Assistance de l’enseignement de la conception architecturale par la modélisation de savoir-faire des référents

Dans une époque de changements des moyens de représentation et communication en architecture, cette recherche porte sur l’enseignement de la conception architecturale et plus spécifiquement sur l’apport que l’informatique pourrait avoir dans ce processus. En nous basant sur une méthodologie qualitative, exploratoire et participative, nous y procédons par enchainement de questions, celle de départ étant la suivante: Comment l’enseignement de la conception architecturale pourrait tirer avantage des moyens numériques? Notre objectif est de proposer des méthodes et des outils d’apprentissage aux étudiants en architecture pour enrichir leurs démarches de conception grâce à l’ordinateur. Après une revue de la littérature dans le domaine, et un approfondissement de l’étude sur le rôle des référents architecturaux et sur la conception intégrée, nous avons procédé à une observation exploratoire du travail des étudiants en atelier d’architecture. Ces premières étapes de la recherche ont permis de dégager des discordances entre les positions théoriques et la pratique en l’atelier, pour concrétiser ultérieurement la question de recherche. Dans le but de discerner des méthodes efficaces et innovatrices pour répondre aux discordances identifiées, nous avons engagé une étude de la littérature sur les théories cognitives par rapport aux connaissances, l’apprentissage et la conception. Certaines stratégies ont pu être définies, notamment la nécessité de représentation multimodale des référents architecturaux, l’importance de représenter le processus et non seulement le résultat, ainsi que l’avantage d’inciter les étudiants à travailler dans leur ‘zone proximale’ de développement. Suite à ces recherches, une méthode d’enseignement complémentaire a été définie. Elle propose aux étudiants des explorations de l’objet en conception basées sur la manipulation des savoir-faire architecturaux. Cette méthode a été opérationnalisée d’un point de vue pédagogique ainsi que didactique et mise à l’épreuve auprès des étudiants en atelier. Un prototype de librairie de référents architecturaux interactifs (LibReArchI) a été créé dans ce but. Elle a été conçue en tant qu’environnement de conception et espace de partage de savoir-faire entre étudiants et enseignants. Les principaux résultats de cette recherche démontrent le rôle positif de la méthode proposée pour le transfert des savoir-faire architecturaux lors de l’apprentissage en atelier. Son potentiel d’assister la conception intégrée et de stimuler l’émergence d’idées a été constaté. Au niveau théorique, un modèle d’un cycle du processus de design avec le numérique a été esquissé. En conclusion, des avenues de développements futurs de cette recherche sont proposées.

Développement logiciel par transformation de modèles

La recherche en génie logiciel a depuis longtemps tenté de mieux comprendre le processus de développement logiciel, minimalement, pour en reproduire les bonnes pratiques, et idéalement, pour pouvoir le mécaniser. On peut identifier deux approches majeures pour caractériser le processus. La première approche, dite transformationnelle, perçoit le processus comme une séquence de transformations préservant certaines propriétés des données à l’entrée. Cette idée a été récemment reprise par l’architecture dirigée par les modèles de l’OMG. La deuxième approche consiste à répertorier et à codifier des solutions éprouvées à des problèmes récurrents. Les recherches sur les styles architecturaux, les patrons de conception, ou les cadres d’applications s’inscrivent dans cette approche. Notre travail de recherche reconnaît la complémentarité des deux approches, notamment pour l’étape de conception: dans le cadre du développement dirigé par les modèles, nous percevons l’étape de conception comme l’application de patrons de solutions aux modèles reçus en entrée. Il est coutume de définir l’étape de conception en termes de conception architecturale, et conception détaillée. La conception architecturale se préoccupe d’organiser un logiciel en composants répondant à un ensemble d’exigences non-fonctionnelles, alors que la conception détaillée se préoccupe, en quelque sorte, du contenu de ces composants. La conception architecturale s’appuie sur des styles architecturaux qui sont des principes d’organisation permettant d’optimiser certaines qualités, alors que la conception détaillée s’appuie sur des patrons de conception pour attribuer les responsabilités aux classes. Les styles architecturaux et les patrons de conception sont des artefacts qui codifient des solutions éprouvées à des problèmes récurrents de conception. Alors que ces artefacts sont bien documentés, la décision de les appliquer reste essentiellement manuelle. De plus, les outils proposés n’offrent pas un support adéquat pour les appliquer à des modèles existants. Dans cette thèse, nous nous attaquons à la conception détaillée, et plus particulièrement, à la transformation de modèles par application de patrons de conception, en partie parce que les patrons de conception sont moins complexes, et en partie parce que l’implémentation des styles architecturaux passe souvent par les patrons de conception. Ainsi, nous proposons une approche pour représenter et appliquer les patrons de conception. Notre approche se base sur la représentation explicite des problèmes résolus par ces patrons. En effet, la représentation explicite du problème résolu par un patron permet : (1) de mieux comprendre le patron, (2) de reconnaître l’opportunité d’appliquer le patron en détectant une instance de la représentation du problème dans les modèles du système considéré, et (3) d’automatiser l’application du patron en la représentant, de façon déclarative, par une transformation d’une instance du problème en une instance de la solution. Pour vérifier et valider notre approche, nous l’avons utilisée pour représenter et appliquer différents patrons de conception et nous avons effectué des tests pratiques sur des modèles générés à partir de logiciels libres.

