Do modelo geométrico ao modelo físico: o tridimensional na educação do arquiteto e urbanista

In the teaching practice of architecture and urbanism in Brazil, educational legislation views modeling laboratories and workshops as an indispensable component of the infrastructure required for the good functioning of any architectural course of study. Although the development of information technology at the international level has created new possibilities for digital production of architectural models, research in this field being underway since the early 1990s, it is only from 2007 onwards that such technologies started to be incorporated into the teaching activity of architecture and urbanism in Brazil, through the pioneering experience at LAPAC/FEC/UNICAMP. It is therefore a recent experiment whose challenges can be highlighted through the following examples: (i) The implementation of digital prototyping laboratories in undergraduate courses of architecture and urbanism is still rare in Brazil; (ii) As a new developing field with few references and application to undergraduate programs, it is hard to define methodological procedures suitable for the pedagogical curricula already implemented or which have already been consolidated over the years; (iii) The new digital ways for producing tridimensional models are marked with specificities which make it difficult to fit them within the existing structures of model laboratories and workshops. Considering the above, the present thesis discusses the tridimensional model as a tool which may contribute to the development of students skills in perceiving, understanding and representing tridimensional space. Analysis is made of the relation between different forms of models and the teaching of architectural project, with emphasis on the design process. Starting from the conceptualization of the word model as it is used in architecture and urbanism, an attempt is made to identify types of tridimensional models used in the process of project conception, both through the traditional, manual way of model construction as well as through the digital ones. There is also an explanation on how new technologies for digital production of models through prototyping are being introduced in undergraduate academic programs of architecture and urbanism in Brazil, as well as a review of recent academic publications in this area. Based on the paradigm of reflective practice in teaching as designed by Schön (2000), the experiment applied in the research was undertaken in the integrated workshop courses of architectural project in the undergraduate program of architecture and urbanism at Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Along the experiment, physical modeling, geometric modeling and digital prototyping are used in distinct moments of the design process with the purpose of observing the suitability of each model to the project s phases. The procedures used in the experiments are very close to the Action Research methodology in which the main purpose is the production of theoretical knowledge by improving the practice. The process was repeated during three consecutive semesters and reflection on the results which were achieved in each cycle helped enhancing the next one. As a result, a methodological procedure is proposed which consists of the definition of the Tridimensional Model as the integrating element for the contents studied in a specific academic period or semester. The teaching of Architectural Project as it is developed along the fifth academic period of the Architecture and Urbanism undergraduate program of UFRN is taken as a reference

Conception et expérimentation d'une approche pédagogique pour l'enseignement de l'économie familiale en deuxième secondaire

Notre recherche porte sur une approche pédagogique qui nous a amenée à élaborer un matériel spécifique rejoignant l'image mentale auditive et l'image mentale visuelle chez les élèves de 2e secondaire. L'objectif de cette recherche est de vérifier si cette pédagogie permettrait à tous les élèves de réussir, si elle rendrait les résultats des groupes d'élèves plus homogènes et s'il serait possible grâce à elle d'atteindre un haut degré de satisfaction des élèves à l'égard du cours d'économie familiale. L'expérimentation a été réalisée auprès de quatre groupes, deux groupes expérimentaux et deux groupes témoins. Pour les groupes témoins, l'enseignement traditionnel ou exposé collectif a été utilisé. Pour les groupes expérimentaux, un enseignement favorisant la gestion mentale basée sur la théorie de La Garanderie avec un nouveau document pédagogique appuyé de matériel spécifique a été utilisé. Cette approche pédagogique s'appuie également sur la théorie de Bloom sur l'évaluation formative et sur l'évaluation sommative. Les analyses statistiques n'ont pas montré de différence significative entre les performances moyennes de chacun des groupes, sauf pour le groupe expérimental fort. Toutefois, nous pouvons remarquer une plus grande homogénéité chez les groupes expérimentaux et une plus grande satisfaction des élèves.

