Diss.--Freiburg i. Breisgau--Albert-Ludwigs-Univ., 1987. / Bibliogr. p. 246-255. Index.

Diss.--Berlin--Freie Univ., 1993. / Bibliogr. p. 326-343.

Texte remanié de: Dissertation--Münster, 2003. / Bibliogr. p. 321-345.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2011-2012 / Ce projet de recherche porte sur l'effet des variations typologiques des bâtiments scolaires sur leur performance lumineuse, thermique et énergétique. Dans les études sur les bâtiments scolaires, de nombreux auteurs ont présenté la récurrence des modèles ou patrons de dessin. Toutefois, leurs études n'ont pas exploré l'interaction entre «thermique - lumière naturelle - performance énergétique ». La stratégie méthodologique consiste à modéliser différentes configurations de salles de classe et de bâtiments, en évaluant leur performance énergétique et environnementale à l'aide du logiciel IES-Virtual Environment. Le but est d'analyser le potentiel passif offert par différentes typologies dans deux contextes climatiques : froid et tempéré. Les résultats obtenus permettent confirmer l'impact direct de la forme du bâtiment, la composition de son enveloppe et son mode de contrôle de l'environnement sur la performance énergétique et environnementale. Ainsi, ils confirment l'idée posée par Hawkes (1996) mettant en doute la compacité de la forme comme la solution optimale pour la conservation de l'énergie.

354471\u La majorité des écoles primaires au Québec ont plus de 50 ans, construites pour la majorité entre les années1948 et 1966. Malgré cette apparente unité dans le temps de production, les écoles présentent une variété de modèles; les agrandissements et transformations ont été motivés par de nombreux facteurs sociaux et politiques. L’origine de l’évolution du cadre bâti des écoles au Québec est peu documentée et rarement étudiée; cela découle, entre autres, de la décentralisation administrative qui favorise une gestion locale de l’éducation. Les caractéristiques architecturales des bâtiments scolaires, et leur influence sur leur utilisation n’ont pas été soumises à une analyse globale. Dans ce contexte, ce mémoire s’inscrit comme la première étape vers un portrait provincial des enjeux architecturaux qui touchent les écoles primaires du Québec. Le fait d’identifier des attributs communs à plusieurs écoles primaires permet un certain niveau de généralisation des connaissances afin de définir un type représentatif. Les théories et méthodes issues de la typomorphologie servent de cadre pour l’analyse d’un échantillon aléatoire de 100 plans d’écoles primaires. Le classement selon les caractéristiques du système distributif a permis l’identification de deux types d’écoles; à distribution linéaire ou en boucle. Dans un deuxième temps, l’analyse de la syntaxe spatiale des plans de cinq écoles typiques de l’échantillon a permis d’explorer le potentiel de cette méthode pour lier forme et configuration d’un bâtiment avec ses fonctions scolaires, soit son programme architectural. Dans le contexte québécois où un chantier national de rénovation des bâtiments scolaires est en cours, il est important de bien informer les décideurs et les architectes sur la nature de ce parc immobilier afin de mieux orienter les décisions d’intervention. Le croisement des approches typomorphologique et syntaxique dans ce mémoire a permis de mieux comprendre l’inertie de la forme bâtie, mais aussi le potentiel de transformation de cette dernière pour accommoder les changements pédagogiques et sociaux. Ce mémoire permet d’ouvrir la voie au développement d’une stratégie d’analyse spatiale combinée.

