Paysages Érodés comme générateurs de la forme architecturale:

une approche basée sur l’adaptabilité environnementale

 

Résultats de l'atelier de maitrise Ambiances Physiques et Design, hiver 2015

Subvention de recherche-création, Fonds de recherche du Québec-Société et Culture (FRQ-SC) 2014-2017

Claude Demers et André Potvin, Professeurs titulaires, M.Arch. Ph.D.

 

« Paysages Érodés » propose d’étudier les morphologies présentes dans les paysages naturels, résultats de transformations causées par des phénomènes atmosphériques tels que le soleil, le vent, la neige et la pluie. Ces formes naturelles établissent le corpus de la recherche et en constitue l’inspiration dans une démarche de création architecturale sensible écologiquement. Le projet permet de poser un regard critique sur ce corpus omniprésent dans l’environnement et de mettre en valeur son potentiel générateur de formes architecturales adaptées à un contexte nordique. Les accumulations nivales par exemple, un phénomène récurrent en hiver au Québec, sont formées localement sous l’action de « poudrerie ». Elles se transforment continuellement en formes organiques autour d’obstacles et incarnent physiquement l’ombre du vent. Subséquemment exposées au soleil, au vent et à la pluie, ces congères s’adaptent lentement pour exprimer les conditions climatiques inhérentes à un lieu. Architecturalement, la résultante de ces forces suggère des morphologies procurant des hypothèses de design qui stimulent une réflexion sur la manière d’habiter, fournissent un vocabulaire adapté au contexte local et apportent de nouvelles opportunités environnementales. La dynamique cyclique de l'environnement naturel en termes de matière et d'énergie pourrait donc constituer une source d'inspiration qui favorise la redécouverte d'un sens du lieu (genius loci) tout en créant des solutions de conception originales et fonctionnelles stimulant les sens et favorisant des formes construites adaptées à l’environnement. Paysages Érodés contribue au renouveau de l'architecture en utilisant les images numériques comme point de départ du processus de conception afin de réinvestir notre expérience de l'espace avec de riches stimuli visuels et thermiques.

 

La méthode d'analyse basée sur l’analyse digitale d'images thermiques et lumineuses des morphologies expérimentées dans le cadre du projet «Paysages érodés» constitue un moyen intégré unique pour représenter la dynamique de transformation des formes naturelles. Une technique analogique d’érosion des sables fins dans l’eau permet de spéculer sur de nouvelles morphologies. La validation des hypothèses s’effectue par la construction, laquelle exige une complexité accrue des connaissances, notamment techniques, sans pour autant négliger l’existence d'une source d'inspiration intuitive. La contribution à la connaissance de la théorie architecturale et de conception se concrétise dans une bibliothèque combinée d'images basée sur des enquêtes In Situ et des explorations spéculatives. Les images numériques utilisés au stade de la spéculation d'une composition qui reste plutôt suggestive, se développent à l'étape de validation constructive à travers l'analyse du modèle physique.

 

En réinvestissant le processus de conception avec une expérience combinée de maquettes analogiques et des outils de simulation, le projet de recherche-création suggère que les manipulations tactiles de géométries complexes demeurent plus rapides à réaliser que tout autre type de simulation. Pour de nombreux architectes, la libération de la machine libère également l'imagination dans les stades précoces de la conception et encourage les découvertes inattendues qui peuvent encore être évaluées en utilisant la simulation numérique. Loin de nier la valeur des outils numériques, ce projet de recherche-création les réinvestit avec de nouvelles données générées par la nature non déterministe du paysage érodé vu à travers des maquettes à grande échelle.

 

Esquisse "ÉROSION"

 

"Érosion" vise à explorer le rapport physique et poétique entre la structure et le climat dans le contexte théorique. Comment la structure de l’espace organise-elle la lumière, thermique et l’acoustique pour augmenter l’expérience hédoniste du lieu ? Comment la matière se transforme en réponse aux flux environnementaux du vent, du soleil, de la pluie et de la neige? Comment la maquette analogique permet de pousser une réflexion tactile sur les phénomènes naturels qui affectent les formes? Comment ces formes peuvent créer de nouveaux habitacles mieux adaptés à l'environnement?

 

Objectifs- Le but de l’esquisse est de réaliser l’impact qu’ont les éléments qui composent la structure sur l’espace et les ambiances lumineuses. Ce projet concis permet une approche expérientielle visuelle et tactile des ambiances architecturales en utilisant la maquette pour exploiter les matières réelles, choisies pour leur potentiel à générer une ambiance physique particulière. Les étudiants prennent conscience de la diversité des ambiances produites pour un même type d’espace, ainsi que de la variété des composantes qui génèrent ces ambiances. Cet esquisse sert aussi à démontrer le rôle prédominant de la maquette dans la composition d’espaces par une réflexion sur les possibilités de vérification qualitative des effets lumineux produits à l’aide de l’héliodon portatif.

 

Paysages érodés comme approche à la verticalité en milieu urbain: les projets

 

Les particularités climatiques de Québec suggèrent des défis extrêmes pour l’architecte. La conception d’une tour à usage mixte au Centre-Ville de Québec permet d’explorer des manières plus durables d’insérer ces ‘mal-aimées’ dans notre paysage urbain nordique. Dans une perspective d’optimisation environnementale, nous adopterons un biais explicite bois-acier pour les qualités à la fois écologiques et structurales de ce type d’assemblage hybride. À l’image des structures novatrices de Prouvé, Breuer, Schindler et plus récemment des résilles en bois de Happold, les projets seront appelés à explorer les qualités environnementales et esthétiques des structures hybrides bois-acier pour une préfabrication maximale en atelier et assemblage minimal sur le site.

 

Phase 1: INTÉGRATION URBAINE

A cette étape se développe un parti cohérent à l’échelle urbaine intégrant les principaux défis d'un programme complexe aux concepts fondamentaux de contrôle des ambiances thermiques, lumineuses et acoustiques. Les analyses microclimatiques en canal hydraulique et logiciel Vasari démontreront les avantages de la volumétrie du bâtiment sur l’habitabilité des espaces extérieurs en toute saison. Les analyses de rayonnement solaire indiquent le potentiel d’intégration des stratégies bioclimatiques d’éclairage naturel, de chauffage et de refroidissement passif des espaces intérieurs.

 

Phase 2 - INTÉGRATION DES SYSTÈMES ENVIRONNEMENTAUX

Durant cette deuxième partie de la session se développe le parti architectural par l’intégration des systèmes hybrides de contrôle des ambiances physiques et les stratégies bioclimatiques de la proposition. Une validation quantitative de la performance environnementale à l’aide de la trousse Autodesk accompagne le projet. A la fin de cette étape, un parti architectural cohérent intégrant le programme aux concepts fondamentaux de contrôle des ambiances physiques saura s'exprimer verbalement et graphiquement.

 

Phase 3- ARCHITECTURE ET DÉTAIL

Cette phase correspond au développement des détails d’assemblage supportant le parti architectural. Le projet devra démontrer que ce détail répond aux conditions thermiques, lumineuse et acoustiques du programme tout en contribuant aux objectifs de performance environnementale. Une attention particulière sera portée à la compatibilité des différentes stratégies et à leur intégration dans un détail cohérent et expressif.