Interface entre arquitetura bioclimática e decisões projetuais

This research has as its object study focus bioclimatic in architecture and its conection with projects decisions, on what regards to environmental comfort for single-family dwelling. From the analysis of five architectural projects inserted in Natal/RN, warm-moist weather, this research gather informations regarding architectural features guided by shape and space arrengement, which embody important elements for the project design development. Computer simulations assisted as foundation to verify the efficiency grade for these projects strategies from shading analysis. Related strategies for the demands of natural ventilation circulation and thermal mass for refrigeration were analysed as well. Results show that there is an hierarchizing of priorities for the decisions made when it comes to shape and space disposition variables, as well as the way these variables will consider the bioclimatic demands. The analysis, even, show that there is no single way to respond to specific bioclimatic demands, as it points out the value of examination of the projectual solutions throughtout the conception process, in order to achieve an efficient project performance for the envimonment comfort

A concepção estrutural como expressão plástica: um olhar tectônico sobre arquitetura em madeira

This work regards to the structural conception as a formal element of design in wood architecture. On this approach, the group of projects studied is formed by some realized works of two important Brazilian architects: Severiano Porto and Marcos Acayaba. The time interval comprises the period from 1971 to 1997, which correspond respectively to the years of the creation of first and the last of the analyzed constructions. The research perspective concerns to the relationship between the parts, the whole and the building techniques adopted in each project. Moreover, the analysis focuses on the structure as the link among the different projectual ideas. Thus, the research method firstly includes a survey of specific bibliographies and documents which refer to the structural conception in wood architecture. Secondly,the buildings are analyzed according to the methods of architectural composition discussed through this work.

Système d'aide à la planification et à la conception d'une stratégie d'évaluation formative instrumentée

Le logiciel SysML (Système Mastery Learning) est le prototype d'un logiciel pour enseignants qui désirent implanter le Mastery Learning dans leurs cours. Appartenant à la famille des APO (Applications Pédagogiques de l'Ordinateur), ce logiciel de GPAQ (Génie Pédagogique Assisté par Ordinateur) vient répondre à des besoins d'encadrement et d'assistance formulés par les enseignants qui utilisent le Mastery Learning. Ce projet de recherche et de développement visait à produire un logiciel pour assister et encadrer les enseignants dans le processus de planification et de conception d'une stratégie instrumentée d'évaluation formative. Le but de SysML est de réduire la perte de temps lors de la conception des instruments et à rendre ces instruments de meilleure qualité. Le logiciel SysML a été développé suite à une analyse du problème et des besoins des enseignants et est basé sur des modèles pédagogiques éprouvés. Le logiciel est programmé dans l'environnement HyperCard sur ordinateur Macintosh . SysML a été expérimenté par une conseillère pédagogique et trois enseignants du réseau collégial. Les commentaires des expérimentateurs, recueillis lors des entrevues, sont positifs et nous indiquent qu'un tel logiciel serait bienvenu dans le monde de l'éducation. Par ailleurs, SysML ne serait pas limité aux utilisateurs du Mastery Learning mais serait ouvert aux enseignants qui veulent organiser, planifier un cours et une stratégie d'évaluation. L'essentiel du projet de recherche a été la production du logiciel. Tout le travail de recherche est dans le logiciel, ce document n'est que le rapport accompagnateur. On peut avoir une démonstration du fonctionnement du logiciel en s'adressant à l'auteur.

Conception et perception de l'enseignante et de l'enseignant relativement au pouvoir qu'ils croient détenir dans l'école secondaire

Notre intérêt pour la problématique du pouvoir de l'enseignante et de l'enseignant s'inscrit dans la foulée d'une démarche de croissance personnelle entreprise depuis une quinzaine d'années et alimentée par une remise en question de notre rôle d'enseignant universitaire initiée à peu près à la même époque suite à des déceptions d'ordre professionnel. Déçu en particulier par les élèves à qui nous faisions le reproche de ne pas suffisamment investir de temps dans la poursuite de leurs apprentissages, nous avons décidé de commencer à enseigner pour nous ou, si on veut, à nous centrer sur nos propres apprentissages. Et sans doute à force d'inviter nos élèves à se centrer sur leurs propres apprentissages en diminuant leurs attentes face au rôle que nous pouvions jouer sur ce plan, nous avons pu graduellement expérimenter que le pouvoir d'autorité est un pouvoir factice et que c'est en acceptant d'abandonner le pouvoir, que nous récupérions un pouvoir différent et certes beaucoup plus nourrissant, qui nous permettait finalement et presque paradoxalement, de maintenir une relation plus profonde avec ces mêmes élèves au-delà des moyens par lesquels s'exerçait ce pouvoir pédagogique: évaluation des connaissances, fixation des autres règles de gestion de classe pour ne citer que celles-là. Il est donc devenu pour nous impératif de concilier dans notre quotidien d'enseignant la réalité du pouvoir que nous détenions inévitablement en classe et celle d'une relation moins hiérarchique que nous désirions de plus en plus vivre avec nos élèves. C'est donc pour répondre à un besoin profond que nous avons décidé peu à peu d'entreprendre la présente démarche de réflexion.