Tensions tectoniques du projet d'architecture : études comparatives de concours canadiens et brésiliens (1967-2005)

Cette thèse entend contribuer à la compréhension du processus de conception architecturale par le biais du concept de tectonique, notion dont l’historicité confirme une certaine diversité de significations, mais qui suscite une réflexion fondamentale sur le rapport entre l’esthétique architecturale et les moyens constructifs. La connaissance technique de la construction, constituée principalement au 18ème siècle, permettra une nouvelle réflexion sur le rapport entre l’esthétique architecturale et les moyens constructifs. Au 19ème siècle, moment de l’apparition du concept de « tectonique » dans le contexte du débat sur la notion de style, l’indéniable contribution de l’architecte et théoricien Gottfried Semper reconnaît la complexité matérielle de l’édifice. La reprise du terme au 20ème siècle par l’historien et théoricien Kenneth Frampton va quant à elle déplacer le sens de la tectonique vers l’idée d’un « potentiel d’expression constructive ». Ces deux auteurs représentent deux grandes approches tectoniques convergeant sur la nécessité, pour toute théorie de l’architecture, d’encourager une réflexion critique de la construction. Cette thèse se développe en deux parties, l’une retraçant l’histoire et les enjeux de la tectonique, l’autre, de nature plus concrète, cherchant à tester l’actualité du concept à travers une série d’analyses tectoniques de projets modernes et contemporains. À la croisée de deux contextes géographiques différents, le Canada et le Brésil, le corpus de projets de concours que nous avons constitué considère la tectonique comme un phénomène transculturel. Nous formulons l’hypothèse d’une « tectonique du projet », c’est-à-dire d’un espace théorique dans lequel les questions relatives au bâtiment s’élaborent dans des « tensions » dialectiques. L’actualité des catégories semperiennes, dans lesquelles les différents « éléments » du bâtiment représentent différentes techniques de construction, est revisitée à partir de l’étude des projets de Patkau Architects (1986) et de MMBB Arquitetos (1990). Une tension entre les expressions symbolique et formelle issues du matériau brut est plus explicite dans l’étude des projets de Ramoisy Tremblay architectes (2002) et de Brasil Arquitetura (2005). La théorie de la transformation de matériau (Stoffwechseltheorie) de Semper est réexaminée parallèlement dans les projets d’Arthur Erickson et Geoffrey Massey (1967) et de Paulo Mendes da Rocha (1969). Dans l’ensemble de tensions tectoniques présentes tout au long de la conception, nous avons retenu plus particulièrement : le contact avec le sol, la recherche d’une homogénéité constructive, ou son opposé, la recherche d’une variété matérielle et, finalement la tension entre la dimension représentationnelle et la dimension technique de l’architecture. La modélisation du concept de tectonique, par un ensemble de tensions auxquelles les concepteurs doivent s’adresser en phase de projet, confirme que des questions en apparence simplement « techniques » concernent en fait tout autant le génie de l’invention que la connaissance historique des idées architecturales.

