Enseignement

Sciences et Techniques pour l'Architecture


Une feuille de route pour la transition numérique dans les ENSA.

En quoi les problématiques informatiques concernent-elles la pratique de l'architecte ? D'un point de vue géométrique, quel sens y a-t-il à connaître les mathématiques quand l'« intelligence artificielle » est dit-on capable d'élaborer de nouveaux théorèmes sans l'entremise d'aucune intervention humaine ? Les transformations de nos modes de vie que nous impose la crise sanitaire actuelle et la généralisation de la « téléprésence » sont-elles amenées à impacter durablement l'organisation de la société ? Si ces questions peuvent nous sembler quelque peu « irréelles », elles sont pourtant les marqueurs bien réels de notre actualité, personne ne peut en douter. Il devient dès lors légitime, voire plus que nécessaire, de nous poser ouvertement de telles questions car notre domaine d'expertise, l'architecture, n'est pas épargné par les bouleversements technologiques qui orientent la marche du monde. Rien ne garantit que dans les années à venir les architectes ne soient les prochains à être directement impactés par de telles « disruptions ».

Dans ces conditions, comment élaborer une amorce de réponse à des problématiques devant lesquelles nous pourrions légitimement nous sentir démunis ? Comment préparer les futurs professionnels et futurs citoyens, étudiants en école d'architecture, à ce monde en pleine mutation ? Tâchons d'élargir encore un peu plus le spectre de nos questionnements et jetons un regard panoramique sur notre situation. Deux grands sujets semblent caractériser le contexte dans lequel s'élabore l'architecture d'aujourd'hui. Deux problématiques dont nous disons qu'elles sont toutes les deux « en transition ». Deux questions qui pourtant semblent s'ignorer l'une l'autre : d'un côté la question écologique, centrale et incontournable. De l'autre, la question du « numérique », dont la réalité s'est brutalement imposée à nous depuis que nous sommes entrés dans cette crise inédite.

La nature du numérique

Bien que ces deux questions semblent occuper une place importante parmi les problématiques actuelles, il semble que chacune d'elles avance pour son propre compte, comme si elles appartenaient à deux réalités différentes. Et pourtant, l'une et l'autre, sont bel et bien les deux aspects saillants, les deux forces qui impriment la direction dans laquelle évolue notre monde contemporain. Comment comprendre dans ce contexte, les liens qui unissent ces deux domaines qu'on pourrait penser comme formant deux pôles diamétralement opposés : « nature » et « culture » se faisant face. Si nous souhaitons dépasser cette opposition apparente, voire cet antagonisme problématique entre monde « naturel » d'une part, et monde « artificiel » d'autre part, il importe de clarifier le sens de ce monde « numérique » qui semble à nos yeux plus difficilement compréhensible, échappant en quelque sorte à l'intuition de notre perception.

Il est important avant de poursuivre dans notre questionnement, de clarifier un peu plus le sens de ce que nous appelons « numérique ». Depuis un certain nombre d'années maintenant, ce mot — numérique — a pris l'ascendant sur l'ancien qualificatif — informatique — et ce glissement n'est pas tout à fait anodin puisqu'il décrit la réalité des évolutions contemporaines qui concerne le monde des « ordinateurs ». Suivre le fil de cette évolution du vocabulaire pourrait nous éclairer sur les différentes époques à travers lesquelles cette mutation technologique s'est développée, depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale et les « années de Gaulle », traversant le courant cybernétique et le tournant linguistique, et aboutissant sur l'actualité de notre temps avec l'avènement des « plateformes » contemporaines. Il s'agit donc de saisir dans le terme de « numérique » toute la richesse et la complexité du devenir techno-scientifique de nos sociétés industrialisées.

Mais si nous souhaitons réellement saisir la nature « profonde » de ce phénomène techno-scientifique, il importe de s'approcher au plus près du sens d'un vocable dont le substantif exprime simplement le fait qu'il « concerne les nombres ». Cette nature profonde du numérique, dont nous pensons qu'elle doit être au cœur de la compréhension d'un phénomène complexe, nous renvoie donc directement au monde des mathématiques, à leur sens et à leur histoire, seul moyen à nos yeux de comprendre l'évolution du monde contemporain et d'agir peut-être, à travers une approche architecturale qui renoue avec le fil de cette évolution, afin d'être en mesure d'affronter, conjointement, les défis écologiques et technologiques.

