentes partir des lois de la chimie et de la physique 34 Citons d j les travaux du biochimiste et g n ticien Michael Denton sur les formes des prot ines 35 Bien qu il existe des dizaines de millions de prot ines il n y a qu un peu plus de mille formes de base pour celles ci elles se regroupent toujours en des structures morphologiquement limit es Le prix Nobel de m decine Christian de Duve montre quant lui que les lois biochimiques produisent des contraintes si strictes que le hasard mutationnel est canalis 36 Simon Conway Morris l un des plus grands pal ontologues actuels montre qu au sein de l volution de nombreuses voies conduisent des r sultats quasi identiques qu il appelle des convergences vers des formes biologiques en nombre finalement assez limit 37 Cette approche postule l existence de quelque chose d analogu
264. ment sup rieur pour BIL Po alors que l autre ne l est pas sur le crit re hi rarchiquement inf rieur Pc valide cette hi rarchie ou du moins ne la met pas en cause Le trou n est certes pas bon du point de vue de la compacit mais comme ce crit re est moins important il ne peut lui seul invalider le trou comme forme d sirable pour B1L Cette hi rarchie est confort e plus loin lors de l examen de la quatri me g n ration de la s rie sur quatre niveaux 56 minute mais argument e cette fois La compacit n est pas importante SKIL en fait la compacit on s en fout parce que le programme commande de d velopper des bureaux qui soient attractifs avec des terrasses Autrement dit la compacit n est pas tr s compatible avec une certaine recherche esth tique voire elle va l encontre d une certaine cr ativit Nous avons deux nouvelles connaissances construites ou valid es ici Les crit res de performances peuvent tre hi rarchis s la compacit tant non seulement le crit re le moins important Certaines fonctions indiqu es dans le programme peuvent tre sup rieures en termes de contraintes aux crit res de performance nerg tique dans cet exemple la compacit alors m me que le travail conduit est ax sur ces aspects nerg tiques D EcCoGen L comme ressource et non comme programme Sur la base de ces observations concernant la hi rarchie des crit res de performance et le
265. miser gt But chercher e Q tel que f e soit maximal De nombreux probl mes d optimisation ne peuvent tre r solus ni de mani re exacte on n en conna t pas de solution math matique ou algorithmique ni de mani re optimale ind pendamment de la puissance de calcul qu on y consacre Ce sont des probl mes difficiles pour lesquels on va concevoir des heuristiques de r solution m thodes se voulant simples rapides et adapt es aux probl mes consistant approcher les solutions optimales en n explorant qu une faible partie des solutions possibles de mani re opportuniste Leur capacit d optimisation avec un minimum d informations est contrebalanc e par le fait qu elles n offrent en g n ral aucune garantie quant l optimalit des meilleures solutions trouv es appel es solutions optimis es L allure du paysage de recherche qui correspond la r partition des extrema de f parmi l ensemble des valeurs possibles s av re fondamental pour valuer la difficult du probl me Il peut exister un seul extremum global ou plusieurs ou encore plusieurs extrema locaux proches ou loign s r partis uniform ment ou pas denses ou pas figure 1 On appelle intensification toute d marche visant diriger l effort de recherche vers les meilleures solutions et diversification toute d marche permettant de d couvrir de nouvelles zones contenant ventuellement de meilleures solutions Le bon quilib
266. mit temporelle suffisante pour que les acteurs puissent se souvenir de leur activit disponibilit des acteurs d lai suffisant pour qu une premi re analyse permettent de d gager les s quences soumises l auto confrontation participation d un membre de la partie informatique En raison de ces contraintes nous proposons de r aliser ce cinqui me temps environ quinze jours apr s la captation initiale Cela n cessiterait donc un nouveau d placement sur Lyon 5 1 3 2 DISPOSITIF DE CAPTATION DE LA SEANCE DE TRAVAIL TEMPS 2 ET MATERIEL La captation est r alis e selon les principes suivants observer l activit des utilisateurs tracer ce qui se passe l cran avoir un plan suffisamment large du l environnement de travail Contrainte il n est pas possible d envisager un enregistrement des actions l cran par un dispositif interne car cela ralentirait trop l activit de la machine Il faut donc mettre en place un moyen d enregistrement externe Nous utiliserons donc trois cam ras Une dirig e vers l cran ou le double cran ne dirig e vers le bin me ne dirig e en plong e vers l espace de travail utilisation d un pied girafe Voici le mat riel n cessaire pour la captation Table de travail sur laquelle l ordinateur et l cran les crans sont dispos s Cette table est suffisamment grande pour qu on puisse y prendre des
267. mod le initial Type d interaction homme machine Il y a peu ou pas d interaction homme machine une fois le processus lanc L acc s a l historique des solutions et l dition de chacun de ces ph notypes est cependant possible Mesure de la richesse du dialogue homme machine Le dialogue homme machine est faible Len aaa iad Citi he ef ar mMm aan er ES a fre od Figure 13 Interface et vue des r sultats dans la Sc ne 3D Genomics Description Genomics a t d velopp en 2008 par Keith Besserud Besserud amp Cotten 2008 Il porte sur l optimisation de l enveloppe d un difice pour maximiser la captation solaire Ici l difice prend la forme d une tour il est compos de six niveaux d finis par des ellipses C est la modification des param tres de construction des ellipses qui permet l exploration morphologique largeur longueur et orientation de la normale Les ellipses extr mes restent inchang es Des contraintes du type surface habitable minimale et surface d enveloppe maximale sont int gr es Elles rendent possible l utilisation de fonctions de p nalit et l arbitrage entre les solutions Environnement de d veloppement Les moteurs d valuation de g n ration et de morphogen se ont t impl ment dans Ecotect Initialement d velopp par le groupe de recherche Square One Ecotect est aujourd hui un logiciel
268. n les valeurs des coefficients de r sistance thermique et de facteur solaire sont fix s a priori Ces valeurs sont les suivantes facteur solaire en Sg 75 correspondant un double vitrage 4 12 4 Coefficient de transmission surfacique thermique du vitrage en W m K U 2 9 Coefficient de transmission surfacique thermique d une paroi opaque en W m K U 0 4 Un m canisme exploratoire pour l ajustement de ces valeurs pourrait tre envisageable dans un deuxi me temps D Ht Dh Qa AG AI AS D D perdition de l enveloppe kWh year NAZ Ht Coefficient de d perdition W K AG Apports gratuits W Dh Qa Valeur des degr s jours Al Apports internes W Z N Qa Temp rature ambiante souhait e Ht Henv Hrev Henv Perte par transmission W K Hrev Perte par ventilation W K Henv Y A U A Surface de mur m2 U Coef de transmission surfacique W m2 K Hrev Neglected Les pertes de chaleur D sont compar s aux apports gratuits AG AS Apports solaires W AS E Sv c E Irradiation solaire en fonction de l orien tation et de l inclinaison W Sv Surface de vitrage m2 c Facteur solaire f AG D f Rapport des apports gratuits sur les pertes u f f inertia class B D pAG B besoins en chauffage kWh KO irradiation solaire temp rature ext rieure Perte de l enveloppe du b timent Classe d inertie Surface de vitra
269. n observe des allers et retours entre ces deux environnements et une activit d esquisse Figure 52 qui montre la forme en T cr e sur Rhino Figure 70 Discussion sur la forme du b timent 0 57 37 Au cours de l change qui a lieu autour de la Figure 52 EC2N reprend l id e du C pour transformer la forme en T actuelle et faire en sorte que la partie longue soit plus acceptable parce que esth tiquement parlant ce n est pas satisfaisant B2N est d accord sur cet aspect Comme c tait le cas avec EcCoGen L la forme tant discut la performance est voqu e ici sous forme d une hypoth se v rifier avec EcCoGen N selon laquelle la courbure du C am liorera peut tre la prise du soleil 0 57 37 EC2N et au dessus donc l dessinant t aurais une esp ce de supermarch en forme de croissant et peut tre ici droit et au dessus les bureaux qui viennent comme a geste de RH2N plut t en accord EC2N et l on se prend pas trop la t te mais si il faut y mettre des gradins on peut y mettre des gradins parce que l c est trop RH2N non a va pas EC2N et puis on verra en plus c est comme je te disais hier on verra si la courbe du soleil a am liore les choses RH2N oui je suis okay l dessus Quelques minutes plus tard 1 07 une tr s longue s quence de param trage de Grasshopper est lanc e pour dessiner cet arc Elle dure plus d une demi heure parce qu au sein de BIN seul RH
270. n peut aussi tre l op rateur d exploitation Dans le cadre de l optimisation param trique avec des nombres r els la mutation la plus employ e est la mutation gaussienne qui consiste rajouter un bruit gaussien au vecteur des variables que l on d sire muter La forme la plus g n rale est alors X gt X o N 0 C 1 o est un param tre positif appel le pas de la mutation et N 0 C repr sente un tirage de loi normale centr e de matrice de covariance C sym trique d finie positive Tout l art est alors bien s r dans le choix des param tres o et C L influence de est intuitive des grandes valeurs r sulteront une exploration importante et des petites une exploitation importante On peut videmment demander l utilisateur de fixer cette valeur Mais il est clair et des tudes th oriques sur des fonctions simples l ont d montr que cette valeur devrait d cro tre au fil des g n rations en fonction de l avancement de la recherche et il est impossible de fixer a priori un sch ma de d croissance qui soit synchrone avec l ventuelle convergence de l algorithme pour une fonction quelconque La premi re approche adaptative c est dire dans laquelle la d cision est prise dans le contexte de la situation courante fut la c l bre r gle des 1 5 de Ingo Rechenberg 14 soit t la proportion de mutations r ussies c est dire pour lesquelles la fitness de l enfant a t meilleure q
271. na November 16 20 Bationo Tillon A Folcher V amp Rabardel P 2010 Les instruments transitionnels une proposition pour tudier la diachronie des activit s narratives Activit s 7 2 63 83 Boden M 1992 The Creative Mind New York Basic Books Bonnardel N 2006 Cr ativit et conception Approches cognitives et ergonomiques Paris Solal Borillo M amp Goulette J P 2002 Cognition et cr ation Explorations cognitives des processus de conception Bruxelles Mardaga Borzeix A amp Cochoy F 2008 Travail et th ories de l activit Vers des Workspaces Studies Sociologie du travail 50 273 286 Brassac C amp Gregori N 2003a Une tude clinique de la conception collaborative la conception d un artefact Le Travail Humain 66 101 127 Cahour B 2002 D calages socio cognitifs en r unions de conception participative Le Travail Humain 65 315 337 Cahour B amp Licoppe C 2010 Confrontations aux traces de son activit Compr hension d veloppement et r gulation de l agir das un monde de plus en plus r flexif Revue d Anthroplogie des Connaissances 4 2 243 253 Caverni J P 1988 La verbalisation comme source d observables pour l tude du fonctionnement cognitif Dans J P Caverni C Bastien amp P Mendelsohn Ed Psychologie cognitive mod les et m thodes p 253 273 Grenoble Presses Universitaires de Grenoble Clot Y Faita D
272. nce de la forme sur les performances B2L or si les performances s am liorent avec les g n rations successives la forme qui a pr valu pour la s lection d un individu se perd ce qui g ne les utilisateurs qui voudraient pouvoir mieux influencer l volution des g n rations d individus Enfin les utilisateurs se plaignent du poids trop important de la performance nerg tique alors qu ils cherchent une forme agr able B2L 5 2 2 2 2 MOBILISATION DE SKETCHUP Dans les deux cas Sketchup permet de v rifier des choix de conception par l int gration voire la comparaison de mod les issus d EcCoGen L BIL on a gard le plus performant de chaque mod le Il permet galement de v rifier que des choix architecturaux non directement issus d EcCoGen L sont satisfaisants en termes nerg tiques BIL v rifier que le soleil permet de faire un accumulateur C est donc un outil de d cision B1L Plus basiquement Sketchup permet de lieux lire les formes des individus issus d EcCoGen L de mieux en percevoir les caract ristiques physiques trous tages BIL et B2L L importation dans Sketchup n est cependant pas toujours tr s ais e B2L et il faut redessiner les blocs ce qui ralentit la conception B1L Ce point est en discussion entre BIL et B2L car selon SK2L le fait de redessiner les blocs dans Sketchup est aussi un avantage au sens o cela permet d exploiter diff remment cette u
273. ne autre publication Quiroz et al 2009 ils donnent des recommandations pour diminuer la fatigue de l utilisateur et favoriser en m me temps la convergence rapide vers des solutions optimis es La principale originalit de leur travail est de construire chaque it ration une fitness virtuelle interpol e pour orienter l IGA vers le choix de l utilisateur Ce choix se voit alors associ une fitness virtuelle maximale et les autres solutions sont valu es en se basant sur les similarit s dans l espace des crit res avec ce choix pour leur attribuer une fitness virtuelle proportionnelle cette similarit Il est ensuite possible de poursuivre l AG de mani re normale en utilisant ces nouvelles fitness pour optimiser le choix de l utilisateur Il faut noter que dans ce cas la fitness virtuelle n est plus capable de tenir compte de la qualit objective d une solution mais seulement de son importance subjective Cette fa on de faire nous a sembl un peu artificielle et plus lourde impl menter que la m thode MOGLS de Jaszkiewicz d crite plus bas Une autre avanc e de leur travail est relative la persistance d une solution choisie par l utilisateur Pour viter que les choix IGA ne disparaissent trop vite de la population Quiroz ajoute une fitness suppl mentaire qui vaut 1 pendant un certain temps ce qui la maintient dans le FP puis d croit Par ce biais ils modifient artificiellement le comportement de NSGA II pour
274. ne forme arrondie qui rend la mitoyennet quasi impossible ACTIONS Classe d action 1 Action Cr ation d une polyligne de forme arrondie Gestion de l orientation Nord 4 2 1 7 3 LUMI RE DU TOIT LUMIERE DU TOIT PROBLEME Les contraintes fonctionnelles les contraintes de site la forte paisseur ou profondeur des b timents induisent parfois la pr sence de locaux centraux ne b n ficiant que d un faible clairage naturel SOLUTION Des ruptures et des d calages dans le plan de la toiture ou la mise en uvre d l ments de couverture transparents permettent un apport de lumi re naturelle par le toit L utilisation d une telle strat gie a plusieurs avantages offrir de la lumi re aux espaces centraux du b timent apporter une lumi re plus constante et indirecte cas des sheds viter l blouissement surtout dans les bureaux o les personnels travaillent sur des crans augmenter les espaces intimes l int rieur du b timent en diminuant les transparences en fa ade Les toitures avec des ouvertures claire voie les lanternes de toit les toiture en sheds sont autant de dispositifs particuliers appartenant ce patron CONTRAINTES Economiques Les d calages dans les plans de la toiture multiplient les points singuliers traiter tant au niveau de la charpente qu celui de la couverture avec une forte incidence conomique Maintenance Dans certains cas ce
275. nforcement des indicateurs Dans cette hypoth se une conception de la performance vers la forme pourrait tre envisag e La forme architecturale pourrait alors appara tre comme une r sultante d un processus de conception initi par une intention de performance 6 1 4 SUR LE PLAN DES OUTILS PROTOTPYAUX D VELOPP S Nos outils restent un stade de d veloppement prototypal et leur diffusion semble difficile La brique co mod le de Ec Co Gen N pourrait relativement facilement trouver une place en enrichissant les plug in grasshopper disponibles Cependant l int gralit du syst me Ec Co Gen N incluant moteur d valuation et moteur g n ratif reste difficile d ployer hors contexte exp rimental Le syst me d information Ec Co Gen L est pour sa part construit sur une s rie de passerelles entre logiciels sp cialis s et son d ploiement en est complexifi Mais de nouveaux d veloppements sont pr vus dans le cadre de projets en attente de financement 6 1 5 SUR LE PLAN M THODOLOGIQUE Nous avons choisi une m thode de d veloppement lin aire allant d une sp cification technique une phase d exp rimentation en passant par le d veloppement prototypal Cette trajectoire de projet a connu un d doublement dans le d veloppement de deux solutions logicielles Ce d doublement s explique par des distinctions fortes dans les postures de conception et nos outils r v lent des attitudes singuli res qui reposent sur
276. nit de base qu est le bloc selon que l on consid re que c est effectivement un bloc ou plut t un gabarit un support de formes 5 2 2 2 3 LIENS ENTRE ECCOGEN L ET SKETCHUP Ainsi Sketchup permet de poursuivre l exploration des individus entreprise dans EcCoGen L C est en outre un logiciel mieux ma tris par les bin mes Cette poursuite concerne non seulement la lecture des formes mais aussi l exploration de crit res de performances qui ne sont pas actuellement dans EcCoGen L Sketchup permet de v rifier des performances nerg tiques mais EcCoGen L permet de les avoir d s le d but BIL et B2L 5 2 2 2 4 POINTS DE VUE ERGONOMIQUES SUR ECCOGEN L A Lecture interpr tation des individus Les biomes identifient plusieurs d fauts ergonomiques ayant entrav leur travail L impossibilit de voir les tages en vue V9 mais uniquement la masse ce qui complexifie BIL la lecture des individus propos s B2L c est qu en 3D VP qu on voit o sont les cubes Le fait de ne conna tre que des fitness relatives et non absolues ce qui rend la comparaison difficile des individus coup de c ur avec les individus de la g n ration courante B1L Le fait que la fitness globale de l individu ne permet pas de comprendre quelles sont les parties les plus performantes sur un crit re pour chacun des individus BIL savoir quelles sont les parties performantes dans une solution Les diff rences entre le
277. nous sommes appuy s sont Design Studies et surtout Creativity Research Journal dont le comit de r daction est compos de chercheurs incontournables du c t de la psychologie parmi lesquels Mark Runco r dacteur en chef Teresa Amabile Arthur Cropley Mihaly Csikszentmihalyi Ravenna Helson Roberta Milgram Dean Simonton Robert Sternberg ou encore Robert Weisberg Au niveau national les revues qui nous ont guid es sont plut t celles qui pr sentent des travaux de l ergonomie notamment la revue ctivit s et Le Travail Humain Pour ce qui concerne plus sp cifiquement les liens avec le design architectural les conf rences 01 Design et SCAN sont importantes suivre On peut encore ajouter les ouvrages de Todd Lubart 2003 Jean Charles Lebahar 2007 Jean Michel Hoc et Francoise Darses 2004 ou ceux de 7 Colloque sur la conception et le design depuis 1997 Nathalie Bonnardel 2006 sachant que les auteurs des deux derniers ouvrages cit s se situent moins du c t de la cr ativit que de celui de la conception contrairement aux deux premiers 3 4 2 CR ATIVIT CONCEPTION 3 4 2 1 LA CR ATIVIT D FINITION S ET MOD LES 3 4 2 1 1 ELEMENTS DE DEFINITION Il est difficile de donner une d finition de la cr ativit dans laquelle chacun se reconnaitra On peut cependant relever un certain nombre d l ments partag s dans les diverses d finitions que l on trouve dans la litt rature qu elle soit
278. nsi B2L passe proportionnellement plus de temps en V3DZ l o les informations sont manquantes que ne le fait BIL De sorte que B1L a plus souvent sous les yeux les num ros des individus ainsi que les valeurs de performances Pour obtenir ces informations B2L est en revanche contraint de d zoomer pour les obtenir Cette activit de d zomme rezomme appara t d ailleurs dans le temps moyen assez court 11 sec que B2L consacre V3D expliqu par le fait que le passage dans cette vue n est tr s souvent que d une deux secondes le temps de d zoomer pour prendre de l information Dur e totale 40 Dur e moyenne 40 Ean 4 Mji 10 20 p 10 V3 v vs o V3D V3D B E 82 E BI E 62 Figure 60 Temps total et moyen dans chacune des vues pour B1 et B2 B1 Dur e moyenne B2 Dur e moyenne v9 V3D V3DZ V9 V3D V3DZ Figure 61 Proportion des temps dans chacune des vues pour B1L et B2L Pour caract riser ces difficult s prenons comme exemple une s quence qui a lieu au sein de B2L 23 Tableau 2 durant une minute trente 0 24 50 0 26 00 EC2L et SK2L sont en train de visualiser un objet particulier l objet 3 03 dans la vue V3DZ donc sans les indications de num ro ni de performances de cet objet Une valuation positive est port e qui am ne la proposition de relancer un calcul sur la base de O3 SK2L c est pas mal a EC2L hum on peut relancer partir de
279. nt aux crit res esth tiques acad miques Il a notamment marqu la riche distinction entre la conception de l id e et la conception du processus de g n ration Soddu 1998 Soddu 2004 Dans la perspective de prolonger ce premier tat des lieux des acteurs caract ristiques et sur la base des d finitions pr c dentes nous nous int ressons maintenant aux projets r cents conduits dans le champ de l architecture Nous concentrons notre point de vue sur les environnements logiciels utilis s et nous identifions deux grandes strat gies d impl mentation de ces outils La premi re vise l int gration des trois moteurs dans un environnement unique la seconde s attache construire des passerelles entre des environnements logiciels ind pendants Chaque projet est r f renc et d crit globalement puis analys selon quatre crit res L environnement logiciel pr cise les langages informatiques utilis s les types de donn es en entr e et en sortie d finissent les modalit s d information du syst me et de prise de connaissance le type d interaction homme machine pr cise les fonctionnalit s d interaction finalement la mesure de la richesse du dialogue homme machine value l interactivit selon trois chelons riche moyen pauvre 3 2 2 2 1 STRATEGIE 1 INTEGRATION DES MOTEURS Genr8 Description Genr8 est un g n rateur de surface qui a pour objectif de susciter et stimuler la cr ativit de l utilis
280. nt co teuses il faut les exploiter bon escient L id e d exploiter le darwinisme artificiel dans un cadre largi en ne se limitant plus des t ches l optimisation simples est par ailleurs un courant qui prend actuellement beaucoup d ampleur tout comme les travaux sur l volution interactive ou encore sur les liens qui unissent complexit et optimisation 3 3 6 ALGORITHMES EVOLUTIONNAIRES ET CREATIVITE 3 3 6 1 AU DEL DU NEO DARWINISME ARTIFICIEL Les r centes recherches sur l volution cf section 3 1 ne sauraient remettre en cause pour les probl mes d optimisation au sens large la pertinence ou l efficacit des algorithmes volutionnaires inspir s du n o darwinisme Mais il est clair qu en mati re de morphogen se architecturale et puisque l on souhaite utiliser ces algorithmes dans le champ de la cr ativit rien ne nous garantit leur pertinence Plus pr cis ment le succ s des AE convoqu s dans de nombreux champs disciplinaires repose sur les bons r sultats obtenus en optimisation ce qui correspond analogiquement la micro volution naturelle Mais optimiser est ce concevoir Les processus de morphogen se peuvent et doivent le plus souvent utiliser des phases d optimisation mais rien ne nous dit que seules ces phases suffisent cr er du neuf voir merger des formes originales 61 Peut tre faut il guider le processus de morphogen se c est dire introduire une mani r
281. nt d ouvertures sur une ou plusieurs surfaces verticalement L orientation et de la localisation de l difice sont pr cis es c est le niveau d clairement d un ou plusieurs points de r f rence qui permet l valuation et la simulation des solutions Environnement de d veloppement L outil est d velopp dans Ecotect moteur d valuation de g n ration et de morphogen se sont int gr s dans ce m me environnement La simulation et l valuation des individus exploitent le moteur du logiciel les moteurs morphog n tique et g n ratif sont crits en LUA langage de script de Ecotect Type de donn es en entr e et sortie L utilisateur d finit g om triquement les limites de l enveloppe de l difice constitu es de plans verticaux dont le nombre et l orientation sont libres Il pr cise un ou plusieurs points de r f rence l int rieur de l enveloppe en sp cifiant une position en X Y et Z puis attribue chacun d eux une valeur d clairement objectif Une interface de type bo te de saisie permet de sp cifier le type de percements base quadrilat re ou circulaire ainsi que des contraintes de taille et d espacement maximal et minimal En sortie le logiciel propose un mod le g om trique ditable et exportable avec rapport d valuation et repr sentation de la simulation Type d interaction homme machine L interaction homme machine repose sur les sp cificati
282. nt l artiste tire parti et qui implique l interpr tation de cette forme impr vue par un regard qui lui donne forme et d autre part le hasard comme principe de cr ation qui correspond la mise au point de techniques al atoires Un hasard m thodique qui implique une mise distance de l artiste Saurisse 2007 Celui ci revendique une distanciation par rapport son uvre une autonomisation de l uvre elle m me Ces deux cat gories de hasard sont reprises par Monod qui parle d une incertitude essentielle c est le hasard subi et d une incertitude op rationnelle c est le hasard provoqu Rolland 2010 C est bien cette op rationnalit du hasard qui est convoqu e dans les dispositifs stochastiques et volutionnaires Celui ci n est plus un hasard m canique comme dans les ann es 60 mais plut t algorithmique et il reste 2 Cette pratique artistique est explicitement formul e par de nombreux artistes Nous en donnons deux exemples Alexander Cozens 1717 1786 publie en 1785 une nouvelle m thode dans le dessin de compositions de paysages Jormakka 2007 Francis Bacon parle de sorte de diagramme pour qualifier l ensemble de ces lignes traits et taches accidentels qui ont la fonction de sugg rer d introduire des possibilit s de faits que le peintre transformera en faits Deleuze 2002 Batt 2005 consciemment convoqu par l artiste dans le processus de cr ation
283. nt simplifi 5 2 4 ECCOGEN N DANS LE PROCESSUS CR ATIF La partie consacr e EcCoGen N sera plus courte que celle consacr e EcCoGen L du fait de la mobilisation tr s diff rente de cet environnement dans le processus cr atif des sujets 5 2 4 1 L INTERFACE ECCOGEN N ET SON UTLISATION 5 2 4 1 1 ELEMENTS D INTERFACE D ECCOGEN N L interface d EcCoGen N Figure 48 a des similarit s avec celle d EcCoGen L Les neuf meilleurs individus y sont pr sent s avec leurs caract ristiques en termes de performances nerg tiques Mais la diff rence d EcCoGen L cette interface ne permet pas de configurer des param tres tels que le nombre d tages Le nombre de pas calcul s n est pas non plus pr sent car le mode de calcul n est pas le m me entre les deux dispositifs Cette interface est donc uniquement informative Elle ne permet pas non plus de zoomer sur des individus ni de les voir dans leur environnement comme c est le cas avec EcCoGen L en vue V3D ou V3DZ La seule op ration possible sur cette interface est de faire pivoter chacune des vues ind pendamment les unes des autres afin de les voir sous diff rentes faces Figure 66 Interface EcCoGen N EcCoGen N est reli deux autres environnements Rhino et Grasshopper Figure 49 qui n cessitent une ma trise certaine pour pouvoir les manipuler voir ce qu en disent BIN et B2N lors du debriefing Figure 67 Environnement Rhino
