Le projet de doctorat vise à présenter une nouvelle approche intégrée en support des opérateurs dans la gestion du processus de conception d'interventions de rénovation énergétique et architecturale du patrimoine bâti récent, grâce à l'emploie de solutions technologiques d'enveloppe innovantes. La recherche se fonde sur la collection d'un répertoire sélectionné des solutions architecturales et constructives d'enveloppe, nécessaire pour constituer une base valide sur laquelle étudier des solutions technologiques novatrices pour la réhabilitation énergétique des écoles dans l'après-guerre, en béton armé, généralement préfabriquées. Le projet identifie des processus constructifs éco-durables pour la conception des composants de façade “active”, adaptable et efficace, à assembler à sec, en conformité avec les exigences de performance requises par la réglementation actuelle. La recherche est finalisée à la gestion de l'ensemble du processus, soutenu par des systèmes de relevé géométrique, connectés aux logiciels de programmation paramétrique pour la modélisation des surfaces capables de s'adapter aux différentes morphologies du patrimoine existant. Ces outils informatisés CAO-FAO sont reliés aux machines à contrôle numérique CNC pour la fabrication des éléments de façade “sur mesure”. À démonstration de l'approche innovante proposée, deux possibles solutions d'enveloppes ont présentées, dans la ligne droit des principes de durabilité, comprise comme modularité, rapidité de mise en œuvre, réversibilité, récupération et réutilise des matériaux. En particulier, les solutions innovantes sont réunies par l'application d'une technique basée sur l'assemblage d'éléments préfabriqués, l'adoption d'un pavage hexagonal pour le dessin de la nouvelle surface d'enveloppe, et l'utilisation du même matériau isolant thermique, plastique et inorganique, recyclé, éco-durable, à faible impact environnemental (AAM - Alkali Activated Materials).Les solutions proposées, développées dans les sièges de cotutelle (Université de Bologne, Université Paris-Est) sont envisagées selon un protocole scientifique qui prévoit: conception du système constructif, analyse mécanique et thermique, expérimentation constructive, validation des techniques de mise en œuvre et des performances / The research is aimed at presenting a new integrated approach to aid operators and designers to manage the design process as a whole in refurbishment interventions of recent existing building stock, through the use of innovative technological envelope solutions. The study requires the acquisition of a selection of typological and constructive envelope solutions, as a starting point for the development of design solutions to be used for architectural renovation of schools built after the Second World War, in reinforced concrete and mostly prefabricated. The project identifies sustainable construction processes for the design of “active”, adaptive, efficient and dry assembled envelope components, in accordance with the performance requirements prescribed by current regulations. The purpose of the research is to manage the whole design process with the support of geometrical survey, connected to parametric programming software for modelling surfaces which can be adapted to the morphology of existing buildings. These computerized CAD-CAM tools are connected to CNC machines for “customized” industrialized production. To illustrate this innovative approach, two envelope solutions are proposed, according to the research paradigms and the principles of sustainability, meant as modularity, speed of setup, reversibility, recycling and reuse of materials with low environmental impact. In particular, the innovative solutions have in common the application of a technique based on the assembly of prefabricated components, the adoption of hexagonal patterns for the tessellation of the new surface of the façade, and the use of the same plastic and inorganic, recycled and sustainable, thermal insulation material (AAM-Alkali Activated Materials).The design solutions proposed are developed at the two sites involved in the joint

La technique d'intégration des systèmes éoliens verticaux (VAWT) au service des logements individuels, collectifs et tertiaires est une approche intéressante pour les acteurs de la maitrise d'énergie pour promouvoir une utilisation rationnelle de l'énergie. Le choix de l'implantation d'une éolienne en milieu urbain est déterminé par la hauteur des bâtiments, la vitesse du vent et l'intensité de turbulence du site. Les conditions de vents sévères à faible altitude sont favorables à une implantation de VAWT. Dans certaines villes, la hauteur moyenne des bâtiments est relativement faible et ceci fait qu'en ces lieux, les VAWTs sont appréciables par rapport aux HAWTs. La mécanique des fluides numériques (CFD) est mise en œuvre pour modéliser les écoulements d'air au travers d'éoliennes et des bâtiments. Un problème CFD modélisé avec un modèle de turbulence approprié donneront des résultats de simulations qui s'approcheront des réalités physiques et des résultats de l'expérimentation. Dans cette étude, les modèles standard k-" et SST k-! ont été utilisés. Après analyse des possibilités d'intégration d'une VAWT, la toiture reste la zone d'intégration la plus intéressante. En plus de l'étude aérodynamique, nous avons entamé une modélisation électrique de la chaîne de conversion de l'éolienne en utilisant le logiciel Matlab/Simulink. Le travail a été effectué dans le but de déterminer la puissance électrique susceptible d'être produite par l'éolienne. Pour finaliser cette étude, un modèle de couplage électrique de VAWTs avec un bâtiment considéré comme un modèle de charge est présenté. / The building integration of the vertical axis wind turbine (VAWT) to supply the individual, collective and tertiary residences consumption is an interesting approach that can help architects and the actors of the energy control to promote a rational use of renewable energy in the in homes. The choice of the location of the urban wind turbine type is determined by building height, wind speed and turbulence intensity of the site. The severe conditions of wind at low altitude are favorable for a VAWT installation. In some cities, the average buildings height is low, in these places, the VAWTs must be appreciable compared to the HAWTs. The modelling of the air flow through the wind turbine and the couple building-wind turbine involves the computation fluid dynamics (CFD). A problem modeled with a suitable turbulence model will give results that approach the physical reality and the experiment results. In this study, the standard k-" and SST k-! models were used. After analyzing the possibilities of VAWT integration, the roof is the most interesting integration area. In addition to CFD method, we have started to study the electrical model of the VAWT. The work was conducted to determine the electrical power generated by the wind turbine using Matlab/Simulink software. To complete the study, a VAWT model coupled with a building where the building is considered as a consumption model is presented.

