Sciences et techniques pour l'architecture : Phénomènes physiques, méthodes et outils d'évaluation

OBJECTIF
Les objectifs de ce cours sont multiples :
• Sensibiliser les étudiants à la notion de confort thermo-aéraulique, questionner notre propre relation au confort thermo-aéraulique
• expliciter les facteurs d’ambiance, notamment thermique, nécessaires à la compréhension du comportement des bâtiments en réponse à des sollicitations climatiques diverses. Dispenser les savoirs théoriques permettant la compréhension des phénomènes physiques mis en jeu.
• Apprendre à maitriser des outils d’évaluation simplifiés permettant de valider ou invalider des intentions urbaines et architecturales en phase de conception
• Montrer la nécessité de requestionner les ambiances thermo-aéraulique au regard des usages.
• Requestionner le processus de conception à travers le filtre des ambiances (ensoleillement, thermique, aéraulique, éclairement).

CONTENU
Sont enseignées les bases théoriques et physiques permettant de bien comprendre les phénomènes mis en jeu et le comportement thermo-aéraulique des bâtiments.
Une large partie du cours sera également consacrée à l’influence des choix des modes constructifs sur les conditions de confort, notamment l’été. Il s’agira, par ailleurs, de mettre en relation les choix architecturaux, formes, expositions, matériaux avec les ambiances résultantes dans les différents espaces projetés, puis d’évaluer leurs incidences sur la consommation énergétique du bâtiment.
Les cours théoriques sont accompagnés de TD qui ont pour objectif de revisiter le processus de conception à travers le projet (réalisé par les étudiants dans le cadre de l’UEP « Matière et contexte » (H. Potin) au semestre précédent (S3) à partir des questions d’ambiances qui se posent aux différents stades d’avancement du projet.

VALIDATION
Deux modes d’évaluation :
• Réalisation d’un dossier de synthèse du travail de « revisite » du processus de conception à travers le filtre des ambiances, dossier intégrant l’ensemble des questionnements et des éléments d’évaluation des ambiances réalisés aux différents stades du projet et nécessaires pour une meilleure intégration des questions d’ambiances dans le processus de conception.
• Examen

OBJECTIF
Cet enseignement traite de la maîtrise des facteurs physiques d’ambiance et plus particulièrement de la nature des mouvements solaires révélant le potentiel d’ensoleillement et les ressources solaires énergétiques d’un site ou d’un espace construit. Les données solaires fixent un certain nombre de contraintes et d’attitudes à adopter pour intégrer cette dimension climatique dans les projets. Au-delà, ces connaissances théoriques facilitent l’utilisation de techniques simples de contrôle et d’évaluation de l’ensoleillement des différentes composantes du bâtiment.
Pour évaluer les apports solaires, un certain nombre de techniques diverses, allant de la construction d’épures manuelles, à l’utilisation de diagrammes et d’outils informatiques, seront présentées. L’enseignement pratique visera à utiliser ces outils pour construire et analyser des tracés d’ombre, pour définir des durées d’ensoleillement, puis pour évaluer l’influence des masques lointains et des dispositifs de protection sur les apports énergétiques.

CONTENU
Principes géométriques permettant de déterminer les trajectoires apparentes du soleil
> principes de construction des diagrammes solaires et leurs utilisations dans la conception du projet
> étude des techniques manuelles permettant de définir les espaces ombrés ou ensoleillés.
> étude de l’influence de l’orientation des façades et de l’environnement sur l’ensoleillement des parois et sur la pénétration du rayonnement solaire à l’intérieur des bâtiments.

VALIDATION
Deux modes d’évaluation :
• Réalisation d’un dossier de synthèse du travail de « revisite » du processus de conception à travers le filtre des ambiances, dossier intégrant l’ensemble des questionnements et des éléments d’évaluation des ambiances réalisés aux différents stades du projet et nécessaires pour une meilleure intégration des questions d’ambiances dans le processus de conception.
• Examen

OBJECTIF
Ce cours développe la compréhension des phénomènes lumineux dans l’architecture avec pour objectif de connaître et de manipuler les grandeurs photométriques, les stratégies de lumière naturelle pour le bâtiment, savoir analyser les dispositifs de lumière naturelle et de connaître les critères du confort visuel des usagers.

CONTENU
Lumière naturelle : caractéristiques physiques, grandeurs photométriques, sources de lumière naturelle, outils de conception, stratégies d’éclairement, ambiances lumineuses, typologies de bâtiment, perception visuelle, confort visuel, comportement de l’usager.
Lumière artificielle : historique, sources lumineuses.
Les cours magistraux sont complétés par des travaux dirigés par l’analyse d’un savoir-faire – conception de la lumière naturelle « à la manière de …» – ou l’analyse d’un bâtiment avec relevé in-situ d’une ambiance lumineuse.

VALIDATION
Deux modes d’évaluation :
• Réalisation d’un dossier de synthèse du travail de « revisite » du processus de conception à travers le filtre des ambiances, dossier intégrant l’ensemble des questionnements et des éléments d’évaluation des ambiances réalisés aux différents stades du projet et nécessaires pour une meilleure intégration des questions d’ambiances dans le processus de conception.
• Examen

OBJECTIF
Ce cours développe la compréhension des
phénomènes acoustiques et la manipulation des
grandeurs physiques associées. Il introduit les
notions de base dans le domaine de l’audition et
en acoustique architecturale. Les travaux dirigés
reposent sur des exercices de mise en pratique
des grandeurs et des relations qui décrivent les
phénomènes sonores. Des mesures de durée de
réverbération sont également prévues dans le
cadre d’une séance de travail dirigé.

CONTENU
nature du son / grandeurs acoustiques / propagation dans l’air / l’oreille et la perception
/ propagation en un espace clos / isolation
acoustique / l’acoustique des salles

VALIDATION
Épreuve sur table sur la base des exercices et des questions abordées en séances de travaux dirigés.

OBJECTIF
Il s’agit de fournir aux étudiants les
connaissances leurs permettant d’analyser les
techniques de modélisation. Cette analyse se fait par
l’expérimentation de différents logiciels « métiers »
de modélisation de données architecturales.
Plusieurs outils spécifiques à l’architecture
seront abordés afin de développer une capacité
d’interprétation et d’appropriation des modes de
conceptions. Entamer une réflexion sur l’utilisation
et la méthodologie de l’informatique pendant la
phase de conception.
Comparaisons d’approches méthodologiques

CONTENU
Laisser l’étudiant libre de dessiner, tracer,
manipuler dans l’espace.
Méthodologies de modélisations informatiques.
Notion de modèles, BIM (Building Information
model). Modélisations volumiques, surfaciques,
maillage. Textures et matériaux. Images 2 D.
L’apprentissage du dessin numérique s’accompagne
d’une réflexion sur la lumière naturelle, les
matériaux traités en texture et l’intégration dans le
site. Volumes / espace, ombres / lumières, matières
/textures.
Les bases de modélisation enseignées dans ce
cours servent également aux cours de géométrie de
modélisation d’imagerie de synthèse et d’ambiance
proposés dans le cursus.

VALIDATION
Contrôle continu avec dossier en ligne