284. nts les plus c l bres de cette approche Les maquettes construites l aide de chainettes ou de bulles de savon ainsi que les observations m thodiques de structures organiques illustrent ces travaux bio inspir s Les mod les analogiques construits trouv rent dans un second temps des traductions architecturales directes dans des constructions de couverture de stades d glise de coques et voiles b ton Ces m thodes font r f rence aux premi res approches qualifi es de form finding induisant un degr d optimisation structurelle LA SIMULATION Les performances du b timent sont consid r es comme moteur du processus de conception Les technologies num riques sont utilis es pour simuler les performances qualitatives et quantitatives du b timent analyse structurelle analyse thermique ou acoustique La simulation des performances du b timent est utilis e comme un moteur du processus de conception La comparaison des hypoth ses formelles permet une prise de d cision Kolarevic 2005 Le projet GLA Headquarters 2002 Londres de l agence d architecture Foster amp Partners illustre cette optimisation de la performance de l difice Ici les ing nieurs du bureau d tude Arup ont la fois optimis la forme pour r duire la surface de l enveloppe du b timent et ainsi diminuer les changes thermiques travers les parois mais aussi analys les performances acoustiques de l difice Les concepteurs on
285. ocale de leur environnement L utilisation de m ta heuristiques comme les AE peut para tre relativement simple en premi re approche mais il est imp ratif d adapter l algorithme au probleme traiter sous peine de r sultats m diocres Tout d abord principalement dans le cadre de l optimisation combinatoire le choix de la repr sentation des solutions manipul es peut tre crucial Ensuite la plupart des m ta heuristiques disposent de param tres dont le r glage n est pas n cessairement trivial Enfin obtenir de bonnes performances passe g n ralement par une phase d adaptation des diverses tapes de l algorithme initialisation notamment En pratique seuls le savoir faire et l exp rience de l utilisateur permettent de g rer ces difficult s Mais les m ta heuristiques du fait de leur capacit tre utilis es sur un grand nombre de probl mes diff rents se pr tent facilement des extensions Citons notamment l optimisation multicrit re o il faut optimiser plusieurs objectifs contradictoires La recherche vise non pas trouver un optimum global mais un ensemble d optima au sens de Pareto formant la surface de compromis du probl me qu il s agira ensuite d explorer manuellement section 4 3 l optimisation multimodale 26 o LE BUT EST DE TROUVER UN ENSEMBLE D OPTIMA LOCAUX DE BONNE QUALIT SANS NECESSAIREMENT SE LIMITER AU SEUL OPTIMUM GLOBAL LES ALGORITHMES G N TI
286. ode de l auto confrontation plus difficile Dans d autres cas on peut assez facilement avoir acc s aux traces mat rielles de l activit par exemple dans l utilisation d un dispositif num rique ce qui rend la m thode 3 plus op rante Le programme de recherche de Theureau qu il nomme le cours d action fait principalement appel ces trois premi res m thodes 3 4 3 19 FOCUS SUR LES ACTIVITES NARRATIVES 3 Pour des exemples concernant les deux derniers points on peut se reporter ce qui est voqu au point pr c dent Dans un registre assez proche il existe des techniques dites narratives qui consistent recourir aux histoires que les individus racontent dans les organisations et qui participent activement au partage de la connaissance tacite au sein de ces organisations Une technique s est d velopp e en ing nierie des connaissances qui vise mod liser ces activit s narratives le storytelling Soulier 2005 A travers des r cits d experts le storytelling permet de faire appara tre des moments cl s dans les processus de d cision et d identifier les acteurs qui ont jou un r le important pour une situation donn e Le storytelling est donc une technique qui permet d aller au del des comp tences techniques souvent mises au centre des analyses Sans qu il y fasse r f rence c est un peu ce type de technique que Lebahar 1983 2007 a mis en uvre dans ses travaux
287. oduits On est ici proche des travaux de Latour 1989 m me si les auteurs ne se citent pas r ciproquement La nouveaut peut en outre tre plus ou moins prescrite Bonnardel 2006 Cela peut provenir de contraintes issues de l nonc du probl me lui m me par exemple du cahier des charges besoins identifi s objectifs de conception Cela peut provenir du concepteur lui m me qui au cours de la conception va lui m me d finir de nouvelles contraintes satisfaire Darses 1994 Gregori 1999 Ces contraintes explicites pour certaines implicites pour les d autres participent la d finition de l espace dans lequel le probl me doit tre travaill et interviennent dans la cr ativit par l ouverture fermeture de cet espace par des productions graphiques par des analogies etc A propos de cette nouveaut inscrite dans la cr ation de nouveaux objets des auteurs insistent sur l opposition en fait un continuum entre la cr ation ordinaire quotidienne et la cr ation extraordinaire fondamentale entre la cr ation psychologique qui vaut du point de vue de l individu et la cr ation historique qui vaut au regard de l humanit Boden 1992 Cohen 1989 3 4 2 4 SOCIALITE ET ENVIRONNEMENT De plus en plus de travaux mettent en vidence le r le de l environnement et ou du collectif dans la cr ativit Amabile Goldfard amp Brackfield 1990 D tienne Visser amp Tabary 2006 L
288. oit des artefacts Il le d finit en effet comme un syst me complexe de connaissances et d actions qui est auto organis qui utilise et coordonne des moyens qui lui permettent de r aliser des t ches de conception en s adaptant diff rentes situations 2007 p 17 A nsi donc l action du sujet concepteur de Lebahar n est pas enti rement d termin par ses caract ristiques de 7 SCAN S minaire de conception architecturale num rique depuis 2005 personnalit telles qu on pourrait les mesurer partir de tests mais elle rel ve d interactions complexes m lant les aspects individuels sociaux environnementaux technologiques politiques historiques culturels 3 4 2 3 LA NOUVEAUT DANS LA CR ATIVIT ET SON VERSANT ADAPTATIF Il n y a pas de d finition simple de la cr ativit mais des perceptions diverses selon le focus que les auteurs donnent dans leurs travaux selon leurs disciplines et selon leurs approches dans ces disciplines La caract ristique v ritablement consensuelle est celle qui rel ve de l aspect novateur li e cr ativit que cette innovation soit b nigne qu elle n appartienne qu au seul individu qui la produit la fa on d un enfant qui cr e des formes ou des comportements que bien d autres enfants ont cr s avant lui ou qu elle r volutionne les modes de vie et de pens e des soci t s Ainsi donc chaque comportement d un tre humain est
289. ol studies in design and other disciplines and related research in cognitive psychology Design Studies 19 4 389 430 Rabardel P 2005 Instrument subjectif et d veloppement du pouvoir d agir Dans P Rabardel amp P Pastr Ed Mod les du sujet pour la conception Dialectiques activit s d veloppement p 11 29 Toulouse Octar s Rabardel P amp Pastr P Ed 2005 Mod les du sujet pour la conception Dialectiques activit s d veloppement Toulouse Octar s Runco M A 1995 Insight for Creativity Expression for Impact Creativity Research Journal 8 4 377 390 Runco M A Millar G Acar S amp Cramond B 2010 Torrance Tests of Creative Thinking as Predictors of Personal and Public Achievement A Fifty Year Follow Up Creativity Research Journal 22 4 361 368 Runco M A 1991 Divergent Thinking Ablex Publishing Corporation Salembier P 2002 Cadres conceptuels et m thodologiques pour l analyse la mod lisation et l instrumentation des activit s coop ratives situ es Syst mes d Information et Management 2 37 56 Salembier P amp Pavard B 2005 Analyse et mod lisation des activit s coop ratives situ es volutions d un questionnement et apports la conception Activit s 1 1 87 99 Simonton D K 1999 Origins of genius Darwinian perspectives on creativity New Oxford University Press Smith S M 1995 Fixation Incubation and Insi
290. ologies a partir d une ou plusieurs formes initiales et d un ensemble de r gles de transformation ou d assemblage Les applications associ es aux logiques de recherche de formes bas es sur une grammaire initiale sont multiples et les domaines d application sont vari s architecture design graphisme ing nierie ou art Ces m thodes ont connu un int r t croissant avec le d veloppement des outils num riques d assistance de la conception et portent deux objectifs principaux Elles permettent d une part l analyse et la compr hension de styles en imposant une description explicite de r gles permettant en retour d identifier une composition un style ou en permettant des g n rations automatiques d instances de ce style D autre part ces m thodes induisent des logiques g n ratives de recherche de forme et participent une exploration d un espace de solutions Elles deviennent alors des outils d assistance la conception support l mergence et la cr ativit 4 3 1 2 4 ETAT DE L ART DES APPROCHES PAR VOXELS The evolving house Dans les ann es 40 Albert Farwell Bemis est responsable d un programme de recherche au MIT il coordonne un programme sur les mat riaux les m thodes et l conomie de la construction avec pour objectif de d velopper l industrie Il publie en 1936 le troisi me volume du projet evolving house Bemis 1936 L tude explore les questions associ es une concept
291. ons donc nos patrons diff rentes r alisations illustr es par des images Un pattern d crit enfin les contraintes qui sont li es son application In probl me de conception est rarement d composable en sous probl mes ind pendants En effet toute solution un probl me peut devenir probl me pour un ou plusieurs autres objectifs et donc d finir un nouveau contexte Ces contraintes contribuent la d limitation de l espace des solutions tout en permettant l introduction de nouvelles id es qui peuvent conduire une reformulation des intentions et induire encore une fois de nouvelles contraintes L identification des contraintes participe donc de la m thode de conception en positionnant le concepteur en situation de produire une repr sentation riche de l espace des probl mes qui est en g n ral sous sp cifi au d part Elle favorise la conduite de choix satisfaisants c est dire de solutions acceptables En r sum un co mod le ou co patron est donc d crit par un triplet probl me solution contraintes illustr par des exemples de r alisations o il a t mis en forme de mani re singuli re Les r alisations doivent avoir t reconnues comme cologiquement signifiantes par des labels des livres ou des revues d di s aux approches environnementales en architecture 4 2 1 3 UN LANGAGE DE MOD LES Les patrons forment un vocabulaire mais les patrons ne sont pas des entit s isol es Ils entretiennen
292. ons initiales il n y a pas d interaction pendant le processus de g n ration et aucune repr sentation phylog n tique Mesure de la richesse du dialogue homme machine Le dialogue homme machine est moyen L outil est contraint par l hypoth se de conception et peu flexible Seules les sp cifications g om triques initiales offre aux concepteurs une libert formelle Reference po E Target 300 in Actual 320 916 D C Reference paint d 1 Target 300 oo of Actual 292 38 GTR Qf g a Reference point 6 i a TA Target 500 Actual 477 842 Target 500 Actual 533 581 Reference point 3 Target 700 Actual 708 084 Figure 15 R sultat et simulation Building Synthesizer Description Building Synthesizer a t d velopp par Dillenburger en 2009 au sein de l quipe Kaisersrot de l ETH de Z rich L outil porte sur l arrangement spatial automatique d un programme d fini sur un site donn L outil met en uvre une strat gie volutionnaire travers une population de taille 1 partir de la description g om trique topographique et climatique d un site l espace est subdivis en voxel contraction de volumetric pixel Un ensemble de points est distribu sur le site leur arrangement n est pas n cessairement orthogonal le graphe dual permet de v rifier les liens d adjacence puis la surface est discr tis e Chaqu
293. ontinuit spatiale et de flexibilit des espaces Le principe structurel repose sur une grille tridimensionnelle de voxels dont chaque cellule peut tre associ e deux tats un tat vide offrant un espace ouvert et tat structurel garantissant les qualit s structurelles de l difice bas es sur une densit de murs porteurs de contreventement La composition de cette matrice cellulaire a fait l objet d une optimisation g n tique pour atteindre un optimum structurel Deux un unique ou aucun mur sont initialement assign s al atoirement chaque cellule structurelle Les crit res d valuation reposent sur le comportement statique des planchers sous l effet des forces de gravit verticales sur le comportement des murs porteurs sous l effet des efforts lat raux sur la densit de murs en fonction des propri t s d tat de la cellule Les configurations avec le plus petit moment de torsion et les meilleures compositions sont s lectionn es et approfondies Computational Chair Design project La Computational Chair est un projet d velopp par l agence EZCT Feriga 2008 Le CCD projet a t r alis en collaboration avec Marc Schoenauer sp cialiste des m thodes d optimisation volutionnaire Un espace tridimensionnel est discr tis en cellules cubiques Les voxels sont ensuite d sactiv s pour progressivement construire une chaise avec un minium de mati re Figure 42 Maquette de
294. oration de produits ou artefacts mais aussi dans l laboration des processus de cr ation La particularit de ces dispositifs repose sur le fait que le designer ne manipule pas l objet en cours de conception mais le syst me g n ratif Fischer Fischer amp Herr 2001 identifie trois avantages inh rents ces m canismes Ils permettent l exploration automatique d un grand nombre de solutions Ils sont suppos s stimuler la cr ativit du concepteur Des m canismes de s lection devraient permettre d identifier les bonnes solutions Cependant une valuation automatique fond e sur des crit res subjectifs esth tiques ou plastiques reste difficile Il existe plusieurs algorithmes qui peuvent tre convoqu s des fins g n ratives Parmi les plus r pandus nous pouvons citer les L system et de mani re g n rale l ensemble des IFS Iterative Function System et formalisme fractal La grammaire de formes les automates cellulaires les agents et r seaux de neurones ainsi que les algorithmes volutionnaires compl tent cette famille La construction d un atlas des projets associ s ces dispositifs d passe le cadre de cette tude et nous consid rerons plus particuli rement les m canismes associ s aux principes volutionnaires et convoquant des algorithmes g n tiques ARCHITECTURE VOLUTIONNAIRE Le processus de g n ration de la forme est ici fond sur les principes de l volution des esp ces et de s
295. os es suivantes seront performantes par rapport celles affich es pr c demment mais plus le temps de traitement sera long Mettre le nombre de steps 10 ou 30 lors des premiers runs permet de n afficher que des solutions d j volu es et d aller prendre un caf en attendant Le bouton Pause permet d interrompre le calcul des g n rations interm diaires lorsque Steps est sup rieur 1 Le calcul de la g n ration en cours devra quand m me se terminer avant l affichage des solutions Les boutons Restart Reset Rewind permettent de recommencer 0 la g n ration de solutions ou de revenir en arri re dans l historique des g n rations Ces boutons ne sont pas actifs dans cette version Boutons de configuration TOLERANCE OM2 La zone Target d finit la surface objectif totale atteindre pour le programme concevoir Elle s exprime en m mais se compte pour EcCoGen L en termes de nombre entier d unit s fonctionnelles si les unit s fonctionnelles sont dimensionn es 100 m par exemple alors la surface objectif se configure de 100 en 100 m Le bouton NB Floors permet de modifier le nombre d tages maximal des solutions propos es La surface disponible Available surface affich e sous la zone coup de c ur indique la surface obtenue en multipliant la surface au sol par le nombre d tages d sir La zone Tolerance d finit une tol rance par rapport la surface objectif totale et permet
296. os organes r cepteurs constituent les champs perceptifs interpr t s par nos sens que sont la vue l audition le toucher l odeur et le go t Ces modalit s sont compos es par quatre attributs la qualit l intensit l extension et la dur e La vue est un des sens les plus sollicit s et la gestalt psychologie de la forme a largement contribu une th orisation des processus de perception et de repr sentation des ph nom nes visuels Ces derniers sont alors issus d ensembles structur s non isol s Ainsi la distinction entre figure et fond est enrichie par nos capacit s regrouper des figures l mentaires selon des principes d interpr tation hi rarchique Nous en reprenons ici quelques illustrations Le regroupement de figures l mentaires dans une figure d ordre sup rieur est illustr par la Figure 16 et Figure 17 Le regroupement par proximit et similarit est illustr par la Figure 18 Figure 19 et Figure 20 Les formes closes sont reconnues comme des figures Figure 21 Nous percevons des figures simples l aide d une reconstruction de la continuit Figure 22 Les objets sym triques peuvent tre consid r s comme des unit s Figure 23 Ces exemples illustrent les principes dict s par la Gestalt qui reposent la loi de la bonne forme la loi de la bonne continuit la loi de proximit la loi de similitude la loi du destin commun la loi de la cl ture Ces principes ne sont pas
297. oteurs morphog n tiques les moteurs d valuation les algorithmes leurs interfaces graphiques et modalit s d interaction Enfin dans notre quatri me chapitre nous pr sentons les exp rimentations p dagogiques et les valuations critiques issues de ces observations 2 CONTEXTE ET PROBL MATIQUE Notre proposition de recherche concerne la conception architecturale Plus pr cis ment encore notre projet questionne les phases de recherche conceptuelle en architecture Ces derni res r v lent une dimension cr ative importante et leurs instrumentations num riques font depuis plusieurs ann es l objet d tudes et d veloppements informatiques successifs L intelligence artificielle et la psychologie cognitive ont tabli les mod les th oriques sur lesquels les outils informatiques d assistance la conception ont fond leur d veloppement Ces outils ont port sur une recherche d efficacit d optimisation et sur le parcours d un espace de solutions tablies Ils ont conduit la g n ralisation des syst mes base de connaissances et des syst mes base de contraintes Cependant ces outils r v lent aujourd hui des limites quant leurs efficiences supporter une d marche cr ative Les outils de mod lisation sont essentiellement utilis s pour la repr sentation d espaces ou d ouvrages pr alablement con us Leur valeur ajout e est situer beaucoup plus du cot de la communication que de celui d
298. otype et ph notype comme le prot ome section 4 12 3 3 6 3 GENERATION DE FORMES COMPLEXES Si l on renverse la logique top down jadis h g monique de form making en privil giant d sormais la logique bottom up de form finding 62 on voit que cette d finition permet de relier la th orie de l optimisation des formes celle de l mergence dans les syst mes complexes On passe ainsi une architecture performative o la forme r sulte d un processus de design plus ou moins volu guid par des crit res d optimisation en g n ral globaux L architecte devient alors le designer et le contr leur de processus g n ratifs et la crainte est qu il puisse perdre la ma trise de la forme si son intervention dans le m canisme g n ratif est trop faible ou inexistante L imagination s appliquerait dans ce cas uniquement la conception des processus g n ratifs alors que les AE I permettent de r introduire un geste cr atif au sein du processus volutionnaire Ainsi dans le cadre de la conception volutive on peut utiliser les AE conjointement comme explorateurs et optimiseurs Le processus d optimisation est contr l par les concepteurs et le syst me volutif est utilis pour aider l exploration des nombreuses solutions possibles de mani re fournir des inspirations et identifier la gamme des solutions utiles Dans le projet EcCoGen on va s parer plus ou moins l acte d op
299. ou ce que les gradins vont faire varier ou proposer des formes B2N on a essay de dessiner plusieurs configurations Il est donc int ressant dans un cadre de formation car a pousse faire de l architecture non standard et on a le droit en formation BIN Il permet galement de travailler sur des aspects thermiques alors que d ordinaire on privil gie l esth tisme B1N et B2N Enfin comme c est aussi le cas pour EcCoGen L la cr ativit est dans l interpr tation y compris parfois dans l impr vu ou la mauvaise lecture cas de B2N et de la pointe de la tour B2N il peut proposer des choses qu on peut interpr ter mais c est en voyant qu on se dit tiens voila en conception habituelle on peut voir des choses dans la rue qui vont servir a notre projet et je pense que EcCoGen N peut servir a a EcCoGen N est donc per u par les bin mes comme un outil favorisant la divergence C Limites la cr ativit Une limit importante r side dans la ma trise imp rative de Grasshopper BIN et B2N ECNI parce que moi j aurais pas pu Cela demande en outre un un effort de param trage BIN qui fait qu EcCoGen N lui m me n a fait que bouger dans ces variables m me si cela correspond selon les bin mes la d marche dans un projet normal Dans l environnement EcCoGen N les utilisateurs notent la difficult diff rencier les individus du point de vue form
300. outes les fonctions les plus labor es des cellules qui le composent sont r gent es par l ordre dans lequel ces lettres du script apparaissent sur les diff rents chromosomes C est le livre des milliards d instructions d une esp ce 3 1 milliard pour l homme le logiciel de la cellule en quelque sorte mais ce n est pas un code s quentiel et aussi le plan d organisation de l organisme vivant Chaque organisme poss de 2 versions de chaque g ne celles de ses deux parents l exception de ceux pr sents sur les chromosomes X et Y Lors de la fusion de gam tes des g nes parentaux peuvent se croiser ce que l on appelle enjambement ou crossing over en passant d une chromatide l autre pour assurer un brassage g n tique optimal de la g n ration suivante D s lors le zygote contient toutes les informations n cessaires pour se transformer en organisme vivant par un processus complexe de segmentation et de diff rentiation cellulaire Les prot ines qui construisent les cellules et donc les organes sont constitu es de cha nes d acides amin s Ces derniers au nombre de 20 sont cod s par trois lettres successives sur l ADN les codons Les prot ines sont fabriqu es directement par d codage d un ou de plusieurs g nes partir de la r plication partielle de fragments d ADN r les de l ARN et du ribosome du cytoplasme Or le nombre de combinaisons possibles de codons est de 64 ce qui signifie qu il y a de la redondance dans
301. ouvoir geler des positions du volume capable appara t souhaitable mais n a pas encore t trait e dans EcCoGen Du point de vue volutionnaire il est rare que le processus d optimisation d une forme initiale d bouche sur un saut qualitatif si la morphogen se n a pas t con ue dans ce sens Pour tendre les capacit s de morphogen se de l outil une piste de recherche prometteuse est la notion de prot ome Lefort Mathivet 2007 qui consiste s parer le processus volutionnaire en trois domaines comme en biologie les g nes les prot ines et les cellules tissus organes produits avec les prot ines Ceci pourrait se d cliner pour un b timent de la mani re suivante les prot ines repr sentent les mat riaux les assemblages les proc d s les e Rapport final et livrables rogramme ANR 10 Cr ation 012 166 225 r gles de construction les techniques architecturales les g nes sont les codants d une s lection intelligente de ces prot ines et des solutions qualitativement nouvelles peuvent merger du comportement de l AG gr ce l interm diaire du prot ome Enfin nous avons essay autant que possible d augmenter les vitesses de convergence sans nuire la diversit requise pour favoriser la cr ativit Cette question g n ralement d licate devrait faire l objet de recherches plus approfondies m me si l utilisation des GPU hautement parall lis s rend aujourd hui capable d acc l rer nettem
302. pas centrale C est bien la capacit des environnements num riques faciliter ou au contraire contraindre guider le processus cr atif qui est au centre du dispositif d observation 5 1 2 UN TRAVAIL EN BIN MES ENREGISTR Le travail de cr ation est r alis en bin mes C est un choix th orique et m thodologique soutenu par deux hypoth ses l interaction est un espace de construction de l intelligibilit des cognitions les cognitions sont situ es et distribu es c est dire qu elles sont fondamentalement ancr es la fois dans le rapport l autre et dans le rapport la mat rialit ambiante Forts de ces propositions nous mettons en place des situations de collaboration cr ative de bin mes d utilisateurs travaillant en co pr sence et de mani re synchronis e sur un exercice court de conception Cette activit est m diatis e par les interactions langagi res corporelles artefactuelles et graphiques des l ves architectes et de l outil informatique dont ils disposent Les utilisateurs doivent tre suffisamment experts en architecture afin que l on puisse effectivement observer la qualit de l assistance produite dans le cadre d une co conception Pour le travail d analyse des interactions il est n cessaire de disposer d un enregistrement vid o des s ances de travail La sc ne est film e sur divers plans permettant de capter le travail r alis l cran e
303. permettre d identifier des familles d individus de faire le lien entre les crit res de performance et de favoriser la cr ativit individuelle 43 46 Sur l int gration de l outil dans un cadre de formation et sur le soutien la production d id e par l environnement dans tous ces cas moindre pour EcCoGen L Au vu de l analyse des situations de travail une premi re explication du fait qu EcCoGen L appara t globalement moins performant qu EcCoGen N pour les sujets et tout en conservant l esprit que cette comparaison doit rester tr s modeste tant donn les effectifs rel ve du registre d action fondamentalement diff rent dans les deux cas EcCoGen L tart mobilis d s le d but des s ances de travail dans l objectif de cr er des espaces construire alors qu EcCoGen N intervient tardivement dans le processus pour contribuer une conception d j labor e par ailleurs par les sujets Par ailleurs dans l exp rience lyonnaise les deux environnements informatiques sont clairement distingu s EcCoGen L n est pas Sketchup Chacun de ces environnements est install sur un poste sp cifique Ce n est pas le cas pour EcCoGen N car les trois environnements de travail EcCoGen N Rhino et Grasshopper sont certes distribu s sur deux crans mais ne concerne qu un seulet m me poste de travail Ainsi il n est pas ais de savoir si les valuations produites par les sujets confront s E