In the global framework of improving vibro-acoustic numerical prediction quality together with the need to decrease the number of prototyping stages, this manuscript focuses on achieving greater accuracy for acoustic numerical simulations by making use of a parametric updating technique, which enables tuning the model parameters inside physically meaningful boundaries. The improved model is used for the next prototyping stages, allowing more accurate results within reduced simulation times. The updating technique is based on recent works dealing with the constitutive relation error method (CRE) applied to acoustics. The updating process focuses on improving the acoustic damping matrix related to the absorbing properties of the materials covering the borders of the acoustic domain. / Doctorat en sciences appliquées / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Des architectes et artistes ont utilisé la photographie comme outil de la création et de l’analyse en architecture. Ce postulat est à la base de ce projet de thèse qui a pour sujet général la contribution de l’expérience photographique à la pensée en architecture. Ici, la notion d’expérience photographique est comprise dans un sens proche de l’expérience artistique selon le philosophe John Dewey. Dewey considérait l’expérience d’un art comme un outil pédagogique permettant d’apprendre à penser et à développer un sens critique. L’expérience était pour lui une manière d’approcher esthétiquement le monde et de le comprendre en dehors d’un cadre strictement scientifique. Si des travaux de recherche antérieurs ont permis de retracer l’histoire d’expériences photographiques d’architectes, dont Mies van der Rohe, Le Corbusier et Stirling et, aussi, de mieux cerner leurs rôles dans la construction de leur pensée architecturale respective, les origines des expériences photographiques de l’architecte, artiste et théoricien de renom Melvin Charney (1935-2012) et leurs contributions dans la construction progressive de sa pensée n’ont pas été clairement circonscrites. L’objectif spécifique de cette thèse est, en conséquence, de clarifier les contours des expériences photographiques de Charney et offrir une compréhension plus large de leur contribution dans l’histoire de sa pensée. Le dépouillement d’archives personnelles de Charney conservées au Centre canadien d’architecture et l’analyse du contenu de documents produits avant et pendant ses études en architecture ont permis d’identifier pour quels les motifs et sous quelles influences la photographie s’est introduite dans son œuvre. En particulier, mais non exclusivement, ont été mises en relief, dans l’œuvre – déjà largement étudiées - de Charney, des ramifications d’expériences photographiques de László Moholy-Nagy, d’Erich Mendelsohn, de James Stirling, de Walker Evans et d’Edward Ruscha. Enfin, en partie grâce aux apports de ses expériences photographique, Charney a appris de l’environnement bâti et, aussi, à penser sur l’environnement bâti. Plus spécifiquement, cette étude démontre qu’en travaillant avec la photographie Charney a appris à analyser ce qui est déjà là pour mieux comprendre l’origine des formes bâties. Également, la photographie a été omniprésente dans ses approches de la figuration critique de l’environnement bâti, de la réévaluation des bases de la discipline architecturale et de l’enseignement critique de l’architecture – l’architecture étant pour lui une pratique résolument sociale. Plus largement, cette thèse contribue à la connaissance de la production artistique comme stratégie de recherche dans les disciplines de l’architecture et du design de l’environnement et à l’essentielle reconnaissance d’expériences autres, entre art et architecture, comme leviers d’une pensée architecturale critique. / Architects and artists used photography as a tool for creating and analyzing architecture. This postulate is the basis of this thesis project whose general purpose is the contribution of photographic experiences in architectural thinking. Here, the notion of photographic experience is used in a sense comparable to the artistic experience defined by the philosopher John Dewey. Dewey understood the experience of an art as an educational tool to learn to think and develop a critical sense. Experience was for him a way to aesthetically approach the world and understand it outside a strictly scientific framework. If historians have already traced the history of photographic experiments of architects, including Mies van der Rohe, Le Corbusier and Stirling and, also, have identified the roles of photography in the construction of their respective architectural thinking, the origins of photographic experiments by renowned architect, artist and theorist Melvin Charney and their contributions in the progressive construction of his thought have not been clearly circumscribed. The specific purpose of this thesis is, consequently, to clarify the surrounding of Charney's photographic experiences and offer a broader understanding of their contributions in the history of his architectural thinking. Charney's motifs and influences in his photographic experiments and reflections on photography were identified through an investigation into his personal archives held at the Canadian Center for Architecture and the analysis of the content of documents that he produced before and during his studies in architecture. In particular, ramifications in Charney's work of photographic experiments of Laszlo Moholy-Nagy, Erich Mendelsohn, James Stirling, Walker Evans and Edward Ruscha have been revealed. Finally, partly thanks to the contributions of his photographic experiences, Charney learned from the built environment and to think about the built environment. More specifically, this study demonstrates that working with photography Charney has learned to analyze what is already there to better understand the origin of built forms. Also, photography was for him a tool for the critical figuration of the built environment, for the re-evaluation of the bases of the architectural discipline and, moreover, for the critical teaching of architecture. More broadly, this thesis contributes to the knowledge of artistic production as a research strategy in the disciplines of architecture and environmental design and to the essential recognition of other experiences, between art and architecture, as catalyst of a critical architectural thinking.

