La lumière naturelle comme support physique de l’éclairage naturel

Table des matières

Introduction
Problématique
Hypothèses
Objectifs
Méthodologie
CHAPITRE I : La notion de l’éclairage naturel dans la conception architecturale
Introduction
I. La conception comme processus de « Résolution de Problèmes »
I. 1. Le processus de conception chez les Anglo-saxons
I. 1.1. La contribution de John Christopher Jones
I.1.2. La contribution de Christopher Alexandre
I.1.3. La contribution d’Herbert Simon
I.1.4. La contribution de Geoffrey Broadbent
I.1.5. La contribution de Horst Rittel
I.1.6. La contribution de Karl Popper
I.1.7. La contribution de Nigel Cross
I.2. Le processus de conception chez les Français
I.2.1. La contribution de Jean-Charles Lebahar
I.2.2. La contribution de Philippe Boudon
I.2.3. La contribution de Dominique Raynaud
I.2.4. La contribution de Robert Prost
I.3. Récapitulation
I.3.1. Tableau récapitulatif
I.3.2. Caractéristiques des problèmes de conception
I.3.3. Modèle du projet architectural proposé par Daniel Siret
II. L’ambiance lumineuse comme l’un des problèmes de conception architecturale
II.1. Définitions
II.2. Exemples de prise en compte de l’éclairage naturel dans la conception des projets architecturaux
II.2.1. L’exemple du « Dôme du Palais du Reichstag » par Norman Foster
II.2.2. L’exemple de « De Syllas House » par Justin De Syllas
II.2.3. L’exemple de « Orchard Learning and Resource Centre » par Ahrends Burton, Koralek et Ove Arup and Partners
II.2.4. L’exemple de la « American Community School, Sports Centre » par les architectes du Studio E Architects
II.2.5. L’exemple de « Gridshell Building, Weald and Downland Museum » par Edward Cullinan et Buro Happold
II.3. Récapitulation
III. La lumière naturelle comme support physique de l’éclairage naturel
III.1. Un bref aperçu
III.2. Introduire la lumière de jour au bâtiment
III.3. Caractérisation de l’environnement lumineux extérieur
III.3.1. Modèle de ciel de Moon & Spencer
III.3.2. Modèle de ciel de Richard Kittler
III.3.3. Modèles de ciel de Nakamura et Igawa
III.3.4. Modèle de ciel de Michel Perraudeau
III.3.5. Modèle de ciel de Richard Pérez
IV.4. Evaluation de la lumière de jour
IV.4.1. Unité d’évaluation quantitative
IV.4.2. Evaluation qualitative
Conclusion
CHAPITRE II : Simulation classique et simulation inverse de l’ensoleillement dans le projet architectural
Introduction
I. Etat de l’art de la simulation directe de l’ensoleillement
I.1. Conception Assistée par Ordinateur
I.1.1. Logiciel informatique
I.1.2. Simulation numérique
I.1.3. Logiciels de simulation directe de l’ensoleillement
I.2. Validation d’un Logiciel de Simulation de l’Eclairage
I.2.1. Validation analytique
I.2.2. Validation expérimentale
I.2.3. Validation comparative
I.3. Exemple de Logiciels de Simulation d’Eclairage Naturel
I.3.1. ADELINE
I.3.2. DIALux
I.3.3. ECOTECT
I.3.4. GENELUX
I.3.5. INSPIRER
I.3.6. LesoDial / DIAL-Europe
I.3.7. LIGHTSCAPE
I.3.8. RADIANCE
I.3.9. SUPERLITE
I.3.10. VELUX DAYLIGHT VISUALIZER
I.3.11. Synthèse comparative des logiciels de simulations directe de l’ensoleillement
I.4. Exemple de travail avec les logiciels de simulation de l’éclairage naturel
I.4.1. Présentation du modèle d’espace pour la simulation directe
I.4.2. Les étapes du travail avec DIALux 4.11.0.2
I.4.3. Les étapes du travail avec « ECOTECT V 5.50 »
I.4.4. Comparaison entre DIALux 4.11.0.2 et ECOTECT V 5.50
I.4.5. Proposition d’un diagramme de simulation de l’éclairage
II. L’approche inverse comme solution au problème de conception d’éclairage
II.1. Modélisation déclarative
II.1.1. Présentation
II.1.2. Avantages de la modélisation déclarative
II.1.3. Etapes de la modélisation déclarative
II.2. L’Approche inverse en éclairage naturel
II.2.1. Présentation
II.2.2. Niveaux de simulation inverse de l’ensoleillement
II.2.3. Méthodes de simulation inverse de l’ensoleillement
II.2.4. Expressions des intentions
III.3. Exemple de programmes informatiques de simulation inverse de l’ensoleillement 
II.3.1. Le logiciel TRNSHD
II.3.2. Le logiciel WINSHADE
II.3.3. Le logiciel SUSTARC
II.3.4. Le logiciel CALCSOLAR
Conclusion
CHAPITRE III : Vers un modèle numérique de calcul des ouvertures par simulation inverse de l’ensoleillement
Introduction
I. Présentation et argumentation du choix du modèle d’espace et des points de calcul
I.1. Présentation et argumentation du modèle d’espace choisi pour le calcul
I.1.1. Géométrie et dimensions
I.1.2. Présentation et argumentation du choix des points de calcul
I.2. Les étapes de calcul
I.2.1. Etape (1) : calcul du flux extérieur Φext
I.2.2. Etape (2) : Calcul des surfaces des éléments d’ouverture
I .3. Validation des résultats du calcul
I.3.1. Résultats du calcul avec DIALux 4.11
I.3.2. Résultats du calcul avec Ecotect Analysis 2011
I.3.3. Remarque et interprétation des résultats de la validation
I.3.4. Evaluation statistique des écarts des résultats
I.4. Le modèle développé MSNIEN
I.4.1. Présentation
I.4.2. Utilisation de MNSIEN
Conclusion
CHAPITRE Iv : Application du modèle dans une situation réelle de conception des ouvertures
Introduction
I. Présentation de l’expérience 
I.1. Environnement de l’expérience
I.1.1. Lieu de l’expérience
I.1.2. Date et heure de l’expérience
I.1.3. Outils utilisés durant l’expérience
I.1.4. Sujets de l’expérience
I.2. Déroulement de l’expérience
I.2.1. Phase « cours »
I.2.2. Phase « exercice »
II. Résultats de l’expérience 
II.1. Résultats du groupe A (utilisant DIALux 4.11.02)
II.2. Résultats du groupe B (utilisant MNSIEN)
III. Etude des résultats de l’expérience 
III.1. Evaluation des résultats
III.1.1. Evaluation des résultats du Groupe A
III.1.2. Evaluation des résultats du Groupe B
III.1.3. Synthèse de l’évaluation des résultats
III.2. Rapprochement des résultats
III.2.1. Paramètre « dimensions » de l’élément d’ouverture
III.2.2. Paramètre « surface » de l’élément d’ouverture
IV. Tableau de comparaison montrant l’avantage de MNSIEN par rapport à DIALux 
Conclusion
Conclusion générale et Perspectives
Annexe
Liste des figures
Liste des tableaux
Bibliographie