La lumière naturelle éclaire l'espace architectural créant les conditions nécessaires pour accueillir des activités humaines. La fonction d'éclairage de la lumière naturelle est associée à une autre dimension plus sensible attribuant une identité et une singularité à l'espace conçu. La maîtrise du comportement lumineux est une activité complexe qui fait appel à une multiplicité de facteurs dont la caractérisation est confrontée à l'incertitude et l'imprécision des informations disponibles durant les phases conceptuelles du projet. L'objectif de notre recherche est de proposer une méthode d'assistance qui prend en considération les propriétés des phases amont de conception pour aider le concepteur à intégrer ses intentions d'ambiance de lumière naturelle. Nous proposons une méthode d'assistance structurée selon un processus déclaratif permettant au concepteur d'expliciter ses intentions d'effets de lumière naturelle et de les traduire en solutions architecturales potentielles qu'il peut intégrer dans son projet. Cette méthode considère les intentions d'ambiance de lumière naturelle comme une information source à utiliser pour proposer une aide à la conception pendant les phases préliminaires du projet où elles constituent les seules informations disponibles. Cette méthode offre des fonctionnalités capables de gérer l'incertitude qui caractérise les phases de recherche et de formalisation d'idées. Notre méthode d'assistance a été implémentée dans un prototype d'outil dont l'apport cognitif et la capacité d'accompagnement des activités de conception ont été évalués et analysés dans un cadre expérimental de conception de projet / The daylight illuminates the architectural space and creates the necessary conditions to accommodate human activities. The illuminating function of daylight is joined to another sensitive dimension that attributes a distinctive identity to the designed space. The control of daylight in architectural environment needs some detailed and precise characteristics about aperture and walls features. The multiplicity of these characteristics is faced with the inaccuracy and the uncertainty of the design information available during the early steps. Our research aims to propose a design support method that takes into account the early design step features and helps designers to integrate there daylight atmosphere intentions in project. We propose a design support method structured as a declarative modelling process. The declarative process helps the designer to declare his daylight intentions and to translate them to potential solutions that could be integrated in his project. This method considers the designer intentions as the main design information used to help designer during the early design steps. The proposed method provides functionalities that could operate the inaccuracy and the uncertainty of the ideas research and formalisation steps. Our design support method was implemented in a prototype design support tool. The cognitive contribution and the ability to support the design activities of the proposed tool was evaluated and analysed in an experimental design context

La formulation des missions est le point de départ du développement de systèmes-de- systèmes, étant utilisée comme base pour la spécification, la vérification et la validation d’architectures de systèmes-de-systèmes. Élaborer des modèles d’architecture pour systèmes-de-systèmes est une activité complexe, cette complexité reposant spécialement sur les comportements émergents, c'est-à-dire, des comportements issus des interactions entre les parties constituantes d’un système-de-systèmes qui ne peuvent pas être prédits même si on connaît tous les comportements de tous les systèmes constituants. Cette thèse adresse le lien synergique entre mission et architecture dans le cadre des systèmes-de-systèmes à logiciel prépondérant, en accordant une attention particulière aux comportements émergents créés pour réaliser les missions formulées. Nous proposons ainsi une approche pour la conception d’architecture de systèmes-de-systèmes dirigée par le modèle de mission. Dans notre approche, le modèle de mission sert à dériver et à valider les architectures de systèmes-de-systèmes. Dans un premier temps, nous générons la structure de l’architecture à l’aide de transformations de modèles. Ensuite, lors que l’architecte spécifie les aspects comportementaux, la description de l’architecture résultante est validée à l’aide d’une démarche conjointe qui comprend à la fois la vérification des propriétés spécifiées et la validation par simulation des comportements émergents. La formalisation en termes de logique temporelle et la vérification statistique de modèles sont les fondements formels de l’approche. Un outil mettant en œuvre l’ensemble de l’approche a été également développé et expérimenté. / The formulation