Dans une époque de changements des moyens de représentation et communication en architecture, cette recherche porte sur l’enseignement de la conception architecturale et plus spécifiquement sur l’apport que l’informatique pourrait avoir dans ce processus. En nous basant sur une méthodologie qualitative, exploratoire et participative, nous y procédons par enchainement de questions, celle de départ étant la suivante: Comment l’enseignement de la conception architecturale pourrait tirer avantage des moyens numériques? Notre objectif est de proposer des méthodes et des outils d’apprentissage aux étudiants en architecture pour enrichir leurs démarches de conception grâce à l’ordinateur. Après une revue de la littérature dans le domaine, et un approfondissement de l’étude sur le rôle des référents architecturaux et sur la conception intégrée, nous avons procédé à une observation exploratoire du travail des étudiants en atelier d’architecture. Ces premières étapes de la recherche ont permis de dégager des discordances entre les positions théoriques et la pratique en l’atelier, pour concrétiser ultérieurement la question de recherche. Dans le but de discerner des méthodes efficaces et innovatrices pour répondre aux discordances identifiées, nous avons engagé une étude de la littérature sur les théories cognitives par rapport aux connaissances, l’apprentissage et la conception. Certaines stratégies ont pu être définies, notamment la nécessité de représentation multimodale des référents architecturaux, l’importance de représenter le processus et non seulement le résultat, ainsi que l’avantage d’inciter les étudiants à travailler dans leur ‘zone proximale’ de développement. Suite à ces recherches, une méthode d’enseignement complémentaire a été définie. Elle propose aux étudiants des explorations de l’objet en conception basées sur la manipulation des savoir-faire architecturaux. Cette méthode a été opérationnalisée d’un point de vue pédagogique ainsi que didactique et mise à l’épreuve auprès des étudiants en atelier. Un prototype de librairie de référents architecturaux interactifs (LibReArchI) a été créé dans ce but. Elle a été conçue en tant qu’environnement de conception et espace de partage de savoir-faire entre étudiants et enseignants. Les principaux résultats de cette recherche démontrent le rôle positif de la méthode proposée pour le transfert des savoir-faire architecturaux lors de l’apprentissage en atelier. Son potentiel d’assister la conception intégrée et de stimuler l’émergence d’idées a été constaté. Au niveau théorique, un modèle d’un cycle du processus de design avec le numérique a été esquissé. En conclusion, des avenues de développements futurs de cette recherche sont proposées. / Conducted in a period of transition in the representation and communication strategies in architecture, the present research focuses on architectural design teaching and especially on the contributions of digital means to this process. Based on a qualitative methodology, including participative and exploratory approaches, this research evolved around a progression of questions, the first one being “How could architectural design teaching take advantage of digital technologies?” Our objective was to define computer-assisted teaching methods and digital devices that could enrich the students’ design methods. A starting point of the research was a comprehensive literature review of the domain, including in-depth studies of the role of architectural referents in the design learning process, as well as of the integrated design approaches. The findings from these theoretical studies were then confronted with evidence from observations of the students’ design processes when working on a small architectural task. This revealed some discrepancies between the theoretical positions and the teaching practices in the digital architectural studio. The research question was precised in consequence, in order to address them. Specifically, the present research proposes efficient and innovative methods for resolving the discrepancies between theory and teaching practice, based on cognitive aspects of the underlying processes. Focusing on theories of knowledge, learning and design process, we were able to identify some pertinent cognitive strategies for attaining the objectives of this research, namely the necessity for multimodal representation of referents, the importance of representing the process and not only the result, as well as the advantage of motivating the students to work in their ‘zone of proximal development’. As a result of these studies, a complementary design teaching method was defined. It incites the students to perform design explorations based on manipulations of architectural know-how during the conceptual phase of the project. Pedagogic and didactic strategies for the implementation of this method were developed. A prototype of a library of interactive architectural referents (LibReArchI) was created in order to enrich the students’ ‘design space’ and to serve as shared resource between students and tutors. The main results from this research show a positive role of the proposed design teaching method for architectural know-how learning in the digital studio. It was found that this method has the potential to assist some integrated design strategies and to stimulate the generation of ideas. At the theoretical level, we propose a model of one cycle of the conceptual process when performed with digital means. In conclusion, some limitations of the research are mentioned and perspectives for its future development are drawn.