304. peuvent former sur leur propre capacit produire des r sultats cr atifs C est un concept issu de la psychologie sociale de Bandura self efficacy selon lequel chacun peut avoir l impression qu il va r ussir dans telle ou telle situation Cette croyance en sa propre efficacit cr atrice peut alors suppl er les difficult s inh rentes toute cr ation dur e effort risque d chec etc Les auteurs formulent cinq hypoth ses 1 Il existe une relation positive entre la propre efficacit cr ative et la performance cr ative 2 Les sujets qui re oivent une formation la cr ativit d velopperont une propre efficacit cr ative plus importante que ceux qui re oivent une formation aux statistiques et aux math matiques 3 Les sujets qui re oivent une formation la cr ativit de cinq jours d velopperont une propre efficacit cr ative plus importante que ceux qui auront une formation d un seul jour 4 Les sujets provenant d une organisation professionnelle des employ s municipaux d velopperont une propre efficacit cr ative plus importante que des tudiants 5 L effet de la formation la propre efficacit cr ative n aura pas diminu deux mois apr s la fin de la formation La formation la cr ativit tait compos e de pr sentations th oriques de discussions et de d monstrations sur la base du mod le compositionnel d Amabile comp tences sp cifiques comp tences cr atives g
305. ponents cet environnement autorise une mod lisation particuli rement riche cette derni re doit cependant respecter les contraintes de description impos es par les moteurs d valuation STAAD Pro et Ecotect La construction du mod le impose donc une part d abstraction importante Une interface web permet l acc s l historique des solutions et propose des modalit s d interaction du type re activation d une solution ant rieure La base de donn es stocke la description g om trique des individus Simulation par l ments finis ces derniers peuvent tre reconstruits par Generative Components Mesure de la richesse du dialogue homme machine Le dialogue homme machine est moyen m me si peu d interactions sont permises pendant le processus la construction du mod le param trique est ouvert et l acc s une repr sentation de l ensemble des g n rations est int ressant 2 S lection Ecotect 3 Croisement Java G n ration GC Figure 18 Passerelles entre les diff rents environnements logiciels 3 2 3 CARACTERISATION DES SOLUTIONS ARCHETYPALES Apr s avoir d crit ces diff rentes exp rimentations nous voudrions caract riser les trois solutions arch typales identifi es Si les deux premi res sont associ es une strat gie d int gration des diff rents moteurs dans un environnement unique la troisi me passe par la construction de passerelles entre des environnements
306. pourraient tre r alis s travers un webservice et une base de donn es SQL Importance de la communaut et niveau d utilisation dans les coles Une documentation compl te de processing est disponible l adresse processing org Le t l chargement du plug in et sa documentation son accessible aux adresses suivantes http www grasshopper3d com group geco et http www utos blogspot com L utilisation de Rhino3D et Grasshopper conna t un fort engouement dans la communaut des architectes il est largement r pandu et inscrit au programme p dagogique de nombreux tablissements Si Rhino3D est un logiciel propri taire Grasshopper est distribu gratuitement et les ressources sont nombreuses Degr d ouverture de la solution La construction de passerelles entre les diff rents environnements informatiques offre une compl mentarit fonctionnelle au prix d une complexification du syst me Une telle strat gie permettrait alors le d veloppement d un prototype autorisant la critique des hypoth ses Les enjeux portent alors sur deux questions principales D une part la description du mod le param trique et d autre part la qualification du plug in Galapagos D finition du mod le param trique Le mod le param trique est int gr au moteur morphog n tique qui fera l objet d une analyse distincte nous souhaitons cependant rappeler quelques enjeux associ s sa d finition Le mod le param
307. premi re partie plus directement cr ative au cours de laquelle les bin mes mobilisent EcCoGen L on observe respectivement les r partitions suivantes pour BIL et B2L Tableau 3 Les interventions recens es concernent des expressions ou changes qui sont soit orient s uniquement sur la forme des objets soit uniquement sur la performance soit sur un lien entre les deux le sens se faisant toujours de la forme vers la performance ex SKIL observant un objet a peut tre pas mal de faire une petite place l et regarde la performance ou cet change entre EC2L et SK2L EC2L ce qui est pas mal sur celle l 04 c est que l t as une fa ade un peu lisse SK2L fais voir en termes de performance du coup ce que a donne Tableau 3 R partition des pr f rences en termes de formes et de performances Pr f rences exprim es dans le discours Exclusivement orient es sur la forme des individus changes sur la forme suivis d changes sur la performance Exclusivement orient es sur la performance Ce qui ressort de ce premier regard c est que les bin mes tendent produire d abord une recherche en terme de forme y compris de fa on assez subjective j aime j aime pas puis qu ils v rifient lorsque les formes observ es leur semblent int ressantes qu elles sont suffisamment performantes ou sont acceptables de ce point de vue La performance serait alors un crit re de d cision perm
308. probabiliste l estimation de distribution partage aussi de nombreux points communs avec les strat gies d volution et les algorithmes de colonies de fourmis Mais on peut galement pointer des similarit s avec le recuit simul qui utilise la fonction objectif comme distribution de probabilit pour construire un chantillon et les algorithmes g n tiques dont les EDA utilisent les op rateurs de s lection En pratique les EDA sont utilis s pour r soudre des probl mes d optimisation via la manipulation d un chantillonnage de la fonction objectif Comme toutes les m ta heuristiques utilisant une population de points ils sont it ratifs Mais contrairement aux AE classiques leur principe consiste estimer les relations entre les diff rentes variables du probl me gr ce l estimation d une distribution de probabilit M associ e chaque s rie de points de l chantillon pour l it ration en cours Ce principe fait implicitement l hypoth se qu une grande partie de Q a t explor e ce qui est irr aliste ou tr s co teux d s les moyennes dimensions n gt 4 environ Ils n emploient pas d op rateurs de croisement ou de mutation l chantillon tant directement construit partir des param tres de distribution estim s l it ration pr c dente Ils construisent un mod le probabiliste tout l enjeu est l partir de plusieurs solutions puis en s lectionnent des nouvelles au sein de ce mod le figure
309. qualit associ s des normes information perm abilit temp rature isolation lumi re translucidit vue transparence son isolation acoustique eau perm abilit proximit co t de circulation poids stabilit profondeur espace trafic accessibilit 48 Le voxel correspond un pixel en trois dimensions son synonyme boxel est galement utilis il s inscrit g n ralement dans des espaces matriciels Figure 44 Possibles g n rations et interpr tation mat rielles GS Generative System Generative System est d velopp depuis 2001 par Caldas dans un premier temps au sein des quipes du MIT Caldas 2001 Des prolongements du projet initial sont en cours de publication L outil porte sur l optimisation des ouvertures et de la composition des fa ades en fonction des performances nerg tiques de l enveloppe Le syst me combine un algorithme g n tique avec un logiciel de simulation nerg tique DOE2 1 Le principe volutionnaire utilise l algorithme de Pareto pour construire et repr senter un ensemble de solutions non domin es Le principe morphog n tique repose sur l identification d un vocabulaire architectural identifi le style de Siza Des volumes l mentaires sont juxtapos s et combin s pour composer des unit s d habitation La fonction d valuation cherche un compromis entre la maximisation de l clairement de la pi ce et la minimisation des pertes calorifiques travers
310. que L tude se restreint un b timent unique afin d en faciliter les approches thermiques Un seul Brep ferm dans le mod le 3D Compacit Un crit re de forme d fini par le rapport de la surface ext rieure sur le volume total du b timent est calcul Une valeur minimale peut tre recherch e pour appr cier un confort d hiver une valeur maximale serait souhaitable elle pour le confort d t Evaluation fonctionnelle Surface impos e Le cahier des charges d un projet impose une valeur de surface utile le rapport de la surface totale des planchers sur cette surface utile est d termin L utilisateur peut donc d finir la sensibilit de ce type de crit re et son poids sur l ensemble de l valuation Volume capable Un cluster a t d velopp afin de d finir un volume capable li au projet devant contenir toute solution volumique propos e Ce volume est d fini par les limites du terrain constructible pour sa surface maximale de base et pour hauteur les maxima impos s par la r glementation locale d occupation des sols et de voisinage Evaluation thermique Pour l valuation thermique des solutions propos es nous avons choisi d effectuer une analyse thermique dynamique L outil choisi est le logiciel EnergyPlus d velopp depuis la fin des ann es 90 par le Lawrence Berckeley National Laboratory pour le compte du D partement Am ricain de l Energie DOE Le couplage en
311. que lorsque la diversit g n tique devient tr s faible il y a tr s peu de chances pour qu elle augmente nouveau Et si cela se produit trop t t la convergence a lieu vers un optimum local on parle alors de convergence pr matur e Il faut donc pr server la diversit g n tique sans pour autant emp cher la convergence Un autre point de vue sur ce probl me est celui du dilemme exploration exploitation chaque Eco Conception G n rative Rapport final et livrables Programme ANR 10 Cr ation 012 49 225 tape de l algorithme il faut effectuer le compromis entre explorer l espace de recherche afin d viter de stagner dans un optimum local et exploiter les meilleurs individus obtenus afin d atteindre de meilleurs valeurs aux alentours Trop d exploitation entra ne une convergence vers un optimum local alors que trop d exploration entra ne la non convergence de l algorithme Typiquement les op rations de s lection et de croisement sont des tapes d exploitation alors que l initialisation et la mutation sont des tapes d exploration bien que de multiples variantes d AE s cartent de ce sch ma g n ral On peut ainsi r gler les parts respectives d exploration et d exploitation en jouant sur les divers param tres de l algorithme probabilit s d application des op rateurs pression de s lection Les op rateurs de croisement et de mutation permettent aussi d ins rer une expertise dans le probleme
312. quoi le vert d ja ECIL euh nergie faut que je sorte de l ECI repasse en vue V9 ECIL si c est l nergie SKIL en fait c est a que si on fait le trou ici dessine sur D4 c est le sud et si on fait le trou si on fait la fa ade sur ce c t on gagne le soleil toujours si on fait la coupe comme a c est bon pour l nergie si on fait la coupe comme a c est bon pour les ombres ECIL hum SKIL du coup si on fait a c est bon pour l nergie et bon pour les ombres ECIL ouais SKIL du coup on cherche la solution peu pr s ECIL ouais du coup c est le 7 que j avais vu peut tre le 9 SKIL on le garde le 7 et on essaie de lancer encore deux fois ECI d place O7 en coup de c ur O11 et lance le calcul On sait que BIL privil gie une forme avec un trou pour faire un atrium Cette forme privil gi e est ici valid e et donc renforc e L objet O7 pourrait satisfaire cette recherche O7F mais il n est pas performant sur la contrainte principale O7C l empreinte au sol L obstacle a soulev est de conserver la forme tout en la rendant compatible avec la contrainte au sol C est ce que fait EC1L qui con oit sur papier une solution qui permet de conserver O7F et de le rendre O7C diviser l empreinte au sol Un caract re non discut de la contrainte saute il n est pas n cessaire que la parcelle correspondant au supermarch soit d un seul tenant L objet O
313. r la cr ativit assist e par ordinateur 3 4 3 8 1 ASSISTANCE PAR L ORDINATEUR Pour Bonnardel 2006 les assistances portent essentiellement sur la facilitation de l vocation d id es cr atives de l valuation et du rapport aux repr sentations externes Ce sont des formes d assistance informatiques raison pour laquelle nous les d veloppons plus particuli rement ici 3 4 3 9 FACILITER L EVOCATION D ID ES CREATRICES L objectif poursuivi ici est de favoriser l vocation d id es en partant du constat que dans les situations cr atives les sujets m me lorsqu il s agit de sp cialistes peuvent effectuer des recherches insuffisantes Les techniques auxquelles il est possible de faire appel sont pour certaines des techniques classiques en cr ativit brainstorming groupes de discussion ou focus group Ce peut tre aussi des techniques mettant en place des interactions avec des syst mes base de connaissances sp cialis s 3 4 3 10 FACILITER L EVALUATION Faciliter l valuation consiste permettre au concepteur ou au cr atif de v rifier que la solution qu il d veloppe est adapt e au probl me pos et l environnement dans lequel elle sera d ploy e C est une fonction complexe mettre en uvre car elle doit tre adapt e au niveau d expertise du concepteur novice ou expert mais d pend aussi du domaine d expertise lui m me Des travaux r alis s par Bonnardel et des colla
314. r Analyse et la Mod lisation des Signaux Rapport d activit s de l INRIA 2002 60 D H Wolpert W G MacReady No free lunch theorems for search Technical Report SFI TR 95 02 010 Santa Fe Institute 1995 61 S Roudavski Towards morphogenesis in architecture International journal of architectural computing issue 03 volume 07 2010 62 N Leach Digital Morphogenesis Architectural Design 79 vol 1 pp 32 37 2009 63 A Jaszkiewicz Genetic local search for multiple objective combinatorial optimization European Journal of Operational Research 2002 64 G Carpentier Approche computationnelle de l orchestration musicale optimisation multicrit re sous contraintes de combinaisons instrumentales dans de grandes banques de sons IRCAM Th se de l Universit Paris VI 2008 65 J C Quiroz J L Sushil A Banerjee S M Dascalu Reducing User Fatigue in Interactive Genetic Algorithms by Evaluation of Population Subsets Rapport IEEE 2009 66 H Ishibuchi T Murata Multi Objective genetic local search Algorithm Proc of 3rd IEEE International Conference on Evolutionary Computation pp 119 124 1996 67 H Ishibuchi T Yoshida T Murata Balance between genetic search and local search in hybrid evolutionary multi criterion optimization algorithms 2002 68 S Elaoud T Loukil J Teghem The Pareto fitness genetic algorithm test function study European Journal of Operational Research no 177 17
315. r t repose essentiellement sur la recherche conceptuelle les solutions construites n cessitant une r interpr tation pour permettre leur mat rialisation 4 1 4 4 LES DONN ES DYNAMIQUES 4 1 4 4 1 ARCHITECTURE ANIM E De nouveau Greg Lynn est l un des premiers architectes utiliser les techniques d animation des fins de g n ration de forme portant un caract re de figuration plut t que de repr sentation Ce sont la fois les fonctionnalit s de cin matique inverse d animation dynamique et d mission de particules qui sont d tourn es a des fins de morphog n se architecturale Ici la forme s inscrit dans une volution contrainte par une s rie de champs de forces La forme n est ni stable ni d composable en parties elle est issue d un syst me dynamique Ces champs de forces d finis par le concepteur peuvent prendre un caract re abstrait et arbitraire ou tre induits par des caract ristiques contextuelles Kolarevic 2000 L op ration principale r side dans une d formation progressive d une ligne ou d une surface qui r agit l action d une ou plusieurs forces C dric Sch rer Marchand 2006 parle d une forme index e pour qualifier ce qui serait l empreinte ou la m moire des param tres d riv s Dans cette optique le projet ne sera pas une repr sentation mais une trace du flux d information La d formation est en quelque sorte une information de la forme par l index 4 1 4
316. r marquer les l ments qui favorisent les meilleures solutions Angus et al 2009 Le principe que nous avons adopt est le suivant lorsqu une solution est choisie par l utilisateur on la stocke avec son induit et sa forme dans un espace de distribution E On d finit une fonction Ressemblance qui compare les indices d occupation du VC d une solution avec ceux de la forme associ e La ressemblance globale n est rien de plus que la somme sur E du produit M 1 Ressemblance A chaque it ration de l IGA un seul couple A forme est s lectionn dans E comme dans ACO gr ce un Eco Conception G n rative Rapport final et livrables Programme ANR 10 Cr ation 012 162 225 tirage stochastique par roulette bas sur les marqueurs M Ensuite on laisse l AG poursuivre son volution normale mais en s arrangeant pour satisfaire la contrainte de ressemblance globale Pour y parvenir efficacement on d finit un op rateur de variation ad hoc pour fournir directement des solutions consistantes c est dire dont la ressemblance formelle est au moins gale au seuil de 72 Nos tests montrent qu en dessous de ce seuil la ressemblance se perd assez vite au cours des prochaines it rations On affiche pour chaque lite cet indice de ressemblance globale efficace pour aider l utilisateur faire de nouveaux choix De plus si l ensemble des indices de ressemblance affich s est mauvais durant plusieurs it rations
317. r ses id es plus ou moins facilement 3 4 3 13 CORRESPONDANT COMPUTER AS PEN PAL L ordinateur permet au cr atif de communiquer ses id es d autres notamment au sein de communaut s et plus encore quand les quipes sont distance ou quand elles sont compos es d experts repr sentants diverses sp cialit s et des logiques h t rog nes 3 4 3 14 ENTRAINEUR COMPUTER AS COACH En tant que syst me expert l ordinateur assiste le cr atif en lui permettant par exemple de s entrainer la pens e divergente la pens e par analogie ou encore produire des associations libres bref lorsqu il fournit au cr atif des aides sur les processus cognitifs en jeu dans la cr ativit 3 4 3 15 COLL GUE COMPUTER AS COLLEAGUE L ordinateur n est plus simplement un fournisseur de ressources comme dans les trois cas pr c dents mais qu il s av re tre un v ritable partenaire du cr atif C est certainement cette derni re ambition qui est celle du projet EcCoGen 3 4 3 16 ANALYSE DE L ACTIVIT ET PRISE EN CONSIDERATION DE L ENVIRONNEMENT La conception est une activit collective dans bien des cas Il est alors n cessaire de mettre en place des m thodologies prenant en compte cette dimension ce qui n est g n ralement pas le cas dans les techniques que nous avons voqu es au point pr c dent except dans le cas du projet CoCr a En outre le poids du contexte de l environnement des technologies
318. ration des zones les moins fr quent es Ce m canisme est activ lors de la mise jour de la population courante o l on va soit p naliser les zones les plus denses lors de la s lection pour la reproduction soit en retirer des individus lors de la mise jour de la population courante Une des meilleures solutions de mesure de la densit locale est l algorithme PADE Population size Adaptive Density Estimation non param trique Elaoud et al 2008 PADE est convoqu pour r duire la taille de la population d s que celle ci d passe une valeur limite qu on se fixe au d part Pour cela il divise l espace des crit res par une hypergrille dont les dimensions et le nombre de cellules sont cal es sur la population courante Appliqu avec MOGLS PADE retire it rativement les individus de densit locale maximale et de moins bonne fitness selon la fonction scalarisante en cours 4 3 3 3 4 ACROMUSE ADAPTATIVE CROSS OVER MUTATION AND SELECTION ACROMUSE est un algorithme g n tique mono objectif r cent Mc Ginley et al 2011 qui adapte automatiquement les taux de cross over mutation et pression de s lection en fonction de l tat de la population courante Son but de est maintenir une population d individus la fois diversifi e et performante capable de s adapter rapidement l volution du paysage de fitness notamment multimodal Le bassin de reproduction est divis en 2 populations d invididus ceux qui subissent un crosso
319. rche formelle puis plus tard de d velopper sa solution EC1L explore l objet O7 Figure 44 Objet O7 valu par EC1L Figure 44 en vue V3DZ objet qu elle value ainsi 0 37 48 ECIL celui l il est pas mal mais t as pas assez de trucs au sol Figure 62 Objet O7 valu par EC1L La contrainte fondamentale d empreinte au sol n est donc pas satisfaite Cependant EC11 poursuit en interpr tant cette forme au moyen d un dessin D4 Figure 45 Figure 63 Extrait du calque D4 0 37 51 ECIL la limite si tes commerces ils sont clat s que t aies par exemple un truc central au milieu de ta parcelle ECIL dessine sur D4 ECIL donc du coup a te fait toute une promenade couverte entre les magasins a peut tre pas mal a mais du coup il faut trouver un SKIL et ici la coupe a peut tre a avec la terrasse priv e ECIL pour les bureaux oui SKIL ah c est cool ECIL a peut tre vraiment cool ouais SKIL du coup c tait quel objet qui t a inspir ECIL c est a c est le 7 SKIL alors garde le ECIL mais euh il est pas optimum quoi il est pas c est plus ou moins l id e quoi SKIL et il y a l autre truc qui est avec une morphologie similaire avec la m me performance tion G n rative Rapport final et livrables ECIL ah parce que la 7 du coup la performance ECIL d zoome en V3D SKIL c est pas terrible ECIL c est pas super SKIL c est
320. rculations entre les diff rentes parties du b timent facilit es et la structure pourra tre simplifi e 2 les gains et pertes thermiques les surfaces expos es au soleil permettent de gagner de la chaleur les surfaces l ombre en perdent L orientation des surfaces vis vis du soleil pour diff rents moments de la journ e et de l ann e est prise en compte pour calculer les gains et les pertes La composition des parois entre en jeu mais lors de la phase amont de la conception cette caract ristique n est g n ralement pas encore connue EcCoGen L utilise des caract ristiques d une paroi standard autant en termes de performance d isolation que de surface de vitrage 3 l ombre projet e sur les b timents avoisinants EcCoGen L tente de minimiser l impact de la forme du b timent sur les autres difices du contexte en supposant qu il faut le moins possible leur masquer le soleil Le calcul est fait pour des positions moyennes du soleil tout au long de la journ e et de l ann e La prise en compte du contexte Le contexte d op ration est caract ris par un climat et par des contraintes urbaines et programmatiques 1 le climat d finit les caract ristiques du milieu environnant qui seront prises en compte pour le calcul des pertes et gains thermiques li s la temp rature ext rieure et l exposition au soleil 2 les r gles d urbanisme autorisent la construction d immeubles suivant des contraintes pr cises
321. re compl t es par des approches int grant les dimensions non seulement constructives mais aussi conomiques et sociales ARCHITECTURE G N RATIVE L art g n ratif se r f re tout art dans lequel l artiste utilise un syst me une grammaire de forme un programme informatique une machine ou d autres m canismes proc duraux dans lequel ceux ci pr sentent un degr d autonomie dans l laboration de la forme finale Ces m canismes g n ratifs fondent leurs d veloppements sur les travaux men s en Intelligence Artificielle et Vie Artificielle depuis les ann es quatre vingt Hensel amp Menges 2006 Une m thode g n rative permet de produire des formes complexes partir d un ensemble de r gles Le d veloppement du scripting a facilit la conception algorithmique Celle ci permet l mergence de formes complexes travers l instanciation d un ensemble de fonctions it ratives Ce mode de conception facilite l interactivit et permet au concepteur d explorer les questions de l mergence et de la complexit La modification des valeurs des param tres permet l exploration d un ensemble de solutions et facilite la compr hension des interactions Cette approche se caract rise par sa dimension non lin aire Les situations atteintes sont initialement impr visibles Le projet n est ici plus formel mais devient processuel Les m canismes g n ratifs pr sentent des int r ts non seulement dans l lab
322. re des cha nes de bits il est possible tirer les individus de la population initiale uniform ment sur l espace Q chaque bit de chaque individu est tir gal a 0 ou 1 avec une probabilit de 1 2 3 3 5 7 2 CROISEMENT Plusieurs op rateurs de croisement ont t propos s qui tous changent des bits position fix e entre les parents Le sch ma suivant donne l exemple du croisement 1 point o l entier est tir uniform ment dans 1 N 1 et les deux moiti s des chromosomes sont chang es b1 bn Pz b1 01 Ci41 CN Un autre type de croisement appel croisement uniforme consiste tirer ind pendamment pour chaque position avec une probabilit de de quel parent provient le bit correspondant chez chaque enfant Si l on ne conna t pas les interd pendances entre les genes pistasie un croisement monopoint est moins disruptif qu un croisement multipoints 3 3 5 7 3 MUTATION Les op rateurs de mutation de cha nes de bits modifient tous al atoirement certains bits Le plus fr quent appel bit flip consiste inverser chaque bit de l individu mut ind pendamment avec une petite probabilit p by bas 22 bn ee ee 1 by bya bn Une autre possibilit est de pr d finir un nombre k de bits modifier de choisir ensuite au hasard k positions dans l individu et d inverser les bits correspondants c est le croisement multi points Sik s tend a la tai
323. re entre ces deux notions d pend du probl me r soudre de son paysage de recherche et des r glages de l algorithme utilis 2 0 500 1000 1500 2000 Figure 19 Exemple de paysage de recherche d une fonction d une seule variable avec un seul extremum global rouge et plusieurs extrema locaux vert On ne conna t toujours pas de m thode universelle permettant de trouver les extrema globaux d une fonction arbitraire Mais parmi les heuristiques certaines sont des m thodes g n riques pouvant optimiser une large gamme de probl mes diff rents pour lesquels on ne conna t pas de m thode classique plus efficace sans n cessiter de changements profonds dans l algorithme employ les m ta heuristiques Elles utilisent un haut niveau d abstraction dont l int r t majeur est la facilit d utilisation dans des probl mes concrets De plus elles sont efficaces pour atteindre un optimum avec une pr cision acceptable dans un temps raisonnable co t polynomial faible en g n ral Les plus connues sont le recuit simul inspir par la thermodynamique les AE inspir s par l volution des populations biologiques les algorithmes de colonies de fourmis inspir s par le comportement collectif et stigmergique d insectes sociaux l optimisation par essaims de particules inspir e du comportement des oiseaux des insectes et des poissons lesquels convergent collectivement vers un objectif en n ayant qu une perception l