of missions is the starting point to the development of Systems-of-Systems (SoS), being used as a basis for the specification, verification and validation of SoS architectures. Specifying, verifying and validating architectural models for SoS are complex tasks compared to usual systems, the inner complexity of SoS relying specially on emergent behaviors, i.e. features that emerge from the interactions among constituent parts of the SoS which cannot be predicted even if all the behaviors of all parts are completely known. This thesis addresses the synergetic relationship between missions and architectures of software-intensive SoS, giving a special attention to emergent behaviors which are created for achieving formulated missions. We propose a design approach for the architectural modeling of SoS driven by the mission models. In our proposal, the mission model is used to both derive, verify and validate SoS architectures. As first step, we define a formalized mission model, then we generate the structure of the SoS architecture by applying model transformations. Later, when the architect specifies the behavioral aspects of the SoS, we generate concrete SoS architectures that will be verified and validated using simulation-based approaches, in particular regarding emergent behaviors. The verification uses statistical model checking to verify whether specified properties are satisfied, within a degree of confidence. The formalization in terms of a temporal logic and statistical model checking are the formal foundations of the developed approach. A toolset that implements the whole approach was also developed and experimented.

Aider les concepteurs à améliorer la qualité environnementale de leur projet durant la phase d’esquisse peut contribuer à un meilleur profil environnemental des réalisations finales. Face aux nouvelles exigences liées au développement durable (ressources énergétiques, matériaux de proximité...), les concepteurs doivent conduire un travail d’ajustement entre le contexte du projet et les solutions architecturales qui est de plus en plus complexe. Pour aider les concepteurs dans ce travail, nous proposons une méthode fondée sur l’usage de patrons de conception orientés environnement que nous nommons éco-modèles. Ces patrons s’apparentent à des solutions types éprouvées par de nombreux concepteurs. Les éco-modèles et les réalisations où ils ont été utilisés ont été implémentés dans un outil numérique appelé éco.mod. Grâce à une interface spécifique, les concepteurs peuvent naviguer dans cette base de données, sélectionner des éco-modèles et construire un scénario environnemental adapté à leurs projets architecturaux. L’outil éco.mod leur permet de visualiser les conséquences environnementales de leurs choix. Deux expérimentations, assistées par cet outil, ont largement confirmé nos hypothèses sur la pertinence de la méthode proposée et l’outil associé / Assisting designers in improvement of environmental quality of their project, early in the sketch phase, could result in a better environmental profile of the final product. Designers are facing new necessities related to sustainable development, such as considering sources of energy and usage of local materials, among others. To find a compromise between the project’s context and architectural solutions, one has to carry out complex adjustment tasks to address this issue.To help designers with these tasks, we proposed a method founded on the usage of environment-oriented “design patterns”, which we have named “eco-models”. By being used in their projects, these eco-models are approved by many designers as plausible solutions. The eco-models and the actual projects in which they have been used are gathered and implemented in a (web-based) digital tool, named “eco.mod.”The interface of eco.mod enable designers to navigate in the database, and select appropriate eco-models to create an environmental scenario for their own architectural project. The eco.mod tool allows users to visualize the environmental consequences of theirs choices. Two experiments assisted by this tool have been conducted, and have mainly confirmed our hypothesis about efficacy of this proposed method and its associated tool