L'école primaire devient obligatoire au Québec en 1943, ce qui entraîne à partir de 1948 une vague de construction massive de nouvelles écoles dans les villages, les villes et les nouvelles banlieues nées de la prospérité de l'après-guerre. Sur les quelque 2400 écoles primaires publiques qui existent aujourd'hui, environ 55 % ont été construites entre 1943 et 1964, s'ajoutant au 20 % édifiées avant 1943. On estime ainsi aujourd'hui que 75 % des écoles sont à la fin de leur cycle de vie, et nécessitent des rénovations majeures. Les Archives nationales du Québec conservent des plans types pour la construction d'écoles qui avaient été commandés par le Département de l'Instruction publique entre 1948 et 1964. Par une analyse combinée de la typo-morphologie et de la syntaxe spatiale, le présent mémoire définit et explique les caractéristiques architecturales derrière leur plan, leur construction, leur style architectural et leur programme. Il examine aussi leur position relative sur le territoire québécois, leur évolution depuis près de trois quarts de siècle ainsi que leur relation avec la politique et le discours professionnel. Derrière le projet d'une éducation publique primaire pour tous, l'architecture des écoles primaires révèle des variations confessionnelles entre les systèmes protestant et catholique, des distinctions entre anglophones et francophones, des disparités régionales entre ville, banlieue, village et campagne, ainsi que des inégalités de ressources et de moyens dans la construction des bâtiments. Le recours au plan type a par ailleurs engendré des conflits avec les architectes qui y ont vu une concurrence déloyale et une solution incomplète. Tout cela permet d'éclairer le débat toujours présent entre le modèle, le type et le projet d'architecture.

L'école primaire devient obligatoire au Québec en 1943, ce qui entraîne à partir de 1948 une vague de construction massive de nouvelles écoles dans les villages, les villes et les nouvelles banlieues nées de la prospérité de l'après-guerre. Sur les quelque 2400 écoles primaires publiques qui existent aujourd'hui, environ 55 % ont été construites entre 1943 et 1964, s'ajoutant au 20 % édifiées avant 1943. On estime ainsi aujourd'hui que 75 % des écoles sont à la fin de leur cycle de vie, et nécessitent des rénovations majeures. Les Archives nationales du Québec conservent des plans types pour la construction d'écoles qui avaient été commandés par le Département de l'Instruction publique entre 1948 et 1964. Par une analyse combinée de la typo-morphologie et de la syntaxe spatiale, le présent mémoire définit et explique les caractéristiques architecturales derrière leur plan, leur construction, leur style architectural et leur programme. Il examine aussi leur position relative sur le territoire québécois, leur évolution depuis près de trois quarts de siècle ainsi que leur relation avec la politique et le discours professionnel. Derrière le projet d'une éducation publique primaire pour tous, l'architecture des écoles primaires révèle des variations confessionnelles entre les systèmes protestant et catholique, des distinctions entre anglophones et francophones, des disparités régionales entre ville, banlieue, village et campagne, ainsi que des inégalités de ressources et de moyens dans la construction des bâtiments. Le recours au plan type a par ailleurs engendré des conflits avec les architectes qui y ont vu une concurrence déloyale et une solution incomplète. Tout cela permet d'éclairer le débat toujours présent entre le modèle, le type et le projet d'architecture.

De nombreuses recherches démontrent qu'un contact visuel avec la nature et l'accès à la lumière du jour dans le milieu scolaire favorise le bien-être et la réussite éducative des élèves. Au moment où la majorité des bâtiments du milieu scolaire québécois doivent être rénovés, il existe peu de méthodes d'évaluation et de visualisation permettant aux architectes d'identifier les enjeux et opportunités des écoles québécoises en termes d'éclairage naturel et de lien visuel avec l'extérieur. L'objectif de cette recherche consiste à évaluer et représenter l'éclairage centré sur l'humain et les vues sur l'extérieur dans le milieu scolaire, afin d'informer le processus de requalification des écoles primaires québécoises. Elle aborde l'analyse d'espaces intérieurs dans trois écoles de Québec par une approche d'évaluation post-occupationnelle (EPO), soit le relevé environnemental. Cette méthode permet de quantifier la connexion visuelle avec l'extérieur en termes d'angles de vue (°), et l'éclairage centré sur l'humain en termes de température de couleur (K), ainsi que d'éclairement photopique (Lux) et mélanopique (Equivalent melanopic lux - EML). La recherche développe également des méthodes de