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Dans une époque de changements des moyens de représentation et communication en architecture, cette recherche porte sur l’enseignement de la conception architecturale et plus spécifiquement sur l’apport que l’informatique pourrait avoir dans ce processus. En nous basant sur une méthodologie qualitative, exploratoire et participative, nous y procédons par enchainement de questions, celle de départ étant la suivante: Comment l’enseignement de la conception architecturale pourrait tirer avantage des moyens numériques? Notre objectif est de proposer des méthodes et des outils d’apprentissage aux étudiants en architecture pour enrichir leurs démarches de conception grâce à l’ordinateur. Après une revue de la littérature dans le domaine, et un approfondissement de l’étude sur le rôle des référents architecturaux et sur la conception intégrée, nous avons procédé à une observation exploratoire du travail des étudiants en atelier d’architecture. Ces premières étapes de la recherche ont permis de dégager des discordances entre les positions théoriques et la pratique en l’atelier, pour concrétiser ultérieurement la question de recherche. Dans le but de discerner des méthodes efficaces et innovatrices pour répondre aux discordances identifiées, nous avons engagé une étude de la littérature sur les théories cognitives par rapport aux connaissances, l’apprentissage et la conception. Certaines stratégies ont pu être définies, notamment la nécessité de représentation multimodale des référents architecturaux, l’importance de représenter le processus et non seulement le résultat, ainsi que l’avantage d’inciter les étudiants à travailler dans leur ‘zone proximale’ de développement. Suite à ces recherches, une méthode d’enseignement complémentaire a été définie. Elle propose aux étudiants des explorations de l’objet en conception basées sur la manipulation des savoir-faire architecturaux. Cette méthode a été opérationnalisée d’un point de vue pédagogique ainsi que didactique et mise à l’épreuve auprès des étudiants en atelier. Un prototype de librairie de référents architecturaux interactifs (LibReArchI) a été créé dans ce but. Elle a été conçue en tant qu’environnement de conception et espace de partage de savoir-faire entre étudiants et enseignants. Les principaux résultats de cette recherche démontrent le rôle positif de la méthode proposée pour le transfert des savoir-faire architecturaux lors de l’apprentissage en atelier. Son potentiel d’assister la conception intégrée et de stimuler l’émergence d’idées a été constaté. Au niveau théorique, un modèle d’un cycle du processus de design avec le numérique a été esquissé. En conclusion, des avenues de développements futurs de cette recherche sont proposées. / Conducted in a period of transition in the representation and communication strategies in architecture, the present research focuses on architectural design teaching and especially on the contributions of digital means to this process. Based on a qualitative methodology, including participative and exploratory approaches, this research evolved around a progression of questions, the first one being “How could architectural design teaching take advantage of digital technologies?” Our objective was to define computer-assisted teaching methods and digital devices that could enrich the students’ design methods. A starting point of the research was a comprehensive literature review of the domain, including in-depth studies of the role of architectural referents in the design learning process, as well as of the integrated design approaches. The findings from these theoretical studies were then confronted with evidence from observations of the students’ design processes when working on a small architectural task. This revealed some discrepancies between the theoretical positions and the teaching practices in the digital architectural studio. The research question was precised in consequence, in order to address them. Specifically, the present research proposes efficient and innovative methods for resolving the discrepancies between theory and teaching practice, based on cognitive aspects of the underlying processes. Focusing on theories of knowledge, learning and design process, we were able to identify some pertinent cognitive strategies for attaining the objectives of this research, namely the necessity for multimodal representation of referents, the importance of representing the process and not only the result, as well as the advantage of motivating the students to work in their ‘zone of proximal development’. As a result of these studies, a complementary design teaching method was defined. It incites the students to perform design explorations based on manipulations of architectural know-how during the conceptual phase of the project. Pedagogic and didactic strategies for the implementation of this method were developed. A prototype of a library of interactive architectural referents (LibReArchI) was created in order to enrich the students’ ‘design space’ and to serve as shared resource between students and tutors. The main results from this research show a positive role of the proposed design teaching method for architectural know-how learning in the digital studio. It was found that this method has the potential to assist some integrated design strategies and to stimulate the generation of ideas. At the theoretical level, we propose a model of one cycle of the conceptual process when performed with digital means. In conclusion, some limitations of the research are mentioned and perspectives for its future development are drawn.