Le débat architectural du début du XXe siècle semble sous-tendu par les oppositions entre les tenants d'une tradition comme transmission historique ou régionale et ceux d'une modernité comme revendication de la tabula rasa. Mais si la modernité « intervient comme une coupure entre le passé et l'avenir […], elle assure aussi la jonction qui permet au passé de s'enrichir et à l'avenir de se souvenir » (Gasselin, 2007). Elle peut ainsi être observée dans les rapports qu'elle entretient avec la tradition, l'intérêt pour les cultures traditionnelles et vernaculaires s'amplifiant simultanément à l'émergence de la modernité architecturale. La thèse interroge les processus de fabrication qui permettent à l'architecte de construire une idée de la modernité architecturale qui se réclame de la tradition. Les enjeux de reconstruction après les guerres mondiales radicalisent les débats, conférant à la presse et aux grandes expositions internationales des rôles stratégiques de diffusion des idées. Les architectes en sont les acteurs principaux. En considérant l'architecture dans toutes ses dimensions de production (édifiée, représentée, écrite et publiée), nous formulons l'hypothèse qu'elle peut être analysée comme médium (c'est-à-dire comme support d'un message) et comme média (c'est-à-dire comme vecteur de communication). Par ailleurs, nous supposons que dans le processus de publication l'architecte fabrique simultanément un imaginaire du passé et une pensée du monde moderne. Nous identifions trois mouvements dans le processus de fabrication de cette pensée de la modernité. Dans un premier temps, nous nous intéresserons au passage de l'architecture édifiée à l'architecture représentée en interrogeant la capacité des architectes à construire des filiations historiques et/ou géographiques, notamment à partir de l'observation de l'existant. Dans un deuxième temps, nous analyserons les relations entre architecture édifiée et architecture publiée en considérant, comme Beatriz Colomina, que le média imprimé permet un « nouveau contexte de production, existant en parallèle au terrain de construction » (Colomina, 1988). Enfin, en étudiant le passage de l'architecture publiée à l'architecture racontée, nous interrogerons le rôle des espaces de publication dans les processus de mise en récit de l'architecture. Afin de conduire cette étude, nous nous appuyons sur la production de l'architecte Albert Laprade (1883-1978). Acteur sur la scène architecturale moderne, il va participer également à la reconnaissance de l'architecture traditionnelle. La diversité de sa production nous permet de constituer un corpus édifié, dessiné et écrit qui s'élabore à partir de la forme publiée de son travail : articles parus sur sa production bâtie (publiés par d'autres architectes),articles écrits par Albert Laprade (presse professionnelle ou non),ouvrages de l'architecte tels que les Albums de croquis. / In the early XXth century, the architectural debate in France seems underpinned by the opposition between the proponents of a tradition, as historical or regional transmission, and those of modernity, as a claim of tabula rasa. But if modernity “comes as a cut between past and future […]”, it also ensures the junction that allows the past to enrich itself and the future to remember” (Gasselin, 2007). Thus, tradition can be observed through its relations with tradition, as the interest in traditional or vernacular cultures amplifies simultaneously with the emergence of architectural modernity. The PHD examines the manufacturing processes that allow the architect to build an idea of architectural modernity that claims of tradition.Reconstruction issues after the World Wars radicalized the debate, giving the press and international exhibitions a strategic role of dissemination of ideas, the architects being the main players. Considering architecture in all its production aspects (built, represented, written and published), we hypothesize that it can be analysed as a medium (that is to say, a carrier of a message) and as a media (that is to say, a communication vector). Furthermore, we assume that in the process of publishing, the architect simultaneously produces an imaginary past and a thinking of the modern world.We identify three movements in the manufacturing process of the thought of modernity. First, we will look at the transition from built architecture to represented architecture by querying the architects ability to build historical and / or geographic affiliations, especially from the observation of the existing. Secondly, we analyse the relationship between built architecture and published architecture, considering, as Beatriz Colomina, that the print media enables a “new context of production, existing in parallel to the construction site” (Colomina, 1988). Finally, studying the transition of published architecture to narrated architecture, we will question the role of publication spaces in the architecture storytelling process.To conduct this study, we rely on the production of the architect Albert Laprade (1883-1978). Player on the modern architectural scene, he participated in the recognition of traditional architecture. The diversity of its production allows us to establish a corpus, built, designed and written, that develops from the published form of his work:articles about his builts (published by other architects)articles written by Albert Laprade (trade press or not)books published by the architect as his Albums de croquis.