Approche hybride : une approche pour une meilleure intégration des outils CAAD dans le développement du processus architecturale du projet

Avec l’usage élargi de la CAAO, ces outils ont été largement utilisés dans le processus de conception architecturale. En dépit des fonctionnalités avancées offertes par les systèmes de CAAO, l'utilisation de la CAAO est principalement concentrée dans les étapes de production, comme un support graphique pour le dessin, la modélisation, le rendu et la simulation. Par conséquent, il est raisonnable de considérer que la situation actuelle relative à l’usage de la CAAO dans la profession d'architecte appelle à de nouvelles améliorations. En d'autres termes, nous devons trouver un moyen de mieux intégrer la technologie et les outils de CAAO dans le processus de conception architecturale, qui est notre question de recherche. Nous avons besoin de savoir comment la CAAO pourrait être utilisée pour améliorer la capacité de conception de l'architecte. Il ressort des discussions et des recherches menées pour cette étude que nous voulons un soutien de la technologie pour nous aider à mieux concevoir et non pas que la technologie conçoive à notre place. Nous aimerions avoir un système de CAAO qui pourrait nous servir d’assistant à la conception. En étudiant la situation de l'intégration des outils de CAAO dans les pratiques actuelles de conception des architectes et en examinant les approches utilisées dans les premières tentatives de développement d’un outil de CAAO intégré au processus de conception, on peut conclure que l'approche exploratoire et heuristique serait une meilleure approche qui pourrait être adaptée pour développer un système CAAO en soutien au travail de l’architecte. De plus, une étude plus approfondie a démontré que les deux sous- approches des approches exploratoires et heuristiques (approches basées sur les cas et les contraintes), sont applicables, mais aucune d'elles n'est suffisante. Par conséquent, l’approche hybride qui prend en compte les avantages de chacune des deux sous- approches précitées serait la plus applicable. Elle nous permettrait de développer un outil CAAD qui pourrait vraiment être intégré dans le processus de conception architecturale. Cette conclusion a été vérifiée par une étude complémentaire basée sur des entrevues.

Les navires vikings : conception géométrique et architecture traditionnelle au Moyen Âge scandinave.

Selon l’image reçue des Vikings, ce peuple incarne l'esprit d’une immense solidarité primitive ayant su résister rudement au joug du christianisme et à la domination du Latin en Europe occidentale. Cette image n’est pas sans ses contradictions et, s’il est vrai que l’écriture était encore inconnue en Scandinavie durant les premiers siècles de l’expansion viking, on sait maintenant que le commerce et la colonisation, autant que les célèbres raids, motivèrent l’irruption des peuples scandinaves sur la scène médiévale. Quant aux navires de ces marchands, colonisateurs, pêcheurs et guerriers, ils apparaissent, un peu à l’image des Vikings eux-mêmes, sur le grand tableau de l’histoire nautique sous l’enseigne d’une originalité et d’une technicité sans parallèle. Comment les Vikings construisaient-ils leurs navires, en leur donnant une symétrie, un équilibre et une finesse si achevés? Les premiers ethnologues qui se sont intéressés à cette question ont privilégié les idées issues d'une tradition acquise par des générations de constructeurs, et d'astuces simples pour équilibrer tribord et bâbord. Puis, ils se sont rapidement tournés vers les techniques inhérentes à la construction à clin : utilisation de planches fendues et non sciées et de rivets abondants témoignant d’une sidérurgie acquise depuis peu. Le problème que présentent ces navires, est que leur construction artisanale demeure conforme à l’image reçue des Vikings, mais que leur conception architecturale, réalisée selon des connaissances théoriques très exactes, brise la notion d’une Scandinavie médiévale illettrée et coupée des grands centres du savoir. Ce travail s’intéresse précisément à la conception architecturale des navires scandinaves du VIIIe au XIe siècle pour montrer comment ils s’insèrent dans un haut savoir européen dès leur apparition. Il explore ensuite les liens qui unissent ce savoir théorique aux aspects véritablement originaux des navires vikings, en l’occurrence leur construction à clin et leur homogénéité sur une grande région à travers plus de cinq siècles. Au terme de cette recherche, l'analyse réalisée sur le maître-couple de trois épaves vikings, une épave antique et une épave scandinave pré-viking, a permis de mettre en évidence plusieurs indices de l'utilisation du système de conception géométrique apparaissant pour la première fois dans les traités d'architecture navale de la Renaissance, et ce, sur chacune de ces épaves. Les résultats obtenus démontrent qu'il est possible d'employer un système transversal de conception pour des navires vraisemblablement construits bordé premier et assemblés à clin.

