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Université de Montréal Assistance de l’enseignement de la conception architectu

Université de Montréal Assistance de l’enseignement de la conception architecturale par la modélisation de savoir-faire des référents par Ivanka Iordanova École d’architecture Faculté de l’aménagement Thèse présentée à la Faculté de l’aménagement en vue de l’obtention du grade de Philosophiæ Doctor (Ph.D.) en aménagement juin 2008 © Ivanka Iordanova, 2008 Université de Montréal Faculté des études supérieures Cette thèse intitulée : Assistance de l’enseignement de la conception architecturale par la modélisation de savoir-faire des référents présentée par : Ivanka Iordanova a été évaluée par un jury composé des personnes suivantes : Président-rapporteur Prof. Jean-Pierre Chupin, Directeur de recherche Prof. Giovanni De Paoli, Membre du jury Prof. Anne-Marie Emond Examinateur externe Prof. Daniel Estevez, Enseignant, École d’architecture de Toulouse Représentant du doyen de la FES Prof. Tiiu Vaikla-Poldma Résumé 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. Mots-clés : enseignement de la conception architecturale, architecture numérique, référents interactifs, conception intégrée, modélisation de savoir-faire architectural iv Abstract Conducted in a period of transition in the representation and communication strategies in architecture, the present research focuses on architectural design teaching and especially on the contributions of digital means to this process. Based on a qualitative methodology, including participative and exploratory approaches, this research evolved around a progression of questions, the first one being “How could architectural design teaching take advantage of digital technologies?” Our objective was to define computer-assisted teaching methods and digital devices that could enrich the students’ design methods. A starting point of the research was a comprehensive literature review of the domain, including in-depth studies of the role of architectural referents in the design learning process, as well as of the integrated design approaches. The findings from these theoretical studies were then confronted with evidence from observations of the students’ design processes when working on a small architectural task. This revealed some discrepancies between the theoretical positions and the teaching practices in the digital architectural studio. The research question was precised in consequence, in order to address them. Specifically, the present research proposes efficient and innovative methods for resolving the discrepancies between theory and teaching practice, based on cognitive aspects of the underlying processes. Focusing on theories of knowledge, learning and design process, we were able to identify some pertinent cognitive strategies for attaining the objectives of this research, namely the necessity for multimodal representation of referents, the importance of representing the process and not only the result, as well as the advantage of motivating the students to work in their ‘zone of proximal development’. As a result of these studies, a complementary design teaching method was defined. It incites the students to perform design explorations based on manipulations of architectural know-how during the conceptual phase of the project. Pedagogic and didactic strategies for the implementation of this method were developed. A prototype of a library of interactive architectural referents (LibReArchI) was created in order to enrich the students’ ‘design space’ and to serve as shared resource between students and tutors. The main results from this research show a positive role of the proposed design teaching method for architectural know-how learning in the digital studio. It was found that this method has the potential to assist some integrated design strategies and to stimulate the generation of ideas. At the theoretical level, we propose a model of one cycle of the conceptual process when performed with digital means. In conclusion, some limitations of the research are mentioned and perspectives for its future development are drawn. Keywords: architectural design teaching, digital architecture, interactive referents, integrated design, architectural know-how modeling Table des matières QUESTION DE DÉPART ..................................................................................................................................... 6 MÉTHODOLOGIE GÉNÉRALE DE LA RECHERCHE .............................................................................................. 8 STRUCTURE DE LA THÈSE .............................................................................................................................. 11 PARTIE I. DE L’ÉTAT DE L’ART DANS LE DOMAINE ................................................................ 14 CHAPITRE 1. DE LA CONCEPTION ARCHITECTURALE, SON ENSEIGNEMENT ET LE ROLE DE L’ORDINATEUR DANS CES PROCESSUS ....................................................................................... 15 1.1 CONCEPTION ARCHITECTURALE ET STRATÉGIES DE CRÉATION ........................................................ 15 1.1.1 Pratique ou science .................................................................................................................... 20 1.1.2 Inspiration et créativité............................................................................................................... 21 1.1.3 Deux paradigmes par rapport à la conception architecturale ................................................... 22 1.2 LES APPROCHES D’ENSEIGNEMENT DE LA CONCEPTION ARCHITECTURALE ...................................... 24 1.2.1 Dans l’histoire ............................................................................................................................ 24 1.2.2 Pédagogie ................................................................................................................................... 26 1.2.3 Didactique .................................................................................................................................. 28 1.3 LES MOYENS INFORMATIQUES EN ARCHITECTURE ........................................................................... 31 1.3.1 Histoire de développement ......................................................................................................... 32 1.3.2 Communication et figuration architecturales ............................................................................. 34 1.3.3 Modèles paramétriques .............................................................................................................. 