L’architecture des Humeurs : Nouveaux modes d’agencement, de structuration et de transaction de l’architecture
L’architecture des Humeurs
Nouveaux modes d’agencement, de structuration et de transaction de l’architecture
David Edwards + Valérie Abrial, le 3 mai 2010
Expérience inédite, l’exposition-recherche «Une architecture des humeurs», articule plusieurs champs d’exploration au service de l’architecture ; entre neurobiologie, machinisme et protocoles mathématiques qui oeuvrent comme modes opératoires relationnels, transactionnels et structurels.

François Roche, architecte fondateur avec Stéphanie Lavaux de l’Agence R&Sie(n), s’est associé pour cela à François Jouve, mathématicien en charge de l’élaboration des stratégies structurelles dynamiques, Marc Fornes, Winston Hampel et Natanel Elfassy en charge des développements computationnels, Stephan Henrich, architecte, quant aux procédures et design robotiques et Gaëtan Robillard, Frédéric Mauclere, Jonathan Derrough sur la station de collecte des données physiologiques, via un scénario de Berdaguer & Péjus. Est intégré de plus, un second process de collecte via les “microneedles” de Marc Kendall. Le Laboratoire et sa directrice artistique, Caroline Naphegyi, ont accompagné cette recherche sur deux ans et offrent la possibilité unique d’en rendre compte dans son état de développement actuel.


Le Laboratoire_Architecture on Humor_François ROCHE
Le Laboratoire_Architecture on Humor_François ROCHE


R&Sie(n) rend visible - jusqu’au 22 avril 2010 - la première étape d’une recherche qui explore de nouveaux modes d’agencement, de structuration et de transaction de l’architecture :

- D’une part, au travers de procédures computationnelles, mathématiques et machinistes afin qu’une structure urbaine soit engendrée sur des protocoles d’indéterminations, d’agrégations et d’agencements successifs, improbables et incertains, qui réarticulent le lien entre l’individu et le collectif.  L’agencement des habitats et des trajectoires structurelles est ici pensé et développé comme postérieur aux morphologies, support de vie sociale (et non comme un préalable). Ces structures sont calculées sur des protocoles d’optimisation structurelle, à la fois incrémentaux et récursifs qui font apparaître, simultanément, la physicalité et la morphologie d’une architecture comme un principe résultant.


R&Sie(n) - Matthieu Kavyrchine.
R&Sie(n) - Matthieu Kavyrchine.


L’ « algorithme » développé par François Jouve se différencie des méthodes structurelles à «calcul direct» comme la structure porteuse d’un bâtiment, dimensionnée postérieurement à son design. A contrario, l’«algorithme» permet à la forme architecturale d’émerger des trajectoires de transmissions des forces, simultanément au calcul qui les génère. L’ «algorithme» est basé (entre autre) sur deux stratégies mathématiques, celle issue de la dérivée de formes initiées par Hadamard et celle issue d’un protocole de représentation des formes complexes sur un maillage cartésien par courbe de niveau (level set).

C’est un process mathématique d’optimisation qui permet à l’architecture de réagir et de s’adapter aux contraintes préalables, aux conditions initiales et non l’inverse.

- D’autre part, au travers de la collecte d’informations de l’ordre du corps chimique, basé sur les émissions neurobiologiques de chacun des futurs acquéreurs : jusqu’ici, la collecte des informations du protocole d’habitation s’appuyait exclusivement sur des données visibles et réductrices (superficie, nombre de pièces, mode d’accès et mitoyenneté de contact…).


Architecture des Humeurs/Le Laboratoire_Architecture on Humor_François ROCHE
Architecture des Humeurs/Le Laboratoire_Architecture on Humor_François ROCHE


A l’opposé, cette expérience  est l’occasion d’interroger la zone trouble ‘’de l’émission des désirs’’, par la captation de ces signaux physiologiques basés sur les sécrétions neurobiologiques et d’implémenter la chimie des humeurs des futurs acquéreurs comme autant d’inputs générateurs de la diversité des morphologies habitables et de leur relation entre elles.