Soft-bit and numerical precision requirements on multiband full-rate ultra-wideband (UWB) receivers

This paper discusses the architectural design, implementation and associated simulated peformance results of a possible receiver solution fir a multiband Ultra-Wideband (UWB) receiver. The paper concentrates on the tradeoff between the soft-bit width and numerical precision requirements for the receiver versus performance. The required numerical precision results obtained in this paper can be used by baseband designers of cost effective UWB systems using Systein-on-Chip (SoC), FPGA and ASIC technology solutions biased toward the competitive consumer electronics market(1).

Trust-By-Contract: Modelling, Analysing and Predicting Behaviour in Software Architectures

Architecture description languages (ADLs) are used to specify high-level, compositional views of a software application. ADL research focuses on software composed of prefabricated parts, so-called software components. ADLs usually come equipped with rigorous state-transition style semantics, facilitating verification and analysis of specifications. Consequently, ADLs are well suited to configuring distributed and event-based systems. However, additional expressive power is required for the description of enterprise software architectures – in particular, those built upon newer middleware, such as implementations of Java’s EJB specification, or Microsoft’s COM+/.NET. The enterprise requires distributed software solutions that are scalable, business-oriented and mission-critical. We can make progress toward attaining these qualities at various stages of the software development process. In particular, progress at the architectural level can be leveraged through use of an ADL that incorporates trust and dependability analysis. Also, current industry approaches to enterprise development do not address several important architectural design issues. The TrustME ADL is designed to meet these requirements, through combining approaches to software architecture specification with rigorous design-by-contract ideas. In this paper, we focus on several aspects of TrustME that facilitate specification and analysis of middleware-based architectures for trusted enterprise computing systems.

Liberar ou não liberar, eis a questão: estudo de caso de ensino em administração pública

O presente Estudo de Caso trata da realização de obra no mercado de uma Prefeitura e a liberação do processo administrativo para realização de procedimento licitatório. Apresenta o conflito existente entre o Secretário de Obras e o Subsecretário de Planejamento e Orçamento na condução das determinações do chefe do poder executivo. O Prefeito Municipal recém-eleito decidiu iniciar reforma com expansão do mercado popular no município de Três Barras. Com esta finalidade, solicitou ao Secretário de Obras o projeto arquitetônico com previsão inicial de custos para que se iniciasse o processo licitatório de imediato, de modo a não atrasar a inauguração do novo mercado prevista para o primeiro ano de mandato. O subsecretário de planejamento e orçamento precisa tomar a decisão de liberar ou não o processo já que há a necessidade de atendimento dos requisitos técnicos e legais que considerava necessários. O presente caso pode ser trabalho dentro do seguinte tema: Gestão do Planejamento e Orçamentária.

Recomendações para o desenvolvimento de uma ferramenta de suporte às primeiras decisões projetuais visando ao desempenho energético de edificações de escritório em clima quente

PEDRINI, Aldomar; SZOKOLAY, Steven. Recomendações para o desenvolvimento de uma ferramenta de suporte às primeiras decisões projetuais visando ao desempenho energético de edificações de escritório em clima quente. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 5, n. 1, p.39-54, jan./mar. 2005. Trimestral. Disponível em: . Acesso em: 04 out. 2010.