Les contours d'une discipline

Cette vision panoramique du phénomène numérique doit pouvoir nous aider à définir en première approximation les contours d'une discipline nécessairement hybride où se mêlent des questions purement scientifiques et des pratiques créatives et inventives. Un axe nature-culture peut donc nous aider à saisir la culture numérique d'une façon « holistique », techniquement et culturellement, et nous inviter à comprendre la nature mathématique du numérique dans toute sa richesse, c'est-à-dire comme le point de rencontre du monde humain et du monde naturel. C'est peut-être grâce à cette vision suffisamment globale du numérique que nous pouvons aborder pleinement les aspects plus « pratiques » et « concrets », comme la notion de « logiciel », par exemple, un domaine qu'on pourrait situer du côté « mathématique » de cette classification et faisant face au domaine « matériel » plutôt concerné par la « technique », celle qui gouverne le fonctionnement « mécanique » des machines numériques.

Du côté logiciel de cette classification, le « BIM » est sans conteste une question tout à fait centrale. Mais il ne faut pas se fier à l'apparente unité du principe de la modélisation des données du bâtiment, car il s'agit d'une réalité complexe mêlant des points de vue et des intérêts multiples. Au début des années 70, c'est-à-dire avant la naissance de la micro-informatique, nous pouvons en tracer les origines dans les recherches issues du monde universitaire portant sur les limitations inhérentes à la géométrie descriptive dans la dynamique de la genèse de l'objet architectural. Ces recherches ont abouti à l'un des aspects essentiel de ce nouveau paradigme : la consistance des représentations en deux dimensions de l'objet de la conception quand celles-ci sont issues d'un unique modèle 3D. Nous pouvons également rechercher les origines de ce principe dans des conceptions politiques et économiques portant sur la gestion et la rationalisation des coûts de fabrication du bâtiment, une pensée héritée de la révolution néolibérale des années 80. C'est aussi ce principe qui est à l’œuvre dans l'idée de maquette numérique, un objet informationnel qui a pour fonction de centraliser, d'intégrer et de consolider les données provenant d'acteurs multiples. C'est également durant cette période qu'une poignée d'informaticiens-entrepreneurs vont développer des logiciels à des coûts abordables et ainsi favoriser l'émergence d'un marché d'applications numériques à destination des PME.

Objets et paramètres

Le BIM représente donc un changement de paradigme important, mais il faut bien voir que ce changement, pour l'architecte, concerne principalement les questions de la représentation du projet, malgré certains discours qui ont tendance à enjoliver la capacité de cet instrument à représenter une véritable « révolution » des modes de conception. Car rappelons-le, l'enjeu est avant tout écologique, et sur ce point, le BIM, en tant qu'instrument de rationalisation des processus de conception-construction ne fournit pas une alternative aux méthodes classiques d'élaboration des projets. Les pratiques de conception numérique dites « paramétriques » en revanche, peuvent être la source d'une évolution significative dans l'élaboration du projet en introduisant la notion de « donnée » — au sens des « data » ou dans le sens de « variables » formalisables — un apport nouveau qui entre dans l'équation globale de la conception. À ce titre, on peut clairement opposer les éléments « pré-définis » des logiciels BIM aux « objets intelligents » du paramétrique : les premiers sont par nature des objets plutôt « statiques » qui ont tendance à restreindre les possibilités formelles et conceptuelles de l'architecte, tandis que les seconds offrent autant de degrés de liberté que leurs auteurs auront choisi de leur attribuer.

Il s'agit ici d'une démarcation technologique importante, à mon sens, dès lors qu'il s'agit d'aborder la question de la conception écologique, une posture qui nous invite à imaginer de nouvelles modalités de constructions. La modélisation paramétrique semble, en toute logique, plus apte à relever le défi de l'invention que nous impose le contexte contemporain, bien plus que le simple paradigme quelque peu monolithique du BIM. C'est en suivant un tel raisonnement que l'on peut dès lors envisager une culture numérique orientée vers le code informatique lui-même — à travers l'usage d'un langage simple et « universel » tel que Python — comme d'un instrument peut-être plus adapté à la nécessité de formaliser et d'inventer de nouvelles procédures constructives et de nouvelles méthodes d'analyse.