L’architecture change parce que le monde change. L’impact des enjeux environnementaux sur la pensée de l’architecture, sur les idées et sur les formes architecturales est le sujet de cette recherche. Le secteur du bâtiment est aujourd’hui considéré comme un levier important pour résoudre la crise environnementale. Cependant, des décalages s’affirment entre des impératifs urgents et règlementaires d’atteindre des objectifs quantitatifs précis, et la nécessité pour l’architecture d’être pensée en lien avec une nouvelle culture environnementale. Transition énergétique. Transition environnementale. Transition architecturale ? Dans quel processus de néomorphisation sommes-nous ? Ce travail de recherche concerne la période de transition engagée à la fin des années 1990 et dont les scénarios se construisent à horizon 2050. L’objectif est de définir des concepts et des outils, pour caractériser de façon ouverte et pluridisciplinaire la transition architecturale vers une architecture environnementale et fournir matière à penser. Les concepts de néomorphisme architectural et de Potentiel Néomorphique (PN) sont créés, pour répondre au contexte d’une transition en cours. Par analogie avec le néologisme désignant un mot nouveau qui renouvelle et enrichit le langage, le néomorphisme architectural désigne une forme nouvelle. Il est de la même façon issu d’un processus morphologique créatif, expérimental, riche et complexe, propre aux périodes de transition. Les Potentiels Néomorphiques de l’architecture environnementale qui en découlent, désignent les nouvelles idées à l’origine des nouvelles formes architecturales. La spécificité de ce travail de recherche repose sur une approche originale de la pensée de l’architecture, des idées aux formes et des formes aux idées, et sur la création d’espaces analogiques. Les espaces analogiques sont constitués à partir de la confrontation de trois corpus : un corpus d’idées (les PN), un corpus de formes architecturales manifestes et un corpus de formes artistiques subversives. Ils sont conçus pour nourrir le débat, questionner la notion de justesse et pour stimuler la pensée de l’architecture, la soustraire au prêt-à-penser et permettre l’impensé. Ces éléments théoriques sont réinvestis dans la réalisation de la maquette d’un thésaurus. Le « Thésaurus de l’architecture environnementale, des idées aux formes et des formes aux idées » est un outil de veille et de connaissance. Il permet de découvrir, s’approprier et penser l’architecture environnementale à travers un nouveau cadre descriptif et des espaces analogiques. Proposé sur le principe d’un outil collaboratif en ligne, il invite à une approche pluriculturelle de l’architecture et permet le partage d’un savoir vivant et réactif. La maquette du Thésaurus de l’architecture environnementale ouvre la voie à des prolongements pédagogiques orientés sur l’identification de nouvelles références. Son ambition est de contribuer à la construction d’une histoire contemporaine des idées et des formes de l’architecture environnementale. / Architecture is changing because the world is changing.The impact of environmental issues on the way of thinking architecture, and also on architectural ideas and architectural forms, is the subject of this research.The building sector is now considered as an important tool in order to solve the environmental crisis. However, discrepancies are increasing between, on the one hand, urgent and regulatory requirements to achieve specific quantitative targets and, on the other, the need for architecture to be thought of in connection with a new environmental culture.Energy transition. Environmental transition. Architectural transition?How to define this neomorphisation process.This research concerns the transition period that started in the late 1990s and where the scenarios are projected up to the 2050s. The objective is to define concepts and tools, to characterize the architectural transition towards an environmental architecture, in an open and multidisciplinary manner, and to provide food for thought.The concepts of “architectural neomorphism” and “Neomorphic Potential” (PN) are created, in response to the context of a transition in progress. By analogy with the neologism which designates a new word that renews and enriches language, architectural neomorphism indicates a new form. In the same way, it results from a morphological process, creative, experimental, rich and complex, specific to transition periods. The resulting “Neomorphic Potentials” of environmental architecture describe the ideas which are behind the new architectural forms.The specific quality of this research work is based on an original approach to architectural thought, from ideas to forms and from forms to ideas, and on the creation of “analogical spaces”. They are composed as a result of the confrontation of three corpora : a corpus of ideas (PN), a corpus of manifest architectural forms and a corpus of subversive artistic forms. They are designed to active debate, to question the concept of accuracy and to stimulate our thinking about architecture, to escape standard ways of thinking and to promote outside-the-box thinking.These theoretical elements are reinvested in making a model of a thesaurus.The "Thesaurus of environmental architecture, from ideas to forms and from forms to ideas" is both a monitoring tool and a resource centre. It gives the opportunity to discover, to take on board and to think environmental architecture through a new descriptive framework using analogical spaces. Offered on the principle of an online collaborative tool, it calls for a multicultural approach to architecture so that knowledge can be shared in a lively, interactive way.The model of the Thesaurus of environmental architecture opens up the way for new teaching methods directed towards the identification of new references. Its ambition is to contribute to a contemporary history of ideas and forms of environmental architecture.

