Ambiances en architecture

Lumière et Espace Architectural

Dr Azeddine BELAKEHAL, Maître de Conférences ‘A’

Département d’architecture, Université Mohamed KHIDER

2010-2011

2ème année architecture LMDModule: Théorie du projet

POÉTIQUE ARCHITECTURALE ET LUMIÈRE NATURELLE

Certains architectes parlent de lumière en termes spatiaux, c'est-à-dire qu’ils associent directement la lumière naturelle à des propriétés et qualités spatiales. Ces dernières mettent à la disposition des architectes des alternatives d’éclairage naturel fondées essentiellement sur des caractéristiques spatiales indépendantes des courantes spécifications et recommandations chiffrées. De façon non exhaustive, on citera Pierre Von Meiss, Rafael Serra et Henri Ciriani.

Pierre Von Meiss affirme que l’utilisation de la lumière naturelle dans la conception architecturale est parmi les aspects les moins enseignés en architecture à cause de la carence de moyens de leur maîtrise. Selon lui, devant cet état incomplet des connaissances en ce domaine, seule l’expérience est capable de dresser un ‘catalogue de références’ nous permettant d’agir par cas similaires. A cet effet, il nous propose quatre alternatives pour caractériser l’espace par la lumière:

1. L’espace lumière

2. La lumière à caractère d’objet

3. La lumière de séries d’objets

4. La lumière des surfaces

L’espace lumière est ce volume vide et lumineux, aux limites fictives mais clairement perceptibles, appartenant à un espace plus vaste mais plus sombre.

La lumière à caractère d’objet est matérialisée par un composant architectural lumineux et isolé de sorte qu’il est perçu comme une figure dépendante de son fond.

La lumière de séries d’objets se concrétise par le biais d’un ensemble d’éléments lumineux qui participent activement à la définition d’un espace architectural à travers l’accentuation de ses limites ou bien l’inversion du rapport fond – figure entre les objets lumineux et les surfaces de l’espace auquel ils appartiennent.

La lumière des surfaces se présente à travers l’espace dont les diverses parois peuvent être éclairées par des sources invisibles (éclairage indirect) ou bien qu’elles constituent elles même entièrement une source d’éclairage.

De son côté, Rafael Serra stipule que pour l’architecte la lumière naturelle doit être appréhendée non seulement dans ses aspects quantitatifs mais aussi par ses qualités esthétiques. L’architecture est ainsi perçue à travers le rapport espace - énergie où l’homme est seul récepteur et juge de ce qui peut y être le mieux apprécié à savoir la distribution de la lumière naturelle.

Serra, en tant qu’architecte, définit quatre catégories pour l’appréciation du rôle de la lumière naturelle en architecture:

1. Une ressource architectonique

2. Une matière plastique

3. Un ensemble de rayons

4. Un fluide

Une ressource architectonique qui dépend de l’endroit où se tiennent les observateurs et où les effets sont plus appréciés que sa manière de pénétration dans l’espace architectural.

Une matière plastique qui se moule au sein de l’espace architectural semblablement à l’argile dans les mains d’un sculpteur.

Un ensemble de rayons concentrés ou dispersés qui laissent leur traces dans l’espace traversé et colorent les objets touchés de sorte que la lumière semble rebondir d’eux-mêmes.

Un fluide tel qu’un liquide qui se ramifie, se dilate, s’élève et se déplace d’un lieu à un autre occupant l’ensemble de l’espace de vie humain.

Enfin, Henri Ciriani trouve que, de l’architecture pré-moderne à celle moderne, la lumière, qui était auparavant une source et un moyen de dynamisme en architecture, est passée au statut d’un instrument d’immobilisation des éléments de l’espace architectural. Il propose ainsi une classification de la lumière naturelle dans son rapport à l’espace architectural et qu’il situe par rapport à l’histoire de l’architecture même:

1. Lumière émotion

2. Lumière éclairage

3. Lumière radieuse

4. Lumière picturale

Lumière émotion : en excluant l’extérieur, elle se manifeste théâtralement à l’intérieur d’un édifice de façon similaire à celle qu’on aperçoit dans les cryptes.

Lumière éclairage : faisant suite aux progrès acquis suite à la révolution industrielle et à l'alignement presque général des architectes aux parois transparentes. Elle pénètre fortement dans l’espace et demeure invisible tant les conditions lumineuses intérieures sont semblables à celles extérieures.

Lumière radieuse : introduisant une dimension artistique à la lumière éclairage, elle suppose éveiller l’émotion. L’emploi de surfaces blanches aide à ce qu’elle atteigne son intensitémaximale au point de surpasser les conditions lumineuses extérieures.

Lumière picturale : surpassant les coloriages des surfaces, elle implique un rôle autonome à la couleur dans la définition des espaces architecturaux et peut même créer un rapport virtuel entre extérieur et intérieur.

CONFORMATION ARCHITECTURALE ET LUMIERE NATURELLE

La littérature consacrée à la thématique du langage architectural dévoile certains indicateurs relevant globalement du typologique, morphologique, topologique et/ou géométrique. C. Norberg-Schulz élabore une définition du langage architectural fondée sur trois grandeurs interdépendantes :

i) la typologie,

ii) la topologie, et

iii) la morphologie.

Le type est une unité figurative qui possède un nom qui le défini et qui renvoi toujours à la même identité formelle quelque soit la langue dans laquelle il est énoncé. Cette identification en tant que forme est la condition essentielle de la reconnaissance d’une figure en tant que type.