Conception d’un mécanisme déployable à grand ratio d’expansion et de son système d’actionnement par roues d’inertie pour applications spatiales

Cette thèse propose de développer des mécanismes déployables pour applications spatiales ainsi que des modes d’actionnement permettant leur déploiement et le contrôle de l’orientation en orbite de l’engin spatial les supportant. L’objectif étant de permettre le déploiement de surfaces larges pour des panneaux solaires, coupoles de télécommunication ou sections de station spatiale, une géométrie plane simple en triangle est retenue afin de pouvoir être assemblée en différents types de surfaces. Les configurations à membrures rigides proposées dans la littérature pour le déploiement de solides symétriques sont optimisées et adaptées à l’expansion d’une géométrie ouverte, telle une coupole. L’optimisation permet d’atteindre un ratio d’expansion plan pour une seule unité de plus de 5, mais présente des instabilités lors de l’actionnement d’un prototype. Le principe de transmission du mouvement d’un étage à l’autre du mécanisme est revu afin de diminuer la sensibilité des performances du mécanisme à la géométrie de ses membrures internes. Le nouveau modèle, basé sur des courroies crantées, permet d’atteindre des ratios d’expansion plans supérieurs à 20 dans certaines configurations. L’effet des principaux facteurs géométriques de conception est étudié afin d’obtenir une relation simple d’optimisation du mécanisme plan pour adapter ce dernier à différents contextes d’applications. La géométrie identique des faces triangulaires de chaque surface déployée permet aussi l’empilement de ces faces pour augmenter la compacité du mécanisme. Une articulation spécialisée est conçue afin de permettre le dépliage des faces puis leur déploiement successivement. Le déploiement de grandes surfaces ne se fait pas sans influencer lourdement l’orientation et potentiellement la trajectoire de l’engin spatial, aussi, différentes stratégies de contrôle de l’orientation novatrices sont proposées. Afin de tirer profit d’une grande surface, l’actionnement par masses ponctuelles en périphérie du mécanisme est présentée, ses équations dynamiques sont dérivées et simulées pour en observer les performances. Celles-ci démontrent le potentiel de cette stratégie de réorientation, sans obstruction de l’espace central du satellite de base, mais les performances restent en deçà de l’effet d’une roue d’inertie de masse équivalente. Une stratégie d’actionnement redondant par roue d’inertie est alors présentée pour différents niveaux de complexité de mécanismes dont toutes les articulations sont passives, c’est-à-dire non actionnées. Un mécanisme à quatre barres plan est simulé en boucle fermée avec un contrôleur simple pour valider le contrôle d’un mécanisme ciseau commun. Ces résultats sont étendus à la dérivation des équations dynamiques d’un mécanisme sphérique à quatre barres, qui démontre le potentiel de l’actionnement par roue d’inertie pour le contrôle de la configuration et de l’orientation spatiale d’un tel mécanisme. Un prototype à deux corps ayant chacun une roue d’inertie et une seule articulation passive les reliant est réalisé et contrôlé grâce à un suivi par caméra des modules. Le banc d’essai est détaillé, ainsi que les défis que l’élimination des forces externes ont représenté dans sa conception. Les résultats montrent que le système est contrôlable en orientation et en configuration. La thèse se termine par une étude de cas pour l’application des principaux systèmes développés dans cette recherche. La collecte de débris orbitaux de petite et moyenne taille est présentée comme un problème n’ayant pas encore eu de solution adéquate et posant un réel danger aux missions spatiales à venir. L’unité déployable triangulaire entraînée par courroies est dupliquée de manière à former une coupole de plusieurs centaines de mètres de diamètre et est proposée comme solution pour capturer et ralentir ces catégories de débris. Les paramètres d’une mission à cette fin sont détaillés, ainsi que le potentiel de réorientation que les roues d’inertie permettent en plus du contrôle de son déploiement. Près de 2000 débris pourraient être retirés en moins d’un an en orbite basse à 819 km d’altitude.