This work is dedicated to the control of the accuracy of computational simulations of sound propagation and scattering. Assuming time-harmonic behaviour, the mathematical models are given as boundary value problems for the Helmholtz equation <i>Delta u+k2u=0 </i> in <i>Oméga</i>. A distinction is made between interior, exterior and coupled problems and this work focuses mainly on interior uncoupled problems for which the Helmholtz equation becomes singular at eigenfrequencies. <p><p>As in other application fields, error control is an important issue in acoustic computations. It is clear that the numerical parameters (mesh size h and degree of approximation p) must be adapted to the physical parameter k. The well known ‘rule of the thumb’ for the h version with linear elements is to resolve the wavelength <i>lambda=2 pi k-1</i> by six elements characterising the approximability of the finite element mesh. If the numerical model is stable, the quality of the numerical solution is entirely controlled by the approximability of the finite element mesh. The situation is quite different in the presence of singularities. In that case, <i>stability</i> (or the lack thereof) is equally (sometimes more) important. In our application, the solutions are ‘rough’, i.e. highly oscillatory if the wavenumber is large. This is a singularity inherent to the differential operator rather than to the domain or the boundary conditions. This effect is called the <i>k-singularity</i>. Similarly, the discrete operator (“stiffness” matrix) becomes singular at eigenvalues of the discretised interior problem (or nearly singular at damped eigenvalues in solid-fluid interaction). This type of singularities is called the <i>lambda-singularities</i>. Both singularities are of global character. Without adaptive correction, their destabilizing effect generally leads to large error of the finite element results, even if the finite element mesh satisfies the ‘rule of the thumb’. <p><p>The k- and lambda-singularities are first extensively demonstrated by numerical examples. Then, two <i>a posteriori</i> error estimators are developed and the numerical tests show that, due to these specific phenomena of dynamo-acoustic computations, <i>error control cannot, in general, be accomplished by just ‘transplanting’ methods that worked well in static computations</i>. However, for low wavenumbers, it is necessary to also control the influence of the geometric (reentrants corners) or physical (discontinuities of the boundary conditions) singularities. An <i>h</i>-adaptive version with refinements has been implemented. These tools have been applied to two industrial examples :the GLT, a bi-mode bus from Bombardier Eurorail, and the Vertigo, a sport car from Gillet Automobiles.<p><p>As a conclusion, it is recommanded to replace the rule of the thumb by a criterion based on the control of the influence of the specific singularities of the Helmholtz operator. As this aim cannot be achieved by the <i>a posteriori</i> error estimators, it is suggested to minimize the influence of the singularities by modifying the formulation of the finite element method or by formulating a “meshless” method.<p> / Doctorat en sciences appliquées / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Il arrive que l’architecture soit critiquée pour les usages qu’elle a « produits » ou ceux qu’elle a « interdits » (un certain désaveu des grands ensembles en est symptomatique). Parfois, la critique porte justement sur le décalage entre l’intention d’origine et l’effet réellement produit (les grands ensembles étaient à l’époque pétris d’humanisme). Mais la connaissance de cette intention fait défaut, et engage donc à un travail de recherche.Les théories de la conception ont pour objet une certaine intelligibilité de la conception. Mais il semble que l’activité de conception explicitée par ces théories, se concentre essentiellement sur l’artefact architectural pris dans ses dimensions tangibles et matérielles. S’intéressant au contraire à la « réception » imaginée par l’architecte, la question se pose de savoir si nous sommes en mesure de connaître la conception de modes de vie, l’invention d’usages et d’expériences… L’ancrage dans les sciences de la conception nous engage à nous détacher d’approches telles que celle de la sociologie des usages, puisque nous nous intéressons à des récepteurs qui n’existent pas encore et ne sont que représentés ou anticipés. Le concept de « conception de la réception » construit dans ce travail signifie cette appropriation de la réalité de la réception par la cognition des concepteurs. En effet, le phénomène dont l’explicitation est visée est un processus de pensée, une capacité mentale.Ce travail définit deux corpus imbriqués. D’une part l’architecturologie qui constitue un cas de théorie de la conception dont il est possible de faire l’étude épistémologique critique. D’autre part, les projets de Bernard Tschumi et de Rem Koolhaas pour le parc de La Villette en 1982 qui constituent des cas de processus de conception et un terrain d’application pour une étude architecturologique.