«L’architecture des humeurs» se pose comme préliminaire de relire les contradictions de l’émission même de ces désirs ;  à la fois ceux, qui traversent l’espace public par la capacité à émettre un choix, véhiculé par le langage, à la surface des choses…, et ceux préalables et plus inquiétants peut-être, mais tout aussi valides, susceptibles de rendre compte du corps comme machine désirante et de sa chimie propre ; dopamine, cortisol, mélatonine, adrénaline et autres molécules sécrétées par le corps lui-même, imperceptiblement antérieur à la conscience que ces substances vont générer. La fabrication d’une architecture est ainsi infléchie d’une autre réalité, d’une autre complexité, de celle du corps acéphale, du corps animal…


Architecture des Humeurs/Morphologie resultante local_R&Sie(n) & Le Laboratoire
Architecture des Humeurs/Morphologie resultante local_R&Sie(n) & Le Laboratoire


«L’architecture des humeurs» c’est rentrer par effraction dans le mécanisme de dissimulation du langage afin d’en construire physiquement les malentendus. Une station de collecte de ces signaux est proposée. Elle permet de percevoir les variations chimiques, et de saisir ces changements d’état émotionnel afin qu’ils affectent les géométries émises et influencent le protocole constructif.

Animiste, vitaliste et machiniste, « L’architecture des humeurs » réarticule le besoin de se confronter à l’inconnu, et cela contradictoirement, au travers d’expertises computationnelles et mathématiques. « L’architecture des humeurs », c’est aussi un outil susceptible de faire émerger des « Multitudes », et de leur palpitation, de leur hétérogénéité, les prémisses d’un protocole d’organisation relationnelle.


Architecture des Humeurs/R&Sie(n) - Matthieu Kavyrchine
Architecture des Humeurs/R&Sie(n) - Matthieu Kavyrchine


CONVERSATION ENTRE FRANÇOIS JOUVE, MATHÉMATICIEN  ET PROFESSEUR À L’UNIVERSITÉ DE PARIS 7 & DAVID EDWARDS, FONDATEUR DU LABORATOIRE

François Jouve

Recherche


« Ma recherche concerne les mathématiques appliquées et plus précisément l’analyse numérique et le calcul scientifi que. Je m’intéresse à la modélisation mathématique de phénomènes physiques ou biologiques ainsi qu’à l’étude des équations issues de cette modélisation et à la mise en oeuvre de méthodes de résolution approchées - par ordinateur - de ces équations. Cette branche des mathématiques a pris son essor dans les années 60 avec l’apparition des premiers ordinateurs performants capables d’effectuer des calculs impossibles sur le papier. Elle se nourrit à la fois des avancées des autres sciences à laquelle elle s’applique et des techniques mathématiques les plus récentes. Elle bénéfi cie également de l’augmentation constante des puissances de calcul des ordinateurs, permettant d’effectuer des modélisations de plus en plus complexes.

Cantonnée à l’origine à des problèmes issus de sciences où le langage mathématique est naturel, comme la physique ou la mécanique des fl uides et des solides, l’analyse numérique s’est attaquée plus récemment à la modélisation de problèmes venant de la chimie, la biologie, l’économie ou la médecine. Une partie de mes recherches s’est faite en relation avec des médecins ophtalmologistes : modélisation d’opération de chirurgie réfractive (dont le but est de corriger des défauts de vision comme la myopie ou l’astigmatisme), ou développement de nouveaux implants intraoculaires utilisés dans la chirurgie de la cataracte. Par ailleurs, je m’intéresse aux problèmes d’optimisation de formes dans lesquels on cherche une forme - dite “optimale” - qui satisfasse au mieux certaines contraintes (un “cahier des charges”) données. Un exemple typique de ce type de problèmes est la recherche du meilleur compromis entre le poids et la rigidité d’un objet fabriqué dans un matériau ayant des propriétés mécaniques données. C’est cette partie de mes recherches, et les formes originales qui sont issues des algorithmes que nous avons développés, qui a initié ma collaboration avec R&Sie(n). Ces problèmes, dans lesquels la forme est l’inconnue, que l’on peut classer de façon générique sous le nom de “problèmes inverses”, ont de nombreuses applications dans des domaines très variés, de l’industrie à la prospection pétrolière mais également en imagerie médicale. »



Architecture des Humeurs/R&Sie(n) - Matthieu Kavyrchine
Architecture des Humeurs/R&Sie(n) - Matthieu Kavyrchine


David Edwards : Votre travail en mathématiques appliquées concerne l’analyse numérique et, dans le contexte de votre travail ici, la création de formes « optimales » qui adhèrent aux certaines règles physiques et géométriques, comme pourrait être utile dans l’industrie aéronautique ou, évidemment, en architecture. Voyez-vous la valeur de votre travail dans un tel contexte pratique, ou dans un contexte purement intellectuel ?

