Groupe de recherche

Ambiances physiques (GRAP)

Mission

Le GRAP a été fondé en 1997 à l’École d’architecture de l’Université Laval. Il regroupe quatre professeurs-chercheurs et une dizaine d’étudiants gradués dédiés à la création d’une architecture durable. Les activités du GRAP s’inscrivent en continuité avec les principales méthodes d’évaluation environnementales telles LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) et la HQE (Haute qualité environnementale).

 

Lumière, thermique et acoustique

Le GRAP propose une approche intégrée de l’étude des ambiances lumineuse, thermique et acoustique dans le processus de design. À cet effet, le GRAP utilise les laboratoires de recherche et d’analyse des ambiances dans ces trois domaines. De plus, le GRAP développe des outils d’analyse des phénomènes physiques pour des applications architecturales.

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‘’Dans le contexte actuel de développement durable, comment l’architecte peut-il à la fois répondre aux impératifs techniques de confort, santé et énergie tout en ne cédant pas à une approche purement technicienne? Une architecture dite ‘verte’ est-elle réductrice du rôle de l’architecture comme lieu d’expérimentation plastique, sociale et culturelle ou peut-elle bonifier cette mission? Nous répondrons à cette question en proposant que la projétation architecturale constitue étant avant tout un processus de création d’ambiances par le ‘bricolage savant’ de la matière et de l’énergie. Cette démarche ne saurait ainsi se limiter à la résolution de questions techniques et empiriques, mais devrait nécessairement soulever la question de la perception spatiale et du jugement architectural.’’

Adolphe, Luc dans Les cahiers de la recherche architecturale

Dès lors apparaît une problématique nouvelle liée à la lecture, la prévision et la représentation d’une ambiance. C’est à cette problématique que s’attaque le GRAP (Groupe de recherche en ambiances physiques) et la concentration « Ambiances physiques architecturale et urbaine» à l’École d’architecture de l’Université Laval.

Objectifs du GRAP

  • mieux comprendre les notions fondamentales en contrôle des ambiances physiques aux échelles urbaine, architecturale, et matérielle par le relevé
  • répondre aux caractéristiques physiques (thermiques, lumineuses et acoustiques) d’un site dans le développement d’une stratégie de contrôle des ambiances d’un projet
  • savoir analyser et prédire une ambiance qualitativement et quantitativement à l’aide d’outils analogiques et/ou numériques

 

Pourquoi maîtriser les ambiances?Untitled

En amont de la démarche ambiante réside la nature, élément fondamental, omniprésent du projet d’architecture. Plus la forme d’expression entre l’homme et la nature est grande, plus le paysage devient signifiant, et plus grande devient la possibilité d’interprétation symbolique et poétique de ce paysage. La dynamique cyclique de l’environnement naturel en termes de matière et d’énergie constitue donc une source d’inspiration pour nous faire redécouvrir le sens du lieu et créer des solutions originales et fonctionnelles stimulant les sens. Cette relation nature-architecture est depuis longtemps un sujet d’attention critique. Elle est maintenant alimentée par un souci commun de préservation du paysage naturel qui a généré un effort de recherche important de la science du bâtiment vers de nouveaux développements techniques en termes d’économie d’énergie et de ressources. Cependant, l’expérience récente démontre que cette approche déterministe a souvent conduit à une dépossession par l’occupant et le concepteur des objets du confort. On assiste donc aujourd’hui à une mouvance de la science vers une réhumanisation de la technologie du confort par l’analyse qualitative, la prédiction et la représentation de la perception des environnements intérieurs et extérieurs sous l’appellation de «maîtrise des ambiances».