TIMESCAPES: an architectural process of memory and adaptation

What if the architectural process of making could incorporate time? All designers who impact the physical environment- consciously and unconsciously are gatekeepers of the past, commentators of the present, and speculators of the future. This project proposes the creation of architecture and adaptive public space that looks to historical memories, foster present day cultural formation, and new alternative visions for the city of the future. The thesis asks what it means to design for stasis and change in a variety of scales- urban, architectural, and detail and arrives at a speculated new neighborhood, institutional buildings, and landscape. Central to this project is the idea of the architect as archeologist, anthropologist, and artist. The project focuses on a rapidly changing part of the city of Fort Worth, Texas and assigns a multipurpose institutional buildings and public space as a method of investigation. The thesis hopes to further architectural discourse about into the role of architecture in the preservation of memory, adaptive potential of public spaces, and the role of time in architecture.

Présentation de la conception de Marshall McLuhan

Marshall McLuhan écrit quelque part à peu près ceci: "vous jouez devant une salle vide; les spectateurs l'ont quittée depuis vingt ans". Devant le discours des analystes et critiques sociologues, philosophes, théologiens, administrateurs, diffuseurs et les autres sur 1es moyens de communication de masse-surtout les moyens électroniques-, l'auteur de La Galaxie Gutenberg et de Pour comprendre les Média semble éprouver à la fois une indignation amusée et angoissée. C'est que malgré l'habileté avec laquelle ils manient les concerts, les principes, les catégories dans l'analyse et l'interprétation de la réalité technologique, ils pêchent de ne point atteindre la "vraie” réalité et ainsi voient la vraie connaissance leur échapper.

Aparências da forma e forma do espaço: análise da configuração espacial de residências unifamiliares dos anos 1970 em João Pessoa PB

Assuming that the form of a building shell and its content the spatial form are distinct dimensions of architecture - however indivisible and interdependent -, this study focus, in the light of the Social Logic of Space (HILLIER; HANSON, 1984), on the intrinsic properties through which domestic space was structured in a sample of single-family dwellings built in João Pessoa (PB) during the 1970s - when the vocabulary of modern architecture still prevailed in Brazil though sharing the urban scene with other architectural trends -, in order to investigate regularities or divergences underlying their conception. These dwellings were originally classified (ARAÚJO, 2010a) in five categories defined according to the form of their building shells and to their prevailing construction techniques: (1) Brazilian modern legacy (considered as truly Brazilian modern style); (2) Paulista architecture (that refers to the modern production of São Paulo, Brazil, from the 1950s through the 1970s); (3) experiences of rationalization and prefabrication ; (4) experiences of adaptation to the climate (referring to a design strongly influenced by the hot and humid climate of North-eastern Brazil); and (5) hybrid (to account for a kind of stylistic hybridism that includes formal attributes, which evoke our colonial past). This study aims to determine, through the analyses of nineteen cases that represent each category, whether this taxonomy corresponds to distinct modes of spatial configuration. This research therefore proposes an approach to the classification of domestic architecture based on topological properties. The dwellings spatial organization was represented, quantified and analyzed, their spatial properties explored in consonance with one another and with the literature. Results pointed out that there is no evidence of a reciprocal relationship between the formal look of the built shells and their respective spatial structures

Projeto de fundações e estruturas de um edifício destinado a uma igreja

Trabalho de Projeto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Estruturas

Génération de patrons de conception et restructuration de code vers un patron de conception pour Java