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Description d'un outil de développement de systèmes experts (ODSE) conçu et réalisé en ADA. Le formalisme de description des connaissances (faits et règles), les mécanismes d'interférence mis en œuvre ainsi que l'implémentation du système sont donnes. Enfin, la thèse décrit l'utilisation de ODSE pour la réalisation d'un outil d'aide a la synthèse architecturale de c.i. VLSI (ASA). Les techniques utilisées par ASA (analyse de flots, ordonnancement, allocation de ressources) sont exposées ainsi que leur traduction dans le formalisme de ODSE. Enfin, les résultats d'utilisation de ASA pour la synthèse d'un filtre Leapfrog d'ordre 9 sont donnes

Dans les systèmes agroforestiers simples à deux strates, la distribution de la lumière sous les couronnes des arbres est un facteur clé pour le développement de la culture associée. Cette distribution évolue en fonction des saisons et de la dynamique de croissance de la strate arborée. La lumière disponible pour la culture dépend de la quantité de lumière interceptée par les couronnes des arbres et par conséquent de l'architecture des espèces utilisées. L'objectif de cette thèse est de déterminer le rôle de l'architecture de deux espèces, Acacia mangium Willd. et Tectona grandis L., dans (i) les modalités de l'interception de la lumière par les couronnes et par les feuilles et (ii) les variations intra- et interspécifiques de la distribution du rayonnement sous les couronnes de ces arbres selon leur âge. A partir de l'analyse dynamique des processus de croissance et de ramification de ces deux espèces, un échantillonnage des organes foliaires a permis de déterminer leur répartition, leur géométrie et leurs caractéristiques morphologique, anatomique, optique et biochimique dans les couronnes. Par la simulation de la croissance, de ces deux espèces, paramétrée via des lois mathématiques de croissance et de ramification, des reconstructions 3D d'arbres ont été réalisées en vue de simuler le bilan radiatif de sous-parcelles agroforestières. Les résultats montrent de fortes variations inter- et intraspécifiques de la distribution des organes foliaires et leurs caractéristiques au sein de la couronne et de la distribution du rayonnement sous les couronnes. Les stratégies adoptées par ces deux espèces pour optimiser l'interception lumineuse sont discutées

La conception architecturale est souvent réalisée grâce aux habitudes professionnelles et à l'expérience des concepteurs, qui leur permettent d'identifier les paramètres de conception pertinents à prendre en compte pour commencer l'étude et de faire les choix qu'impliquent une démarche séquentielle de détermination d'architecture. Ces décisions sont difficiles à prendre car les concepteurs ne disposent pas forcément d'éléments suffisants pour comparer les différentes alternatives. Ainsi, ils procèdent souvent par essai-erreur, jusqu'à l'obtention d'une configuration opérationnelle, mais qui n'est pas nécessairement optimale. Ces itérations sont, de plus, coûteuses en temps. Nous proposons un système d'aide à la décision en conception préliminaire, permettant de partir de plusieurs concepts de solution pertinents, pour arriver à une architecture validée et prédimensionnée en objectivant les choix de conception. Les grandes étapes sont: (i) l'écriture du problème de conception préliminaire sous forme de Problème par Satisfaction de Contraintes (PSC), (ii) la recherche exhaustive des architectures solutions, (iii) l'exploitation et la réduction de l'espace des solutions pour aider à la décision. C'est seulement ensuite qu'un choix est à faire parmi ces solutions, qui n'ont pas été arbitrairement restreintes par des choix initiaux. Les étapes (i) et (iii) nécessitent une analyse préalable du problème de conception. Il faut, d'une part, le limiter aux seules caractéristiques nécessaires et suffisantes pour la conception architecturale, que nous nommons caractéristiques structurantes. D'autre part, il faut exprimer les objectifs de conception et les critères de qualification de la conception, qui permettent de hiérarchiser les architectures-solutions obtenues et ainsi aider au choix final parmi elles. Nous proposons pour cela une démarche systématique d'analyse et structuration du problème de conception, basée sur quatre étapes, depuis l'analyse du besoin jusqu'à une approche physique, en passant par des approches fonctionnelle et organique du produit à concevoir. Des tableaux systématiques sont proposés. Notre approche est confrontée avec la démarche 'classique' d'un groupe de concepteurs, pour une même conception architecturale. L'utilisation du système d'aide à la décision permet une amélioration de la satisfaction des objectifs de conception, le choix du concept de solution le plus performant, l'obtention d'architectures-solutions valides et respectant toutes les contraintes énoncées. On dispose ainsi d'éléments dimensionnels pour poursuivre en conception détaillée sans subir les itérations engendrées par le processus essai-erreur.

