[en] This research focuses on the uses of parametric modeling in architectural design. The object of this research is to identify cognitive operations involved in these uses. The characterisation of these mental operations is then a support to develop pedagogy and didactics tools. Analyses of design practices in professional contexts show that parametric modeling is linked to various computer assisted tasks: complex form finding and representation, evaluation, optimization, fabrication, communication, collaboration etc. We observed in our analyses that most often parametric modeling actors are not the one who design projects. Parametric modeling requires expert skills and knowledge that most architects have not yet mastered. How architects could be assisted for parametric modeling during the design process and how they could be trained are thus crucial questions. In order to address these questions we searched to identify the characteristics of the cognitive operations implied in the uses of parametric modeling in architectural design. We used Architecturology as scientific support of the research. Architecturology provides a scientific language for describing cognitive operations of architectural design. This language aims to interrogate conception through cognitive operations of giving measurements to an artifact. In this reseach, we distinguished operations that give measurement to an architectural object and operations that give measurement to a parametric model’s object. We found out different kind of operations implied in parametric model conception: -elementary operation of conception (slicing, dimensioning and referencing) and; -pragmatic operation of conception (interpretating, pooling and translating in parametric geometry). These operations show that we can distinguish conception of parametric modelling and architectural design, but it also show that these operations are intricate. Relevancies and references implied in elementary operations of conception are porous. This porosity between parametric modelling and architectural design is allowed by the pragmatic operations and by the construction of a common knowledge. Thus the theoretical framework developed to analyze parametric architectural design situations leaded us to analyze various methodological or technical support tools proposed for assisting parametric modeling. For example, we analyzed the different supports provided by the large community of parametric modeling users and the “patterns” method developed by R. Woodbury. Thanks to the different results of the research (cognitive operation identified and existing helps analyzed) we proposed didactics tools for assisting architects to parametric design. [fr] Cette recherche porte sur les usages des logiciels dit de « modélisation paramétrique » en conception architecturale. Plus spécifiquement, sont interrogées les activités cognitives de conception impliquées lors de ces usages. L’architecturologie est le support scientifique de cette recherche. Les concepts de l’architecturologie permettent d’interroger les activités cognitives de conception en termes d’opérations d’attribution de mesures. Les résultats de cette thèse montrent que les principales opérations cognitives de conception de modèles paramétriques sont : - des opérations élémentaires de la conception telles qu’interrogées par l’architecturologie: le découpage, le dimensionnement et la référenciation ; - des opérations « pragmatiques », c'est-à-dire participant de la conception mais ne relevant pas directement d’une opération d’attribution de mesures, ces opérations sont : la mise en commun, l’interprétation, l’appropriation d’outil et l’opération de traduction en géométrie paramétrique ; des opérations de logiques relevant de l’induction ou de la vérification. Ces opérations nécessitent et participent à la construction d’un espace des savoirs de la modélisation paramétrique. Cet espace des savoirs ainsi que les opérations pragmatiques observées permettent une intrication par l'échange et le partage de pertinences et d'espaces de référence entre la conception de modèles paramétriques et la conception architecturale. Les analyses menées pointent les difficultés rencontrées dans ces activités de conception. La caractérisation des opérations de conception propres à l’usage de la modélisation paramétrique en conception architecturale a permis d’interroger la méthode des patterns proposée par R. Woodbury. Ces patterns sont proposés comme une aide à la conception de modèles paramétriques en conception architecturale. L’analyse des usages de ces patterns montre que si ceux-ci sont potentiellement une aide puissante, leur généricité les rend difficiles d’accès. Cette méthode peut être complétée par le développement d’une bibliothèque de patterns appliqués (appelés samples) permettant à l’étudiant un apprentissage par l’exemple et par induction. Un support d’apprentissage s’appuyant sur ces résultats a été développé et testé lors de la thèse sur la plateforme www.parametric-ressources.com. Les connaissances construites dans cette thèse sur l'usage de la modélisation paramétrique en conception architecturale a permis de proposer une pédagogie visant à accompagner l'apprentissage des activités cognitives sollicitées. Des objectifs pédagogiques ont été définis par rapport aux opérations cognitives que l'étudiant doit pouvoir mettre en œuvre. Une pédagogie par le projet ainsi qu'une pédagogie par travaux dirigés sont proposées en vue de répondre à ces objectifs.
Research center :
Laboratoire MAP-MAACC - Unité Mixte de Recherche CNRS 3495