(POO) est l’utilisation de patrons de conception (PC). Un PC est un arrangement caractéristique de classes permettant d’offrir une solution éprouvée, tout en obtenant un code réutilisable et compréhensible. Plusieurs PC sont définis, dont 24 par la GoF [12] et plusieurs autres sont apparus par la suite. Le concept de PC est abstrait ce qui peut amener différentes interprétations. Ces différences peuvent aussi causer une mauvaise implémentation qui peut réduire les avantages d’utiliser ce patron. Ce projet consiste à concevoir un outil facilitant l’utilisation des PC. L’outil Génération et Restructuration de Patrons de Conception(GRPC) permet la génération automatique du squelette d’un patron de conception ainsi que la restructuration d’un code en le transformant structure respectant un PC. La génération et la restructuration automatique permettent d’obtenir un code uniforme et de qualité tout en respectant le patron de conception. La compréhension et la maintenance du code sont ainsi améliorées. GRPC est module d’extension pour l’environnement de développement Eclipse écrit en Java. Le code est conçu pour être facilement compréhensible et extensible. Les deux principaux objectifs de GRPC sont de restructurer (refactoring) une section de code vers l’architecture d’un patron de conception et de générer des squelettes de patrons de conception. Une interface graphique permet de guider l’utilisateur et d’aller chercher toutes les informations importantes pour le fonctionnement du logiciel. Elle permet aussi de configurer les éléments du patron de conception. Pour s’assurer de la possibilité d’effectuer une restructuration, chaque patron est associé avec une ou plusieurs règles qui analysent le code pour détecter la présence d’une structure particulière. Des procédures aident les développeurs à ajouter de nouveaux PC dans GRPC. GRPC fournit des fonctionnalités permettant d’implémenter quelques patrons de conception de la POO définis dans le livre Design Patterns : Elements of Reusable Object-Oriented Software.

Un micro-bolomètre supraconducteur: de la conception à l'utilisation au laboratoire

Pour augmenter sa compréhension du monde qui l’entoure, le physicien moderne ne cesse de travailler au développement d’outils théoriques ou expérimentaux pour l’aider à répondre à ses questions fondamentales. Une partie de ces chercheurs tente de répondre à une question bien définie, mais simultanément très vague : qu’est-ce que le bruit électro- nique? Guidés par cette idée, certains étudient des dispositifs comme la jonction tunnel ou la jonction Josephson, alors que d’autres travaillent à l’amélioration des méthodes de détection du bruit. Le présent mémoire de maîtrise traite donc de la conception d’un outil de détection bien particulier, le micro-bolomètre supraconducteur de niobium-titane-niobium. La théorie derrière le fonctionnement d’un tel dispositif est expliquée à l’aide d’une comparaison entre un bolomètre conventionnel et un bolomètre supraconducteur. Des concepts comme la sensibilité d’un détecteur, la conductance thermique et la méthode d’utilisation sont présentés. Les étapes du procédé de fabrication sont ensuite explicitées dans les moindres détails. Finalement, les propriétés électroniques d’un tel micro-bolomètre sont analysées à l’aide de la courbe caractéristique courant-tension, de la courbe de transition supraconductrice en température et de dfférentes mesures en réflectométrie. La puissance équivalente de bruit (NEP) mesurée est de l’ordre de 10[indice supérieur −17] W/√Hz et le temps caractéristique de détection est de 1.43 μs. Le dispositif présenté dans ce mémoire a un avantage important par rapport aux bolomètres supraconducteurs généralement utilisés : il ne nécessite pas de courant de polarisation continu pour le mettre en fonctionnement. Ceci peut résulter en divers avantages technologiques.

Quantification of the effects of architectural traits on dry mass production and light interception of tomato canopy under different temperature regimes using a dynamic functional-structural plant model

There is increasing interest in evaluating the environmental effects on crop architectural traits and yield improvement. However, crop models describing the dynamic changes in canopy structure with environmental conditions and the complex interactions between canopy structure, light interception, and dry mass production are only gradually emerging. Using tomato (Solanum lycopersicum L.) as a model crop, a dynamic functional-structural plant model (FSPM) was constructed, parameterized, and evaluated to analyse the effects of temperature on architectural traits, which strongly influence canopy light interception and shoot dry mass. The FSPM predicted the organ growth, organ size, and shoot dry mass over time with high accuracy (>85%). Analyses of this FSPM showed that, in comparison with the reference canopy, shoot dry mass may be affected by leaf angle by as much as 20%, leaf curvature by up to 7%, the leaf length: width ratio by up to 5%, internode length by up to 9%, and curvature ratios and leaf arrangement by up to 6%. Tomato canopies at low temperature had higher canopy density and were more clumped due to higher leaf area and shorter internodes. Interestingly, dry mass production and light interception of the clumped canopy were more sensitive to changes in architectural traits. The complex interactions between architectural traits, canopy light interception, dry mass production, and environmental conditions can be studied by the dynamic FSPM, which may serve as a tool for designing a canopy structure which is 'ideal' in a given environment.

