Cette thèse définit une nouvelle approche de gestion technique de biens immobiliers et urbains. Pour cela, un processus de production et de gestion de l’information du bâtiment, de son environnement proche et des objets urbains est défini. Il permet de gérer ces objets tout au long de leur cycle de vie, au sein d’un concept appelé Urban Facility Management, ou gestion technique de patrimoine urbain. Cette technologie s’appuie sur un Modèle d’Information Urbain qui permet de modéliser dans une ontologie dynamique et évolutive toute l’information de la ville et du bâtiment. Un mécanisme de niveaux de détail géométrico-contextuels a par ailleurs été définit afin de supporter la montée en charge d’un tel système. En effet, le nombre d’objets à gérer dans une scène par rapport à un système de modélisation du bâtiment est bien supérieur, tout comme la superficie de l’information à traiter. Aussi, les niveaux de détail contextuels permettent d’optimiser la scène en fonction de critères sémantiques.La proposition que nous avons faite se base sur une architecture dérivée des travaux en systèmes hypermédia adaptatifs. Elle est composée de six couches permettant de résoudre les problématiques de manière systémique : une couche de connexion aux sources de données, une couche d’import de ces données dans le système, une couche sémantique, une couche de contextualisation, une couche de connexion et une couche d’interface avec l’utilisateur. Cette architecture autorise la définition d’un workflow que nous avons décomposé au sein d’une architecture de processus. Celui-ci décrit la manière d’acquérir des données à la fois de sources SIG mais aussi IFC ou plus généralement CAO. Ces données sont importées dans le modèle d’information de la ville au sein d’une ontologie définie à l’aide d’outils présents dans la couche sémantique. Ces outils consistent en un ensemble d’opérateurs permettant de définir des concepts, relations et énoncés logiques. Ils sont couplés à un mécanisme de contextes locaux qui permet de définir des niveaux de détail contextuels au sein de l’ontologie. Associé à des représentations graphiques provenant des sources données, il est ainsi possible d’associer plusieurs représentations géométriques, 2D ou 3D, à un objet de notre base de connaissance, et de choisir le modèle à appliquer en fonction de critères sémantiques. La couche de gestion du contexte apporte des informations contextuelles au niveau des modèles de données grâce à un mécanisme basé sur les named graphs. Une fois l’ontologie mise en place, les données peuvent être exploitées par l’intermédiaire d’un moteur graphique que nous avons développé et qui gère l’information contextuelle et les niveaux de détail.Cette architecture de processus a été implémentée et adaptée sur la plateforme Active3D. Une partie des travaux de recherche a consisté à adapter l’architecture formelle du modèle d’information urbain à l’architecture existante afin de répondre aux contraintes industrielles du projet et aux critères de performances requis. La dernière partie de cette thèse présente les développements techniques nécessaires à la réalisation de ces objectifs / This thesis defines a new approach in urban and building facility management. A production and information management process of the building, its immediate environment and urban objects has been defined. It allows to manage these objects throughout their life cycle, in a concept called Urban Facility Management. This technology relies on an Urban Information Model to model all the information of cities and buildings in a dynamic and evolutive ontology. A mechanism for geometric and semantic levels of detail has also been defined to support the scalability of such a system. Indeed, the number of objects to be managed in a scene, compared to a building modeling system, is much higher, as the area of information processing. Also, contextual levels of detail optimize the scene according to semantic criteria.The proposal we made is based on an architecture derived from work in adaptive hypermedia systems. It consists of six layers that aim at solving problems in a systemic form: a connecting layer to data sources, a layer to import these data into the system, a semantic layer, a level of contextualization, a connection layer and an interface layer with the user. This architecture allows the definition of a workflow that we decomposed in an architecture of processes. This one describes how to acquire data from both GIS sources and IFC, but also from CAD in general. Data are then imported into the city information model into an ontology defined using tools from the semantic layer. These tools are composed of a set of operators that aim at defining concepts, relations and logical statements. They are coupled to a mechanism that allows the definition of local contexts used to express contextual levels of details within the ontology. Associated with graphical representations issued from diverse data sources, it become possible to combine several geometric representations, 2D or 3D, to an object of the knowledge base, and choose the representation to be displayed according to semantic criteria. The layer for context management provides contextual information on global data models through a mechanism based on named graphs. Once the ontology is developed, data can be exploited via a graphical engine that has been specially developed and that manages contextual information and levels of details.This architecture of processes has been implemented and adapted to the platform Active3D. Part of the research has been to adapt the formal architecture of the urban information model to the existing architecture. The goal was to provide a solution to the industrial constraints of the project and required performance criteria. The last part of this thesis therefore presents the technical developments necessary to achieve these goals