Ces trois composantes seront utilisées dans l’analyse de l’habitation et ce en vue de déterminer un langage architectural basé sur la lumière naturelle en matière de sources, de pénétration, de propagation et de réflexion. De ce langage architectural, seront issus trois genres d’indicateurs : le typologique, le topologique (incluant le géométrique) et le morphologique.

La topologie, quant à elle, est liée à l’organisation spatiale qu’elle permet d’analyser qualitativement en termes d’ordre spatial (composition d’éléments ou de zones spatiales).

Enfin, la morphologie indique la manière dont sont reliés les éléments entre eux et par rapport à la totalité de la forme bâtie.

Indicateurs Typologiques :

Deux types d’éclairage naturel sont identifiés selon la situation de l’ouverture, source de lumière naturelle,

Éclairage zénithal: l’ouverture est située sur la paroi horizontale (plafond) de l’enveloppe (Lanterneau, coupole ou autres).

Éclairage latéral: l’ouverture est localisée dans une des parois verticales (murs) de l’enveloppe (petit orifice, la fenêtre française, moucharabieh mur rideau).

Éclairage naturel zénithal

Éclairage naturel latéral

Indicateurs Topologiques :

Au sein d’une conformation architecturale, la lumière peut indiquer des caractéristiques topologiques géométriques (comme le point, la ligne et la clôture…etc.).

Centre et périphérie (clôture)

Ligne (Parcours)

Elle peut aussi spécifier certaines zones ou régions précises de la conformation en respect de leurs particularités symboliques, fonctionnelles ou autres (non-géométriques).

Également, les surfaces délimitantes de la conformation d’un espace architectural renseignent sur des propriétés topologiques comme son degré d’ouverture ou de fermeture et ses continuités ou discontinuités avec les espaces extérieurs et intérieurs adjacents. Ces propriétés sont dépendantes de la surface totale des percements par rapport à la surface des parois délimitantes et de la nature des matériaux constituants (transparents, en grille, translucides, opaques…).

Indicateurs Morphologiques :

Les ouvertures assurant la pénétration de la lumière à l’intérieur d’une conformation architecturale caractérisent sa morphologie. Les dimensions (surface, largeur et hauteur), la forme et le dispositif de protection des ouvertures, leurs positions l’une vis-à-vis de l’autre, sont tous des indicateurs qui dans leurs rapports aux murs de façade, la surface du sol, la surface du mur de la façade et la profondeur de la conformation offrent des indices permettant de mesurer cette composante morphologique.

Les indicateurs morphologiques (mesures absolues) :

i) surface au sol, et ii) hauteur sous-plafond pour la conformation, ainsi que iii) forme, iv) épaisseur, et v) types de protections solaires pour la fenêtre.

Les indices morphologiques (mesures calculées) mettant en rapport la fenêtre et la conformation:

i) position de la fenêtre par rapport au mur de la façade,ii) rapport de la surface des fenêtres à celle du sol, iii) rapport de la surface des fenêtres à celle totale des parois (murs, sauf celui de la fenêtre, et sol) de la conformation, et v) indice de profondeur (rapport de la hauteur de la fenêtre (depuis le sol) à la profondeur de la conformation).

VALEURS REPÈRES POUR QUELQUES INDICATEURS ET INDICES

La surface absolue de la fenêtre :

•Petite : inférieure à 0,5 m2•Moyenne : entre 0,5 et 2 m2•Large : supérieure à 2 m2

Forme de la fenêtre :

•Horizontale : H/L = ½•Verticale : H/L= 2•Intermédiaire : de ½ à 2

Le rapport surface des fenêtres / surface des murs en façade :

La valeur recommandée par la table de Mahoney pour la ville de Biskra varie de 15 à 25 %.

Le rapport surface des fenêtres / surface du sol :

Les valeurs recommandées pour la région de Biskra sont de 6 % (minimum) à 12 % (maximum),

Localisation des ouvertures :

Par rapport à la hauteur :Fenêtre haute, intermédiaire et basse

Par rapport à la largeur :Fenêtre d’angle, centrale et latérale

Dans les régions où prédomine le ciel clair ensoleillé, il est recommandé que les ouvertures soient convenablement situées afin d’éviter l’éblouissement. Les positions à l’angle et près du plafond sont les plus conseillées pour des ouvertures étroites et longues (verticales ou horizontales).

Le rapport surface fenêtre / surface sol :

1. Très faible : inférieur à 1 %2. Faible : 1 à 4 %3. Moyen : 4 à 10 %4. Grand : 10 à 25 %5. Très grand : supérieur à 25 %

Indice de profondeur (hauteur de la fenêtre depuis le sol / la profondeur de la conformation architecturale): Zone d’efficacité lumineuse

La zone d’efficacité lumineuse de la fenêtre été récemment ramenée par Baker et Steemers (2002) à la valeur maximale de 2. C’est la hauteur de la fenêtre par rapport au sol qui est tenue pour être la source des variations majeures des niveaux d’éclairement lumineux dans une conformation et particulièrement à moins de 1m50 dedistance de la fenêtre.

CONFORMATION ARCHITECTURALE ET ENVIRONNEMENT LUMINEUX

La lumière naturelle traversant la baie et reçue en un point donné d’un espace architectural provient de différentes sources:

•Le soleil,

•Le ciel,

•Les surfaces externes (sol et bâtiments voisins)

•Les surfaces internes de l’espace architectural même.

Composante directe (du soleil) Composante du ciel

Composante réfléchie externe (Murs)

Composante réfléchie externe (Sol)

Composante réfléchie interne (Murs et plafond)

Types de cieux

Le ciel couvert (Ciel CIE):

Prépondérant durant la période hivernale

Le ciel clair:

Prépondérant durant la période estivale