— L’architecturologie est choisie comme cas de théorie de la conception pour les raisons qu’elle prend en compte la spécificité de l’architecture et qu’elle est caractérisée par une construction formelle, un potentiel de généralisation et une forte capacité modélisatrice. Elle constitue ainsi un terrain d’étude privilégié pour étudier la capacité d’une théorie à énoncer quelque chose de la « conception de la réception » architecturale. Toutefois, la méthode, construite d’une manière générique, est à même d’étudier d’autres théories de la conception.— Les parcs de la Villette de Bernard Tschumi et de Rem Koolhaas s’offrent comme une matière pertinente à l’étude, parce qu’ils proposent tout deux des usages particulièrement singuliers et répondent à un programme d’innovation sociétale.Le dispositif expérimental consiste alors à observer la théorie en la mettant en action sur ces cas de conception particuliers. La modélisation résultante permet d’évaluer la capacité de la théorie à décrire la « conception de la réception ». Le résultat de cette mise à l’épreuve ouvre ensuite à un travail de consolidation théorique. / Architecture happens to be criticized for the uses it « produced » or it « forbid » (the general disapproval of the French « Grands ensembles » being one typical case). Sometimes the critic focuses fittingly on the gap between original intentions and the real effect (the « Grands Ensembles » were at their time supported by a humanistic enthusiasm). But the knowledge of such an intention is lacking and compels to lead this research.Design theories aim a certain intelligibility of the design process. However, it appears that the design explained by those theories is the one that designs the architectural artifact in its tangible and material aspects. But, taking interest in the “reception” of that artifact, the question to ask is whether we are able to know the design of ways of life, the inventions of uses and experiences… The frame of design sciences (H. A. Simon) imply to withdraw from approaches like usage studies and sociological points of view, since we focus on users that do not exist yet but are represented or anticipated. The concept of “conception of the reception” elaborated in this work means this uptake of the reality of the reception by designers’ cognition. Indeed, the phenomenon we aim to elucidate is a thinking process, a mind ability.This work defines two nested researches’ bodies: one being the French theory, “architecturology” (Ph. Boudon, Ph. Deshayes, C.Lecourtois), a case of a design theory which will be epistemologically and critically analyzed; the other one, the projects of Bernard Tschumi and Rem Koolhaas at for the La Villette park comptetition in 1982 which are cases of design processes. These design cases are the field where an architecturological study is applied.— The reason why architecturology is chosen, is that it takes the specificity of architecture into account, and that it is characterized by a formal construction, a generalization potential and a strong modelling capacity. Therefor it is taken as an advantageous field to study the capacity of a theory to state something about the architectural “conception of the reception”. Whatever, the methods is built in a generic way and could study other theories.— The park of La Villette projects are relevant to study as they both suggested particularly unexpected usages and met a social innovation program.The experimental device consists then in observing the theory by putting it in action on particular study cases. The modelling result of it allows evaluating the capacity of a theory to describe the “conception of the reception”. The result of this theoretical probation may open afterwards to a theoretical consolidation work. / A volte l'architettura viene criticata per gli usi che ha "prodotto" o per quelli che ha "proibito" (un certo disconoscimento dei "grands ensembles" del dopo guerra francese è sintomatico). La critica riguarda spesso il divario tra l'intenzione originale e l'effetto realmente prodotto (i "grands ensembles" erano considerati all'epoca carichi di valori umanisti). La conoscenza diquesta intenzione è carente e richiede un lavoro di ricerca.Le teorie del design hanno lo scopo di fornire una certa intelligibilità del design stesso. Sembra però che l'attività progettuale spiegata da queste teorie si concentri essenzialmente sul prodotto architettonico nelle sue dimensioni tangibili e materiali. Quando invece ci si interessa alla Ŗricezioneŗ, è legittimo chiedersi se siamo in grado di conoscere la concezione degli stili di vita, l'invenzione degli usi e delle esperienze.... Il radicamento nelle scienze della progettazione (H. A. Simon) ci impone di distaccarci da approcci come la sociologia degli usi, poiché ci interessiamo a dei