représentation permettant de spatialiser les données quantitatives recueillies lors des relevés sur des plans et coupes architecturaux, ainsi que des photographies panoramiques. Ces spatialisations permettent d'étudier le lien entre la position et le champ visuel des occupants en relation aux caractéristiques architecturales d'un espace scolaire qui modifient les relations intérieures extérieures. L'analyse simultanée de plusieurs représentations illustre la manière dont les obstructions naturelles, la configuration des fenêtres et la matérialité des salles de classe modifient l'éclairage centré sur l'humain et les possibilités de vues extérieures. Ultimement, les visualisations spatiales développées dans cette recherche informent la manière dont diverses stratégies d'éclairage naturel et de connexion visuelle avec la nature contribuent au bien-être des occupants, permettant le transfert des connaissances générées par les EPO vers la conception architecturale. / Numerous studies have shown that a visual contact with nature and daylighting in the school environment promotes children's well-being and academic achievement. At a time when most Quebec school buildings require major renovation, there exist few evaluation and visualization methods that allow architects to identify the challenges and opportunities of Quebec schools in terms of daylighting and visual connection with the exterior. The objective of this research is to evaluate and represent human-centric lighting and views in the school environment, to inform the requalification process of Quebec primary schools. It addresses the analysis of interior spaces in three Quebec City schools through a post-occupancy evaluation (POE) approach, namely the environmental survey. This method quantifies the visual connection with the exterior in terms of viewing angles (°), and human-centric lighting in terms of colour temperature (K), as well as photopic (Lux) and melanopic illuminance (Equivalent melanopic lux - EML). The research also develops representation methods to spatialize the quantitative data collected during the surveys on architectural plans and sections, as well as panoramic photographs. These spatializations make it possible to study the link between the position and the visual field of the occupants in relation to the architectural characteristics of a school space that modify the interior-exterior relations. Simultaneous analysis of several representations illustrates how natural obstructions, window configurations and the materiality of classrooms alter human-centric illumination and opportunities for outdoor views. Ultimately, the spatial visualizations developed in this research inform how various daylighting strategies and visual connections to nature contribute to occupant well-being, and enables the transfer of knowledge generated by POE to architectural design.

Dans les bâtiments scolaires existants, la ventilation naturelle constitue souvent l'unique solution pour le contrôle de la qualité de l'air intérieur et le confort thermique. Cependant, de nombreuses études montrent que les salles de classe sont insuffisamment ventilées et entrainent des problèmes de qualité de l'environnement intérieur. Plusieurs études ont été menées sous différents climats, mais peu dans des climats très froids où l'usage de la ventilation naturelle peut entraîner une surconsommation énergétique. Cette recherche vise à étudier l'impact de la ventilation naturelle sur le confort thermique, la qualité de l'air intérieur et l'efficacité énergétique des bâtiments scolaires dans les climats froids. Divers paramètres architecturaux associés aux fenêtres ont été analysés pour une classe type du corpus Schola. Dans cette recherche, l'orientation des fenêtres, leur taille, leur position, la taille et la position de l'ouverture des fenêtres, le programme de ventilation naturelle et les méthodes de ventilation naturelle (unilatérale et transversale) ont été simulés numériquement avec le logiciel Ladybug Tools. Les résultats des simulations produisent données numériques annuelles de température, humidité, température radiante moyenne, concentration de CO₂, pour traiter les conditions thermiques et de Qualité de l'Air Intérieur QAI dans les bâtiments scolaires et de leur impact sur la performance énergétique. L'analyse des résultats utilise les modèles standards 55 ASHRAE, Predicted Mean Vote PMV et extended Adaptive Thermal Comfort ATC pour l'analyse du confort thermique, la Santé Canada et le Centre de collaboration nationale en santé environnementale, la Federation of European Heating, Ventilation and Air Conditioning Associations REHVA pour le contrôle de la COVID-19. Les résultats montrent que l'ouverture répétitive des fenêtres de courte durée pourrait être une solution optimale