La thèse traite de l'incidence des media d'aide à la conception sur le processus de conception architecturale. Plus spécifiquement, en se basant sur une littérature multidisciplinaire, l’objectif de la thèse est d’analyser l’incidence de trois media, utilisés traditionnellement dans les milieux académique et professionnel, soit l’esquisse à main levée, la maquette et le logiciel de conception assistée par ordinateur (ici, Sketch-UP 7.0) sur le concepteur, le processus de conception architecturale et de la qualité des projets générés. 35 étudiants en architecture ont participé à cette étude. Une méthodologie d’évaluation mixte de cette incidence est proposée, soit d’une part des mesures quantitatives pour évaluer les capacités visuo-spatiales des étudiants-concepteurs (tests psychométriques), la gestion de leur charge cognitive (tâche secondaire) lors du processus de conception et d’autre part, des mesures qualitatives de la gestion de la charge cognitive (questionnaire du NASATLX) et de la qualité des projets générés (évaluation consensuelle d’experts). Les résultats n’ont pas permis de montrer de différence significative entre les media concernant les deux mesures de la charge cognitive, ainsi que pour la qualité des projets générés. De plus, aucune corrélation n’a été établie entre la charge cognitive et la qualité des projets. / The thesis discusses the impact of design media upon architectural design. Based on a multidisciplinary literature revue, the objective of the thesis is to analyze the impact of three media, namely the freehand sketch, the physical model and the software (here, Sketch-UP 7.0) on architectural design. 35 students in architecture have participated in the study. A mixed evaluation methodology is proposed to evaluate the impact, namely quantitative measures of visual-spatial abilities (psychometric test), and the cognitive load management (secondary task technique) during the design, and also qualitative measures to evaluate the cognitive load management (NASATLX) and the quality of projects generated (consensual assessment technique). The results show no significant statistical difference between the three media for the cognitive load management, and the project quality. Furthermore, no correlation was found between the cognitive load management and the project quality.

Cette recherche porte sur l’image de synthèse et le réalisme visuel considérés à la fois comme outils d’acquisition de connaissances et supports à la conception architecturale assistée par ordinateur (CAAO). L’objectif est de documenter et valider l’apport du réalisme visuel, contenu dans les images de synthèse, au processus d’élaboration du projet architectural. L’hypothèse validée est une « corrélation » des valeurs d’irradiance et de radiance avec le degré de réalisme des images de synthèse. Le résultat pratique de ce travail est la proposition d’une méthodologie d’évaluation du réalisme visuel basé sur l’estimation des valeurs d’irradiance et de radiance à l’aide du système Radiance. Ce protocole précise pour la génération des images de synthèse les programmes et paramètres, l’ordre et leur séquence d’utilisation pour la génération des images de synthèse. Enfin, ce protocole inclut une procédure appropriée au transfert de fichiers entre le logiciel formZ et le système Radiance. / This research is concerned with synthesized images and visual realism as knowledge generation tools for CAAD (Computer Aided Architectural Design). The research goal is to document and validate contained visual realism in synthesized images to the architectural project elaboration process. The validated hypothesis is a « correlation » of irradiance and radiance values with the degree of visuel realism of synthesized images. As a practical outcome, this work proposes an evaluation methodology of visual realism based on irradiance and radiance values estimation with Radiance System. This protocol defines the programs and parameters to be used and their sequence to generate synthetic images. Furthermore, the protocol includes a files transfer procedure from formZ to Radiance System.

Cette recherche propose un milieu virtuel comme un dispositif de représentation morphologique des ambiances lumineuses générées par une structure adaptative et dynamique, mettant en relation le rapport entre l’extérieur et l’intérieur à l’étape de conception architecturale. L’outil développé appelé DARMIN, « Daylight Adaptive aRchitecture Modeling INterface », devient l’inducteur exploratoire de la démarche de création, grâce à son système interactif. Le concepteur, en situation d’exploration typologique formelle, exploite les potentialités et les qualités de l’espace architectural que l’ambiance lumineuse recèle. De cette façon, la recherche proposée offre la possibilité de l'émergence de nouvelles réponses morphologiques complexes soutenant la démarche du design. Elle permet en outre aux concepteurs d’expérimenter un large éventail de solutions possibles dans un laboratoire virtuel, un environnement de conception contrôlée qui renforce la créativité de l’architecte. Ainsi, la recherche présentée s’intéresse particulièrement à montrer le potentiel d’une structure architecturale adaptative qui bonifie quantitativement et qualitativement l’expérience de l’espace interne et externe, à travers la nature dynamique de l’ambiance lumineuse. / This research proposes a virtual environment as a device for morphological representation of luminous ambiances generated by an adaptive and dynamic structure, linking the relationship between the outside and inside at the stage of architectural conception. This developed tool called DARMIN « Daylight Adaptive aRchitecture Modeling INterface », becomes an exploratory inductor within the creative process through its interactive system. The designer, in typologically formal exploration phase, exploits the potential and qualities of architectural space that luminous ambiances harbors. In this way, the proposed research offers the possibility of the emergence of new complex morphological responses supporting the process of design. It also allows designers to experiment with a wide range of possible solutions in a virtual laboratory, controlled design environment that enhances the creativity of the architect. Thus, the presented research is particularly interested in showing the potential of adaptive architectural structure that quantitatively and qualitatively improves the experience of internal and external space through the dynamic nature of the luminous ambiances.