Enseigner la complexité

Ce rapide survol de quelques problématiques impliquant le numérique dans son rapport à l'architecture nous montre qu'un rapprochement de la discipline vers les questions écologiques pourrait nous aider à mieux envisager les opportunités et les risques qui sont liés à ces technologies. Cela nous permet également de saisir l'importance d'une culture numérique qui soit suffisamment élargie pour qu'elle concerne jusqu'à la connaissance du « code » lui-même. Cette approche, si elle peut sembler ambitieuse, à le mérite de nous faire prendre conscience que ces problématiques sont loin de se résumer au simple usage de tel ou tel logiciel, mais qu'elles impliquent une compréhension globale d'un phénomène qui engage à son niveau, le devenir écosystémique de notre environnement. Mais comment dès lors, affronter cette somme de connaissances qui traditionnellement ne fait pas partie du cursus habituel de l'architecte ? Comment enseigner le numérique ?

La première conclusion que nous pouvons tirer de cet état des lieux est qu'il est essentiel d'intégrer le sujet du numérique au cœur d'une pédagogie qui voudrait relever ce défi culturel et scientifique. Une raison qui milite pour que l'enseignement de cette culture puisse commencer au plus tôt dans la pédagogie globale d'une école d'architecture, c'est la position que je défends personnellement. Commencer au plus tôt, c'est le meilleur moyen de pouvoir aborder la richesse de cette discipline dans toutes ses dimensions : à la fois culturelle, historique, logique, mathématique, pratique. Donner au numérique un statut à part entière, c'est reconnaître non seulement l'importance des dimensions culturelles d'une discipline qui ne se résume pas en une approche purement utilitaire, mais c'est également à mes yeux, le meilleur moyen d'engager un dialogue harmonieux avec les pratiques manuelles et certains champs plus traditionnels tels que la géométrie descriptive, le dessin, l'histoire de l'art et les sciences humaines. Il est enfin assez évident qu'enseigner les sciences numériques conjointement aux sciences physiques, telles que la mécanique, la statique ou la dynamique, puisse bénéficier aux deux.

Concernant la question de la manualité, je milite avec conviction pour un enseignement de la 3D qui soit exigeant et en quelque sorte « manuel ». Il est tout a fait essentiel pour un architecte d'avoir une solide culture de la modélisation « polygonale » — de type maillage 3D — sans succomber immédiatement à la facilité d'un logiciel tel que Sketchup — et ce malgré toutes ses qualités — car c'est le meilleur moyen d'ignorer les lois géométriques qui sous-tendent la construction d'un modèle 3D « régulier ». Au contraire, posséder un véritable savoir-faire de modeleur surfacique c'est la garantie d'être un meilleur artisan 3D — et donc de produire de meilleures représentations du projet — et cela permet d'être en meilleure posture pour comprendre par la suite, le sens et la logique interne aux modèles « solides » qui sont à l’œuvre dans des environnements de type BIM.

Une approche constructive

Il s'agit donc d'enseigner l'informatique en abordant chacun des aspects que recouvre la polysémie du mot « numérique », afin que l'ensemble d'une promotion d'étudiants puissent prendre conscience de la richesse d'une discipline émergente qui, malgré tout, peine encore à affirmer pleinement sa légitimité. Voici donc une méthodologie générale qui puisse inscrire la discipline dans la progressivité des cycles licence et master. Sortir enfin la discipline de son ancrage « utilitariste » dans lequel elle fut trop longtemps cantonnée. Se donner les moyens de comprendre progressivement la logique interne qui gouverne ces technologies, voilà la clé d'un apprentissage qui devrait permettre à l'architecte de s’émanciper du rôle trop souvent passif de simple utilisateur dans lequel on a bien voulu le placer. Le cycle licence, en tant que période d'apprentissage des fondamentaux, devrait être le moment approprié pour une approche constructive, voire « constructiviste », de la géométrie et des mathématiques. Apprendre à construire un maillage 3D régulier comme on apprend à construire un tracé régulateur ou une figure géométrique à l'aide de la règle et du compas. Apprendre à combiner et additionner des vecteurs sous leur forme algébrique de la même manière qu'on apprend à combiner et à projeter des épures. Telles pourraient être les composantes « duales », analogique et numérique, d'un tronc commun proposant un apprentissage des sciences de la représentation à l'ère du numérique.