en termes de confort thermique, de qualité de l'air intérieur et d'efficacité énergétique. Étant donné que la plupart de ces bâtiments scolaires ne sont pas équipés de systèmes CVC et qu'ils ne disposent que de systèmes de chauffage classiques, le manque de qualité de l'air intérieur est un problème inévitable. La solution de la ventilation naturelle pourrait compenser le manque de qualité de l'air intérieur et le coût de la rénovation du système CVC ; cependant, elle devrait être appliquée avec précision pendant les périodes hivernales pour éviter un inconfort thermique et une surconsommation énergétique. / In existing school buildings in Quebec, natural ventilation is often the only solution for thermal comfort and indoor air quality control. However, many studies show insufficiently ventilated classrooms, leading to indoor environment quality problems. Where the arbitrary use of natural ventilation can lead to energy over consumption, several studies have been conducted on the role of natural ventilation on this issue, but few of them are addressed in very cold climates. This research investigates the impact of natural ventilation on thermal comfort, indoor air quality, and energy efficiency of school buildings in cold climates. Various architectural parameters associated with windows were analyzed for a typical classroom in the Schola.ca corpus. Since most of these school buildings are not equipped with HVAC systems and have only infrastructures for conventional heating systems, the lack of indoor air quality is an inevitable problem. In this research, the windows' orientation, position, opening size, and opening position, natural ventilation program, and window-opening modes (single-sided and cross-window openings) were numerically simulated with the Ladybug Tools software. The software outputs consist of annual numerical data (temperature, humidity, mean radiant temperature, CO₂ concentration, energy, and thermal) representing thermal comfort and IAQ performances in school buildings and their impacts on energy consumption efficiency. In analyzing the result, several standards and guidelines were used, including ASHRAE 55 standard models (Predicted Mean Vote PMV and Adaptive Thermal Comfort models ATC for thermal performance), the Health Canada and National Collaboration Centre for Environmental Health guideline, and the Federation of European Heating, Ventilation and Air Conditioning Associations REHVA to evaluate the building thermal and IAQ performances compared to there commended benchmark models. The results show that repetitive short-term opening of the windows could be an optimal solution in terms of thermal comfort, indoor air quality, and heating energy consumption efficiency. Natural ventilation solutions could retrieve the lack of indoor air quality and the cost of HVAC system renovation; however, they should be only applied during cold seasons to avoid thermal discomfort and energy over consumption.

L’architecture scolaire au Québec est un domaine en plein essor : les nombreuses recherches récentes et les budgets ministériels s’y consacrant en font état. Malheureusement, les réflexions philosophiques d’envergure alliant espace et éducation demeurent à ce jour à constituer. Cela, malgré des besoins d’analyse criants, en raison des défis sociétaux, culturels, sociaux et éthiques portés par l’école et son espace. Notre objectif est donc de documenter le sujet dans une perspective philosophique, afin de préciser les éléments sur lesquels la réflexion liée à l’architecture scolaire doit s’appuyer. Pour ce faire, nous considérons certains encadrements ministériels, soit les compétences professionnelles, les obligations des enseignants et les missions de l’école. Afin de structurer un sujet vaste et pour l’instant « squelettique », nous avons choisi d’organiser notre propos à l’aide de quatre niveaux d’espace (de même qu’un type d’espace supplémentaire). Le premier niveau, l’espace conçu, a une fonction herméneutique : l’espace scolaire doit contenir des éléments significatifs, intégrés dès la conception architecturale de bâtiments « logogéniques ». Ce niveau d’espace contient également des impératifs éthiques : les préoccupations environnementales doivent enjoindre à la création d’espaces durables, qui procèdent d’une architecture située, « ménageant » le site et respectant l’écoumène. Le recours à une forme d’architecture vernaculaire, qui implique les habitants dans le processus de création, permet un nouage favorisant la collaboration, cruciale entre l’architecte et les différents acteurs (enseignants, élèves, familles, communauté, etc.). Cette proximité permet d’envisager l’architecte comme pédagogue, par son implication face aux compétences professionnelles ciblées (culturelle et éthique). Le