324. rel Physique tat 3 Fonctionnel Sructurel Physique D apr s Darses F 1997 L ing nierie concourante Figure 25 D veloppement de la solution en fonction des axes de phasages raffinement et concr tisation D apr s Darses 2007 3 4 3 7 ANALYSER LES PRODUCTIONS GRAPHIQUES AU DEL DE LA PRODUCTION VERBALE Les protocoles de conception dont un des plus cit s est celui de Delft Cross et al 1996 montrent un certain nombre de r gularit s dans la mani re dont les productions graphiques sont employ es en tant qu l ments de conception part enti re Purcell amp Gero 1998 La difficult est alors de d passer la simple description de ce qui est produit Purcell et Gero g n ralisent d ailleurs cette critique l analyse m me des protocoles verbaux en soulignant que les r gularit s mises en exergue sont en fait troitement li es aux protocoles de conception eux m mes L objectif est alors d tablir des th ories et des mod les partir des observations et analyses produites ce qui n cessite du temps Les dessins produits en situation par les concepteurs doivent tre examin s de pr s car ils soulagent la m moire de travail ils renvoient un langage figur dont les significations sont multiples ils forment des synth ses cr atrices Purcell amp Gero 1998 Ce sont des outils qui servent pour la construction de r f rences communes pour l
325. remier dans sa th orie des id es promeut la notion d arch type les id es ou formes intelligibles sont pour lui des mod les id aux que les choses sensibles imitent La forme intelligible est le mod le de tout ce qui est sup rieur ternel et unique A la mani re du poin on partir duquel on frappe les monnaies l arch type est le tout permanent le mod le atteindre Dans le contexte scientifique de l poque et en s appuyant sur les travaux de ses contemporains math maticiens et g om tres Platon reprend cinq poly dres r guliers et convexes que sont l hexa dre le cube l octa dre l icosa dre le t tra dre et le dod ca dre ils deviennent les solides platoniciens associ s aux quatre l ments physiques la terre l air l eau et le feu Le cinqui me solide le dod ca dre est associ au tout g n rateur ou l univers Les propri t s de sym trie de r gularit et de transformation de ces solides feront l objet de nombreuses tudes et fascinent encore Georges Emmerich Emmerich 1966 dans son cours de g om trie constructive consid re ces g om tries l mentaires comme des entit s pr con ues pr sentes dans la conscience humaine comme seul moyens d organisation de l espace Au contraire Aristote propose la notion d hyl morphisme Tout tre et toute chose sont construits autour d une mati re et d une forme celle ci nait d un jeu d interaction entre structure
326. rer st eue 38 3 3 LES M THODES INFORMATIQUES EVOLUTIONNAIRES scccccsssssssssessssssssscssssscccscccccsccscsscescecessoees 41 3 3 1 CONTEXTE ET OBJECTIFS csscccccsssssssececeesessseececsecseeeeeesesssseeaeeeeseeeeeeeesseseeaeeeesseseeeaeeeseeeeeeeeees 41 3 3 2 OPTIMISATION DE PROBL MES DIFFICILES ccccsecceseeseesesersessnecaeceececeeceecsecesesseseeseestssiteeeeeeeeaa 42 3 3 3 BIO INSPIRATION L VOLUTION NATURELLE cccsesssscseseesseeceeecesesaeeeeccseeaeeeecessesaeeeeeeeeeeeeeeess 44 3 3 4 ALGORITHMES EVOLUTIONNAIRES sssseesscseescesseceeceseeeeaeecsesesesaaeesescseesaeceeecssesaeeeeseseeaseeeeeeeeees 47 3 3 5 DE LA S LECTION NATURELLE LA S LECTION ARTIFICIELLE ccccesccscseccsceceeceeeeesseeseeeecesseeees 50 3 3 6 ALGORITHMES VOLUTIONNAIRES ET CREATIVITE ccccccesesseeeeseessnecaecaecceeeceeceeceeseeeeauaeeeeeeeaas 66 35357 ANNEXE 2 vysd ocecadavias oceeadaveansrecadevesbevichta a hada ae Laie eg ten ete LMA O 70 3 3 8 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUE S e onire annia EEEN EENEN EEEE EAE EEA EEEE EEEE 71 3 4 LES M THODES D VALUATION DE LA CR ATIVIT ssesseosccoececcscessessesscossocseocececceeeecscsssecoscssssee 75 3 4 1 CONTEXTE ET OBJECTIFS ccccccccccessssseceeeeseeseeeeeeeeeeeeeeeeeeeseeeeaeeeeeeeeesaaeeeeeeeesaaeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 75 3 42 CREATIVITE CONCEPTION 55 mn ir san cade ins cs ade debated RE NE tartare See 76 3 4 3 M THODES D VALUATION DE LA CR ATIVIT CONCEPTION CR
327. rformance compacit nergie consomm e ombre port e et par la surface atteinte Les carr s de couleur donnent une indication relative de performance plus le carr est grand plus la performance est grande L utilisateur peut privil gier les solutions qui atteignent une grande performance sur un crit re ou celles qui ont une performance quivalente sur tous les crit res Fonctions de la zone de proposition La barre d espace du clavier permet de basculer dans une repr sentation perspective en plein cran qui permettra de visualiser la solution de la case point e en situation et sous d autres angles voir plus bas les fonctions de la fen tre perspective Un clic gauche sur une solution permet de la copier vers une case de la zone coup de coeur Un clic droit permet de s lectionner une solution particuli re pour demander EcCoGen L de s orienter vers des solutions de ce type pour les g n rations suivantes Un clic droit sur une solution s lectionn e la d s lectionne 4 3 4 1 5 LA ZONE COUP DE C UR Les solutions propos es g n ration apr s g n ration par EcCoGen L peuvent tre m moris es dans cette zone de 12 cases Elles peuvent tre d plac es d une case l autre copi es effac es ou s lectionn es pour tre r inject es dans la population en cours de traitement Fonctions de la zone coup de c ur La barre d espace du clavier permet de basculer dans une repr sentation perspective en p
328. riables comme la largeur et la forme des balcons filants ou la profondeur des retraits dans les volumes en gradins ou les encorbellements de fa ade Pour d finir morphologiquement les co mod les nous faisons appel des op rateurs g om triques de forme comme la torsion la rotation ou le d calage D un point de vue morphologique un co mod le est donc une combinaison d op rateurs avec des champs de valeurs sp cifiques des param tres Ces op rateurs peuvent tre galement utilis s de mani re ind pendante afin d apporter des transformations compl mentaires aux co mod les Par exemple l op rateur rotation peut tre appliqu au pattern volume en gradins qui n est pas d finis intrins quement par cet op rateur mais pourra tre d form par ce dernier 4 2 1 5 CORPUS Jenny Quillien 2007 Saisir l insaissable des patterns aux s quences dans l uvre de Christopher Alexander Adaptation fran aise J Quillien et A Demailly de Grasping the ineffable from patterns to sequences Environnemental Architectural Phenomenology N 1 En nous appuyant sur la litt rature relative l architecture environnementale livres revues sites Web et sur l analyse de plus de deux cent cinquante r alisations reconnues pour leurs approches cologiques nous avons produit pr s de quatre vingt dix co mod les Les b timents analys s rel vent de diff
329. rio d am nagement par un environnement bati figures 4 5 et une parcelle vierge qui est d coup e en une grille orthogonale 3D dont la trame au sol est param trable mais fixe et dont le nombre d tages maximal est fix par l utilisateur via l interface Chaque cellule de la grille ou voxel repr sente une unit spatiale Certaines cellules peuvent tre interdites permettant ainsi la prise en compte des contraintes r glementaires ou d alignement Le volume capable VC d limite et d crit ainsi l ensemble des possibles occupations cellulaires par des unit s d habitation chacune ayant une fonction programmatique bureau logement et des propri t s mat rialit opacit caract ristiques nerg tiques Le nombre de ces unit s contrainte programmatique peut tre strict ou avec une tol rance ou libre d voluer approche plus exploratoire 4 3 3 4 2 DESCRIPTION D TAILL E DE NOTRE ALGORITHME Les composants L algorithme que nous avons con u comprend 5 modules le MOGLS u A ES de Jaszkiewicz modifi par Carpentier ACROMUSE PADE IGA ph romonal et un moteur de satisfaction de contraintes figure 2 L IGA ph romonal constitue notre plus forte contribution mais l agencement des modules et les am liorations substancielles de certains font partie de notre contribution Structure du g n me le codage g n tique suppose que tous les blocs du VC sont indic s A chaque indice sont affect s un g ne de forme
330. rk 1996 42 R Chauvin Le darwinisme ou la fin d un mythe Editions du Rocher 1997 43 A Paldi l h r dit sans g nes Editeur le Pommier 2009 44 G Beslon Apprivoiser la vie Mod lisation individu centr e de systemes biologiques complexes Th se de HDR de l Universit de Lyon 2008 45 F Collins The language of life DNA and the revolution in personalized medicine Harper Collins 2010 46 P Jolivet Le principe de Baldwin ou l effet Baldwin en biologie Une bonne explication ou une o chappatoire des darwinistes Revue l entomologiste vol 63 n 6 pp 309 318 2007 47 E Lutton Darwinisme artificiel une vue d ensemble rev Traitement du signal vol 22 n 4 2005 48 J Holland J Reitman Cognitive systems based on adaptive algorithms Pattern Directed Inference Systems New York Academic Press 1978 49 R Le Riche M Shoenauer M Sebag Un tat des lieux de l optimisation volutionnaire et de ses implications en sciences pour l ing nieur Mod lisation Num rique d fis et perspectives 2nd volume Trait M canique et Ing nierie des Mat riaux Editions Hermes pp 187 259 2007 50 S Kern N Hansen S M ller D B che J Ocenasek P Koumoutsakos Distributions in continuous evolutionary algorithms review and comparison Natural Computing 3 1 p77 112 2004 51 P Larranaga J A Lozano Estimation of distribution algorithms a new tool for evolutionary
331. rmes per ues sont importantes dans le travail de B1L D s que le niveau d tages est ramen quatre ECIL et SKIL y per oivent des formes architecturales Ainsi non seulement c est beaucoup mieux avec quatre niveaux mais en outre EC1L voit un chemin sinueux dans l une des formes ce que SKIL reprend en parlant de vague Ce sont bien des formes architecturales cr atives qui sont voqu es puisque les individus sont compos s de blocs rectangulaires de tailles identiques Cette perception de formes architecturales permet BIL de construire une connaissance liant formes per ues et performances notamment en termes d ombres projet es Si certaines formes sont performantes du point de vue des ombres projet es nous le notons Po pour Performance des ombres positive c est parce que les blocs ont une certaine forme au sud Ce m me travail est r alis au sein de B2L qui lui aussi identifie des formes dans les formes l amenant d composer un individu de mani re lire a comme un l ment SK2L Cette connaissance est d ailleurs donn e par SK1L lors du debriefing collectif Qu elle soit vraie ou fausse n est pas la question Le fait est qu elle est stabilis e au sein du bin me mobilis e trois reprises et qu elle agit comme un l ment soutenant le processus cr atif Ailleurs ce sont des perc es des trous qui sont identifi s et qui deviennent des l ments re
332. rt utile dans certaines r gions Dans certaines zones risques inondations cette solution peut s av rer pertinente ACTIONS Classe d action 1 Action El vation du B timent 4 2 1 7 14 GALERIE EXTERIEURE GALERIE EXTERIEURES PROBLEME Les fa ades des immeubles distribu es par des circulations ext rieures se trouvent souvent expos s aux intemp ries au soleil la pollution et aux nuisances sonores En zone urbaine le rez de chauss e des b timents accueille souvent des commerces et services accessibles par des circulations pi tonnes parfois peu agr ables vivre si elles ne re oivent pas une protection particuli re SOLUTION La galerie ext rieure prot ge les circulations attenantes aux b timents des diverses nuisances Elle constitue un masque solaire et prot ge de la pluie et de la neige et joue ainsi un r le de tampon climatique Situ e aux tages elle forme un syst me de circulation collectif prot g En rez de chauss e elle trouve sa place pr s d espaces publics majeurs et participe fortement l urbanit en offrant des espaces publics agr ables vivre En zone climatique tr s chaude ou tr s froide la galerie peut prendre la forme d une rue couverte afin de climatiser partiellement l espace public CONTRAINTES Conception Dans un souci de respect des r glements d urbanisme essentiellement en zone urbaine ce dispositif n est pas toujours admis alignement de fa a
333. s l aide de la topologie Cette description bas e sur des fonctions param triques largit le champ d exploration formelle et ouvre la voie un vocabulaire formel voquant la fluidit et la continuit Il reste cependant vident que de tels dispositifs sont plus particuli rement adapt s aux phases de recherche conceptuelle L paisseur de la question architecturale ou la simple r solution constructive des formes induites ne sont pas trait es 4 1 4 3 3 ARCHITECTURE M TAMORPHIQUE La g n ration de forme qualifi e de m tamorphique inclut les techniques d animation par images cl s par morphing et par extrusion de profils le long d une trajectoire Ces techniques se caract risent par la d finition des conditions g om triques aux limites l outil num rique se chargeant de calculer d interpoler les tats interm diaires Le concepteur peut choisir un tat signifiant parmi les solutions formelles disponibles et prolonger ainsi son travail Kolarevic 2005 C est aussi l utilisation des op rateurs de d formation disponibles dans les modeleurs qui permet l exploration formelle L utilisation d op rateurs de d formation comme tordre ou tirer tout en conservant la description topologique de l objet sont particuli rement riches M me si cette approche peut aujourd hui tre associ e une m thode de mod lisation conduisant la manipulation de formes complexes son int
334. s la contrainte programmatique concerne la sp cification du volume ou de la surface b tir assortie d une possible tol rance Pour la r soudre on d finit la fonction z de p nalisation comme l cart entre la surface impos e et sa valeur mesur e pour une solution Une autre contrainte est trait e en mode interactif cf SIGA ACROMUSE Extension au cas multi objectifs dans la version de 2011 Acromuse est une technique mono objectif Pour l utiliser avec plusieurs objectifs nous avons tr s naturellement remplac sa mono fitness par la fonction scalarisante de MOGLS moyennant quelques ajustements mineurs S lection Bien que le tournoi binaire T 2 ait t d montr comme le meilleur pour MOGLS de Jaszkiewicz il n est en plus de m me dans l approche MOGLS u A ES sans recherche locale hybid e par ACROMUSE T individus sont toujours tir s al atoirement dans la population courante avec remise mais le meilleur est choisi selon sa contribution hpd Nous avons travaill sur le r glage du param tre k de la pression de s lection maximale P k via de nombreux tests Ce r glage semble peu d pendant du probl me Dans tous nos essais la taille du bassin de reproduction est fix e 50 pour viter des temps de calculs trop lev s par it ration Les op rateurs crossover et mutation s appliquent ensuite sur les candidats du bassin et les nouveaux individus sont int gr s a la population courante Crossov
335. s tre utilis s en dehors d une strat gie globale de projet L usage d un langage d co mod les doit donc s inscrire dans une d marche totalisante qui par int gration par ajustement mais aussi parfois par rupture proc de l mergence d un tout plus soutenable On notera pour finir qu un patron peut dans certains contexte avoir valeur de strat gie globale pour le projet Par exemple l Acad mie de formation de Herne Sodingen architecte F H Jourda amp G Perraudin le patron volume inclus fait office de concept global pour le projet et devient structurant pour tous les autres patrons 4 2 1 4 CARACTERISTIQUE DES PATRONS EN ARCHITECTURE En architecture le concept de patron ou mod le inclut une dimension sp cifique une caract risation morphologique et ou une caract risation mat riaulogique Il doit pouvoir tre dessin pour devenir une id e solution Par exemple la ventilation naturelle ou naturellement assist e qui est un principe de renouvellement d air n est pas un patron mais elle peut tre assur e par diff rents patrons architecturaux comme les parois ventil es ou les chemin es vent Le patron est une repr sentation abstraite d une forme solution concr te Il est une forme mais il n a pas une forme ou plus exactement il peut en avoir plusieurs en fonction de chaque projet particulier Un co mod le a donc des caract ristiques morphologiques intrins ques va
336. s Ses extensions peuvent traiter les probl mes variables mixtes 9 et g rent les contraintes non lin aires L volution diff rentielle est inspir e par les algorithmes g n tiques et les strat gies volutionnistes combin es avec une technique g om trique de recherche Les algorithmes g n tiques changent la structure des individus en utilisant la mutation et le croisement alors que les strat gies volutionnistes r alisent l auto adaptation par une manipulation g om trique des individus Ces id es ont t mises en uvre gr ce une op ration de mutation sur des vecteurs 7 comparable une sorte de tetra crossover qui apporte une large perturbation Ces dix derni res ann es l volution diff rentielle est devenue une m thode incontournable pour r soudre une grande quantit de probl mes scientifiques et industriels ordonnancement de t ches d un satellite registration et traitement d image contr le optimal multimodal optimisation de processus chimiques d cision multicrit re entra nement des r seaux de neurones ajustement de fonctions floues conception en a rodynamique approximation polynomiale 3 3 5 6 OP RATEURS DE VARIATION Les composantes de l algorithme qui d pendent intimement de la repr sentation choisie sont d une part l initialisation i e le choix de la population initiale dont le principe g n ral est d chantillonner le plus uniform ment possible l espace de recherche Q
337. s ou bien leurs fitness relatives pour op rer une division de l espace des crit res La th se de Carpentier 64 fournit ici une m thode extr mement int ressante pour diriger un effort conjoint de recherche et d optimisation de solutions une fois que l utilisateur a d sign celle qui lui pla t L algorithme de recherche multi objectifs convoqu est le MOGLS de Jaszkiewicz 4 3 3 et le calcul des coefficients de pond ration utilise une propri t de la norme induite de Tchebycheff qui optimise le classement dans l espace de recherche L auteur pr cise que si l utilisateur met plusieurs choix on obtient alors un chantillonnage de l espace des pr f rences A partir de l il nous faut construire une distribution de ces pr f rences et les substituer la distribution uniforme dans l algorithme Ainsi en permettant l utilisateur d exprimer plusieurs choix sur les propositions qui lui sont pr sent es on pourra orienter de mani re plus vari e l volution ult rieure de l algorithme g n tique A tudier tr s s rieusement pour EcCoGen car c est une m thode relativement simple et pourtant tr s efficace Evidemment la grande question est ne va t on trop casser une dynamique d optimisation en cours en tenant compte des choix successifs de l utilisateur et r ciproquement On ne peut r pondre totalement mais si l on veut garder les qualit s de l approche g n tique il faut essayer de construire
338. s cr atives du croquis Ainsi il nous semble pertinent de proposer de nouvelles modalit s d assistance du processus de cr ation fond es sur des m canismes g n ratifs dans lesquelles l outil devient un moteur de propositions pour le concepteur ainsi qu un support de sa repr sentation mentale 3 ETAT DE L ART 3 1 L ART EVOLUTIONNAIRE Auteurs Philippe Marin MAP ARIA MAP CRAI Xavier Marsault MAP ARIA Ce chapitre tablit l tat des lieux de l art volutionnaire et permet d identifier les exp rimentations remarquables dont les caract ristiques pourront tre int gr es nos d veloppements ult rieurs Les limites des algorithmes g n tiques interactifs et la difficile mod lisation d une valuation des composantes sensibles sont notamment identifi es La red finition de la place de l auteur et la convocation d un hasard contr l sont comment es 3 1 1 INTRODUCTION Cet tat des lieux porte un regard sur les disciplines qui constituent le vaste univers de la cr ation Ce sont plus particuli rement les exp rimentations volutionnaires conduites dans les disciplines de l art visuel de la vid o du design et de la musique qui sont analys es ici Nous nous attachons d finir quels sont les orientations et les r sultats obtenus dans chacune de ces disciplines Plus particuli rement nous portons un double regard conceptuel et technique sur ces travaux et nous identifions trois notions
339. s d interfaces sur EcCoGen L qui correspondent en fait trois situations diff rentes L interface principale Figure 39 permet de param trer notamment le nombre de niveaux du b timent en cr ation ou encore le nombre de g n rations produites chaque tape sur le bas de l interface On y voit galement la l gende des param tres utilis s en haut gauche Ceux qui sont utilis s dans ce prototype sont les param tres de compacit rouge d nergie vert et d ombres port es bleu L espace principal est celui des neuf meilleurs individus g n r s lors d une tape step Ils pivotent tous en m me temps et les trois performances cit es avant apparaissent dans chacun des cadres Figure 57 Vue des 9 individus V9 Cette vue doit donc permettre aux utilisateurs de comparer les neuf individus tant du point de vue de la forme que de celui des performances Les deux colonnes de droite 12 cases permettent de mettre de c t des coups de c ur afin de les conserver avant de relancer un calcul La forme de ces coups de c ur n volue donc pas au cours des tapes successives et leurs performances non plus Enfin il est possible de s lectionner un ou plusieurs individus avant de lancer un calcul le cadre dans lequel il appara t est surlign de rouge que cet individu soit l un des neuf de la fen tre principale ou l un des coups de c ur La vue en 3D Figure 40 permet d observer l
340. s donn s sont souvent les noms des coles historiques qui les ont popularis es mais il faut garder l esprit que ces sch mas sont totalement ind pendants de l espace de recherche alors que nous verrons en 4 5 que les coles historiques travaillaient sur des espaces de recherche bien pr cis 3 3 5 4 1 ALGORITHME G N TIQUE G N RATIONNEL GGA Ce moteur utilise une s lection stochastique pour s lectionner exactement P parents certains parents peuvent donc tre s lectionn s plusieurs fois d autres pas du tout Ces P parents donnent ensuite P enfants par application des op rateurs de variation avec probabilit donn e voir section 4 6 Enfin ces P enfants remplacent purement et simplement les P parents pour la g n ration suivante La variante litiste consiste garder le meilleur des parents s il est plus performant que le meilleur des enfants 3 3 5 4 2 ALGORITHME G N TIQUE STATIONNAIRE STEADY STATE GA SSGA Dans ce moteur un individu est s lectionn g n ralement par tournoi un second si le croisement doit tre appliqu et l enfant r sultant apr s croisement et mutation ventuels est r ins r dans la population en remplacement d un vieil individu s lectionn par un tournoi invers dans lequel le moins performant ou le plus vieux dispara t 3 3 5 4 3 STRATEGIE D EVOLUTION M A ES Deux moteurs sont regroup s sous ces appellations Dans les deux cas l tape de s lection est
341. s g n rations qui n apparaissent pas suffisamment BIL on a d chercher en profondeur ce qu il racontait B2L on a du mal voir comment voluent les param tres dans les solutions La difficult de comprendre pourquoi un individu est efficace quelles sont les zones les plus performantes afin de pouvoir argumenter par la suite ou pour d cider de la conservation de l individu et de la strat gie volutionnaire B1L B Interface Du point de vue de l interface elle m me quelques points sont soulign s Le manque de vision des param tres de performance dans les vues en 3D ce qui emp che de faire un meilleur choix B1L et B2L La difficult de pouvoir comparer des g n rations entre elles dans les vues 3D BIL car il faut faire d filer tous les individus pour afficher celui qu on cherche Ainsi comparer l objet 9 l objet 3 n cessite de faire d filer tous les objets interm diaires Les angles de cam ra qui sont fixes en vue 3D alors que les utilisateurs aimeraient pouvoir choisir ces angles eux m mes C Aspects collectifs Le travail collaboratif est int ressant mais pose des limites y compris du point de vue de la cr ativit EcCoGen L facilite l accord au sein du bin me BIL car il fournit des objets qu on peut manipuler Il permet ainsi d affiner ce sur quoi on est d accord B2L Il permet de discuter de la disposition de la masse et impose d obtenir un accord sur les indi
342. s libres ext rieures par un vitrage 4 2 1 7 9 ENCORBELLEMENT DE FA ADE ENCORBELLEMENT DE FACADE PROBLEME Les protections solaires sont le plus souvent des l ments rapport s sur les fa ades Dans les cas les plus d favorables elles ne sont pas int gr es lors de la conception du b timent et ne sont rapport es qu ult rieurement sans tre toujours coh rentes avec les baies et parfois au d triment de la qualit m me des fa ades SOLUTION La protection solaire des baies permet de r guler de mani re efficace les apports Une fa ade peut tre plus qu un simple plan et devenir un v ritable volume architectural dont les diff rences de nus si ils sont correctement tudi s jouent un r le de protection solaire Ainsi d bords et encorbellements peuvent permettre d apporter de l ombre aux tages inf rieurs et contribuer passivement la r gulation des apports solaires par les diff rentes baies un composant sp cifique comme un store pouvant ensuite venir compl ter le dispositif CONTRAINTES Techniques Constructivement un tel syst me impose une mise en uvre complexe car elle multiplie les points singuliers qui induit couramment des surco ts Hygro thermiques Le fait de multiplier les faces conduit une multiplication des zones thermiques fragiles ponts thermiques Esth tique La cr ation de d bords de dalles l inclinaison des parois conduit un traitement complexe de la fa ade
343. s m thodes auto adaptatives sont efficaces quand elles sont applicables c est dire lorsque la s lection qui n utilise que la performance limine les mauvais param tres avec les mauvais individus Elles sont alors plus performantes que les m thodes statiques ou adaptatives de base car elles tiennent compte de l inter corr lation entre les g nes 3 3 5 9 HYBRIDATION Un algorithme volutionnaire hybrid avec une heuristique ex recherche locale est d sign sous le terme d algorithme m m tique 29 57 Le couplage AE heuristiques locales prend typiquement trois formes L heuristique peut tre utilis e pour introduire des bons points de d part dans la population initiale Elle peut galement tre ajout e aux op rateurs de mutation Enfin elle peut am liorer les meilleurs individus de la derni re population Les mod les d volution lamarckien et baldwinien peuvent tre consid r s comme des m thodes hybrides d optimisation darwinienne combinant une approche g n tique et une optimisation par recherche locale pour trouver plus rapidement les optima locaux On peut ainsi faire l analogie avec les r les respectifs de l adaptation l AE et l apprentissage l heuristique dans les esp ces vivantes Par exemple si l on r injecte les individus am lior s dans la population c est du lamarckisme Paradoxalement on a vu que dans la nature les choses ne se passent pas ainsi cette m thode fonctionne