O projeto de arquitetura de espaços temporários com o uso de sistema construtivo remontável: um estudo exploratório

The purpose of this research is to study the portable or reassemblable architectures, which, different from conventional architecture (whose designs are of permanent buildings), corresponds to the designing of spaces with temporary purposes. The focus of the study is the architectural design of spaces that are produced from building systems that can to be moved to different places (process of assembly / disassembly / reassembly) in order to identify the types of spaces generated and the processes used in their design / projecting. The aim is to investigate relationships between the initial project conceived based on a Reassemblable Construction System (RCS) and its application in the architectural design of professionals and students in order to contribute to the understanding of the specificities of this type of design activity. To this end it was developed the exploratory research based on multimedia methods, which includes: documentary analysis, technical visits, interviews, surveys, academic exercise and documentation by images. Although the study is not conclusive, the results indicate significant differences between the point of view of the RCS´s designers and its users (architects and architecture students) since the users demonstrated to have some difficulty to access the features provided for the first group, in particular the students. It is also demonstrated that the use of RCSs seems to change the appreciation / hierarchization of the conditions of project design, since, unlike what happens in traditional architectural design, the designers who use them seem to be more concerned with constructive issues, especially the structural elements (support and covering), instead of functionality, aesthetics and even physical characteristics of the site

A influência de decisões arquitetônicas na eficiência energética do Campus vol. 1/UFRN

Building design is an effective way to achieve HVAC energy consumption reduction. However, this potentiality is often neglected by architects due to the lack of references to support design decisions. This works intends to propose architectural design guidelines for energy efficiency and thermal performance of Campus/UFRN buildings. These guidelines are based on computer simulations results using the software DesignBuilder. The definition of simulation models has begun with envelope variables, partially done after a field study of thirteen buildings at UFRN/Campus. This field study indicated some basic envelope patterns that were applied in simulation models. Occupation variables were identified with temperature and energy consumption monitoring procedures and a verification of illumination and equipment power, both developed at the Campus/UFRN administration building. Three simulation models were proposed according to different design phases and decisions. The first model represents early design decisions, simulating the combination of different types of geometry with three levels of envelope thermal performance. The second model, still as a part of early design phase, analyses thermal changes between circulation halls lateral and central and office rooms, as well as the heat fluxes and monthly temperatures in each circulation hall. The third model analyses the influence of middle-design and detail design decisions on energy consumption and thermal performance. In this model, different solutions of roofs, shading devices, walls and external colors were simulated. The results of all simulation models suggest a high influence of thermal loads due to the incidence of solar radiation on windows and surfaces, which highlights the importance of window shading devices, office room orientation and absorptance of roof and walls surfaces

Permanências e perspectivas no ensino de projeto de arquitetura no Brasil: uma análise a partir da produção científica dos Seminários UFRGS (1985) e Projetar (2003-2011)