deuxième niveau, l’espace représenté, concerne la constitution de la topogenèse, qui implique le corps, mais aussi une représentation occidentale tristement généralisée. Ce phénomène nécessite une décentration qui permet « d’appréhender » l’espace scolaire grâce à des éléments permettant de le libérer, soit le langage et le jeu. Cela nous encourage à proposer une forme de « nomadisme pédagogique », c’est-à-dire la présence de pratiques plus informelles et dynamiques. Le troisième niveau, l’espace vécu, s’appuie sur des distinctions bergsoniennes opposant la vision mathématique de l’espace à la notion de lieu. Cela nous permet de rendre compte de l’aspect qualitatif du lieu qu’est l’école, concourant au respect des sept obligations des enseignants, de même que des trois missions de l’école québécoise. Ce lieu, ni tout à fait privé, ni tout à fait public, doit être entrevu comme espace de socialisation. Le quatrième niveau, l’espace habité, vise les déterminations humaines fondamentalement ontologiques. Ce plus haut niveau d’espace est rendu possible par la faculté d’intuition, qui implique un rapport d’immédiateté à l’espace. L’aspect esthétique inspiré de Hölderlin, pour qui « l’homme habite en poète », nous permet de proposer l’école comme œuvre d’art, par transposition des quatre qualités de l’œuvre musicale, à savoir : la beauté, la pérennité, l’enseignement et la sincérité. Le dernier type d’espace présenté s’adjoint aux quatre niveaux proposés : il s’agit d’un espace partiellement transversal. Il est constitué par l’espace vicarial (non-lieu), qui engendre la déterritorialisation de l’école. Il importe donc que l’on prenne conscience des spécificités de l’espace scolaire, à savoir notamment la dimension critique, qui ne peut être accomplie par cet espace virtuel. / School architecture in Quebec is a soaring field: several recent researches and large governmental budgets can confirm it. Unfortunately, the major philosophical reflection needed about space and education still remain to be constituted. This, considering its possible societal, cultural, social and ethical impacts. My purpose is to document the subject in a philosophical way, with the intention of precising which elements have to be considered in order to think about school architecture. To do so, I analyze some governmental rules such as professional competencies, teachers’ obligations and school missions. To structure this huge subject, still “skeletal”, I chose to organize my work with four levels of space (and another type of space). The first level, designed space, has a hermeneutical function: school space must include significant elements and be designed “logogenically”. This level of space also includes ethical obligations: environmental concerns engage us to create sustainable spaces, which are built with a situated architecture, protecting sites and ecumene. Vernacular architecture, which involves dwellers in the creation process, allows a knotworking collaboration that is essential between the architect and all the actors (teachers, students, families, community, etc.). This close relation leads to consider the architect as a pedagogue, and to give him some responsibilities related to the targeted professional competencies (cultural and ethical). The second level, represented space, is about construction of a topogenesis, which uses body, but also an occidental representation of space sadly generalized. This phenomenon requires decentration to “apprehend” school space, liberating it with language and game. With this, I dare to propose a sort of “pedagogical nomadism”, that is to say more informal and dynamic practices. The third level, lived space, uses the bergsonian distinction that opposes the mathematical vision of space to that of a place. I can then consider the qualitative aspect of school as a place, respecting the seven teachers’ obligations and the three missions of Quebec schools. This place, neither completely private, nor completely public, can be seen as a space of socialization. The fourth level, dwelling, is about fundamentally ontological human determinations. This highest level of space is possible using intuition, which creates an immediate relation to space. The esthetical aspect, inspired by Hölderlin, who considers that “man dwells poetically”, leads me to propose school as an artwork, by transposing the four qualities of the musical work, namely beauty, sustainability, teaching and sincerity. The last type of space (vicarial space or nonplace) completes the four precedent levels. It is a partially transversal space, which causes deterritorialization of school. This means that specificities of physical school space, such as critical dimension (which cannot be accomplished by virtual space), have to be recognized.