Design of passive methane oxidation biosystems considering their response to the presence of capillary barrier effect

La construction des biosystèmes d’oxydation passive du méthane (BOPM) est une option économique et durable pour réduire les émissions de méthane des sites d’enfouissement de déchets et des effets subséquents du réchauffement climatique. Les BOPM sont constitués de deux couches principales: la couche d'oxydation du méthane (MOL) et la couche de distribution du gaz (GDL). L'oxydation du méthane se produit dans la MOL par les réactions biochimiques des bactéries méthanotrophes, et la GDL est construite sous la MOL pour intercepter et distribuer les émissions fugitives de biogaz à la base de la MOL. Fondamentalement, l'efficacité d'un BOPM est définie en fonction de l'efficacité d'oxydation du méthane dans la MOL. Par conséquent, il est indispensable de fournir des conditions adéquates pour les activités bactériennes des méthanotrophes. En plus des paramètres environnementaux, l'intensité et la distribution du biogaz influencent l'efficacité des BOPM, et ils peuvent rendre le matériau de la MOL - avec une grande capacité d'accueillir les activités bactériennes - inutilisables en termes d'oxydation du méthane sur place. L'effet de barrière capillaire le long de l'interface entre la GDL et la MOL peut provoquer des émissions localisées de méthane, due à la restriction ou la distribution non uniforme de l’écoulement ascendant du biogaz à la base de la MOL. L'objectif principal de cette étude est d'incorporer le comportement hydraulique non saturé des BOPM dans la conception des BOPM, afin d’assurer la facilité et la distribution adéquates de l'écoulement du biogaz à la base de la MOL. Les fonctions de perméabilité à l'air des matériaux utilisés pour construire la MOL des BOPM expérimentaux au site d’enfouissement des déchets de St Nicéphore (Québec, Canada), ainsi que celles d'autres de la littérature technique, ont été étudiés pour évaluer le comportement d'écoulement non saturé du gaz dans les matériaux et pour identifier le seuil de migration sans restriction du gaz. Ce dernier seuil a été introduit en tant que un paramètre de conception avec lequel le critère de conception recommandé ici, c’est à dire la longueur de la migration sans restriction de gaz (LMSG), a été défini. La LMSG est considérée comme la longueur le long de l'interface entre la GDL et la MOL où le biogaz peut migrer à travers la MOL sans restriction. En réalisant des simulations numériques avec SEEP/W, les effets de la pente de l'interface, des paramètres définissant la courbe de rétention d'eau, de la fonction de la conductivité hydraulique du matériau de la MOL sur la valeur de la LMSG (représentant la facilité d'écoulement du biogaz à l'interface) et de la distribution de l'humidité (et par conséquent celle du biogaz) ont été évalués. Selon les résultats des simulations, la conductivité hydraulique saturée et la distribution des tailles de pores du matériau de la MOL sont les paramètres les plus importants sur la distribution de l'humidité le long de l'interface. Ce dernier paramètre influe également sur la valeur du degré de saturation et donc la facilité du biogaz à la base de la MOL. La densité sèche du matériau de MOL est un autre paramètre qui contrôle la facilité d'écoulement ascendant du biogaz. Les limitations principales de la présente étude sont associées au nombre de matériaux de MOL testés et à l'incapacité de SEEP/W de considérer l'évapotranspiration. Toutefois, compte tenu des hypothèses raisonnables dans les simulations et en utilisant les données de la littérature, on a essayé de réduire ces limitations. En utilisant les résultats des expériences et des simulations numériques, des étapes et des considérations de conception pour la sélection du matériau de MOL et de la pente d'interface ont été proposées. En effet,le comportement hydraulique non saturé des matériaux serait intégré dans les nécessités de conception pour un BOPM efficace, de sorte que la capacité maximale possible d'oxydation du méthane du matériau de la MOL soit exploitée.