Les infrastructures canadiennes se faisant de plus en plus vieillissantes, il est primordial d'en effectuer une surveillance régulière afin de garantir la sécurité publique. L'inspection des infrastructures consiste à suivre les déformations tridimensionnelles d'une structure sur une période donnée. Les techniques de photogrammétrie à courte portée figurent parmi les solutions permettant d'élaborer des modélisations 3D précises de structure et d'en réaliser la surveillance. Malgré leurs nombreux avantages, elles impliquent un nombre important d'étapes dont la qualité de réalisation dépend de l'expertise de l'opérateur. Ce mémoire présente la solution ergonomique de photogrammétrie courte portée qui a été élaborée pour l'acquisition et la modélisation 3D d'objets complexes. Plus spécifiquement, les composants de cette solution visent à apporter une assistance à un utilisateur non expert en photogrammétrie lors de l'acquisition des prises de vue afin de lui permettre de respecter les tolérances relatives à la configuration d'acquisition qui garantiront que le modèle 3D élaboré répond aux spécifications de précision et de complétude attendues.

L’acte de création est un moment privilégié lors du processus de conception architecturale et artistique. Vu comme une exploration, il offre une grande liberté de réflexion et d’action. C’est entre autres le lieu et le temps de l’imagination, de l’expérimentation matérielle, du développement conceptuel, de la construction de ce qui sera perçu. C’est un moment d’effervescence où l’on manipule intuitivement autant que l’on nomme intellectuellement. Pour les arts de l’espace, de multiples facteurs sont à considérer dès le début du processus. Formes, couleurs, tailles, emplacements et nombre, en sont quelques exemples. Au-delà de chacun de ces paramètres, l’espace, scène de l’ensemble de leurs interactions, devient un objet de création en soi. La recherche s’intéresse particulièrement à la relation spatiale et perceptuelle entre la lumière et l’objet, deux éléments se complétant et se modifiant de multiples façons, dont le potentiel esthétique est évident. Elle propose de réinitialiser le processus de création, par des manipulations simples et directes avec la matière, à travers une expérimentation en maquettes et en images photographiques, deux médiums familiers des architectes. Ces interventions minimales présentent à la fois une grande richesse de relations spatiales et de nombreuses informations sur les ambiances lumineuses. La recherche tente de circonscrire un vocabulaire des principaux paramètres de l’objet et de la lumière, conduisant à l’élaboration d’une méthode d’analyse pouvant aider architectes et artistes dans leurs explorations. Des notions, principes et qualificatifs sur l’espace, la forme, la lumière et la perception, servent à construire les tableaux d’analyse appliqués aux images de l’expérimentation en maquettes et à mettre en relief les éléments les plus actifs visuellement. Ce processus vise principalement à stimuler l’imagination et la créativité en architecture. / The act of creation is a privileged moment at the time of its artistic and architectural process. It is, among other things, the time and place for imagination, for experimentation with matter, for conceptual development and for the construction of what is perceived. It is a moment of enthusiasm and effervescence when we instinctively manipulate as well as conceive intellectually. As for the «Art of space», multiple factors are to be considered from the origin of its process such as, shapes, colours, sizes and positioning. Beyond each of these parameters, space, scene of its multiple interactions, becomes a creation in itself. This research particularly leans on the spatial and perceptual relation between objects and light, two elements completing and modifying each other in various ways, whereas its esthetic potential is obvious. It suggests the resetting of the creative process by direct and simple manipulations with matter, through miniature tryouts and photographic images, two familiar media of architectural practice. These minimal interventions simultaneously present a richness in spatial relations as well as information on luminous surroundings. The research proposes the circumscription of a vocabulary of the main parameters linking objects with light, leading to the elaboration of a method of creation and analysis to assist architects and artists in their creative explorations. The theoretical framework releases notions, principles and terms related to space, form, light and perception, assisting in the construction of physical models to visualize and control aspects of the invention. An exploration of a series of parameters of objects and lighting complete the research in order to stimulate the imagination and creativity in architecture.

