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Le laboratoire Aria (Applications et Recherches en Informatique pour l’Architecture) a été fondé en 1988 à l’École Nationale Supérieure d’Architecture de Lyon. La thématique centrale de ses recherches et développements interroge les enjeux et usages des modèles et simulations numériques dans les domaines de l’architecture (existante ou à venir), de l’urbanisme et du paysage. Ses actions portent actuellement dans les domaines :
• des processus génératifs et complexes pour l’aide à la décision en architecture et en urbanisme,
• des outils et méthodes pour le processus de conception-fabrication de l’édifice,
• des outils numériques pour la description, l’étude et la valorisation du patrimoine architectural,
• de l’acquisition, la détection, l’analyse de l’environnement naturel et bâti.
Le laboratoire MAP-Aria est l’un des sites de l’Unité Mixte de Recherche 3495 MAP (Modèles et simulations pour l’Architecture, l’urbanisme et le Patrimoine), qui associe le CNRS et le Ministère de la Culture.
Le profil de l’UMR MAP s’est constitué autour du développement et de la mise en œuvre de méthodes et d’outils relevant des nouvelles technologies de l’information et de la communication, dans leurs applications tant aux sciences humaines qu’aux sciences pour l’ingénieur et portant sur l’architecture et le patrimoine. Associant architectes, ingénieurs, historiens, informaticiens et scientifiques de la conservation, cette Unité Mixte de Recherche du Centre National de la Recherche Scientifique et du ministère de la Culture et de la Communication, fédère des équipes au CNRS et au sein des écoles nationales supérieures d’architecture de Lyon, Nancy, Marseille et Paris La Villette. Depuis 2015, elle est liée au Centre Interdisciplinaire de Conservation et Restauration du Patrimoine (CICRP) au travers d’une convention de laboratoire commun (LabCom MAP-CICRP).
En continuité avec les orientations scientifiques identifiées depuis la création de l’UMR, ses équipes concentrent leur efforts de recherche dans deux axes transversaux, le premier portant sur les questions patrimoniales, le second sur la pratique architecturale :
MODÈLES ET MÉTHODES D’ANALYSE DU PATRIMOINE ARCHITECTURAL ET CULTUREL
Au cours de la dernière décennie, les acteurs relevant du monde de la culture et du patrimoine (conservateurs, détenteurs de collection, etc.), de l’enseignement ou de la recherche scientifique ont démontré une capacité grandissante à produire des contenus numériques – depuis de la donnée brute (du relevé aux contributions participatives) jusqu’à des ressources numériques interprétatives (par exemple sous la forme de cartographies ou de restitutions). Mais comment, concrètement, mettre en corrélation ces nouveaux contenus, pour quel service attendu ? comment inscrire ces nouvelles données et ressources dans une logique de production de sens ? Plus de contenus se traduit-t-il nécessairement, comme naturellement, par un gain de compréhension ? Ou, au contraire, la masse nuit-t-elle à notre capacité de synthèse et d’analyse ?
Ces questions se posent dans la phase de production et d’archivage des contenus comme dans la phase d’exploitation, de mise en relation, de sensemaking. Par son positionnement scientifique et institutionnel, par la variété des instrumentations et méthodes mobilisées ces dernières années, enfin par ses partenariats et profils disciplinaires, le MAP peut contribuer à y répondre en partie. En effet, au travers des expériences menées depuis quatre ans (production et exploitation des jeux de données très différents en nature et en quantité, collaborations et échanges pluridisciplinaires) nous avons pu mieux identifier quelques une des frontières méthodologiques et technologiques majeures – inédites ou non – que cette nouvelle donne impose de franchir (caractérisation sémantique, analyse/corrélation de données massives et hétérogènes, mémorisation-transmission des processus d’analyse, collecte et annotation participative, dimension temporelle, qualité, etc.), et à partir desquelles notre programme s’organise en différents volets.
Inscrits au carrefour de tendances qui se font jour largement au sein du paysage contemporain des technologies et des humanités numériques, ces enjeux se traduisent dans le premier axe de recherche de l’UMR, l’étude du rapport entre formes architecturales, modalités de collecte et d’analyse de données, usages et intelligibilité des représentations.