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Parmi les qualités perceptibles de l’environnement étudié dans la démarche de projétation architecturale, trois phénomènes physiques interdépendants définissent plus particulièrement ce rapport nature-architecture : la lumière, la thermique et l’acoustique. Le programme de maîtrise des ambiances physiques propose donc l’étude de ces trois domaines de connaissance distincts dans le contexte plus vaste du développement durable afin de saisir comment la création d’une ambiance unique naît des propriétés physiques du lieu, de l’espace et du matériau. Il vise d’autre part à définir les impacts sur le confort et la santé des occupants et sur l’environnement en terme d’énergie et de ressources. Les ambiances physiques réfèrent donc aussi bien aux aspects quantitatifs (énergie, matière) que qualitatifs (perception du confort, bien-être et esthétique) de l’environnement construit. Une telle approche propose que le bâtiment devrait agir comme un filtre entre l’intérieur et l’extérieur pour diminuer la consommation énergétique et optimiser le confort de l’usager en générant du coup un langage et une syntaxe propre. Le concepteur possède donc le pouvoir de moduler d’abord cette interface par les variables de l’architecture dans la résolution de l’équation énergie/confort puis d’intégrer, le cas échéant, des systèmes mécaniques. Cette approche systémique nécessite une investigation aux échelles urbaine (effets micro climatiques locaux), architecturale (organisation spatiale du bâtiment), et matérielle (propriétés physiques/environnementales des matériaux).
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Vers une théorie des ambiances physiques architecturales et urbainesUntitled

L’approche déterministe de la science et de la prédiction des comportements thermiques, lumineux et acoustiques a contribué au cours du XXième siècle à une progressive rupture entre l’homme et la nature et par extension entre l’intérieur et l’extérieur. La diversité, voire la variabilité environnementale propre à la nature, s’est ainsi vue limitée à l’espace extérieur alors que les bâtiments devenaient de plus en plus contrôlés mécaniquement. À l’échelle de la ville contemporaine, cette approche déterministe a créé une double isotropie environnementale : un espace extérieur négatif souvent « très » inconfortable et un espace intérieur positif souvent « trop » confortable. Les villes traditionnelles possédaient pourtant une multitude d’espaces transition tels venelles étroites, passages, cours, rues couvertes dont la particularité était de créer des lieux de transactions environnementales thermiques, lumineuses et acoustiques riches entre l’intérieur et l’extérieur. L’architecture, la ville, et la matière formaient alors un filtre environnemental complexe créant des ambiances uniques.

Les architectes sont présentement témoins et acteurs d’un retour vers une plus grande relation intérieure-extérieure rendu incontournable par le défi environnemental contemporain. Ce retour s’accompagne d’une réinterprétation des archétypes traditionnels et d’une meilleure compréhension de leurs comportements physiques. En effet, lorsque Palladio, Alberti et Serlio s’intéressaient à l’éclairage naturel en publiant des principes liés essentiellement au dimensionnement des ouvertures, seule technologie de l’époque, ils répondaient au défi du contrôle environnemental par les variables de l’architecture. Aujourd’hui, les technologies « hybrides » du contrôle environnemental procurent au concepteur de nouvelles variables à la fois architecturales et mécaniques rendant nécessaire l’appréhension de l’espace à l’aide d’outils et de méthodes d’analyse plus complexes. La démarche expérimentale intégrée permet de concrétiser et d’assumer cette démarche de manière rigoureuse et créatrice. L’étude des ambiances physiques permet au concepteur de bénéficier de ressources tangibles pour valider ses hypothèses fonctionnelles et/ou plastiques. Parmi les variables disponibles au concepteur, l’ouverture constitue un véritable « interrupteur environnemental » et le lieu d’expression, souvent dramatique, de cette relation intérieure-extérieure.

 

Une ambiance physique, s’il est vrai qu’elle ne peut exister que par la résolution technique de matière et d’énergie, naît de l’univers sensible du concepteur en amont du projet et de sa capacité à la «délivrer» dans un ensemble cohérent répondant aux besoins des utilisateurs tout en minimisant son empreinte écologique. À ce moment critique dans l’enseignement de l’architecture où des considérations purement techniques au développement durable semblent vouloir s’imposer, l’approche par les ambiances physiques proposée par le GRAP favorise une réflexion sensible et fondamentale sur l’intégration de la matière et de l’énergie à toutes les échelles d’intervention du concepteur.

André Potvin et Claude Demers

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