344. s par les recherches h rit es des travaux d Herbert Simon ou comme une activit d exploration par d autres auteurs attach s la conception comme activit de projetation tout le monde s accorde aujourd hui pour reconnaitre la conception comme une activit projective complexe N importe quel probl me de conception confront de multiples contraintes interd pendantes se construit et se reconstruit dans un contexte o l al atoire est toujours pr sent Il y a donc en conception des millions de solutions possibles et m me si l on peut en liminer un grand nombre facilement par le bon sens c est dire par l exp rience spontan e ou experte de chacun il reste encore de nombreuses possibilit s Dans un syst me d informations incompl tes et incertaines les concepteurs ayant un comportement rationalit limit e utilisent des strat gies pour choisir rapidement quelles solutions satisfaisantes m ritent d tre explor es Une autre caract ristique de la conception architecturale est attest e par la propension des concepteurs penser solution La conception architecturale peut alors tre abord e comme une activit de construction de repr sentations Cette approche mise en vidence par J C Lebahar a t confirm e par des tudes cognitives 4 montrant que la d marche des concepteurs est fond e sur l vocation de traits concrets de la solution labor e Ces derniers s le
345. s permet d effectuer une rotation identique pour toutes les solutions afin de pouvoir les comparer sous diff rents points de vue et une vue perspective figure 5 permettant d observer chaque solution dans son contexte urbain et de se d placer autour On peut visualiser les analogons par couche de voxels pour en visualiser l int rieur L interface g re trois populations 1 la population courante de taille variable P de 100 quelques centaines d individus visualisable la demande 2 la s lection S des coups de c ur de faible taille 12 cases c est la population des lites privil gi es 3 le front de Pareto global M de tous les runs lanc s avec les m mes param tres visualisable la demande Monitoring of the evolution Fitness and J program key LE Generation number of the solution dada Surface and wA e amp 7 7 the elite floors number i population ofthe solution cam N O y o lon N Relative fitness display Collection ee of priviliged Similarity index Hate Phenotypic display Generation index Size ofthe ER L Size of the population Pareto Front GE 5 6 5 To Td i Run parameters Contraints parameters Fitness enable Figure 52 Vue d ensemble de l interface avec les lites affich es les coups de c ur et le monitoring Toutes les K it rations K tant ajust pour diminuer le temps d attente de l utilisateur ou choisi par lui l interface affiche un sous
346. s verbale et graphico gestuelle de l interaction dans des r unions de conception architecturale SCAN 05 Wallas G 1926 The Art of Thought New York Harcourt Brace Wehner L Csikszentmihalyi M amp Magyari Beck I 1991 Current approaches used in studying creativity An exploratory investigation Creativity Research Journal 4 3 261 271 Weisberg R W 1995 Case Studies of Creative Thinking Reproduction versus Restructuring Dans S M Smith T B Ward amp R A Finke Ed The Creative Cognition Approach p 53 72 Cambridge MA The MIT Press Welling H 2007 Four Mental Operations in Creative Cognition The Importance of Abstraction Creativity Research Journal 19 2 3 163 177 Wertheimer M 1945 Productive thinking New York Harper Zeng L Proctor R W amp Salvendy G 2011 Can Traditional Divergent Thinking Tests Be Trusted in Measuring and Predicting Real World Creativity Creativity Research Journal 23 1 24 37 4 M THODE CONCEPTION ET D VELOPPEMENT D UN OUTIL 4 1 LES TH ORIES DE LA FORME Auteur Philippe Marin MAP ARIA MAP CRAI 4 1 1 ARCH TYPE ET HYL MORPHISME UN REGARD PHILOSOPHIQUE Pour envisager la question de la forme il est dans un premier temps possible de rappeler deux acceptations philosophiques fondamentales d une part la notion de forme arch typale propos e par Platon et d autre part la notion d hyl morphisme formul e par Atistode Le p
347. sans contradictions et figures et fonds peuvent tout moment perdre leurs propri t s visuelles en faveurs d autres qualit s Le syst me de relations entre les l ments constitutifs de la forme devient central dans la composition La valeur esth tique d une forme peut tre associ e au degr d effort mental n cessaire la perception de l ordre organisateur Nombreuses sont les tentatives de mesure des variances et invariances de l uniformit et de la vari t de l ordre et de la complexit pour permettre une quantification de la valeur esth tique Ces approches s inscrivent dans le prolongement des travaux en mati re de th orie de l information et de la communication George Birkhoff 1933 par exemple tente de mesurer la valeur esth tique de composition visuelle et musicale par la formule m o c m repr sente la valeur esth tique o est une mesure objective du degr d ordre et c une mesure objective de la complexit L identification des degr s d uniformit et de vari t sont associ s des principes de redondance et d entropie Figure 26 Regroupement de figures l mentaires dans une figure d ordre sup rieur c LA v Figure 27 Regroupement de figures l mentaires dans une figure d ordre sup rieur Figure 28 Regroupement par proximit Figure 29 Regroupement par similarit faisant apparaitre des diagonales Figure 30 Regroupement par proximit et similarit X X I o
348. sesssssssssscsscccccsscssoscees 8 4 INTERNATIONAL PUBLICATIONS MONO PARTENAIRE 2 scsscsscssssscssssssssssssssssssccccsscscsescssssces 8 5 INTERNATIONAL REVUE COMIT DE LECTURE csscsssssssssssccccsesssssessesssssscssccsccsscssssssseees 8 6 ACTIONS DE DIFFUSION CONFERENCES DE VULGARISATION scccccsssscssecssessessssssccesssnseees 9 TABLE DES ILLUSTRATIONG ssssssssssssssressesssssssesssssesssssscssesesssssssssssesssessssessereres 22 2 1 INTRODUCTION Le m moire Eco Conception G n rative rassemble l ensemble de la production scientifique du projet sous forme de rapports Il est organis autour de quatre chapitres Il propose d une part la reformulation des contextes et probl matiques du projet en pr cisant les enjeux sociaux et conomiques le contexte environnemental et la probl matique d instrumentation du processus de conception architecturale D autre part il pr sente quatre tats de l art principaux autour de l art volutionnaire les environnements logiciels adapt s la conception g n rative les m thodes informatiques volutionnaires et des m thodes d valuation de la cr ativit Dans un troisi me chapitre nous pr sentons le cadre de d veloppement des outils mis en uvre dans le projet Ici nous revenons sur les th ories de la forme l architecture durable et sur l approche par eco mod les Pour chacun des outils que nous avons mis en uvre nous pr sentons les m
349. seulement cela les oblige des actions r guli res de d zomme pour identifier l objet en cours ce qui a t identifi par BIL et B2L lors du debriefing mais en outre cela les oblige m moriser ces objets Surtout cela peut engendrer des erreurs de s lection car ici l inattention d EC2L lorsqu il repasse en V3DZ apr s s tre accord avec SK2L que O3 tait un objet int ressant sur lequel ils pouvaient fonder un nouveau calcul aurait pu amener le bin me travailler sur la base d O5 au lieu d O3 Il leur faut donc ensuite retrouver le bon objet en mobilisant leur m moire pour reprendre le cours de l action Ce qui est fait environ une minute plus tard puisqu ils s lectionnent O3 ainsi que O9 pour lancer un nouveau calcul Ce qui est vrai pour l absence d indication du num ro des objets en V3DZ l est aussi pour les performances et cela peut expliquer des strat gies diff rences en termes de formes et de performances au sein de chacun des bin mes Nous poursuivons cette r flexion au point suivant 5 2 3 3 FORMES ET PERFORMANCES Dans cette partie nous allons voir comment les bin mes construisent des hi rarchies entre formes et performances ainsi que des relations entre ces deux dimensions 5 2 3 3 1 PRIMAT DE LA FORME SUR LES PERFORMANCES NERG TIQUES De fa on g n rale BIL et B2L privil gient la forme aux valeurs de performances sans toutefois sous estimer ces derni res Durant toute la
350. shopper du code d valuation des performances masquage de Rhinoc ros pour des raisons de performance ouverture de Processing chargement du sketchbook EcCoGen L 20 OY En es ak lancement d EcCoGen L 4 3 4 1 3 L INTERFACE D ECCOGEN L La fen tre principale montre au d marrage la trace au sol de la parcelle du projet zones d information zone de proposition f zone de commande zone coup de c ur L interface d EcCoGen L se d compose en 4 zones principales 6 Dans la zone de proposition s affichent les solutions propos es par EcCoGen L Ces 9 propositions ne sont pas forc ment les meilleures mais sont repr sentatives de la diversit des meilleures solutions de la g n ration en cours 7 Ces solutions qui vont changer chaque nouvelle g n ration ou run peuvent tre conserv es dans la zone coup de c ur pour tre sauvegard es ult rieurement ou r inject es dans la g n ration suivante 8 La zone de commande permet de contr ler le comportement de EcCoGen L 9 Les zones d information pr cisent les codes graphiques utilis s informent sur l tat des simulations et les donn es programmatiques de la session 4 3 4 1 4 LA ZONE DE PROPOSITION Eco Conception G n rative Rapport final et livrables l Programme ANR 10 Cr ation 012 171 225 9 solutions sont propos es chaque g n ration du calcul Chaque solution est document e par 3 carr s de couleur correspondant aux 3 crit res de pe
351. sont retir s de la population et la proc dure est it r e pour obtenir les rangs 2 3 Les individus de rang 1 non domin s sont une approximation du front de Pareto du probl me La force de domination est le nombre d individus de la population courante qu un individu donn domine plus un individu en domine d autres plus il est int ressant conserver comme g niteur De m me la profondeur au sens de Pareto d un individu est le nombre d autres individus de la population qui dominent un individu donn un individu est d autant plus int ressant a conserver qu il est domin par un petit nombre d autres coll gues Crit res de diversit Les crit res pr c dents ne permettent pas d ordonner toute la population en fait assez rapidement les individus de la population courante qui vont approcher le front de Pareto sont non comparables entre eux Il faut donc ajouter un autre crit re pour les d partager Diff rents crit res ont t propos s pour favoriser la diversit le plus populaire tant la distance de peuplement d finie comme suit pour chaque objectif i on ordonne la population par valeurs croissantes de l objectif pour chaque individu p on d finit d distance de peuplement partielle selon l objectif i comme la somme des distances de p ses deux plus proches voisins dans la liste ordonn e la distance de peuplement totale D est donn e par la somme sur l ensemble des objecti
352. spos es la m canique humaine par les cogniticiens La notion d auteur ensuite conna t une transformation qui ici s illustre par deux composantes principales L implication et la participation des utilisateurs ou des visiteurs et la mise en uvre du hasard contr l comme modalit de cr ation Certains des projets identifi s pr sentent un cadre born et cherchent faciliter ou acc l rer l exploration d un espace de solutions dont la d finition est tablie au pr alable par les concepteurs de l outil D autres exp rimentations proposent une structure ou un environnement logiciel facilitant la mise en uvre d une approche volutionnaire et dont le concepteur est libre de l appliquer son propre objet de conception Cependant chaque fois l auteur accepte une part d effacement au profit d une mergence qui lui chappe interactivit et intelligence collective d un c t autonomie algorithmique et hasard op rationnel de l autre Nous avons identifi dans les mouvements artistiques du d but et milieu du XXe si cle une propension l introduction de l impr visible et de l incontr l dans le processus de cr ation Cette revendication d une uvre ouvertement al atoire a longtemps branl la valeur accord e au savoir faire et au g nie artistique Il nous faut pr ciser ici la distinction entre d une part un hasard expressionniste la tache accidentelle do
353. ss 1 2 4 dans Rhinic ros Grasshoper fentes dition Vue Courbe Surface Solide Maillage Cote Transformer Outils Analyse Rendu DSBaTxDOc MH PSDOEBeLCE 08 SO00S 1450 Enregistrement automatique du fichier sous C ProgramData McNeel Rhinoceros 4 0 AutoSavelsite lundi_Rhino4AutoSave 2920 3dm A g D c g k a gt T Eo Ad RR GES JUG EH D Figure 51 Evaluation automatique des fitness d un analogon dans l environnement de calcul Rhinic ros Grasshoper IGA Un bon IGA doit laisser la population voluer tout en ressemblant un espace de solutions choisies au cours du run par l utilisateur adaptation sans m me conna tre ses motivations apprentissage implicite Or on sait que le crit re de forme est fondamental pour un architecte On va donc l utiliser conjointement la performance mesur e par les fitness pour tablir des directions de recherches privil gi es dans le paysage des solutions propos es Ceci est r alisable assez simplement en munissant la distibution stochastique des A induits de marqueurs ph romonaux M Rappelons que dans la nature les fourmis se d placent et se dirigent en d posant des ph romones substances olfactives volatiles qui jouent le r le de m moire collective Ce concept forme la base de la m ta heuristique ACO Ant Colony Optimization utilis e notamment en optimisation combinatoire en se servant de traces de ph romones pou
354. ssaire avant toutes d cisions sur le projet d tudier les masques lointains naturels et construits du site Il faut prendre garde de ne pas r duire la qualit de l clairage par la cr ation de brise soleil la forme ou au dimensions inadapt es ACTIONS Classe d action 2 Action Cr ation de surfaces horizontales accol es ou non aux 4 2 1 7 6 PATIO PROBLEME Les b timents profonds ou pais sont souvent de bonnes r ponses aux exigences climatiques mais ils sont difficiles clairer et ventiler SOLUTION Un patio est un espace ext rieur clos par un b timent dont il permet d assurer la luminosit des espaces adjacents Cette solution aide r duire les besoins en climatisation dans les environnements tropicaux par effet de ventilation naturelle Dans les climats secs le patio s accompagne d un bassin d eau qui augmente le confort thermique par vaporation Dans les climats continentaux l implantation d arbres feuillus permet d adapter le patio aux saisons chaudes et froides Enfin cette disposition architecturale qui accueille une terrasse un bassin ou un jardin ajoute de la qualit de vie au b timent CONTRAINTES Usage L extension des b timents tant fortement contrainte par ce type d espace elle se fait fr quemment par couverture du patio qui perd alors ses fonctions climatiques ACTIONS Classe d action 2 Action 4 2 1 7 7 ENLEVEMENT D UN VOLUME AU VOL
355. ssessrsssesssesccsssesersssessnssesssssesessessssessessesssssnessseses 165 FIGURE 54 EXEMPLE D OPTIMISATION SUR 3 OBJECTIFS NERG TIQUES LITES DU FRONT DE PARETO ET 4 INDIVIDUS CIBLES S LECTIONN S DANS LES PREMI RES ITERATIONS POUR L IGA sssssssssssssssssssssssesssssssssssssssssssssssssssssssssssseseses 166 FIGURE 55 R PONSES AU QUESTIONNAIRES POST SESSION SERIES 1 LYON S RIES 2 NANG YJ Sen mA O a sas D sms nent etes 188 FIGURE 57 VUE DES 9 INDIVIDUS V9 sccscsssssssrssersessssssesessscsssrsesessssesesssesssrsssessersees 197 FIGURE 58 VUE 3D D UN INDIVIDU SELECTIONNE SELON DEUX ANGLES V3D FIGURE 59 VUE 3D EN ZOOM D UN INDIVIDU S LECTIONN V3DZ s s sssssssese0s 198 FIGURE 60 TEMPS TOTAL ET MOYEN DANS CHACUNE DES VUES POUR B1 ET B2 FIGURE 61 PROPORTION DES TEMPS DANS CHACUNE DES VUES POUR BIL ET FIGURE 68 CONSERVATION DE 4 OBJETS ECCOGEN N DESSIN D4 sseseesee 212 FIGURE 69 QUATRE OBJETS EXPRIMANT LES PROPOSITIONS FINALES DES BINOMES ne de antenne Sat Sonoda ts ev een alone bd aca le sedate 213
356. st toujours en construction et d pend des cultures des techniques et d une mani re g n rale de l conomie de ces soci t s Les questions se d placent Par exemple les enjeux des mat riaux locaux n acqui rent leurs sens aujourd hui que mis en parall le avec les d sordres engendr s par une production mondialis e La question ne se posait pas par d finition dans les soci t s autarciques elle tait une donn e inh rente au mod le de production vernaculaire Une chose est donc de penser que les formes culturelles transcendent les individus une autre est de dire qu il y a des permanences dans cette transcendance Nous retiendrons qu un patron est un dispositif produit collectivement dans un contexte g n ral donn mais que sa mise en oeuvre pr cise d pend toujours d un projet singulier dans un contexte pr cis 4 2 1 2 LES ECO MODELES Pattern Language Towns Buildings Construction 42 Vida Gholipour 2011 Eco conception collaborative de b timents durables Th se de Doctorat de l Institut National Polytechnique de Lorraine Discipline G nie des syst mes industriels Christopher Alexander The Timeless Way of Building Oxford University press 1979 Christopher Alexander The Nature of Order An Essay on the Art of Building and the Nature of the Univers Tome 1 4 Center for Environnemental Structure 2001 D une mani re g n rale un pattern r pond un probl me r curent dans un contexte donn
357. successives cela indique l utilisateur que les choix faits ne sont pas coh rents avec les pr c dents ce qui peut l aider l encore d cider autrement s il le souhaite Si l utilisateur le souhaite il peut aussi utiliser une distribution ph romonale suppl mentaire pour les fonctions des unit s du VC pour contraindre l AG tenir compte de choix fonctionnels en plus de la forme La r compense ph romonale est bas e sur la r p tition des choix dans E et non sur la performance dont tient d j compte la pond ration Elle a lieu la fin de chaque it ration puis on met jour les marqueurs M en appliquant le m canisme d vaporation dont le taux varie de 0 05 0 1 M M 1 Ee 8 Ce m canisme permet de renforcer les choix r p t s de l utilisateur ainsi que toutes les solutions qui leur sont proches diminuer l influence des choix anciens Si l on n est pas en mode IGA les marqueurs M ne sont pas pris en compte et subissent seulement l vaporation temporelle 4 3 3 5 DESCRIPTION DE L INTERFACE L interface d velopp e par Renato Saleri MAP ARIA est le lieu d interaction entre l utilisateur l algorithme g n tique et les populations calcul es Elle permet de contr ler simplement l ensemble du processus d volution g n tique et ses nombreuses options Elle dispose de 2 vues une vue d ensemble figure 4 des 9 lites s lectionn es chaque it ration o le mouvement libre de la souri
358. suivre une direction de recherche impos e par l utilisateur pendant un temps suffisant pour influencer les populations Mais ils ne disent rien sur la possibilit de prendre en compte plusieurs choix En ce qui concerne l interface ils ont propos bien avant nous quelque chose de tr s similaire avec la possibilit de r gler les taux de variation en cours de run et de partager un espace de solutions avec d autres utilisateurs Leur espace lite est un carr de 9 solutions choisies sur les 3 premiers fronts de Pareto et affich chaque fois que l on stoppe le processus toutes les K it rations 4 3 3 3 2 LE MOGLS DE JASZKIEWICZ Il s agit d une autre m thode d estimation du front de Pareto de type AG stationnaire SSGA dont le but est de trouver un ensemble de bonnes solutions non domin es en utilisant une fitness unique combinant al atoirement les N objectifs ind pendants f L algorithme original Mutli Objective Genetic Local Search est d a Ishibuchi et al 1996 A chaque it ration apr s une tape de s lection une nouvelle solution est obtenue par crossover puis am lior e par une m thode de recherche locale selon la fonction scalarisante en cours qui consiste optimiser une somme pond r e des crit res dont le jeu de poids A est tir al atoirement chaque it ration 1 On donne un signe chaque 4 qui indique si on maximise ou on minimise le crit re associ La nouvelle solution remplace alors
359. sur la fluidit associative et l originalit La pens e convergente quant elle consiste valuer ce qui pourrait constituer la meilleure r ponse une situation donn e Cela consiste appliquer des strat gies et techniques de travail et de prise de d cision v rifier des donn es raisonner bref recourir au familier au d j connu afin d op rer un traitement de type cumulatif sur les donn es auxquelles on fait face La pens e convergente est donc plus particuli rement efficace dans les situations o la r ponse donn e doit pouvoir tre valu e en termes de qualit bonne ou mauvaise D apr s Cropley 1999 la pens e convergente comme la pens e divergente m ne la production d id es nouvelles et cela contrairement ce qui est parfois affirm La diff rence entre les deux productions serait qualitative l o la pens e convergente tend vers l orthodoxie le d j connu la pens e divergente produit de la diversit de l originalit Toutefois Cropley remarque que la production de la diversit au moyen de la fluidit de la flexibilit et de l originalit ne garantit pas elle seule la cr ativit pens e divergente Cette diversit cause en effet de la surprise chez le sujet qui peut sur ce seul effet avoir l impression de d couvrir quelque chose de nouveau de faire des associations inattendues alors qu en r alit cette nouveaut n en est pas vraiment une
360. sur le design architectural Ainsi que le notent Bationo Tillon Folcher et Rabardel 2010 p 64 Lebahar rappelle que l activit cr atrice est plus riche que ce que le dessin laisse appara tre A notre sens comprendre les activit s narratives consiste galement tablir des ponts entre les traces de la narration en train de se faire et ce qui est significatif pour le narrateur D une certaine mani re on peut galement consid rer que les outils du Web 2 0 sont des espaces dans lesquels les gens racontent des histoires qui pourraient tre analys es comme telles Cela d passe le cadre du projet EcCoGen mais pourrait tre toutefois conserver en m moire dans le cas o l on souhaiterait impl menter des outils de type forum ou blogue dans le dispositif informatique 3 4 4 SYNTH SE POUR LE PROJET ECCOGEN 3 4 4 1 TUDIER LA CR ATIVIT UNE QUESTION LI E L USAGE DU DISPOSITIF NUM RIQUE La clinique de l activit en tant que cadre g n ral portant des m thodes visant se pencher sur ce qui se produit et sur ce qui est produit en situation constitue une voie f conde pour saisir au plus pr s les questions d usages Les m thodes d crites fournissent des ressources qualitatives importantes pour le chercheur qui souhaite comprendre la part non explicite parfois non directement observable de l activit Ce sont certes des m thodes assez lourdes en terme de dispositif d enregistrement autant qu en termes
361. t des bin mes Le faire dans la foul e a l avantage de concentrer la mobilisation des bin mes sur une demi journ e seulement et de maintenir tr s frais dans leur esprit le travail r alis Le faire le lendemain matin permet aux utilisateurs de prendre un peu plus de recul par rapport leur travail et la manipulation de l outil Cela permet aussi de pr voir une s ance de travail un peu plus longue 1h30 Les quatre temps d crits ci dessus sont indispensables pour r pondre l objectif d valuation de l assistance la cr ativit dans le cadre d une co conception Il est possible d en ajouter un cinqui me qui permettrait d affiner plus encore cette valuation Temps 5 Auto confrontations crois es Afin d affiner les analyses produites a partir des observables labor s lors des temps 1 4 il est possible de mener des auto confrontations avec les bin mes c est dire de mener une s ance de travail au cours de laquelle on confronte les bin mes leur activit film e afin qu il explicitent leur propre activit d cisions prises des manipulations d objets etc Ce travail a lieu a partir de s quences identifi es par les observateurs pour leur aspect signifiant incidents oppositions ou au contraire consensus exprim etc Dur e estim e par s ance 2 heures Pour le faire il faut satisfaire plusieurs contraintes s ances d auto confrontation r alis es dans une proxi
362. t du fait du niveau d expertise qu ils n cessitent Il appara t pourtant que les r flexions ou mod lisation conduites un niveau meta pourraient d placer ces questions et repositionner la question de la cr ativit travers l instrumentation num rique 4 1 4 4 4 LES PROCESSUS ALGORITHMIQUES ARCHITECTURE PARAM TRIQUE Le processus de conception param trique s int resse la d finition d un ensemble de param tres qui influence la forme La forme finale n est pas au centre de la recherche elle est induite La modification de la valeur des param tres engendre non pas un objet mais un ensemble de variations Le processus n est pas simplement fond sur des valeurs m triques mais plut t sur l ensemble des relations entre les objets qui composent la forme Une modification d un l ment entra ne une transformation du syst me dans son int gralit Le mod le param trique correspond une simulation du projet constitu e par un ensemble de relations entre des entit s g om triques dont les param tres sont manipulables Le mod le param trique permet d actualiser automatiquement tous les liens et associations Cette possibilit d inscrire le mod le g om trique dans une s rie de variations repose sur le concept num rique d associativit Ainsi le projet est constitu d un ensemble de r gles g om triques et de relations logiques entre les l ments premiers du mod le Ces composants initiaux points
363. t y si Vi ef Ln fix lt f et Fen fix lt fily 1 La Figure 3 donne un exemple de front de Pareto l ensemble de l espace de recherche est repr sent dans l espace des objectifs et les points extr maux pour la relation de dominance 1 forment le front de Pareto du probl me noter que l on n est pas toujours dans une situation aussi r guli re que celle pr sent e Figure 3 et que le front de Pareto peut tre concave discontinu Rang 1 Figure 21 Front s de Pareto et rangs de Pareto pour un probl me de minimisation a deux objectifs a les points extr maux de l ensemble de l espace de recherche forment le front de Pareto du probl me b une population donn e est partiellement ordonn e par la relation de dominance au sens de Pareto 3 3 5 3 2 SELECTIONS DE PARETO Lorsque l on s int resse l optimisation multi crit res au sens de Pareto il est possible de remplacer l tape de s lection telle qu elle a t d crite dans la Section 4 2 par des s lections bas es sur la notion de dominance au sens de Pareto 1 Cependant cette relation tant une relation d ordre partiel il faut rajouter une proc dure de choix secondaire entre individus non comparables au sens de Pareto Crit res de Pareto Le plus utilis des crit res de s lection est le rang de Pareto d fini it rativement de la mani re suivante les individus non domin s de la population courante sont dits de rang 1 Ils
364. t adapt la forme des contraintes de performance Cette approche par simulation l aide de logiciel analytique peut tre enrichie en int grant une dimension g n rative et en permettant une optimisation logicielle du projet Nous parlerons alors d une recherche de forme ou form finding permettant un ajustement automatique et une optimisation Jean Fran ois Blassel Marchand 2006 tablit que cette d marche est associ e une m taconception structurelle o la d finition des crit res de choix et celle des conditions aux limites prennent une importance aussi grande que celle de l architecture de la structure D autres exemples de r alisations instituant des pratiques d optimisation travers des collaborations architectes et ing nieurs peuvent tre consult s dans l ouvrage Design Engineering Taylor 2008 De plus les travaux de Sasaki illustrent particuli rement un processus d optimisation structurelle d une passerelle bas e sur un algorithme g n tique Les qualit s structurelles sont explor es de mani re it rative et la g om trie est g n r e in fine par l algorithmique g n tique Nous reviendrons au chapitre suivant sur une description pr cise du fonctionnement des algorithmes volutionnaires Cependant et de mani re g n rale cette approche fond e sur l analyse de la performance tombe sous le coup de la critique faite aux outils num riques comme facteurs limitant la cr ativi