François Jouve :
Les deux aspects ne sont pas incompatibles. La frontière entre les mathématiques dites “pures” et celles que l’on nomme “appliquées”, qui a été pendant longtemps très marquée, est en train de devenir plus floue. On voit aujourd’hui des domaines traditionnellement “purs”, comme la théorie des nombres, avoir des applications très concrètes, tandis que certains mathématiciens étiquetés comme “appliqués” s’intéressent à des sujets très éloignés des applications réelles. Pour ma part, je me suis toujours considéré comme un mathématicien appliqué partant du problème pratique pour développer des méthodes dont certaines sont issues de domaines très théoriques, et ensuite revenir à l’application. Mais toutes les démarches existent et sont possibles.

D.E. : Comment la rencontre avec François Roche a-t-elle été initiée?


F.J. : François avait vu sur internet des résultats de simulations numériques et de calculs de formes optimales que nous avions faits. Il avait trouvé ces formes suffi samment “monstrueuses” (je cite ses propres termes) pour être intéressé par la méthode qui permettait de les générer et prendre contact avec moi. J’ai bien aimé ce qualificatif.


Architecture des Humeurs/_Robots_Matthieu Kavyrchine
Architecture des Humeurs/_Robots_Matthieu Kavyrchine


D.E. : En quoi votre domaine de recherche pouvait l’intéresser dans ses propres recherches?

F.J. : Ce qui l’intéressait n’était pas vraiment mon domaine de recherche mais plutôt les formes qui en sont issues, dont certaines étaient finalement assez proches de celles qu’il avait utilisées dans une de ses précédentes expositions (“I’ve heard about”) en les créant par des techniques n’ayant absolument rien à voir avec les miennes.

D.E. : Aviez-vous collaboré auparavant avec un architecte ? N’y a-t-il pas un problème de langage professionnel ?


F.J. : Il s’agit de ma première collaboration avec un architecte et il a fallu bien entendu trouver un terrain commun pour pouvoir communiquer. J’ai travaillé dans le passé avec des médecins et j’ai une certaine habitude des problèmes de langage qui se posent quand deux disciplines assez éloignées se rencontrent. D’autant que les mathématiques sont souvent particulièrement difficiles à vulgariser. La grande différence dans cette aventure dans le milieu de l’architecture, par rapport aux autres collaborations que j’ai pu avoir, tient au but qui était fi xé. Traditionnellement, lorsqu’un mathématicien appliqué en vient à collaborer avec d’autres scientifiques, on attend de lui une modélisation d’un phénomène (physique, chimique, biologique ou autre) avec autant de richesse de détails qu’il est possible d’obtenir.

Et puis ensuite, lorsque cette modélisation est considérée comme satisfaisante, il doit résoudre (souvent avec l’aide d’un ordinateur) les équations qui en découlent afin de simuler le phénomène en question. Ici, le but étant purement “artistique”, le critère final n’était pas la finesse de la modélisation ou la fidélité du modèle par rapport à certains résultats expérimentaux, mais simplement un critère esthétique. Peu importe ce qu’il y a dans les équations, seule compte la forme obtenue. D’une certaine façon on revient à des questions que se posent pas mal de gens : lorsque l’on observe certaines structures naturelles comme la croissance des arbres par exemple, on retrouve des formes qui ressemblent manifestement à des formes optimales, ou plutôt des morceaux de structures que l’on rencontre parfois lorsque l’on fait des calculs d’optimisation de forme. On peut ainsi se dire que manifestement la nature “optimise” sans doute quelque chose. Mais quoi ? Il y a fi nalement peu de cas où l’on peut donner une réponse satisfaisante à cette question. Les résultats obtenus dans le cadre de cette exposition doivent amener à se faire le même genre de réfl exion : visiblement il y a un calcul d’optimisation là dessous mais on se demande bien quel est le critère qui a été optimisé.