riceventi (o destinatari) che non esistono ancora e sono solo rappresentati o suggeriti. La nozione di "design della ricezione", elaborata in questo lavoro di ricerca, mette in luce la capacità dei progettisti di pensare la ricezione prima che accade. Il fenomeno che si cerca di spiegare è un processo del pensiero, una capacità mentale.Questo lavoro identifica due corpus intrecciati: da un lato, l' "architetturologia" (cf. Ph. Boudon, Ph. Deshayes, C. Lecourtois), un caso di teoria del design, di cui è possibile condurre uno studio epistemologico critico. Dall'altro, i progetti di Bernard Tschumi e Rem Koolhaas per il parco della Villette del 1982, inquanto esempi del processo di progettazione.Questi due esempi costituiscono un campo di applicazione per un'indagine architetturologica.- La scelta dell'architetturologia come esempio di teoria del design è motivata dal fatto che essa tiene conto delle specificità dell'architettura ed è caratterizzata da una costruzione formale, un potenziale di generalizzazione e una forte capacità di modellizzazione. Per queste caratteristiche essa ci offre la possibilità di studiare come una teoria possa esprimersi inmateria di "concezione architettonica della ricezione". Inoltre il metodo ha valore generale, tanto da permattere di analizzare altre teorie del design.- I parchi de La Villette di Bernard Tschumi e Rem Koolhaas sono rilevanti per lo studio poiché entrambi propongono funzioni singolari e rispondono a un programma di innovazione sociale.Il piano sperimentale consiste quindi nell'osservare la teoria, applicandola a dei casi particolari. Il modello che ne risulta viene utilizzata per valutare la capacità della teoria di descrivere il "design della ricezione". Il risultato di questo test apre quindi la strada a un lavoro di consolidamento teorico. / Manchmal wird die Architektur für die Nutzungen kritisiert, die sie "produziert" oder "verboten" hat (eine gewisse Geringschätzung der "grands ensembles" der französischen Nachkriegszeit ist dafür symptomatisch). Manchmal geht es bei der Kritik gerade um die Kluft zwischen der ursprünglichen Absicht und der tatsächlich erzeugten Wirkung (die"grands ensembles" waren damals vom Humanismus inspiriert). Aber eine tiefere Erkenntnis dieser Zielsetzung fehlt und erfordert daher Forschungsarbeit.Gestaltungstheorien zielen darauf ab, eine gewisse Verständlichkeit des Entwurfprozess zu vermitteln. Aber es scheint, dass sich die durch diese Theorien erklärte Entwurfstätigkeit im Wesentlichen auf das architektonische Objekt in seinen konkreten und materiellen Dimensionen konzentriert. Wenn wir uns dagegen für die "Rezeption" interessieren, stellt sichdie Frage, ob wir den Entwurf von Lebensstilen sowie zukünftige Nutzungs - und Erfahrungsausgestaltungen erkennen können.... Die Verankerung in den Wwissenschaften vom Entwerfen (H. A. Simon) verpflichtet uns, uns von Ansätzen wie der Soziologie der Nutzungen zu lösen, da wir uns für Rezipienten interessieren, die noch nicht existieren und nur vorgestellt oder antizipiert werden. Das in dieser Arbeit entwickelte Konzept des "Entwurfs der Rezeption" bedeutet, dass sich die Architekten kognitiv die Realität der Rezeption zu eigen machen. In der Tat ist das Phänomen, das hier beleuchtet werden soll, ein Denkprozess, eine geistige Fähigkeit.Diese Arbeit definiert daher zwei miteinander verflochtene Korpusse: Einerseits ist die ŖArchitekturologieŗ (Ph. Boudon, Ph. Deshayes, C.Lecourtois) ein Fall der Gestaltungstheorie, die man einer kritischen epistemologischen Studie unterziehen kann. Andererseits sind Bernard Tschumis und Rem Koolhaas' Projekte für den Park von La Villette aus dem Jahr 1982 Beispiele für Entwurfsprozesse. Diese Entwurfsbeispiele sind ein Anwendungsgebiet für eine « Architekturologie-Studie ».- Die « Architekturologie » wird als Fallstudie in der Gestaltungstheorie gewählt, weil sie die Spezifität der Architektur berücksichtigt und sich durch eine formale Konstruktion, ein Verallgemeinerungspotential und eine starke Modellierungsfähigkeit auszeichnet. Sie stellt deshalb einen besonders geeigneten Studiengegenstand dar, um zu untersuchen, inwieweit eine Theorie in der Lage ist, etwas von dem architekturalen "Entwurf der Rezeption" zu vermitteln. Allerdings ist die Methode auf eine so allgemeine Weise konstruiert, dass man auch andere Gestaltungstheorien damit untersuchen kann. - Bernard Tschumis und Rem Koolhaasř Entwürfe für den Park von La Villette sind für die Studie relevant, da sie beide besonders originelle Nutzungsmöglichkeiten bieten und einem gesellschaftlichen Innovationsauftrag Rechnung tragen.Das experimentelle Design besteht dann darin, die Theorie zu beobachten, indem es sie auf bestimmte Entwurfsbeispiele anwendet. Die daraus resultierende Modellierung ermöglicht es zu beurteilen, inwieweit die Theorie den "Entwurf der Rezeption" beschreiben kann. Das Ergebnis dieser Prüfung öffnet dann den Weg zu einer theoretischen Konsolidierungsarbeit.