36 1.4 LES MOYENS NUMÉRIQUES EN ENSEIGNEMENT DE LA CONCEPTION ARCHITECTURALE .................... 39 1.4.1 Architecture virtuelle et architecture numérique ........................................................................ 40 1.4.2 Design collaboratif ..................................................................................................................... 42 1.4.3 Méthodes d’explorations formelles ............................................................................................. 43 1.5 EN CONCLUSION DU CHAPITRE 1 ..................................................................................................... 46 CHAPITRE 2. LE RÔLE DES RÉFÉRENTS : INSPIRATIONS ET SAVOIR-FAIRE ........................ 48 2.1 LA QUÊTE AUX HEURISTIQUES : LE RÔLE DES MÉTAPHORES ............................................................. 48 2.1.1 L’analogie ................................................................................................................................... 49 2.1.2 La métaphore .............................................................................................................................. 50 2.1.3 Métaphore iconique, discursive ou structurelle .......................................................................... 51 2.1.4 Intra-domaine ou inter-domaine ................................................................................................. 52 2.1.5 Bons à penser ............................................................................................................................. 53 2.1.6 Applications informatiques ......................................................................................................... 53 2.1.7 Conclusion .................................................................................................................................. 54 2.2 LA RECHERCHE DU SAVOIR-FAIRE IMPLICITE : LE RÔLE DES PRÉCÉDENTS ....................................... 55 2.2.1 Les précédents comme porteurs de savoir-faire ......................................................................... 57 2.2.2 Les référents en atelier d’architecture ........................................................................................ 58 2.2.3 Intra-domaine et inter-domaine .................................................................................................. 59 2.2.4 Transfert du précédent à la nouvelle œuvre ............................................................................... 59 2.2.5 Objets-type .................................................................................................................................. 63 2.2.6 Applications informatiques ......................................................................................................... 63 2.2.7 En enseignement de la conception architecturale ...................................................................... 65 2.3 EN CONCLUSION .............................................................................................................................. 66 vi CHAPITRE 3. ABORDER LA COMPLEXITÉ : L’APPROCHE INTÉGRÉE ET LE PROCESSUS 68 3.1 CONCEPTION ARCHITECTURALE INTÉGRÉE ...................................................................................... 68 3.1.1 La conception intégrée: réponse à la complexité de la réalité ................................................... 69 3.1.2 Les moyens numériques pouvant assister ou augmenter ce processus ....................................... 71 3.1.3 L’enseignement de la conception intégrée : aspects collaboratifs et autres ............................... 72 3.2 ENTRE PROCESSUS ET RÉSULTAT EN ATELIER D’ARCHITECTURE ...................................................... 73 3.2.1 L’enseignement du processus de la conception architecturale ................................................... 73 3.2.2 Actions ou évolutions qui génèrent un objet d’architecture ....................................................... 75 3.3 EN CONCLUSION ............................................................................................................................... 76 DISCORDANCES RELEVÉES EN CONCLUSION DE LA PARTIE-I ......................................................................... 77 QUESTION DE DÉPART : PRÉCISION-1 ............................................................................................................ 81 MÉTHODOLOGIE DE LA RECHERCHE : PRÉCISION DE L’APPROCHE QUALITATIVE ........................................... 82 PARTIE II. OBSERVATIONS EN ATELIER D’ARCHITECTURE : RECHERCHE EXPLORATOIRE 92 CHAPITRE 4. MÉTHODE DE LA RECHERCHE EXPLORATOIRE EN ATELIER ......................... 94 4.1 SCHÉMA DES OBSERVATIONS TRIMESTRIELLES ................................................................................ 94 4.1.1 Observations longitudinales ....................................................................................................... 96 4.1.2 Schéma des observations ponctuelles ......................................................................................... 99 4.2 MÉTHODE DES OBSERVATIONS PONCTUELLES ............................................................................... 101 4.3 DONNEES ....................................................................................................................................... 106 4.3.1 Analyse ou interprétation des données ..................................................................................... 107 4.3.2 Traitement des données ............................................................................................................ 108 4.3.3 Codage des données ................................................................................................................. 112 4.4 REPRÉSENTATION DES RÉSULTATS ET INTERPRÉTATION ................................................................ 117 CHAPITRE 5. ÉTUDE EXPLORATOIRE EN ATELIER : OBSERVATION-1 .................................. 118 5.1 APPROCHE PÉDAGOGIQUE DANS L’ATELIER OBSERVÉ .................................................................... 119 5.2 OBJECTIFS DE L’OBSERVATION EN ATELIER ................................................................................... 119 5.3 PROTOCOLE DE L’OBSERVATION .................................................................................................... 120 5.4 DONNÉES ....................................................................................................................................... 120 uploads/Ingenierie_Lourd/ conception-architecturale-best.pdf