365. t appara tre d autres significations que le discours n avait pas produit ou du moins pas explicitement Cette analyse de l intrication entre les inscriptions et le d veloppement de la solution est stimulante et souvent convaincante Elle reste cependant tr s marqu e par le caract re objectif des repr sentations externes Salembier 2002 con oit galement les productions graphiques comme autant de repr sentations externes mais d une fa on plus convergente avec les th ories de l action situ e et de la cognition distribu e Il insiste sur le caract re inextricablement m l des productions graphiques et des cognitions D autres auteurs d fendent ces m mes positions par exemple Rabardel 2005 pour qui l activit cognitive est subordonn e la capacit de l individu d intervenir dans le monde que ce soit par le langage l criture ou par tout autre moyen d inscription Ainsi les individus mobilisent des ressources internes et externes eux m mes les objets les documents qui donnent forme leurs rapports au monde 3 4 3 7 1 DIVERSIFIER LES TECHNIQUES Dans un projet r cent et assez proche d EcCoGen au sens o il associe des laboratoires d architecture et de psychologie ergonomique et qu il porte sur la production d esquisses architecturales ANR CoCr a diverses m thodes d analyses ont t mobilis es pour analyser les aspects collaboratifs de la conception d un dispositif num
366. t appr hendent toujours la forme comme un tout La description de celle ci est rendue difficile et n cessite des modalit s de repr sentation nouvelles d velopp de fa ades ou coupes successives en sont quelques exemples Ces formes unitaires plut t qu harmonieuses sont qualifi es de rudes ou rudimentaires elles n expriment pas les fonctions qu elles accueillent mais voquent plut t des objets trouv s Aucun syst me proportionnel compr hensible aucun principe g om trique intelligible ne guide les dispositions Ces processus de conception illustrent une volont de se lib rer des principes d ordonnancement anciens ou modernes et d habitudes compositionnelles conventionnelles Les enjeux reposeraient plus sur le choix d un processus lib rant le concepteur de d cisions d ordre compositionnel que sur le choix d une composition Ici le mode de conception ne repose pas sur des r gles connues mais plut t sur des actions associ es un processus et ne permettant pas une appr hension a priori du r sultat Adrien Besson Besson 2003 partir d une analyse notamment des pratiques artistiques du XX si cle travers les mouvements de l art conceptuel de l art concret et de l art abstrait qualifie le basculement des th ories classiques de la forme et des proc dures de composition vers des dispositifs a compositionnels anti compositionnels ou non compositionnels L av nement de la non
367. t beaucoup d autres volent c est dire sont isol s en l air Cela est galement vrai pour B2L qui rencontre le m me obstacle Il faut absolument trouver des solutions ayant suffisamment d l ments au sol Pour cela il faut diminuer le nombre d tages Pour BIL comme pour B2L le bon compromis sera de travailler avec 4 niveaux ce qui laisse suffisamment d l ments au sol tout en permettant de d gager des espaces de circulation et en termes de cr ativit de pouvoir observer des formes traduire en termes d architectures Nous avons donc l l identification d une contrainte forte qui appara t dans la conception de BIL comme de B2L placer le supermarch C est une contrainte li e au programme lui m me Certes elle n est pas invent e par BIL ni par B2L mais parmi toutes les informations figurant dans le programme celle ci devient par le jeu de l interaction au sein du bin me et par sa confrontation aux solutions g n r es par EcCoGen L un l ment fortement structurant du programme Cette contrainte est suffisamment forte pour BIL qu une g n ration sept niveaux la troisi me est tr s peu tudi e elle dure a peine trois minutes sur ce motif les grandes masses sont en hauteur et aboutit sur le constat qu il faut r duire le nombre d tages qui sont ramen s quatre B Lecture des individus et construction d une connaissance liant forme et performance Les fo
368. t de Pareto IGA Pareto ranking distance de peuplement Traitement avec la nomme de Tchebytchev avec ou sans agr gation configuration dominants domin s Supporte la partie concave du FP la diff rence de la combi lin aire Orientation du processus AG vers l espace IGA Translation des choix dans l espace des fitness position des crit res Optimisation suivant les coefficients calcul s pour un ou plusieurs choix Dans les sous populations d objectifs fitness relative Travailler dans l espace de distribution des induits Quiroz utilise une interpolation de fitness par rapport aux choix IGA Persistance des choix d IGA Trait e avec par fitness bias non domin s pendant un temps et Mrait e avec des marqueurs ph romonaux Inject s dans le top 10 de P Proposition d une nouvelle population avec IGA Toutes les K tapes les solutions tant prises sur les 3 premiers fronts Toutes les K tapes les solutions sont issues de la technique de Carpentie de Pareto Pr servation de la diversit Pour viter la d rive g n tique Favoris e en amont par MOGLS choix al atoires des coefficients A correction de densit locale niching sharing JACROMUSE et PADE assurent la diversit des populations Table 1 r sum comparatif des impl mentations IGA de NSGA II Quiroz et de MOGLS Carpentier 4 3 3 4 1 GENERATEUR D OBJETS ARCHITECTURAUX On d finit un sc na
369. t de la forme pour jouer avec le d placer et continuer de b n ficier de ses performances dans un objet proche de l original mais transform Puisque la compacit n est pas un crit re important nous l avons vu plus haut en tout cas qu il est moins important que les deux autres crit res d nergie et de performances et moins important que les contraintes esth tiques alors il s agit de trouver une forme qui soit Pe Po C est ce que fait SK1L en jouant sur le positionnement du trou et sur l orientation des fa ades qui peuvent tre soit Pe soit Po soit Pe Po gr ce au positionnement du trou est peut allier les deux qualit s Figure 47 r S Figure 65 Positionnement du trou captation du soleil et projection des ombres extrait de D4 Gr ce l action conjugu e de ECIL et de SKIL l objet O7 dont la forme s duisait B1L de prime abord peut devenir un mod le pour les objets venir par le fait que sa configuration initiale C a t transform e en C et par le fait que ses propri t s Pe Po ont pu voluer en Pe Po par le d placement d un l ment de cette forme le trou d placement rendu possible par la validation du fait qu EcCoGen L n est pas un programme mais une ressource Dans les secondes qui suivent cette interaction O7 est d plac en coup de c ur et s lectionn comme favori pour un nouveau calcul 5 2 3 4 BILAN G n rative Rapport final et livrables R
370. t de toute fa on born s mais il est n anmoins g n ralement pr f rable de distinguer les deux cas 3 3 5 8 2 CROISEMENT On peut bien entendu appliquer des op rateurs d change de coordonn es comme dans le cas des cha nes de bits Mais on peut galement et c est en g n ral bien plus efficace m langer les deux parents par combinaison lin aire On parle alors de croisement arithm tique uniforme ou sp cifique chaque bit ou s rie de bits X Y 5 aX 1 a Y a U 0 1 ou X Y a X 1 ai Yi i 1 n a amp i U 0 1 ind pendants La premi re version revient a choisir l enfant uniform ment sur le segment XY alors que la deuxi me revient tirer l enfant uniform ment sur l hypercube dont XY est une diagonale On remarque que l change de coordonn es revient choisir comme enfant un des sommets de cet hypercube Signalons qu on peut galement choisir les coefficients des combinaisons lin aires dans un intervalle plus grand ex 0 5 1 5 afin d viter la contractance de l op rateur de croisement source de perte de diversit g n tique voir Section 4 1 4 3 3 5 8 3 MUTATION La mutation est le seul garant de la globalit de la recherche c est le principal op rateur d exploration Toutefois lorsque l op rateur de mutation a une force variable comme c est le cas pour l op rateur de mutation gaussienne auto adaptatif d crit en annexe la mutatio
371. t des relations entre eux compl mentaires oppos s pour former un langage de conception Un langage de mod les peut s apparenter une grammaire de formes mais lui est sup rieur en ceci qu il est consacr par l usage Faire un projet guid par des mod les consiste cr er des sc narios en combinant des patrons pertinents dans le contexte du projet Ceux ci doivent tre judicieusement choisis par le concepteur ou ses partenaires ma tre d ouvrage usagers pour pouvoir dialoguer entre eux et tre en r sonnance avec le contexte du projet Les sc narios doivent tre interpr t s dans diff rentes compositions et les patrons s crire sous une forme pr cise dans une solution globale L approche par les patrons ne saurait donc tre additive Des masques proches avec un parking enterr et une forme arrondie ne font pas un difice architecturalement int ressant et durablement performant Les patrons ne sont pas des parties assembler mais plut t des s quences coordonner ou int grer La question d un tout int grateur reste toujours pos e Jenny Quillien nous dit que pour Alexander le tout est le point de d part de toute action tandis que le point d arriv e est un tout plus intense Dans cette question du tout les interactions entre les patrons sont aussi importantes que les patrons eux m mes Si les patrons sont un moyen tactique dans la recherche de solutions ils ne peuvent pa
372. t des contraintes pour l environnement ext rieur infiltration des eaux de pluie limit e d rivation des eaux souterraines SOLUTION Les constructions sur lev es ou sur pilotis limitent les modifications apporter au site et permettent ainsi de le laisser en l tat en fin de vie du b timent Ces constructions peuvent galement permettre la circulation de l air sous les b timents et contribuer ainsi la cr ation d une ventilation naturelle efficace essentielles en climat chaud et humide ainsi qu la pr servation des mat riaux D autre part elles privil gient le d veloppement de la biodiversit et peuvent permettre dans certains contextes de se prot ger des animaux Cette solution peut se r v ler galement int ressante pour une construction sur un terrain en pente dans des zones humides mar cageuses ou inondables limitant les d g ts en cas de mont e des eaux Enfin la cr ation d un espace am nageable au niveau bas peut tre propice au d veloppement de certains usages CONTRAINTES Maintenance Dans les contextes urbains denses cette solution engendre parfois des espaces mal ou peu entretenus Site Cette solution s av re essentiellement pertinente dans des climats chauds et humides En effet en climat froid elle induit une surface d enveloppe ext rieure plus importante et donc plus d perditive En outre elle prive le b timent de l inertie thermique du sol ce qui est pourtant fo
373. t plus ou moins d di e un espace de recherche particulier Les deux principaux contextes ainsi d finis seront d taill s dans la derni re sous section de cette introduction aux AE 3 3 5 5 PRINCIPALES FAMILLES HISTORIQUES Historiquement trois grandes familles d algorithmes ont t d velopp es ind pendamment entre la moiti des ann es 1960 et 1970 Les premi res m thodes furent les strat gies d volution propos es par I Rechenberg partir de 1965 pour r soudre des probl mes d optimisation continus L ann e suivante Fogel Owens et Walsh con oivent la programmation volutionnaire comme une m thode d intelligence artificielle pour la conception d automates tats finis Enfin en 1975 J H Holland propose les premiers algorithmes g n tiques pour l optimisation combinatoire La parution en 1989 du livre de D E Goldberg sur les algorithmes g n tiques 19 rendra ceux ci particuli rement populaires Par la suite ces diff rentes approches ont beaucoup volu et se sont rapproch es pour finir par tres regroup es sous le terme g n rique d algorithmes volutionnaires puis compl t es par les algorithmes estimation de distribution et l volution diff rentielle La litt rature sur le sujet est extr mement abondante et ces algorithmes sont consid r s comme un domaine de recherche tr s prolifique 3 3 5 5 1 LA PROGRAMMATION VOLUTIONNAIRE LAWRENCE FOGEL 13 1963 Imagin e par L J Fogel et
374. t sur le bureau croquis notes manipulation de plans etc aussi bien que l activit des acteurs eux m mes gestes postures mimiques manipulation d objets etc 5 1 3 D FINITION DES S ANCES DE TRAVAIL 5 1 3 1 D ROULEMENT Quel que soit le cas Lyon ou Nancy les observations suivent le m me canevas Les observateurs psychologues sont pr sents dans la salle afin de prendre des notes sur la r alisation de la t che Il serait tr s utile qu au moins un coll gue impliqu dans les d veloppements informatiques soit aussi pr sent Temps 1 S ance de formation l utilisation de l outil informatique Cette s ance est importante car l objectif n est pas d observer l apprentissage de l outil mais sa capacit assister la cr ativit Pour bien pr parer cette partie de la s ance il est important de faire ressortir le principe de fonctionnement de l outil informatique La r daction d un guide d utilisation pourrait tre r alis Dur e estim e 45 minutes Temps 2 Situation de travail La consigne est donn e aux utilisateurs qui doivent r aliser la t che de conception Ils disposent de l outil informatique ainsi de mat riels pour prendre des notes dessiner ainsi que d un plan de l environnement urbain dans lequel s inscrit la parcelle Dur e estim e 2 heures Temps 3 Questionnaires post sessions Des questionnaires sont distribu s a chacun des utilisateurs afin d
375. taine superficie au sol et des volumes suffisamment dispers s en l vation pour pouvoir lire des formes une vague un chemin sinueux un fil qui tourne Formes qui ne sont pas celles explicites fournies par EcCoGen L mais que les utilisateurs peuvent lire interpr ter faisant par l uvre de cr ation Ce niveau d l vation est donc celui qui relie les contraintes programmatiques celles des performances nerg tiques mais aussi et peut tre surtout le besoin cr atif des l ves architectes 5 2 3 3 3 CONSTRUCTION D UN MOD LE MORPHOLOGIQUE PERFORMANT Si l on poursuit l exemple de BIL on comprend comment le bin me construit un mod le d objet alliant forme et performances Durant la phase 22 Tableau 1 une opposition surgit entre EC1L et SKIL 0 32 23 ECIL explore O4 en VP3D ECIL ce qui m emb te tu vois c est que c est compact au centre SKIL de toute fa on on a pas besoin de respecter ce coin parce que si a c est d j performant ici a va tre performant donc le trou ici on peut le mettre ici ECIL oui mais apr s tune peux plus t appuyer sur le logiciel en disant que c est une solution performante si tu le modifies SKIL forc ment on va modifier ECIL oui forc ment ECIL affiche O3 en V3D SKIL et ac est pas mal Dans ce court extrait les deux positions par rapport a la fonction d EcCoGen L dans le processus cr atif sont affirm es Selon ECIL EcCo
376. tance que prend le mouvement dans la compr hension de la morphologie que proposent Emmerich et Delarue Les formes naissent des mouvement de la mati re pouss e par les forces dont l origine nous chappe Mati re et nergie sont ici les composantes de l espace dont l unique chose constante est le mouvement En terme g om trique le d placement repr sente la modalit de description du passage d une structure g om trique une structure g om trique de dimension sup rieure g n rateur et trajectoire d crivent les types de surface Figure 24 TRAJECT GEN SURF ENGENDREE CYLINDRE Transl MOEBIUS Revol Rotat Revolution Projectif Generator oscillant Figure 34 Forme et mouvement g n rateur et trajectoire 4 1 4 2 LE HOMARD ET LA LIMACE Un autre regard holistique sur la forme architecturale est propos par Ching Ching 2007 Ce dernier quitte les consid rations structurelle esth tique ou symbolique pour identifier deux strat gies de conception de la forme architecturale chacune proc de de logiques distinctes ces derni res pouvant cependant tre utilis es simultan ment The slug The lobster Figure 35 Strat gie de conception architecturale Ching 2007 La premi re strat gie est qualifi e de strat gie de la limace Nous parlerons de transformation par m tamorphose Ici la d formation est continue les propri t s topologiques de la forme sont conserv es et la
377. tandis que la seconde utilise l inconsistance moyenne GA IGA iteration i UOoTIITIS E MQ bo a TT v v n Fe amp update PADE 1 PADE 2 computation Elites eer i display Population P i 1 Figure 50 Organigramme d taill d une it ration de l algorithme g n tique Remplacement L tape de remplacement proche de la m thode utilis e par Carpentier dans sa th se Carpentier 2008 utilise l algorithme PADE Mais le retrait se fait en liminant dans une case de densit maximale de la grille un individu de plus faible contribution l indice de diversit performance HPD au lieu de la fonction scalarisante courante On commence par appliquer PADE au front de Pareto seul si sa taille d passe un seuil fix pour l instant 40 de P Ensuite on consid re la population non par tienne Soit on retire it rativement les solutions les moins consistantes jusqu revenir la taille de population d sir e soit le nombre de solutions de consistance minimale exc de toujours la limite de taille et la population est r duite par PADE Fonctions de fitness actuellement dans EcCoGen on s int resse au plus 5 fitness 1 compacit maximiser 2 apports solaires en fa ade l hiver maximiser 3 apports solaires en fa ade l t minimiser 4 ombres port es sur les b timents du voisinage minimiser et 5 confort lumineux maximiser La figure 3 montre un d tail d valuation des fitne
378. ted Cooperative Work domaine qui s int resse l utilisation des technologies num riques au sein de collectifs de travail et leurs effets en termes individuels sociaux organisationnels Pour mesurer la cr ativit des sujets il est courant de recourir des tests ou des questionnaires 3 4 3 2 DIVERSES TECHNIQUES DE MESURES On trouve de tels questionnaires portant sur les activit s cr atrices dans les travaux de Lubart et d Amabile Il s agit d valuations par des juges par des pairs ou en auto valuations d chelles de type Lickert d chelles de personnalit L accent est mis selon les cas sur les caract ristiques de l individu sur ses productions ou sur l environnement de travail conform ment aux mod les compositionnels d fendus par ces auteurs L avantage de ces tests selon Lubart 2003 est qu on peut en mesurer comme pour tout test la sensibilit la fid lit et la validit On peut encore citer la m thode KEYS d Amabile qui est un outil d di l valuation des environnements de travail dans ce qu ils favorisent ou inhibent la cr ativit Il s agit d une enqu te constitu e de 78 items 49 items sur les stimulants la cr ativit sur l organisation les syst mes de gratifications les encouragements le soutien le travail en groupe la libert d action ou encore les ressources 19 items sur les obstacles la cr ativit ce qui entrave la
379. tement en relation la forme des b timents et leur comportement nerg tique Ils sont pr sent s dans la suite du travail 4 2 1 6 IMPLEMENTATION Pour les besoins de notre travail de recherche nous avons impl ment dans notre outil un nombre limit d op rateurs rotation torsion d calage r tr cissement dilatation ainsi qu un nombre limit d co mod les Ce choix ne pr tend aucune exhaustivit mais il appara t suffisant pour d montrer la pertinence de notre approche Afin de faciliter la g n ration des eco mod les ceux ci sont r pertori s dans cinq classes d action Forme ext rieure Volumes en gradin Encorbellement de fa ade Forme arrondie H micycle solaire B timent hors sol Enl vement de volume Patio Atrium Puits de jour Ajout de surfaces Masques proches Balcons filants Galerie ext rieure Caract risation g om trique Volume compact Volume fa onn par le vent Angles multiples Terrasse utilisable Caract risation physique Fa ade orient e au soleil Lumi re de toit Nous d crivons par la suite la d finition et la param trisation de ces entit s 4 2 1 7 PRESENTATION DES ECO MODELES 4 2 1 7 1 ATRIUM PROBLEME Les b timents profonds ou pais sont souvent de bonnes r ponses pour minimiser les d penses nerg tiques mais ils sont difficiles clairer par les fa ades SOLUTION L atrium est un espace int rieur fort
380. teraction et voluent Michel Bret propose le n ologisme connecvolution comme synth se du connexionnisme et de l volutionnisme et d crit ainsi les syst mes capables de cr er artificiellement Avec cette nouvelle forme de cr ation artificielle se trouve repos e la question de la cr ativit artificielle naturelle et humaine 8 Automappe est consultable sur le site des archives vid o de l Universit Paris 8 http www archives video univ paris8 fr video php recordID 2 12 Le connexionnisme est une approche utilis e en science cognitive elle mod lise les ph nom nes mentaux et comportementaux comme des processus mergents l int rieur de r seaux d unit s simples interconnect es L approche appara t dans les ann es 1980 en tant qu alternative au computationisme onception G n rative Rapport final et livrables nme ANR 1 r ation 012 16 225 Figure 4 Capture du film Automappe Mutator 1990 L artiste anglais William Latham travaille la m me poque sur le film A sequence from the evolution of form et ouvre la voix ce qu il appelait lui m me art g n tique Il obtient le 1 prix de la cat gorie Recherche Imagina Monte Carlo en 1990 Produit l aide du logiciel Mutator le film montre avec une grande qualit de d tails et de synth se des formes abstraites qui voluent en fonction de crit res esth tiques et de s lections op r es par le visi
381. tes Ainsi le syst me de relations entre les param tres et les variables d un probl me de conception s est complexifi Des outils g n ratifs d assistance facilitant le parcours de l espace des solutions am liorant la compr hension du probl me dans une perspective de stimulation cr ative nous semblent n cessaires Ces outils pourraient permettre une red finition des m canismes cognitifs associ s ces processus num riques g n ratifs 2 1 CONTEXTE CONOMIQUE ET SOCIAL 2 1 1 CONTEXTE CONOMIQUE Le processus de conception architecturale se caract rise notamment par un phasage pr cis et r glement par la loi MOP qui conduit des recherches conceptuelles jusqu la r ception des ouvrages difi s M me si un travail de conception et de r solution est men de mani re continue il est admis que les phases initiales d esquisse d finissent les orientations fondamentales du projet Les choix op r s pendant cette exploration cr ative sont d cisifs et leurs remises en question ult rieures sont lourd et co teux Ainsi il nous para t important de pouvoir convoquer et de s appuyer sur les contraintes notamment nerg tiques le plus rapidement possible pour faciliter une cr ation architecturale adapt e aux contextes Nous proposons donc un processus de conception cr atif fond sur la question du durable travers une instrumentation g n rative des phases de recherche conceptuelles 2 1 2 LE CONTEXTE SOCIA
382. tes mais perdent de leur efficacit lorsque le nombre de contraintes augmente ou encore le rel chement de contraintes qui consiste une tol rance sur laquelle on peut agir Une autre solution consiste transformer en objectifs certaines contraintes ce qui augmente la complexit en terme de calculs la taille du FP et l on favorise l mergence de solutions al atoires ou sans int r t De meilleurs r sultats sont obtenus quand on tol re une certaine part d inconsistance dans les solutions ce qui a pour effet de ne pas trop perturber l volution et l on parvient souvent ainsi faire baisser le taux d inconsistance en introduisant une fonction z de p nalisation des fitness Une bonne mani re de traiter ce probl me consiste int grer la notion de consistance dans la relation de dominance Deb 2011 en effectuant des tournois de s lection bas s soit sur la fitness soit sur la minimisation de l inconsistance x lt yeo z x lt z y ou z x z y etx lt y 6 Une m thode encore plus r cente permet de red finir la relation de dominance gr ce la contrainte dominance Coello 2007 Avec MOGLS puisqu on n utilise pas directement la fonction de dominance on se sert de la fonction scalarisante courante f x d finie par la norme de Tchebytcheff pour p naliser la fitness lors de l tape de s lection en maximisation ft Ax f x si z x 0 min f z x sinon 7 4 3 3 4 CONCEPTION D UN IGA MULTIOBJECTIF AUX SOLUTION
383. tes sonores ou d autres formes hybrides Paul 2004 Les technologies utilis es sont n es au sein des laboratoires militaires et ont trouv dans un premier temps des applications universitaires et strat giques A nsi l art num rique s inscrit dans un double rapport avec l histoire des sciences et des technologies d une part et les influences artistiques d autre part Sans vouloir d velopper les imbrications du complexe militaro industriel et de la culture de consommation de masse dans l mergence de l art num rique nous mettrons en exergue les mouvements artistiques qui constituent d s le d but du XXe si cle un socle th orique pour les pratiques num riques Les liens avec les mouvements artistiques ant rieurs comme Dada Fluxus et l Art Conceptuel se tissent travers les rapports privil gi s que ces mouvements entretiennent avec la d finition d instructions formelles comme g n ratrice de cr ativit l importance du concept et de l abstraction la place du hasard et la participation du visiteur Les travaux de Marcel Duchamp 1887 1968 sont consid r s comme pr curseur plusieurs gards Le passage de l objet au concept r current dans de nombreuses uvres anticipe les m canismes de virtualit que l on retrouve traduits dans les dispositifs num riques L implication du visiteur et la dimension interactive des uvres de Duchamp annoncent galement les installations num riques et
384. teur Aziosmanoff 2010 Galapagos 1997 et Images G n tiques 1993 Karl Sims pr sente en 1993 au Centre Georges Pompidou dans le cadre du cinqui me num ro de la Revue Virtuelle l installation Images G n tiques Sims 1994a Sims 1994b En 1997 il pr sente Galapagos seconde installation sur le m me th me Dans chacune de ces uvres une s rie de moniteurs diffuse des formes abstraites construites l aide de formules math matiques qui voluent par croisement et mutation Des dispositifs d interaction constitu s de p dales permettent aux visiteurs d interagir et d orienter le processus de s lection d faut d une interaction en temps r el il s agissait plut t de faire prendre conscience au spectateur de son influence et des interactions possibles avec un m canisme g n ratif Le r le de l artiste est remis en question Eco Conception G n rative Rapport final et livrables Programme ANR 10 Cr ation 012 17 225 Figure 5 Galapagos 1994 3 1 4 1 3 TEXTURES ET IMAGES STYLIS ES JNetic 2009 JNetic est un projet d velopp par Steven Bergen et Brian J Ross Bergen amp Ross 2010 il porte sur un dispositif d volution d images 2D utilis es comme images textures ou dans une perspective de stylisation de l image Une des probl matiques port es par les auteurs repose sur la comparaison de la m thode de Pareto celle d une fonction multi objectif par pond ration comme