Malgré ses avantages, la préfabrication au Québec note une baisse de la productivité notamment en raison de l’inefficacité de certains de ses processus d’affaires. Parallèlement, le BIM apparaît comme une solution favorisant l’intégration des processus et des acteurs impliqués dans un projet de construction. C’est dans cette optique que s’insère cette maîtrise dont le but est de démystifier le BIM et d’étudier son impact pour faciliter son implantation dans les petites et moyennes entreprises (PMEs) québécoises de préfabrication. Pour ce faire, une revue de la littérature a été réalisée, afin d’établir un état de l’art sur l’adoption du BIM dans le monde. Ensuite, des entrevues semi-dirigées avec des experts BIM ont été tenues dans le but d’analyser l’expérience québécoise avec cette approche. Des analyses qualitatives ont dès lors été menées pour dresser un portrait de l’implantation du BIM au Québec en termes de barrières présentes et de bonnes pratiques. Puis, un sondage a été lancé auprès de manufacturiers québécois pour analyser la situation actuelle de ce secteur et adapter les recommandations à cette réalité. La phase de synthèse a permis de présenter 30 freins critiques et 31 recommandations pour les éviter. Finalement, un cadre d’implantation du BIM dans un projet de préfabrication a été élaboré, indiquant à chaque phase les acteurs impliqués et les actions à prendre. La recherche a ainsi permis de relever les barrières les plus critiques à l’adoption du BIM, de nature technologique, humaine, organisationnelle, financière et légale. Elle a également mis en relief l’importance d’analyser la situation de l’entreprise et d’évaluer ses ressources avant de faire ce virage numérique. / Despite its advantages, prefabrication in Quebec faces a drop in productivity, due to the inefficiency of some of its business processes. Meanwhile, BIM appears as a solution that promotes the integration of processes and stakeholders involved in a construction project. It is in this perspective that this master project aims to demystify BIM and to study its impact in order to facilitate its implementation in Quebec’s small and medium-sized prefabrication companies (SMEs). To do so, a literature review was conducted to establish a state of the art about the adoption of BIM around the world. Semi-structured interviews with BIM experts were held in order to analyze the Quebec position with this approach. Qualitative analyses were also conducted to study BIM main barriers and best practices. Then, a survey was launched among Quebec manufacturers to analyze the current situation in this sector and adapt the BIM best practices to this reality. The synthesis phase led to 30 critical barriers and 31 recommendations to better face them. Finally, a framework for implementing BIM in a prefabrication project was developed, indicating at each phase the players involved and the actions to be taken. The research has thus raised the most critical barriers to BIM adoption, encompassing technological, human, organizational, financial and legal challenges. It also highlighted the importance of analyzing the current situation of the company and assessing its resources before making this digital shift.