A Relevé, restitution géométrique et caractérisation sémantique d’artefacts patrimoniaux
A1 – Méthodes, techniques et outils pour l’acquisition et l’intégration de données spatiales : instrumentation, effet de masse, et besoins d’analyse
A2 – Caractérisation sémantique et variabilité : de la forme vers sa signature morphologique
A3 – Étude des processus de production et de construction du patrimoine bâti
A4 – Modélisation paramétrique de formes architecturales
B Conservation préventive, conservation curative et restauration du patrimoine culturel.
B1 – Connaissance matérielle des biens culturels par l’usage de moyens d’investigation non destructifs et la fusion de données multi sources – documentation, imagerie scientifique, analyse des matériaux – et leurs représentations
B2 – Interaction entre les biens culturels, leur matérialité et l’environnement où ils sont placés, les paramètres environnementaux pouvant être structurels – climat, localisation, -ou conjoncturels – pollution, éclairage, exposition, gestion, public.
B3 – Développement d’outils de modélisation des mécanismes de dégradations afin d’appréhender l’évolution matérielle du bien culturel dans le temps, confronté à son environnement ou suite à des interventions sur le bien.
C Analyse, structuration et visualisation d’informations et de connaissances
C1 – Intégration, exploitation et visualisation de données et d’informations hétérogènes : les enjeux de la quantité et de la qualité.
C2 – Formalisation et visualisation comparative des processus de production de contenus numériques : l’enjeu de la traçabilité : Comment instrumenter, évaluer, valider et mettre en partage une démarche de formalisation et de mémorisation des processus de production de contenus permettant d’en assurer une réelle utilisation ou réutilisation du point de vue scientifique ?
C3 – Identification, structuration, modélisation des dynamiques de transformation : l’enjeu des données orientées temps.
C4 – Modèles informationnels comme outils d’analyse diachronique, cumulative et comparée.
D Infrastructures et outils transversaux : des enjeux de déploiement
MODÈLES ET ENVIRONNEMENTS NUMÉRIQUES POUR LA CONCEPTION EN ARCHITECTURE
Depuis sa création, le MAP a pour objectif de développer des méthodes et outils en vue d’instrumenter la conception architecturale. Aujourd’hui plus que jamais les acteurs de la conception de l’architecture, de la ville et du territoire sont confrontés à la transition numérique de leur secteur et le MAP a pour ambition de jouer un rôle moteur dans cette transformation notamment à travers les travaux de son Axe 2.
Le programme scientifique de cet axe se présente selon 3 grands thèmes complémentaires. Le premier, « Mutations des pratiques de conception architecturale », a pour visée d’interroger les pratiques et d’expérimenter des dispositifs en vue de produire des méthodes et des outils professionnels et pédagogiques pour accompagner la transition numérique. Le second, « Assistance à la conception en phase amont », a pour objectif le développement d’outils numériques utilisables lors des phases précoces de l’activité de conception architecturale ; là où le rôle de l’architecte est essentiel. Enfin le troisième thème, « Continuum numérique : de la conception à la fabrication » a pour objectif la mise en œuvre de méthodes, le développement et l’usage d’outils permettant une intégration de la modélisation virtuelle et de la fabrication du réel.
A Mutation des pratiques de conception architecturale
A1 – Activités cognitives de la conception et de la perception
A2 – Activités collectives et collaboratives de la conception à la réalisation
A3 – Visualisation et interaction dans les espaces virtuels
A4 – Approches pédagogiques et professionnelles
B Assistance à la conception en phase amont
B1 – Modélisation générative
B2 – Eco-conception générative
B3 – Approche par les ambiances et le confort
C Continuum numérique conception – fabrication
C1 – Modélisation et Réalité Numérique Multi-Echelle (De l’Eco-conception à l’Eco-construction)
C2 – Conception et fabrication instrumentée par la CFAO
C3 – Mécatronique et impact de la fabrication numérique / construction robotisée sur la conception