Cette recherche étudie la conception architecturale dans le but de déterminer comment l’utilisation des outils informatiques peut aider les architectes à intégrer les composantes solaires dans leurs projets. Elle a été réalisée dans le cadre de la Task 41 : Solar Energy and Architecture de l'International Energy Agency (IEA) dont les deux objectifs sont de soutenir le développement d’une architecture solaire de haute qualité et contribuer à l’amélioration des compétences des architectes dans ce domaine. De plus, cette recherche vise à décrire et comprendre les facteurs architecturaux qui influencent le développement d’une architecture solaire de qualité, en ce qui a trait à la pratique de l’architecture, aux principes fondamentaux de l’architecture solaire et à l’attitude des concepteurs. Afin de répondre à ces objectifs, la recherche utilise deux méthodes distinctes et complémentaires : un inventaire des outils informatiques pour l’architecture ainsi qu’une enquête internet auprès des concepteurs. La première partie de ce mémoire présente l’inventaire de 56 outils informatiques (CAAO, logiciels de visualisation et de simulation) utilisés par les architectes. Les résultats de l’analyse de cet inventaire révèlent les limites des outils solaires précis pour les premières étapes de conception, la spécialisation systémique des logiciels disponibles, l’absence de résultats numériques clairs pouvant appuyer la prise de décision en début de conception, un manque d'informations claires à propos du calcul du comportement de la lumière lors de la génération des images de synthèse, et les limites de la visualisation des systèmes solaires actifs. La deuxième partie de ce mémoire prend la forme d’une analyse complémentaire des données recueillies par une enquête internationale réalisée auprès de 350 professionnels du secteur du bâtiment. Les résultats démontrent que les répondants s’efforcent de concevoir des bâtiments solaires en utilisant surtout les principes solaires passifs (gains solaires thermiques et éclairage naturel) au meilleur de leurs connaissances. Malgré tout, l’enquête révèle certains obstacles liés aux outils informatiques et à leur utilisation, tels que leur complexité, l’investissement nécessaire en termes d’apprentissage et la faible intégration au processus normal de conception. Finalement, l’ensemble des résultats obtenus a permis de relever neuf actions potentielles pour poursuivre l’adaptation de la pratique actuelle de l’architecture vers une architecture solaire de qualité et la diffusion des connaissances relatives à l’architecture solaire. / This research focuses on architectural design in order to determine how the use of software can help architects integrate solar energy components in their projects. This research was conducted as part of International Energy Agency (IEA) Task 41: Solar Energy and Architecture which pursued the following objectives: to support the development of a high quality solar architecture and to improve architects’ skills in this field. The third objective consisted of describing and understanding the factors that influence the architectural development of high quality solar buildings, in terms of architectural practice, solar architecture principles and architects’ attitude relative to solar design. To achieve these objectives, the research was carried out using into two distinct and complementary methods: an inventory of software used by architects and an online survey among buildings practitioners. The first part of the research presents results of a state-of-the-art review of 56 computer tools (CAAD, visualisation and simulation software) used by architects. The results reveal a lack of advanced solar tools for early design phase (EDP) work, systemic specialization of available software, a lack of clear numerical feedback yielding intelligent decisions at EDP, a lack of clear information about the validity of rendering algorithm, and a lack of tools for the architectural integration of active solar systems. The second part of the research presents an additional analysis of data collected by an international survey among 350 building practitioners. The results show that respondents develop solar buildings mainly by using passive solar principles (passive solar gain and daylighting) according to the best of their knowledge. The survey also revealed some barriers related to computer tools and their use, such as complexity, high learning curve and poor integration into the normal design process. Finally, the overall results identify nine potential actions to adapt the current architectural practice to a high quality solar design and dissemination of knowledge on solar architecture.