L'émergence des logiciels de modélisation a récemment conduit à une complexification des formes architecturales. Les processus de prise de forme sont maintenant pleinement intégrés dans l'univers numérique et il est désormais possible de décrire précisément des géométries aux multiples courbes à l'aide de l'ordinateur. Toutefois, lorsque des techniques traditionnelles sont employées pour construire de telles géométries, il en résulte une utilisation importante de ressources et un décuplement du temps de chantier. Dans ce contexte, les résilles en bois se présentent comme une solution crédible pour répondre à la matérialisation des formes issues des explorations numériques. En abordant les concepts de forme, structure, matière et lumière sous l'angle de l'architecture biophilique, cette recherche-création traite de l'intégration entre les bâtiments et leur environnement en abordant la génération de la forme architecturale. Plus spécifiquement, elle présente une classification de précédents de résilles en fonction de leur complexité et propose d'investiguer des treillis hybrides pour faciliter leur mise en place. Elle développe également une méthode constructive alliant des grilles souples aux membrures de petites sections combinées à un réseau primaire de composantes rigides. De plus, la recherche s'intéresse aux ambiances des résilles et suggère que la lumière puisse être un intégrateur de l'architecture biophilique. Enfin, la thèse avance que les résilles en bois devraient se démocratiser davantage, autant pour la réalisation de bâtiments singuliers que génériques. / The emergence of modelling software has recently led to the complexification of architectural forms. Form-finding processes are now fully integrated into the digital world and it is now possible to accurately describe geometries with multiple curves using computers. However, when traditional techniques are used to construct such geometries, it results in a significant use of resources and an increase in construction time. In this context, timber gridshells present themselves as a credible solution to the materialization of shapes resulting from digital explorations. By approaching the concepts of form, structure, matter and light from the perspective of biophilic architecture, this research-creation deals with the integration between buildings and their environment. More specifically, it presents a classification of gridshells according to their complexity and proposes to investigate hybrid structures to facilitate their implementation. It develops a constructive method combining flexible grids with small section members combined with a primary network of rigid components. Moreover, the research evaluates the ambiences of gridshells and suggests that light can be an integrator of biophilic architecture. In short, the thesis argues that timber gridshell should become more democratic, both for the creation of singular and generic buildings.

Cette thèse définit une nouvelle approche de gestion technique de biens immobiliers et urbains. Pour cela, un processus de production et de gestion de l'information du bâtiment, de son environnement proche et des objets urbains est défini. Il permet de gérer ces objets tout au long de leur cycle de vie, au sein d'un concept appelé Urban Facility Management, ou gestion technique de patrimoine urbain. Cette technologie s'appuie sur un Modèle d'Information Urbain qui permet de modéliser dans une ontologie dynamique et évolutive toute l'information de la ville et du bâtiment. Un mécanisme de niveaux de détail géométrico-contextuels a par ailleurs été définit afin de supporter la montée en charge d'un tel système. En effet, le nombre d'objets à gérer dans une scène par rapport à un système de modélisation du bâtiment est bien supérieur, tout comme la superficie de l'information à traiter. Aussi, les niveaux de détail contextuels permettent d'optimiser la scène en fonction de critères sémantiques.La proposition que nous avons faite se base sur une architecture dérivée des travaux en systèmes hypermédia adaptatifs. Elle est composée de six couches permettant de résoudre les problématiques de manière systémique : une couche de connexion aux sources de données, une couche d'import de ces données dans le système, une couche sémantique, une couche de contextualisation, une couche de connexion et une couche d'interface avec l'utilisateur. Cette architecture autorise la définition d'un workflow que nous avons décomposé au sein d'une architecture de processus. Celui-ci décrit la manière d'acquérir des données à la fois de sources SIG mais aussi IFC ou plus généralement CAO. Ces données sont importées dans le modèle d'information de la ville au sein d'une ontologie définie à l'aide d'outils présents dans la couche sémantique. Ces outils consistent en un ensemble d'opérateurs permettant de définir des concepts, relations et énoncés logiques. Ils sont couplés à un mécanisme de contextes locaux qui permet de définir des niveaux de détail contextuels au sein de l'ontologie. Associé à des représentations graphiques provenant des sources données, il est ainsi possible d'associer plusieurs représentations géométriques, 2D ou 3D, à un objet de notre base de connaissance, et de choisir le modèle à appliquer en fonction de critères sémantiques. La couche de gestion du contexte apporte des informations contextuelles au niveau des modèles de données grâce à un mécanisme basé sur les named graphs. Une fois l'ontologie mise en place, les données peuvent être exploitées par l'intermédiaire d'un moteur graphique que nous avons développé et qui gère l'information contextuelle et les niveaux de détail.Cette architecture de processus a été implémentée et adaptée sur la plateforme Active3D. Une partie des travaux de recherche a consisté à adapter l'architecture formelle du modèle d'information urbain à l'architecture existante afin de répondre aux contraintes industrielles du projet et aux critères de performances requis. La dernière partie de cette thèse présente les développements techniques nécessaires à la réalisation de ces objectifs