La conception architecturale de systèmes mécaniques et énergétiques permet d'étudier la faisabilité de concepts préalablement choisis pendant la phase de recherche de concepts. Elle fait partie de la phase de conception préliminaire et son achèvement vise à définir l'architecture globale qui sera étudiée pendant la phase de conception détaillée d'un produit. Les principales caractéristiques d'un produit (dimensions, choix de composants, de formes, de topologies ou de matériaux) sont alors fondamentales à ce stade de la conception. La conception architecturale nécessite aussi la prise en compte des comportements physiques et des interactions du produit, de ses composants et des milieux extérieurs, de critères économiques, environnementaux, etc. suivant les exigences du cahier des charges fonctionnel. Le concepteur définit un modèle mathématique exprimant cette connaissance liée au produit. Ce modèle peut être traité à l'aide d'un solveur de Problèmes de Satisfaction de Contraintes numériques (CSP). Ce type de solveur traite de manière générique des problèmes formulés à l'aide de contraintes, de variables et de domaines. Nous proposons de nouveaux algorithmes et de nouvelles heuristiques qui prennent en compte des besoins spécifiques au concepteur en conception préliminaire, comme : la classification des variables, les précisions relatives aux valeurs de certaines variables, les contraintes par morceaux. Les études de faisabilité de plusieurs systèmes mécaniques et énergétiques ont été réalisées avec succès. Les nouveaux algorithmes ont permis de diminuer significativement les temps de calculs, mais ils ont aussi permis d'améliorer la qualité des solutions calculées au regard des besoins du concepteur.

Au croisement de la sociologie urbaine, de la sociologie de la famille et de l'analyse architecturale, cette thèse traite des transformations qu'apportent les habitants à leur espace domestique, au cours de la seconde moitié du XXe siècle à Tozeur (Jérid, Tunisie). Basée sur une cinquantaine de monographies de maisons, combinant relevés architecturaux et entretiens semi-directifs, l'analyse menée selon une démarche issue de la méthode indiciaire est centrée sur l'évolution de l'habitation et son articulation avec celle de la maisonnée. L'interprétation circonstanciée des traces et des indices révèle les étapes successives de l'occupation domestique. L'évolution du sens des différents termes relevés (ḥûš, dâr...) renseignent sur la définition des espaces et sur l'emprise de la maison. S'ils sont concomitants à l'avènement de nouveaux espaces, les changements technologiques attestent d'une évolution de la notion de confort, de l'apparition de nouveaux acteurs et de transferts de savoir-faire. Les négociations relevées lors des sédentarisations et des rénovations mettent au jour l'influence des procédures réglementaires et des stratégies de contournement différenciées. L'emploi préférentiel de certains matériaux de construction, de modénatures esthétiques et de nouvelles typologies architecturales indique une recherche de positionnement social et sa légitimité. L'enquête renseigne qu'aménager la maison et ordonner la famille sont deux actions simultanées, tout en faisant chacune appel à des discours et des représentations différents. L'examen des dynamiques de transformation de l'habitation, une manifestation d'individus en famille, livre une analyse du corps social.