385. teur et ne pas n gliger la potentialit cr ative des techniques d volution de second ordre De mani re g n rale les experts s accordent sur le fait que la r ussite d pend de l adaptation de l AG au probl me avec notamment trois r glages fondamentaux la pression de s lection la taille de la population de solutions et les probabilit s d intervention des op rateurs La bibliographie fournit largement la documentation n cessaire la compr hension et la mise en uvre d taill e de ces algorithmes 3 3 6 5 3 UTILISATION JUDICIEUSE D UNE OPTIMISATION MULTI OBJECTIFS COUPLEE A UN IGA La mise en uvre conjointe d un processus d optimisation multi objectifs et d un IGA par exemple dans le cadre de la cr ativit assist e pose un certain nombre de difficult s concernant l int gration du geste cr ateur de l utilisateur dans la dynamique algorithmique propre au m canisme volutionnaire Ce geste allant de la simple s lection dans une population de solutions propos es par l AG jusqu la modification partielle d une solution retenue baldwinisme lamarkisme En optimisation multiobjectif le probl me principal est toujours de trouver lorsqu on ne le connait pas mais le plus souvent c est le cas une bonne approximation du front de Pareto Et en mode interactif le probl me est de trouver des solutions satisfaisant au mieux les exigences de l utilisateur et signifiant dans le m me temps une optimisation
386. tialement con u comme support une activit conceptuelle ou p dagogique l utilisation de Processing dans les coles d art de design et d architecture est certain Int gration des moteurs d valuation morphog n tique et g n ratif Cependant deux limites majeures sont identifi es Un tel environnement impose d une part le d veloppement int gral d un moteur nerg tique ou la construction de passerelles vers un environnement existant D autre part le moteur morphog n tique doit galement tre int gralement crit aucune fonction de d formation g om trique n est actuellement disponible 3 2 3 1 2 SOLUTION ECOTECT LUA Int gration des moteurs d valuation morphog n tique et g n ratif La solution d un d veloppement dans l environnement Ecotect l aide d une criture en LUA est envisageable Le moteur d valuation nerg tique serait alors directement accessible et l algorithme g n ratif pourrait tre int gr Cependant le moteur morphog n tique est quasi inexistant une r criture compl te des fonctions de d formation g om trique devrait tre r alis e Il faut aussi noter la difficult de d veloppement d une interface utilisateur celle ci restant n cessairement minimum avec les fonctions LUA disponibles Importance de la communaut et niveau d utilisation dans les coles Ecotect est logiciel m tier particuli rement bien adapt aux op rations d
387. ticipent directement au chauffage Cette r cup ration de chaleur d pend essentiellement du rapport apports gratuits sur d perditions et de l inertie du b timent Les apports internes et solaires sont d finis en kWh AG AI AS Le d tail des calculs des apports solaires en fonction de l orientation et de l inclinaison est fourni au chapitre suivant Le rapport des gains sur la d perdition de la p riode de chauffage sont AG D Le rendement de la r cup ration des apports gratuits Il est d termin graphiquement en suivant la m thode propos e par la M thode 5000 7 f J inertie b timent Le d tail du calcul est donn ici p 1 0 581 2 0957 0 0279 0 01957 x 7 correspond au rapport entre apports et d perdition vu pr c demment correspond la constante de temps ou p riode de d phasage Elle peut tre tablie de mani re approximative en fonction de la classe d inertie du b timent Classe Type de Building I Masse thermique Constante de d inertie kg m2 temps h Maison Classe d inertie gt 1400 kg m2 100h Maison Classe d inertie lt 400 kg m2 moyenne Maison Classe d inertie lt 150 kg m2 basse Maison Classe d inertie lt 60 kg m2 tr s basse Correspondance entre classe d inertie type de b timent masse thermique et p riode de d phasage Nous donnons ici son mode de calcul Te Ex 24 Dj avec Dj correspondant la d
388. tier Dans un article r cent Theureau 2010 positionne l entretien en auto confrontation parmi les techniques de verbalisations que l on peut rencontrer en ergonomie y compris l analyse de protocoles verbaux d crite au point 4 4 2 13 1 Quatre classes de m thodes sont identifi es la verbalisation concomitante analyse de protocoles l auto confrontation des enregistrements de l activit du sujet l entretien de remise en situation par des traces mat rielles de l activit l entretien de remise en situation par des traces de l activit internes dans le corps m me du sujet Sur ces quatre techniques seules la premi re consiste en une documentation imm diate de l activit par le sujet Dans les trois autres cas il s agit d une documentation diff r e Les m thodes 2 et 3 portent sur des traces ext rieures l individu comme des r sidus de son activit alors que la m thode 4 porte sur des traces internes ventuellement intimes de l individus Selon Theureau le choix de l une ou l autre m thode doit tre fait en fonction des objectifs du chercheur S il consid re que la verbalisation ne contaminera pas ou ne rendra pas impossible l activit alors la m thode 1 peut tre indiqu e Il y a des cas o il est difficile de filmer l activit de l op rateur sans perturber l activit elle m me la conduite automobile par exemple ce qui rend la m th
389. tilisateur pr f rera forc ment une solution non domin e une solution domin e Dans un mode de fonctionnement mixte l utilisateur peut de temps en temps laisser l AG repartir sur de l optimisation pure sans orienter n cessairement le processus chaque it ration Ce va et vient contraint l AG s lectionner des parents potentiels au sein d une population plus vari e issue elle m me en partie de choix ant rieurs de l utilisateur peut tre peu coh rents Enfin pour viter la fatigue ou la lassitude de l utilisateur li e un nombre de choix dans le temps qui peut tre trop lev on doit favoriser la convergence rapide de l IGA vers la fronti re efficiente tout en maintenant la diversit au sein de la population et parmi les solutions optimales ce qui est souvent contradictoire C est pourquoi nous avons choisi d impl menter la m thode ACROMUSE Mc Ginley et al 2011 qui favorise la convergence vers des solutions diversifi es et performantes Cette m thode robuste exploite davantage le paysage de recherche que les techniques conventionnelles on obtient souvent des optima nouveaux m me apr s des centaines d it rations 4 3 3 3 TRAVAUX ANT RIEURS 4 3 3 3 1 L IGA DE QUIROZ Quiroz et al 2008 d crivent leurs recherches concernant un IGA en mode coop ratif qui s appuie sur l algorithme NSGA II Deb et al 2002 et utilise classiquement un tournoi binaire de Pareto pour la s lection des parents Dans u
390. tiliser les principes volutionnaires sur ce type d espace de recherche est la fermeture syntaxique de l op rateur de croisement en effet alors qu il est difficile d imaginer croiser deux programmes s quentiels crits dans un langage de haut niveau pensez du C ou du Java en obtenant un programme valable comme r sultat du croisement le croisement d arbres ne pose aucun probl me et donne toujours un arbre repr sentant un programme valide GP utilise le m me algorithme de base que les algorithmes g n tiques et les moteurs d volution convoqu s sont souvent de type SSGA mais avec des tailles de population normes justifiant leur parall lisation syst matique sur grappes de stations Ainsi les r sultats les plus spectaculaires obtenus par Koza l ont t avec des populations de plusieurs centaines de milliers d individus utilisant le mod le en flots une population par processeur avec migration r guli re des meilleurs individus entre processeurs voisins 3 3 5 5 5 LES ALGORITHMES ESTIMATION DE DISTRIBUTION EDA M HLENBEIN ET PAASS 6 1996 Bien que les EDA ne soient pas class s aujourd hui parmi les AE les plus efficaces en moyenne 50 leur int r t th orique est grand 51 car ils permettent de situer l optimisation volutionnaire par rapport d autres approches de l optimisation globale comme l optimisation stochastique et l optimisation Bay sienne De par la place centrale du c t
391. timisation environnementale nerg tique et de l acte de morphogen se cens produire des formes vari es si possibles nouvelles capables de stimuler l imaginaire cr atif du concepteur humain Ainsi dans sa th se 5 P Marin s pare bien la strat gie morphog n tique de l optimisation nerg tique m me si elles ont lieu au sein d un m me processus volutionnaire 3 3 6 4 DIVERSIT ET CR ATIVIT En mati re de cr ativit ce n est pas l al a qui est int ressant on peut toujours guider un processus al atoire vers un attracteur unique c est la diversit des solutions obtenues Or un reproche qui est souvent fait aux m thodes d optimisation est qu elles tendent faire converger les processus vers un nombre restreint d individus optimis s au d triment de la diversit Certes a n est pas toujours le cas et cela d pend en fait de deux facteurs l allure de l espace de recherche un ou plusieurs optimaux leur r partition et la nature de l algorithme choix mono objectif ou multi objectifs En effet en optimisation mono crit re r elle ou agglutin e on ne recherche les sommets ou les vall es que d une seule fonction tandis qu avec une description multi crit res l espace de recherche conjugue plusieurs fonctions et a souvent plus de degr s de libert et donc plus de solutions potentielles La diversit est donc fortement li e la description m me du probl me et la nature des fonctions op
392. timiser Elle est difficilement pr dictible en g n ral D autre part on peut consid rer qu un algorithme est cr atif s il est capable de faire voluer la fois la solution dans l univers des possibles et l espace de recherche de ces solutions en gros tendre plus ou moins vers l ergodicit 1 Beslon appelle cette caract ristique l volvabilit du processus 44 qui caract rise les m thodes d volution dites de second ordre section 4 12 3 3 6 5 QUELLE M THODE EVOLUTIONNAIRE CHOISIR 3 3 6 5 1 LE TH OR ME DU NO FREE LUNCH Des sch mas et des arguments s duisants ont donn jusque dans les ann es 90 l espoir d obtenir des algorithmes performants en moyenne sur tous les probl mes Mais rapidement les contradictions entre r sultats empiriques et th orie des GA ont donn lieu des d bats sur la repr sentation et l importance respective des op rateurs de croisement et mutation le croisement tant le principal op rateur de recherche assurant la recombinaison Au contraire les strat gies d volution et la programmation volutionnaire utilisent principalement la mutation Les premi res versions d ES et de programmation volutionnaire dans les ann es 60 et 70 ne comportaient d ailleurs pas de croisement De la m me mani re que les GA regardent la mutation comme un op rateur de r paration r injection de briques l mentaires perdues du fait des erreurs d chantillonnage dans la population les
393. tion le moteur morphog n tique le moteur g n ratif C est l interaction de ces trois composantes qui constitue le m canisme volutionnaire Si la description d taill e de leur fonctionnement est r alis e par ailleurs nous en donnons une d finition succincte Le moteur d valuation il permet d valuer chacun des individus de la population de chacune des g n rations Cette valuation peut tre multiple dans notre cas et dans une perspective d co g n ration ce sont principalement des crit res environnementaux qui guideront l volution Les performances nerg tiques de chaque analogon pourront alors tre calcul es par un mod le nerg tique dont la d finition reste ouverte Des crit res subjectifs notamment associ s l interaction du concepteur permettant de privil gier une dimension plastique du ph notype pourraient venir compl ter ce m canisme de s lection Le moteur morphog n tique il permet l exploration de l espace des solutions travers la transformation ou la d formation des individus Les principes morphog n tiques applicables notre projet restent en tude Le moteur peut tre appliqu au g notype ou au ph notype Les transcriptions crois es entre le ph notype et le g notype sont une des caract ristiques d un principe volutionnaire ainsi la contrainte de traduction est pr gnante Le moteur g n ratif Il correspond au m canisme volutionnaire l tat
394. tion et de l assemblage de variations al atoires de mots et p riphrases Les uvres deviennent le fruit d un processus al atoire bas sur la d finition de r gles et instructions formelles dont le contr le est renvoy la d finition du processus Les travaux de John Cage 1912 1992 dans les ann es 1950 et 1960 exploitent le concept d instructions combin es au hasard dans ses compositions musicales Les parties structurelles pr d finies de ses uvres sont remplies par des sons pr existants C est un principe de non intentionnalit que John Cage formule Brecht 2002 L exposition Cybernetic Serendipity organis e en 1969 l Institut d Art Contemporain de Londres rassemble une s rie d exp rimentations artistiques et scientifiques plus sous le mode du documentaire que de l uvre d art et permet d explorer les relations entre technologie et cr ativit Organis e en trois th matiques computer generated work cybernetic devices robots painting machines et machines demonstrating use of computer and history of cybernetics exposition questionne l esth tique m canis e travers des g n rateurs po tiques et graphiques dans une logique de syst me ouvert et interactif largement orient vers la d finition de processus MacGregor 2002 L id e que des instructions proc durales deviennent les m canismes g n rateurs de cr ativit est clairement associ e aux approches algorithmiques
395. tr s bien notamment pour les probl mes combinatoires les meilleurs r sultats sur le probl me du voyageur de commerce ont t obtenus de cette mani re 28 Le baldwinisme quant lui est impl ment dans un AE en am liorant l individu gr ce une m thode locale en valuant alors sa fitness apr s modification mais en laissant son g nome intact Diff rentes tudes ont t men es sur ces trois approches afin de les comparer du point de vue de l efficacit L approche darwinienne pure bien qu tant la plus utilis e est g n ralement moins efficace que les deux autres qui sont sensiblement quivalentes bien qu il existe des diff rences selon les applications 25 Ainsi l volution lamarckienne permet une convergence plus rapide que l volution darwinienne mais le risque d tre bloqu dans un optimum local est plus important Dans l volution baldwinienne un individu qui peut potentiellement amener a une bonne solution plus de chance d tre choisi et cette approche vite une convergence pr cipit e vers un optimum local l valuation des individus apr s une recherche locale a pour effet un lissage de la fonction d valuation ce qui rend plus facile la recherche de bonnes solutions On retiendra que les AE standards ne sont pas suffisamment comp titifs et qu une tape d hybridation est requise d s que l on souhaite obtenir des r sultats plus performants Il est aussi possible de faire
396. travaux ont essay avec un succ s relatif de quantifier les qualit s esth tiques d un fragment musical avec ou sans phase d apprentissage Klinger amp Rudolph 2005 Ozcan amp Er al 2008 et de s appuyer sur des bases de donn es cons quentes afin de pouvoir utiliser la pleine puissance des AG sans les limiter par la lenteur et la fatigabilit du processus d interaction utilisateur processus De l influence des op rateurs de variation Goldberg un personnage important dans le d veloppement des AG et de leurs applications montre que les deux principaux op rateurs de mutation et de recombinaison en collaboration avec la s lection refl tent troitement la mani re dont l innovation humaine a lieu Pour illustrer ce propos on trouve dans Brown 2004 une bonne comparaison des types de mutation op rables partir de leurs effets produits mutations al atoires mutations musicales al atoires mutations al atoires combin es mutations fond es sur des r gles mutations fond es sur des r gles non modifi es mutations fond es sur des r gles quelconques enfin les mutations musicales base de r gles entre autres m lodiques Ainsi l tude montre que les mutations volutives en particulier des changements al atoires tendent 14 Fond es sur des r gles des processus con us pour ajouter de la stabilit aux m lodies 15 Des mutations la fois volutives et musicales sont combin
397. tre EnergyPlus et Grasshopper s effectue via le module Diva qui nous permet de g rer dans cet environnement les donn es n cessaires la simulation savoir le mod le 3D surfacique dans son orientation par rapport au nord Les propri t s des mat riaux constituant les parois La d finition et le nombre des baies Les masques proches Les masques lointains Le site et le climat La p riode de simulation Les sc narii d occupation de ventilation d quipement lumi re artificielle Les quatre premiers points sont d finis par le moteur morphologique Masque lointain Les masques lointains sont d finis par l utilisateur sous Rhino ou Grasshopper par un ensemble de surfaces mod lis es caract risant les limites d horizon les volumes des b timents ou les obstacles mat riels avoisinants pouvant cr er un masque solaire sur le mod le tudi Le site L utilisateur peut choisir parmi une base de donn es la r gion g ographique li e a son projet La p riode de simulation Les simulations thermiques dynamiques effectu es sur une p riode d un an sont fortement consommatrices de temps il est donc n cessaire de proposer l utilisateur plusieurs p riodes de simulation P riodes annuelles Calcul journalier avec un pas de temps tous les 6 mn Cette approche donne la solution la plus pr cise Calcul sur 6 semaines types avec un pas de temps de 1 heure Le r sultat
398. type d ouverture est difficilement accessible et peut poser des probl mes d entretien si des dispositifs d acc s sp cifiques ne sont pas int gr s Usage Les vues de l int rieur vers l ext rieur du b timent deviennent quasi impossibles ce qui peut g ner les usagers Visuelles Sur les chassis faiblement inclin s la qualit des apports lumineux peut tre r duite dans le temps par l opacit des vitres li e la poussi re ou la neige Hygro thermiques Les ouvertures en toiture sont le plus souvent fortement tr s expos es au vent et la pluie Elles doivent avoir un niveau de performance augment e Implantation Le manque d ouvertures sur les fa ades du b timent peut causer des formes d isolement du b timent dans son milieu urbain Site Dans les climats o il neige souvent la qualit des apports lumineux peut tre r duite sur les chassis faiblement inclin s ACTIONS Classe d action 5 Action Gestion d un vitrage en toiture 4 2 1 7 4 VOLUME COMPACT VOLUME COMPACT PROBLEME Pour favoriser les vues ext rieures ou tout simplement pour des raisons esth tiques d crochements creusements de nombreux b timents offrent une surface de fa ade importante qui accro t les changes thermiques et augmente la quantit d nergie n cessaire au confort des m tres carr s utiles SOLUTION Privil gier une forte compacit revient pour un volume habitable fix limit
399. u ainsi que l information sur ses performances ne figure plus dans cette fen tre le zoom les en a fait sortir C est l aussi une erreur ergonomique car les utilisateurs perdent tr s vite le fil des num ros au gr de leur navigation Ils n ont en outre plus aucune indication de la valeur cologique des individus qu ils prospectent sous ce mode alors m me que c est l un des enjeux de cet outil Figure 59 Vue 3D en zoom d un individu s lectionn V3DZ Enfin le niveau de zoom est conserv lorsque les utilisateurs retournent dans la fen tre principale V9 Ainsi s ils n ont pas zoom tat V3D lorsqu ils retournent en V9 ils retrouveront une vue 3D de base En revanche s ils ont quitt la vue en mode zoom 3DZ alors ils reviendront dans le m me tat de zoom et l orientation d finie lorsqu ils s lectionneront un individu depuis V9 Ils y acc deront donc sans les indications de num ro d individu ni de performances Eco Conception G n rat D Rapport final et livrables Programme ANR 10 Cr ation 012 198 225 5 2 3 1 2 COMMANDES PRINCIPALES DE BIL ET B2L SUR ECCOGEN L V9 Les principales commandes r alis es sur l interface principale d EcCoGen L V9 par chacun des bin mes apparaissent dans les deux tableaux ci dessous Tableau 1 et Tableau 2 On y voit que BIL a fait varier les niveaux 7 puis 4 tages ainsi que le pas g n rations lors d un calcul 1 puis 3 puis 10
400. u d veloppement du produit lui m me mais galement des modalit s selon lesquelles les concepteurs prennent ou non les autres points de vue en consid ration et cela en fonction de l environnement de conception plus ou moins industriel par exemple et des objectifs de conception Ces traces motionnelles et environnementales sont notamment tudi es dans le cadre d tudes portant sur l utilisation de technologies notamment au moyen de capteurs Cahour amp Licoppe 2010 Cela permet par la suite de les analyser pour elles m mes ou de les soumettre aux sujets eux m mes afin qu ils les commentent 3 La d marche clinique portant sur des observations r alis es dans des situations de travail effective et n tant pas exp rimentale au sens de produite dans un laboratoire pr f re le terme d observables celui de donn es pour qualifier les productions sur lesquelles elle porte son regard Pour la capture des motions voir le site http emotionalcartography net EmotionalCartography pdf 3 4 3 18 ENTRETIENS D AUTO CONFRONTATIONS L auto confrontation est une m thode de l ergonomie qui consiste globalement confronter un sujet sa propre activit Clot Fa ta Fernandez amp Scheller 2000 dans l objectif d inventorier les informations jug es pertinentes par l op rateur et de comprendre les processus cognitifs qu il met en jeu ainsi que ses logiques d action Pour le faire i
401. ue Cx D termination de la direction des vents dominants 4 2 1 7 8 PUITS DE JOUR PUITS DE JOUR PROBLEME Les contraintes fonctionnelles les contraintes de site la forte paisseur ou profondeur des b timents induisent parfois la pr sence de locaux centraux ne b n ficiant que d un faible clairage naturel SOLUTION Les puits de jour ou de lumi re sont des dispositifs permettant un bon apport de lumi re naturelle pour les espaces centraux Conduit vertical le puits de jour prend la lumi re par une p n tration en toiture le plus souvent vitr e pour des raisons climatiques et la conduit sur plusieurs niveaux inf rieurs par rayonnement direct ou r fl chi sur les parois verticales CONTRAINTES Visuelles Les puits de jour fortement vitr s sur leurs parois verticales peuvent conduire des vis vis l int rieur des locaux qui sont ind sirables La quantit de la lumi re d pend du rapport entre la section et la profondeur du puits Lorsque l on d passe deux trois niveaux le puits doit avoir une section importante il est alors parfois plus pertinent d envisager une autre solution comme l atrium Sur les chassis faiblement inclin s en toiture la qualit des apports lumineux peut tre r duite dans le temps par l opacit des vitres li e la poussi re ou la nei ACTIONS Classe d action 2 Action Enl vement d un volume au volume B timent Fermeture des surface
402. ue celle du parent dans les T dernieres g n rations On peut montrer rigoureusement que sur la fonction sphere minimisation de la norme du vecteur X le r glage optimal de la mutation correspond a une proportion d environ 0 2 et varie inversement proportionnellement a o 15 On en d duit par extrapolation toute fonction qu il faut augmenter o si t est trop grand et le diminuer dans le cas inverse Cette regle est facilement mise en d faut sur des fonctions ayant de nombreux optima locaux car elle ne prend pas en compte les caract ristiques locales du paysage de fitness du fait notamment que la m me valeur de o est utilis e pour toute la population et pour toutes les composantes du g notype Quoi qu il en soit bien que plus du tout utilis e aujourd hui elle n en fut pas moins une tape importante dans l volution de la pratique des ES Pour pallier ces d fauts et plus g n ralement pour se d barrasser l gamment de la t che fastidieuse du r glage des param tres de la mutation les p res des strat gies d volution I Rechenberg et H P Schwefel ont alors propos de rendre la mutation auto adaptative Nous renvoyons le lecteur en annexe pour un d veloppement math matique plus approfondi 3 3 5 8 4 CMA ES RETOUR L ADAPTATION DETERMINISTE Mais m me lorsque l auto adaptation fonctionne elle fonctionne lentement si le pas initial n est pas proportionnel la distance l optimum dans
403. ue de litt rature que nous proposons dans ce document sert un double objectif celui de rendre compte de la cr ativit des individus architectes elle m me et de son valuation en tant que telle et celui de la potentialit cr ative du dispositif socio technique compos la fois de la machinerie num rique en d veloppement des usagers de cet outil et de l environnement dans lequel cet usage a lieu Il est donc n cessaire de faire le point sur la d finition et sur les mod les actuels de la cr ativit mais aussi de se placer dans le cadre de la psychologie ergonomique pour qualifier l efficacit du dispositif num rique en d veloppement Cela nous am nera tudier les m thodologies d valuation de la cr ativit elle m me mais aussi celle du dispositif num rique en vue notamment de penser les conditions d une assistance Cela nous entra nera sur le terrain de l usage c est dire vers des m thodes qui compl tent les valuations classiques de la psychologie cognitive et de l ergonomie en donnant une place particuli re au sens que l individu donne lui m me son activit m thodes que l on trouve du c t du CSCW de l ethnographie des th ories de l activit Les fronti res principales l int rieur desquelles nous r alisons cette revue de litt rature sont celles de la psychologie cognitive sociale et ergonomique Au niveau international les revues phares sur lesquelles nous
404. ue n est pas syst matiquement propos e Enfin certains dispositifs se d veloppent dans une perspective d implication corporelle avec par exemple des modalit s d interaction tactile ou tangible Enfin il semble que les approches bas es sur une dynamique de l volution c est dire les dispositifs capables de faire voluer la composition m me du g nome Dawkins parle de d volution de l volutivit s av rent particuli rement performants en termes de vari t et de diversit des solutions 3 1 6 VERS UN HASARD ALGORITHMIQUE OP RATIONNEL De mani re g n rale les travaux qui portent sur l art volutionnaire impliquent deux r flexions compl mentaires D une part la question de la cr ativit artificielle est pos e et d autre part la place de l auteur est red finie Il ne nous revient pas ici de statuer sur l existence d une cr ativit artificielle c est dire sur le fait qu une machine puisse faire preuve de cr ativit malgr son caract re m canique et artificiel malgr son absence de vie La question de savoir si la cr ativit est un ph nom ne r serv au monde du vivant d passe notre propos Mais il reste que les exp riences conduites en mati re d intelligence artificielle et de cr ativit volutionnaire contribuent la compr hension des m canismes humains de la cr ativit et portent un regard sur l mergence de la nouveaut dont les composantes sont tran