En cycle master, pour les étudiants souhaitant approfondir leurs connaissances numériques, il serait souhaitable, là aussi, de proposer un enseignement qui se présente comme un véritable instrument de création au service du projet. Succédant aux années de licence, qui sont consacrées à l'acquisition des principes fondamentaux de la construction géométrique, le cycle master peut être l'occasion pour les étudiants de développer et d'affirmer un savoir-faire spécifique, un « logos » de la morphogenèse logique, géométrique et numérique. Grâce aux compétences précédemment acquises en matière de modélisation et grâce à la curiosité que pourraient susciter des modules d'initiation au paramétrique en licence, il est possible alors de proposer des enseignement spécifiques pour les environnements de programmation visuelle tels que Grasshopper et Dynamo, qui peuvent permettre à l’étudiant d'enrichir sa démarche projectuelle, et pour certains d'être formés à une spécialité de plus en plus prisée par les agences d'architecture et les bureaux d'études. Pour les plus aguerris, l’entrée de plein pied dans le monde du code et de la programmation représente la possibilité de forger une véritable expertise et une spécialisation professionnelle.

Un langage au service du projet

Ces quelques idées directrices peuvent renforcer les enseignements du champ « outils mathématiques et informatiques », qui devraient permettre, je crois, à la fois d'enrichir la pluralité des enseignements et renforcer la spécificité d'un champ technologique propre à l'architecture. Des idées et un certain état d'esprit « pro-actif » vis à vis des technologies numériques, c'est de cette façon que j'ai personnellement choisi de construire ma démarche architecturale. C'est en suivant cette intuition et cette conviction que la technique est une « culture » plus qu'un outil, que depuis une quinzaine d'années maintenant, je suis engagé à titre individuel mais aussi dans un effort collectif de création des instruments de conception de l'architecture, dans le développement de logiciels pensés et élaborés par et pour les ingénieurs, les architectes, les designers, le créateurs. C'est en suivant cette intuition initiale que je poursuis aujourd'hui cet effort du côté académique en m'engageant pour une certaine vision de l'enseignement numérique et en menant un travail de recherche doctoral au CNAM. Une recherche centrée sur l'idée d'une « écriture numérique de l'architecture », suivant l'hypothèse qu'un langage numérique spécifique représente peut être une instrumentation plus adaptée à la modélisation de la complexité des environnements bâtis contemporains.

Le « code » deviendra-t-il au cours de la décennie qui s'ouvre, un médium pratiqué globalement par les architectes, ou restera-t-il limité au cercle restreint de quelques initiés ? Si à titre personnel c'est l'hypothèse d'une alliance fertile entre un « logos » numérique et un « topos » géométrique que je consacre mon énergie, nul n'est en mesure de prédire quelles seront les conditions techniques, scientifiques, économiques et environnementales qui détermineront, demain, les conditions de fabrication de notre environnement. Mais il suffit peut-être simplement de jeter un regard sur l'évolution de ces mêmes conditions techno-scientifiques et socio-économiques pour saisir pleinement comment, en une vingtaine d'années, ce qu'il était convenu d'appeler les « autoroutes de l'information » — Internet — s'est imposé comme le terrain d'une disruption globale touchant tant d'aspects de notre environnement quotidien.

Un nouveau profil d'architecte-ingénieur ?

Dans ces conditions, et sans vouloir présager outre mesure des évolutions futures, nous sentons qu'il devient essentiel d'intégrer des composantes numériques « enrichies » à la formation des futurs architectes. C'est bien le défi que nous avons à relever, nous les artisans du monde « bâti », face à un phénomène qu'on pensait purement « virtuel ». Car l'« uberisation » de la société, la guerre informationnelle qui s'accentue jour après jour, fausses nouvelles succédant à de vraies rumeurs, tout cela est bien réel, avec des conséquences qui sont de plus en plus perceptibles directement dans notre environnement. Et que penser de la « parcellisation », de l'émiettement de la société, quand des mastodontes tels qu'Amazon imposent leurs propres lois à des pans entiers de notre économie ? Quels rôles joueront ces acteurs « à distance » dans l'évolution de nos modes de vie et sur la forme de nos villes et de nos campagnes si nous ne nous emparons pas de cette problématique ? Il est temps pour l’architecte de prendre à bras le corps cette « culture numérique » qui n'est pas un épiphénomène que l'on pouvait penser cantonné derrière les écrans. Il est temps d'inventer et de ré-inventer un nouvelle figure de l'architecte en tant que l'ingénieur du technique et du symbolique, qui soit un peu plus en phase avec les évolutions scientifiques de son temps. C'est dans ce sens que j'aimerais voir évoluer l’enseignement des « outils mathématiques et informatiques » qui, en renouant un lien plus « organique » avec les sciences de l’ingénieur, donnerait peut être au numérique le rôle d'un véritable médium contemporain de création.


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