Travail de fin d'études / Projet de fin d'études : Quelles sont les opérations cognitives de conception computationnelle impliquées dans la conception de stratégies algorithmiques d'optimisation d'enveloppes pour l'ensoleillement ? En particulier, quelles sont les opérations cognitives de conception de "l'espace de solutions" ?

Abstract

En 2022, le secteur de l’architecture, de l’ingénierie et de la construction (A.E.C.) représentait près de 34 % de la demande énergétique mondiale et environ 37 % des émissions de CO2, soit près de 10 gigatonnes (United Nations Environment Programme, 2024). Ces chiffres mettent en évidence l’urgence d’une transition, dans laquelle le rôle du concepteur est central : il doit intégrer des contraintes environnementales, techniques et réglementaires de plus en plus strictes, tout en gérant la complexité croissante de la tâche et la charge cognitive qui en découle. Depuis les années 1970, les outils numériques accompagnent cette évolution. Les premiers logiciels de conception assistée par ordinateur (C.A.O.) ont surtout permis des gains d’efficacité, sans modifier la nature du processus créatif (De Boissieu, 2025). La rupture véritable est intervenue avec l’intégration des outils computationnels : modélisation paramétrique, algorithmes d’optimisation, puis intelligence artificielle ("machine learning", "deep learning"), qui offrent aujourd’hui de nouvelles possibilités pour explorer, analyser et optimiser les projets (De Boissieu, 2022). La conception computationnelle ne se limite pas à l’automatisation : elle transforme en profondeur la manière de concevoir, introduisant un changement de paradigme dans les stratégies créatives (Terzidis, cité par De Boissieu (2022)). Cette transformation impose au concepteur de maîtriser non seulement des outils, mais aussi de repenser ses méthodes et la structure même de son raisonnement. Avant d’exploiter pleinement ces technologies, il est indispensable de comprendre les opérations cognitives mobilisées dans la conception : celles qui structuraient historiquement l’architecture, celles qui se transforment dans un contexte computationnel, et celles qui émergent avec l’usage des outils numériques. L’objectif de ce travail est donc : 1. De recenser les opérations cognitives propres à la conception architecturale traditionnelle. 2. D’analyser leur évolution et leur adaptation avec l’intégration des outils computationnels, en particulier les algorithmes d’optimisation génétique appliqués à l’architecture.