405. ui pourrait galement se faire par la mesure de l cart entre une solution issue d EcCoGen L et ce qu elle est devenue lorsqu elle a t retravaill e par ailleurs par exemple dans Sketchup BIL je mets dans EcCoGen et a me donne les performances par rapport ce que j ai chang B2L savoir si le compromis que tu as fait est acceptables Ainsi lorsque la conception est bien engag e EcCoGen L aurait une autre fonction celle de comparer de tester la solution en cours pour donner de l information en termes de performances nerg tiques 5 2 2 2 6 LIMITES DU SC NARIO Les bin mes ont voqu les limites du sc nario en voquant essentiellement la dur e jug e trop courte pour vraiment tester plusieurs types de solutions B1L et B2L ce qui explique qu ils aient assez peu fait tourner EcCoGen L sur plusieurs g n rations Cette dur e trop faible ne permet pas de trop jouer avec EcCoGen L elle engage les utilisateurs chercher l efficacit BIL et B2L Le risque de mettre la solution en d veloppement en cause est jug trop important par BIL et B2L si EcCoGen L avait t relanc trop tardivement ou alors que la solution tait d j bien engag e Par ailleurs plus de temps permettrait aussi de mieux comprendre le fonctionnement d EcCoGen L entre les g n rations Ce test sur un temps plus longpourrait avoir lieu dans un autre cadre p dagogique 5 2 2 3 RETOURS DES BIN MES LORS DU DEBRIEFIN
406. um rique lorsque les fonctions optimiser sont complexes de forte dimensionnalit irr guli res mal connues ou en optimisation combinatoire pour des probl mes de th orie des graphes voyageur de commerce coloration de graphes de s quencement de t ches r partition de ressources d emploi du temps du sac dos Leur r solution efficace est fond e le plus souvent sur une hybridation avec des techniques classiques Faciliter le r glage des param tres est un des enjeux des recherches th oriques actuelles sur les AE les travaux r cents essentiellement en ce qui concerne l tude de la convergence de ces algorithmes mod lisations Markoviennes ont permis de poser des bases plus solides pour ces techniques souvent critiqu es cause de leur aspect empirique Ces approches fournissent un cadre th orique riche qui permettra non seulement de proposer des techniques d ajustement de param tres mais aussi de comprendre plus finement quand et pourquoi un AE est efficace Le design d algorithmes auto adaptatifs r pond aussi ce besoin de recettes de r glage des param tres laisser l volution prendre en charge elle m me cette t che est certainement une excellente solution explor e par de nombreux chercheurs du courant strat gies d volution 49 si l on prend bien garde de ne pas alourdir trop l algorithme Comme toujours ce choix est soumis un compromis les capacit s adaptatives so
407. un des individus plus particuli rement qu il s agisse d un des neufs individus de la g n ration en cours ou de l un des coups de c urs Dans ce mode de visualisation les utilisateurs peuvent passer de l un l autre individu l aide des touches directionnelles du clavier Ils n ont donc pas besoin de repasser par l interface principale pour s lectionner un nouvel individu en mode 3D Dans ce mode le num ro de l individu appara t en haut gauche de l cran ainsi que l indication de ses performances On note imm diatement que les valeurs apparaissent dans l ordre des carr s de couleurs eux m mes proportionnels ce qui facilite la lecture Cependant ces carr s de couleurs ne sont pas l gend s de sorte qu il est n cessaire d avoir m moris la signification des couleurs pour pouvoir les lire Ceci est une erreur ergonomique manifeste Enfin dans ce mode les utilisateurs peuvent orienter l individu dans les trois dimensions ainsi que les deux captures d cran de la Figure 40 le montrent Figure 58 Vue 3D d un individu s lectionn selon deux angles V3D Le zoom dans la vue 3D 3DZ Figure 41 permet alors la molette de la souris de s approcher de l individu afin de mieux l observer L encore les utilisateurs peuvent naviguer d un individu l autre par les fl ches directionnelles en conservant la m me orientation du zoom On remarque que le num ro de l individ
408. une cr ation Chaque parole prof r e est sans cesse r invent e produite dans un contexte toujours nouveau produisant des effets toujours inattendus On pourrait donc dire par exemple la suite de Welling 2007 ou de Joas 1999 que chaque acte humain pourrait tre consid r comme tant un acte cr atif puisqu aucune situation n est exactement identique aucune autre La question de la nouveaut n est donc pas si simple qu il y para t bien qu elle fasse nous l avons vu l objet d un consensus pour affirmer qu elle est une dimension caract ristique de caract riser la cr ativit Pour diff rencier la pens e ordinaire et la pens e cr atrice les auteurs mettent souvent en avant la production li e la cr ation C est ce que faisaient d j Wertheimer 1945 travers la notion d illumination ou insight ou encore Guilford 1950 1959 dans ses travaux sur la pens e divergente Une autre composante li e la nouveaut rel ve de l adaptation de la production au contexte Simonton 1999 il ne suffit pas que la production soit nouvelle encore faut il qu elle soit utile aux individus et qu elle soit utilisable diraient les ergonomes Simonton met l accent sur le fait que les productions n apparaissent pas dans un vide social mais qu elles sont au contraire prises dans des normes pratiques et esth tiques que leur valeur m me prend corps dans une soci t valorisant tel ou tel type de pr
409. ur activit et ainsi exprimer ce que Theureau 2010 qualifie de conscience pr r flexive parce que cela impose aux sujets de prendre conscience de leur activit et ce faisant de transformer leur activit Ils livrent ainsi des traces la fois A ne pas confondre avec l usage qui en est fait en communication politique notamment et vulgaris dans un ouvrage de Christian Salmon en 2007 verbales gestuelles et mat rielles l analyste C est l en outre une m thode que nous avons mise en uvre r cemment dans un atelier de design architectural Fixmer Chaabouni Gregori amp Brassac 2010 et plus anciennement dans un cadre p dagogique en y ajoutant d ailleurs des moments d auto confrontations Hautecouverture Gregori amp Brassac 2007 Dans ce dernier cas il s agissait d un projet de d veloppement d une plate forme de coop ration pour des enfants de primaires en classe de CM2 Nous pr conisons galement de construire et ou d utiliser un questionnaire existant pour examiner plus directement la question de l assistance cr ative support e par le dispositif num rique 3 4 4 3 QUELQUES R FLEXIONS CONCLUSIVES ET D OUVERTURE Enfin nous concluons par quelques r flexions qui nous guident au sein du projet EcCoGen la lumi re des th ories mod les et m thodes expos s dans cette revue de litt rature Dans quelle mesure les productions graphiques sont elles des moyens de n
410. ur avons demand de rendre compte de leur travail non pas en s adressant aux partenaires mais en le pr sentant l autre bin me L objectif tait d viter un discours de rationalisation pour favoriser ce que les tenants de l auto confrontation crois e appellent le r adressage c est dire le fait que le discours ne serve pas uniquement d crire des actions ou des repr sentations mais qu ils devienne un moyen d amener l autre penser et agir selon la perspective de celui qui parle D une certaine fa on nous avons cherch combler l absence de s ance d auto confrontations par une situation favorisant autant que faire se peut ce type de dispositif Un autre aspect important du debriefing consiste en l association des partenaires de d veloppement Ce temps de travail leur permet non seulement de questionner les sujets sur des questions techniques sur des choix de conception ou encore sur des difficult s rencontr es avec l outil mais aussi d avoir un retour rapide pour le d veloppement de l outil ne n cessitant pas le retour assez long des tudes d usages Les questionnaires post session distribu s aux sujets imm diatement apr s les s ances de travail respectives L objectif est moins de comparer puisque les effectifs sont tr s faibles mais plut t d avoir des indications permettant de pr parer les s ances de debriefing 5 2 2 DONN ES LIMINAIRES Dans cette partie nous ren
411. ur color de ressemblance coh rence avec les choix IGA permettant de visualiser en un coup d oeil la pertinence locale et globale des solutions propos es 3 le num ro d it ration qui l a g n r e l ge de la solution Enfin l utilisateur peut suivre en permanence l tat d avancement de l volution gr ce un double graphe de mesure volution diversit performance La mesure de diversit est bas e sur un mix SPD HPD et celle de l volution est bas e dans l espace des fitness sur la comparaison entre deux FP successifs il suffit simplement de sommer sur les diff rents l ments la distance euclidienne entre les l ments les plus proches dans les deux fronts Cette mesure est robuste elle fonctionne m me si les fronts sont de taille diff rente Figure 53 Vue perspective de l interface avec visualisation d une solution dans son site 4 3 3 6 R SULTATS Il est difficile de comparer notre algorithme complexe par sa construction modulaire avec d autres AG existants plus simples Il est ind niable que l int gration d A CROMUSE et des am liorations que nous lui avons apport es constitue un point fort de ce travailorient vers la cr ativit donc b n ficiant bien justement d une bonne capacit optimiser dans la diversit Il a t minutieusement test en mode mono objectif et sur plusieurs groupes d objectifs Le module IGA quant lui b n ficie aussi de cette diversit m me si elle
412. urs liens ventuels de subordination des aspects esth tiques cr atifs d finis dans le programme de travail nous faisons une hypoth se expliquant pourquoi les deux groupes se sont fix s sur quatre niveaux cf Tableau 1 et Tableau 2 Dans le cas de BIL le choix de 4 niveaux 0 18 01 suit imm diatement la s rie de quatre g n rations sur 7 niveaux Nous avons vu qu il tait insatisfaisant alors que 4 niveaux est imm diatement reconnus comme un choix meilleur Dans le cas de B2L la situation est diff rente Apr s avoir lanc un calcul sur 7 niveaux galement une seule g n ration B2L passe sur cinq niveaux sur un assez long temps de conception 0 07 59 1 01 11 durant lequel il va extraire des individus pour les travailler dans Sketchup puis passe 3 niveaux parce que malgr tout 5 niveaux a vole quand m me beaucoup 1 01 11 1 08 03 Mais trois niveaux les individus sont trop plats ce qui am ne B2L travailler sur 4 niveaux pour la fin de son exploitation d EcCoGen L dans la partie cr ative Avec cette sentence de SK2L je trouve que les solutions sur quatre sont mieux que 1 20 56 L hypoth se que nous faisons est donc que les g n rations quatre niveaux sont celles qui permettent BIL comme B2L de travailler en cr ativit de fa on satisfaisante Elles sont un bon compromis entre une contrainte imp rative le supermarch est au rez de chauss e ce qui impose une cer
413. us dont les plus utilis es vont maintenant tre pass es en revue On distingue deux cat gories de proc dures de s lection ou de remplacement par abus de langage on appelle s lection les deux types de proc dures les proc dures d terministes et les proc dures stochastiques 3 3 5 1 S LECTION D TERMINISTE On s lectionne les meilleurs individus au sens de la fonction performance Si plus de quelques individus doivent tre s lectionn s cela suppose un tri de l ensemble de la population mais cela ne pose un probl me de temps calcul que pour des tr s grosses tailles de population Les individus les moins performants sont totalement limin s de la population et le meilleur individu est toujours s lectionn On dit que cette s lection est litiste 3 3 5 2 S LECTION STOCHASTIQUE Il s agit toujours de favoriser les meilleurs individus mais ici de mani re stochastique ce qui laisse une chance aux individus moins performants Par contre il peut arriver que le meilleur individu ne soit pas s lectionn et qu aucun des enfants n atteigne une performance aussi bonne que celle du meilleur parent Le tirage de roulette est la plus c l bre des s lections stochastiques Supposant un probl me de maximisation avec uniquement des performances positives elle consiste donner chaque individu une probabilit d tre s lectionn proportionnelle sa performance Comme avec une vraie roulette on lance la boule
414. util Grasshopper sous l environnement de Rhinoceros De fa on g n rale toutes les op rations n cessaires notre mod le traduisant une transformation morphologique doivent pouvoir s ex cuter de fa on s quentielle et pour tout ordre souhait Il en sera de m me pour les co mod les ainsi programm s et int gr s dans leur propre cluster Pour ce faire nous proposons de m moriser toutes ces successions de transformations dans une table volutive repr sentant les diff rents planchers surfaces planes et horizontales repr sentant l tat actuel du b timent recherch La description de ces surfaces est limit e un contour d crit par une polyligne ferm e ce contour pouvant tre cr sous Rhino ou param tr sous Grasshopper Le b timent d finitif est obtenu par l vation verticale de chaque ligne de ces contours d une hauteur d finie par la distance avec la surface suivante Cette description un peu restrictive permettra de rester en accord avec les hypoth ses de calcul du logiciel EnergyPlus utilis dans le moteur d valuation Faces quadrilat res planes une seule zone thermique La table de plancher ainsi d finie repr sentant un corps de b timent peut tre cr e et modifi e par les fonctionnalit s de base de Grasshopper mais pour plus de facilit cette table sera induite par des clusters pr programm s ind pendants et r sultant des op rations suivantes Op rations descriptives
415. utre chose Dans l exemple du point 9 3 3 nous avons montr l entrelacement de la dynamique cognitive et cr atrice Cet exemple n est pas le seul et l on observe de nombreuses reprises ce jeu interactionnel au cours duquel l activit cr atrice et les lev es d obstacles se nourrissent d une n gociation fine et m di e par les objets v nements l cran ou dessins Les perspectives de d veloppement au del des am liorations ergonomiques indispensables que nous avons relev es sont donc guid es par ces trois dimensions principales plasticit de l environnement qui doit permettre de soutenir des strat gies diverses accent sur la capacit des utilisateurs comprendre les relations entre les diff rents individus les diff rentes g n rations les diff rents crit res de performance n cessit de conduire une r flexion sur le dispositif socio technique global comprenant certes l environnement num rique lui m me mais aussi les conditions et les objectifs de son utilisation surtout si l on songe une utilisation dans un cadre p dagogique 6 CONCLUSION 6 1 DISCUSSIONS ENJEUX ET PROLONGEMENTS 6 1 1 ENJEUX ENVIRONNEMENTAUX ET SOCI TAUX On peut imaginer que ces outils faciliteront la conception de b timents co performants en int grant d s le d but de la conception les contraintes environnementales du contexte Ils pourraient trouver une place de choix dans l enseignement Les
416. vaux de l quipe Simulation Research Group de l institut Berkeley National Laboratory sont accessibles l adresse suivante http simulationresearch lbl gov Figure 17 R sultats ParagenTool Performance Oriented Design of Large Passive Solar Roofs Description ParagenTool est d velopp par Mickael Turrin au sein de l quipe de l Universit de Delf et en partenariat avec l universit du Michigan Cette exp rimentation se base sur le moteur g n ratif d velopp par P von Buelow Buelow 2007 Buelow 2009 Le projet ParagenTool vise l optimisation d une couverture de type ombri re dont les qualit s structurelles ainsi que la quantit de lumi re filtr e sont valu es Environnement de d veloppement La particularit du dispositif repose sur la construction de passerelles multiples entre diff rents logiciels La quantit de lumi re est valu e par Ecotect les qualit s structurelles sont v rifi es par STAAD Pro le mod le param trique est construit dans Generative Components l volution est effectu e par un algorithme g n tique impl ment dans un service web l historique des solutions est stock dans une base de donn es SQL Type de donn es en entr e et sortie Les donn es d entr e correspondent au mod le param trique contextualis et g olocalis Type d interaction homme machine Le mod le param trique de l ombri re est construit dans Generative Com
417. velope Design Paper presented at the Generative Art Milan Italy G ridan J M amp Lafargue J N 2011 Processing Le code informatique comme outil de cr ation Pearson Education Gero J S amp Maher M L 1991 Mutation and analogy to support creativity in computer aided design Paper presented at the CAAD Futures Assoc L E a Ed 1993 Modeling Creativity and Knowledge Based Creative Design Hemberg M 2001 Genr amp A design Tool for Surface Generation MIT Hemberg M amp O Reilly U M 2004 Extending grammatical evolution to evolve digital surfaces with Genrs Paper presented at the EuopGP Coimbra Portugal Hemberg M O Reilly U M Menges A Jonas K Gon alves M d C amp Fuchs S R 2007 Genr8 Architects s experience with an emergent design tool In The Art of Artificial Evolution A Handbook on Evolutionary Art and Music Natural Computing Series Springer Hovestadt L amp Danaher T 2009 Jenseits Des Rasters Architektur Und Informationstechnologie Beyond the Grid Architecture and Information Technology Anwendungen einer digitalen Architektonik Applications of a Digital Architectonic Birkhauser Verlag AG Kawakita G 2008 Environmental Optimisation Methods in Sustainable Design Process In Combination with Evolution Based Digital Technology Oxford Brookes University Laub J Bohnacker H Grob B amp Lazzeroni C 2011 Design g n
418. ver et de faibles mutations et ceux qui subissent de fortes mutations figure 2 Une mesure de diversit g n tique de la population SPD est utilis e pour adapter les taux de croisement et de forte mutation tandis que la pression de s lection nombre T d individus participant au tournoi est contr l e par une autre mesure HPD couplant diversit g n tique et performance Le taux de mutation est aussi adapt chaque individu par la prise en compte de sa performance moins elle est lev e plus l individu est susceptible de muter La s lection des individus se fait en fonction de leur contribution hpd la mesure HPD plut t que sur leur fitness pure ACROMUSE r alise ainsi un tr s bon quilibre entre exploration et exploitation mais n cessite dans sa version d origine l estimation de tois param tres les valeurs maximales de SDP et HPD SPD max HPD max et la pression de selection maximale T_ max P k k tant fix 6 par les auteurs mais pouvant faire l objet d un r glage plus pr cis 4 3 3 3 5 UTILISATION D UN AG COMME SOLVEUR DE CONTRAINTES Les AG ne transmettent pas en g n ral la consistance respect des contraintes impos es des parents consistants donnent peu d enfants consistants Pour r soudre ce d faut on peut utiliser des m canismes de r paration co teux en temps p nalisant les capacit s d volution des op rateurs g n tiques ad hoc qui garantissent la consistance des solutions produi
419. vidus EcCoGen L avant une importation dans Sketchup pour d velopper la solution Les bin mes se sont sentis moins cr atif deux que s ils avaient t seuls car deux on ne sait pas si les deux accordent la m me importance aux crit res de performance B2L ce qui g n re certainement une plus grande prudence deux B2L 5 2 2 2 5 AMELIORATION D ECCOGEN L A Strat gie volutionnaire Les bin mes aimeraient pouvoir mieux influencer les g n rations successives selon des crit res choisis BIL reformul par un membre de l quipe de d veloppement en pond rer l importance Ils voudrait pouvoir bloquer des points d attraction par exemple pour imposer une certaine surface sur un niveau BIL et B2L pouvoir contraindre certains endroits Ils souhaiteraient galement pouvoir hi rarchiser la valeur des performances afin que l utilisateur ait connaissance des marges de man uvre et des blocs ne pas toucher B2L a rend la perception sur le volume propos plus facile et on a moins peur de voir tout s effondrer BIL l important c est pourquoi c est performant plut t que la masse en entier B Outil de v rification ou de comparaison Le besoin de contr ler les g n rations mais aussi la cr ativit am ne les bin mes penser un autre usage d EcCoGen L celui de testeur nerg tique de solutions d velopp es par ailleurs par exemple dans Sketchup BIL Ce q
420. vie Nous pr sentons ici sous forme de liste les notions et typologies propos es Principes de mise en forme et notions associ es Mesure proportion sym trie rythme et harmonie Hasard et al atoire jeux de distributions ph nom nes stochastiques naturels Combinaisons Proportions ordonnanc es Modules r p titifs modules emboitables Pavage de la surface Variation et transformations Agencement d l ments r p titifs Poly dres et distribution de sym trie Empilement r guliers compacts Assemblages r p titifs non compacts Combinatoire spatiale modulaire Formes et mouvement trajectoire enveloppe cin tique courbes en mouvement Fluides et turbulences coulements Typologie de structure R seaux cristallographiques Constructions modulaires Architectures poly driques Syst mes structuraux en ossature Organisation des formes nodales n uds et entrelacs Forme et forces R seau spatial Compositions en tractions et compressions Constructions en barres et c bles Structures auto tendantes Statique des formes funiculaires Formes d quilibre des r silles tendues Equilibre des formes cat naires Composition de chainettes Voiles funiculaires pendus Distribution de contraintes Pliages pliages rectilignes pliages curvilignes plie et fentes pliages et forces structures pliss es Cintrage Gonflable Voiles Surface r gl e Mailles Surface d gale pente Surface d veloppable Nous notons ici l impor
421. vironnement Cela rejoint les pr occupations analys es pour EcCoGen L entre un outil consid r comme un programme ou comme une ressource Enfin les bin mes ont eu des difficult s d affichage de r sultats dans EcCoGen N parce que Grasshopper tait mal connect Si l on se reporte la Figure 38 on observe quelques allers retours entre Grasshopper et EcCoGen N avec une relance de calculs durant pr s de quinze minutes entre 2h05 environ et 2h20 environ Cela correspond au fait que les sliders n tait pas branch s RH2N ce que EC2N ponctue d une exclamation ah les gogols Or aucun retour d information ne permet de savoir que les g nes ne sont pas branch s et donc qu EcCoGen N ne peut pas calculer de nouvelles g n rations Ces points m riteraient d tre revus et am lior s dans une volution d EcCoGen N afin d en faciliter l utilisation 5 2 4 2 LE PROCESSUS CR ATIF Si l on compare les productions de bin mes ayant travaill avec EcCoGen L et celles de ceux qui ont travaill avec EcCoGen N on note des diff rences assez importantes Voici des exemples caract ristiques de la production finale de chacun des bin mes Figure 51 gt Da ALS A a D 1 a Joy D gt 7 SH ti BIL Esquisse en perspective annot e B2L Document Sketchup annot a gt ry y BIN Esquisse en vue de dessus B2N Deux vues de dessus Figure 69 Quatre objets exprimant les propositions
422. vitrage 4 2 1 7 2 FORME ARRONDIE FORME ARRONDIE PROBLEME Les formes parall l pip diques qui dominent l architecture d veloppent des surfaces d changes thermiques importantes au regard des volumes utilis s D autre part les fa ades planes ne permettent pas de suivre avec optimum la course du soleil pour apporter de la lumi re et de l nergi SOLUTION Un plan de forme circulaire apporte un maximum de la lumi re re ue par jour en permettant de profiter du soleil durant toute la journ e et de faire des conomies substantielles sur la lumi re artificielle Les courbes et les formes arrondies sont aussi des r ponses pertinentes dans les ouvrages basse consommation d nergie en diminuant les surfaces murales d changes et en am liorant l angle d incidence du rayonnement solaire pour l apport de chaleur Economiques Compte tenu des propri t s morphologiques des produits courants du b timent blocs parall l pip diques panneaux plans leurs mises en uvre dans des ouvrages courbes sont g n ralement plus on reuses que dans des parois planes Techniques Les assemblages et jonctions et la finition n cessitent une conception complexes concevoir et r aliser Usage Les am nagements int rieurs et l ameublement sont relativement difficiles effectuer dans des pi ces aux murs courbes Implantation Dans les milieux urbains denses il est difficile de concevoir un b timent avec u
423. x de poids possibles En 2002 Jaszkiewicz propose une seconde version de l algorithme MOGLS plus efficace o la somme pond r e est remplac e par une distance de Tchebycheff pond r e 63 Il montre que les fonctions scalarisantes de Tchebycheff sont plus adapt es que les fonctions lin aires pour des probl mes o la forme du front de Pareto est complexe par exemple non convexe Et il fournit en outre une m thode efficace pour calculer un chantillon de solutions initiales Enfin Ishibushi et al 67 sugg rent une autre am lioration de l algorithme MOGLS en exploitant l id e que la performance de l AG peut tre accrue en utilisant dans la recherche locale une direction d optimisation adapt e a chaque solution et ind pendante du jeu de poids employ s dans le m canisme de s lection des parents La m thode permet ainsi de s parer totalement volution g n tique et exploration du voisinage des solutions et peut donc s adapter facilement a tout type de recherche locale 3 3 5 3 4 MAINTIEN DE LA DIVERSIT AU SEIN D UNE POPULATION Une autre volution r cente concerne le maintien de la diversit dans la population La pr servation de la diversit est essentielle dans une m thode a population car elle emp che que l ensemble des individus soit attir dans une r gion unique de l espace En recherche uni crit re elle permet d viter le pi ge des minima locaux en multicrit re elle garantit une r part
424. xels et change de couleur en fonction de l tat des cellules voisines E volver fonctionne sur la base d un automate cellulaire Les visiteurs peuvent influencer le comportement de l automate l aide d un cran tactile L volution des organismes est conduite l aide de techniques volutionnaires 7 Une pr sentation d taill e du projet peut tre trouv sur les site internet http notnot home xsdall nl E volverLUMC E volverLUMC html et http www skor nl artefact 2429 nl html lang en Eco Conception G n rative Rapport final et livrables Programme ANR 10 Cr ation 012 15 225 Figure 3 Vue de l interaction tactile avec E volver 3 1 4 1 2 FILMS ET IMAGES DE SYNTH SE Anyflo 1989 Michel Bret artiste math maticien chercheur l Universit Paris 8 est cofondateur de l ATT Art et Technologie de l Image Il r alise d s les ann es 1985 une s rie de films l aide d un logiciel de synth se Anyflo Bret 1986 Les films montrent des personnages et des formes abstraites dansant dans des univers fantastiques Le film Automappe re oit plusieurs prix Prix de la critique et prix de la friction Imagina 89 Monte Carlo 1 prix cat gorie Art Images du Futur 89 Montr al Grand Prix de l uvre Cr ative Parigraph 89 Paris Chaque film porte sur une recherche technique et formelle Des processus autonomes et g n ratifs construisent formes objets ou personnages qui entrent en in

Rapport final EcCoGen - MAP-ARIA

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