O objeto de estudo desta tese é o ensino de projeto de arquitetura no contexto acadêmico brasileiro. O trabalho procura analisar esse objeto nos aspectos relativos ao ensinar a fazer e ao aprender a fazer , por meio de uma perspectiva epistemológica e cognitiva, a partir da produção científica dos Seminários UFRGS (1985) e Projetar (2003-2011) sob o olhar de três estados constitutivos: conservação, permanência e transformação. A metodologia de investigação é qualitativa e seus pressupostos são investigad os por meio do método hipotético-dedutivo em busca de um conhecimento aproximativo. Dentro do universo pesquisado, as hipóteses conduzem: primeiro, à investigação e caracterização de estruturas que se conservam; segundo, à investigação e levantamento de valores e conceitos que permanecem adequados por sua capacidade de adaptação às mudanças e paradigmas; e, terceiro, por procurarem destacar práticas pedagógicas que indicam novos caminhos na maneira de agir e de se pensar o ensino de projeto de arquitetura. A pesquisa demonstrou que, embora em menores proporções, ainda se conservam ações e posturas pedagógicas que: valorizam os ideais funcionalistas e racionalistas da arquitetura; adotam posturas deterministas, caminhos prescritivos ou intuitivos no ensino da concepção arquitetural; não apresentam clareza metodológica na abordagem da problemática arquitetônica; os contextos urbanos são pouco explorados na experimentação; utilizam um sistema de concepção baseado em princípios estéticos canônicos e universais, sem problematizar as causas da transformação da arquitetura contemporânea e qual o seu papel numa sociedade complexa e diversificada. Com relação às novas perspectivas encontradas, a análise da produção científica demonstrou que a prática pedagógica do ensino de projeto de arquitetura no Brasil passa por transformações críticas valiosas. Essa constatação foi percebida, por meio, também, de reflexões e de práticas pedagógicas que valorizam a integração de conteúdos; que possuem um discurso crítico e conciliador com relação à necessidade de renovação de práticas, paradigmas, meios e conteúdos; que estão abertas às posturas cooperativas e às estratégias para a constituição de um corpo teórico-prático para o ensino do projeto que não se limite ao campo da arquitetura; que reconhecem a importância das novas tecnologias computacionais na concepção projetual e no ensino do projeto, assim como, as tecnologias e estratégias que atualizam as soluções projetuais no uso adequado dos recursos ambientais; que consideram o espaço acadêmico como um lugar propício para as experiências projetuais e pedagógicas; que manifestam um esforço em considerar a participação do usuário, assim como em realizar um processo de apreensão de contextos complexos como objeto de estudo, adotando uma postura de valorização do processo projetual. O trabalho conclui que a educação do arquiteto deve estar atenta aos aspectos relativos à inclusão da realidade sociocultural e ambiental como referência para o fazer arquitetural em detrimento da primazia dada à racionalidade técnica, uma vez que essa realidade permite a mediação, entre o ser e o mundo , como uma estratégia que supera qualquer antecipação programática e viabiliza a transformação e a construção do próprio ser e do mundo . Assim, se o aprender fazendo é necessário para a formação do arquiteto, que esse fazer seja refletido e retroalimente a prática

Sobre projetos, palavras e imagens: relacionando textos e desenhos nos trabalhos finais de graduação em arquitetura e urbanismo

This research continues the current debate about the role of the images and the words in the architectural design persuasion, where we emphasize the increasing valuation of written documents (FORTY, 2004; MARKUS; CAMERON, 2002), the seduction for the graphical representation (DURAND, 2003) and the rhetorical effects of the graphical and textual resources (TOSTRUP, 1999). Based on these quarrels, we look for verify in the graduate final projects the relation between the design texts and images. From the PROJEDATA, database of the PROJETAR research group (UFRN), we selected the final projects of two brazilians universities, UFRN and USP, that in a first analysis, they had shown as ideal types of two distinct design presentation models, respectively: texts and drawings in separated documents, or combined in an only support. Based on Markus explanation about the function and the content of the texts, on the Durand perspective with regard to graphical representation uses and on Tostrup point of view concerning the rhetorical potential of texts and drawings, we analyze, in a set of 25 projects, how the students relate the textual and imagetical speeches. For this, we related the focus of each speech, in order to verify the possible coherence between both. We conclude that in the model of USP final project the coherence between the texts and the drawings is clearer than in the model adopted in UFRN

Por uma moradia termicamente confortável: proposta de habitação de interesse social com ênfase no conforto térmico

This research covers the topic of social housing and its relation to thermal comfort, so applied to an architectural and urban intervention in land situated in central urban area of Macaíba/RN, Brazil. Reflecting on the role of design and use of alternative building materials in the search for better performance is one of its main goals. The hypothesis is that by changing design parameters and choice of materials, it is possible to achieve better thermal performance results. Thus, we performed computer simulations of thermal performance and natural ventilation using computational fluid dynamics or CFD (Computational Fluid Dynamics). The presentation of the thermal simulation followed the methodology proposed in the dissertation Negreiros (2010), which aims to find the percentage of the amount of hours of comfort obtained throughout the year, while data analysis was made of natural ventilation from images generated by the images extracted from the CFD. From model building designed, was fitted an analytical framework that results in a comparison between three different proposals for dwellings housing model, which is evaluated the question of the thermal performance of buildings, and also deals with the spatial variables design, construction materials and costs. It is concluded that the final report confirmed the general hypotheses set at the start of the study, it was possible to quantify the results and identify the importance of design and construction materials are equivalent, and that, if combined, lead to gains in thermal performance potential.