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Le réchauffement climatique et les différents facteurs environnementaux actuels ont catapulté l’Architecture dans une période caractérisée par l’importance des performances énergétiques. La durabilité des bâtiments est désormais pointée du doigt et doit impérativement devenir une des motivations principales qui guide la pensée de l’architecte tout au long du processus de conception. Afin de répondre aux nouveaux objectifs climatiques, la pertinence des nouvelles constructions doit être justifiée à l’aide de leur faible consommation énergétique mais aussi grâce à la quantité d’énergie renouvelable qu’elles peuvent produire. Pour ce faire, une meilleure utilisation du Soleil permet au concepteur d’améliorer l’efficacité de ces deux axes et répond en partie aux nouvelles exigences constructives et environnementales. 
Qui plus est, certaines études ont démontré que les décisions prises par les architectes pendant les premières étapes de la conception sont celles qui ont le plus d’impact sur la performance énergétique des édifices. Dès lors, comment faire face à la complexité solaire dès les premières phases du processus de conception architecturale ? Cette question trouve d’autant plus d’intérêt du fait de la faible considération des informations fournies par les logiciels de simulation de la lumière du jour ou de performance énergétique dès le début de la conception.
Dans le but de répondre à cette problématique, plusieurs objectifs ont été déterminés. Le processus de conception architecturale étant un ensemble complexe, il est important de le décomposer en sous-ensembles plus simples à aborder et à comprendre. Avant tout, il est nécessaire de s’attarder sur les propriétés physiques du Soleil liées à l’Architecture. De surcroît, bien connaître ces phénomènes peut aider à anticiper leurs effets et donc de les intégrer dès le début de la conception architecturale. De plus, les données climatiques peuvent également fournir de précieuses informations pour guider les choix de conception. Par conséquent, le concepteur doit comprendre ces informations et trouver des moyens efficaces pour les visualiser. En effet, les outils de simulation fournissent un surplus d’informations qui dépasse les connaissances de base d’un architecte et les présentent dans un environnement peu convivial et donc peu adapté. Dans un second temps, il est utile de dresser un inventaire sur les différentes stratégies et les méthodes permettant d’incorporer les données solaires dans le travail de l’architecte. Ensuite, ce travail questionne l’intégration des simulations solaires dans l’évaluation de la performance énergétique. En effet, les gains énergétiques engendrés par le Soleil tels que la présence de lumière naturelle ou le réchauffement des pièces exercent une influence sur la consommation énergétique totale et doivent être intégrés dans son calcul. Pour finir, cette recherche se penche sur les outils les plus appropriés afin de fournir et de traiter ces informations. L’Architecture ne peut pas se résumer en un processus de conception automatisé, mais l’architecte doit pouvoir s’entourer d’outils capables de l’aider lors de ses prises de décisions.
Ce mémoire a pour but de faire le point sur la prise en compte du Soleil dans la littérature. Qui plus est, il propose de combler les lacunes constatées en soumettant un modèle d’étude qui vise à aider le concepteur à intégrer la complexité solaire dès les premières phases de conception.

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Sustainability in architecture is a complex objective with multiple criteria to address and optimize. The use of generative design for sustainable architectural design, since it lets the users do performance-based design in a short amount of time, has a great potential providing solutions and giving an overall feedback on the performances of the design. While usual generative design tools still require computer science skills, and thus create a barrier to the use of generative design, a new kind of platform is emerging, targeting non-specialists. These toolsets present a great potential in addressing these issues, and this thesis assesses the potentialities of these platforms in what we call sustainable generative design. 

By assessing the use of sustainable generative design in offices and the challenges to its establishment, we will be able to understand how the new generative design platforms can respond to the practice’s needs. In order to do this, we have first assessed sustainable generative design through a state of the art, where the literature reviews helped us establish our hypotheses for the next parts of the thesis. Then, we have interviewed architects with either an expertise in sustainable design, or computational design. These interviews helped us assess the establishment of computational design, sustainable design and sustainable generative design in practices. We could also emphasize the barriers and drivers to the adoption of sustainable generative design. Afterwards, we explored a tool among the new generative design platforms, which we chose based on the types of analysis it offered. With this exploration, we could compare the platform to the characteristics of an ideal sustainable generative design platform mentioned during the interviews, and we also compared the characteristics of the tool to a framework chosen in literature, to assess whether this framework could be made using the tool. 

The obtained results highlight the potentialities of these new generative design platforms in sustainable architecture and the opportunities they present for the AECO industry. La durabilité dans l’architecture est un objectif complexe avec de multiples critères à aborder et à optimiser. L’utilisation de la conception générative pour la conception architecturale durable, puisqu’elle permet aux utilisateurs de faire la conception basée sur la performance dans un court laps de temps, a un grand potentiel fournissant des solutions et donnant un retour d’ensemble sur les performances de la conception. Alors que les outils de conception générative habituels nécessitent encore des compétences en informatique, et créent ainsi un obstacle à l’utilisation de la conception générative, un nouveau type de plateforme émerge, ciblant les non-spécialistes. Ces outils présentent un grand potentiel pour aborder ces questions, et ce mémoire évalue les potentialités de ces plateformes dans ce que nous appelons la conception générative durable.

En évaluant l’utilisation de la conception générative durable dans les bureaux et les défis liés à son établissement, nous serons en mesure de comprendre comment les nouvelles plateformes de conception générative peuvent répondre aux besoins de la pratique. Pour ce faire, nous avons d’abord évalué la conception générative durable à travers un état de l’art, où les revues de littérature nous ont aidés à établir nos hypothèses pour les prochaines parties de la thèse. Ensuite, nous avons interviewé des architectes ayant une expertise en conception durable ou en design computationnel. Ces entrevues nous ont aidés à évaluer l’établissement du design computationnel, de la conception durable et de la conception générative durable dans les agences. Nous avons également mis en évidence les obstacles et les facteurs à l’adoption d’une conception générative durable. Ensuite, nous avons exploré un outil parmi les nouvelles plateformes de conception générative, que nous avons choisi en fonction des types d’analyse qu’il offrait. Avec cette exploration, nous avons pu comparer la plateforme aux caractéristiques d’une plateforme de conception générative durable idéale mentionnées lors des entrevues, et nous avons également comparé les caractéristiques de l’outil à un article choisi dans la littérature, afin d’évaluer si l’outil choisi pourrait être utilisé dans le cadre de cet article. Les résultats obtenus mettent en évidence les potentialités de ces nouvelles plateformes de conception générative en architecture durable et les opportunités qu’elles présentent pour l’industrie AECO.

generative design --- sustainable urban design --- sustainable architectural design --- computational design --- parametric design --- platformization --- Ingénierie, informatique & technologie > Architecture