Architecture des Humeurs/_Matthieu Kavyrchine
Architecture des Humeurs/_Matthieu Kavyrchine


D.E. : Comment avez-vous travaillé au quotidien avec François Roche?

F.J. :
On présente souvent les mathématiques comme un édifice solide et inébranlable, construit Pierre après pierre dans une démarche cohérente et inexorable. C’est en particulier l’image que donne l’enseignement secondaire et même supérieur de la discipline. Il est exact qu’un théorème démontré et juste reste juste “pour toujours”. Cela distingue les mathématiques de toutes les autres sciences : une théorie physique, par exemple, est souvent remise en cause par une autre théorie plus moderne et plus complète. Mais cette vision monolithique des mathématiques est désespérante. Elle est aussi fausse si l’on observe l’histoire des sciences. Les résultats que nous connaissons ont pour la plupart été le fruit de tâtonnement successifs et ne sont pas arrivés aussi linéairement qu’on nous le présente finalement. À notre très modeste niveau, nous avons aussi beaucoup fait d’allers et retours, tâtonné pour savoir l’un et l’autre ce que nous voulions et ce que nous pouvions.

D.E. : Vous aviez récemment donné un séminaire sur ce projet devant vos collègues à Jussieu. Quelle était leur réaction ?

F.J. :
Ce genre de sujet est un peu inhabituel dans le milieu des mathématiques, mais les gens sont en général assez friands d’applications qui sortent un peu de l’ordinaire. Ils ont été plus sceptiques lorsque je leur ai proposé de remplacer la tour Montparnasse par celle que je leur montrais à l’écran.


Architecture des Humeurs/Architecture of humors_Matthieu Kavyrchine
Architecture des Humeurs/Architecture of humors_Matthieu Kavyrchine


D.E. : Pouvez-vous nous décrire le logiciel que vous présentez dans l’exposition Une architecture des humeurs ? Quel est son origine, son histoire ? Son nom ? Son fonctionnement ? Ses perspectives ?

F.J. : Il s’agit d’un logiciel de calcul numérique dont l’écriture artisanale a démarré il y a plus de 20 ans. Il est toujours resté dans un cadre académique même s’il a souvent été utilisé pour des collaborations scientifi ques ou industrielles. De ce fait, il n’a pas vraiment besoin d’être baptisé d’un bel acronyme commercial, et, ayant atteint l’âge de la majorité, il est maintenant trop vieux pour recevoir un nom. Comme tout logiciel, académique ou non, il est mal documenté et plein de bugs, mais il aspire toujours à la perfection.

D.E. : Quel est l’apport de ce logiciel sur l’habitat? En quoi cela change-t-il les manières “traditionnelles” d’imaginer un habitat ?

F.J. : Au delà de ce logiciel en particulier, je pense que l’on est à la veille d’une véritable révolution dans les formes utilisées en architecture, engendrée par l’usage massif de la modélisation 3d. Les logiciels de conception et de calcul, ainsi que les nouveaux matériaux disponibles, autorisent aujourd’hui des prouesses inimaginables il y a encore 10 ans et une variété de formes infinie. Reste à savoir comment cette architecture d’avant-garde saura infiltrer l’habitat traditionnel.


Architecture des Humeurs/Process d'aggregation morphologiques_R&Sie(n) & Le Laboratoire
Architecture des Humeurs/Process d'aggregation morphologiques_R&Sie(n) & Le Laboratoire


D.E. : Croyez-vous qu’un jour un algorithme mathématique pourrait en fait déduire des formes d’habitation de nos données biométriques ? Quels sont les obstacles mathématiques (ou informatiques) nécessaires à surmonter afin de pouvoir le faire ?

F.J. : Je n’aime pas le terme de “biométrie”. Il renvoie au contrôle d’une société sécuritaire. Le thème de l’exposition est plus relié à la captation de données biologiques via des biopuces ou des techniques d’imagerie médicale. Tout ceci existe déjà dans les laboratoires et pourrait être mis en oeuvre. L’application première de ces outils est bien entendu le diagnostic médical, mais s’ils peuvent servir aussi à concevoir l’habitation de nos rêves les plus cachés, pourquoi pas ?

D.E. : Quel bilan retenez-vous de cette expérience ? Que vous a-t-elle apporté en tant que chercheur ?


F.J. : On fait souvent le reproche aux scientifiques de rester cantonnés dans leur tour d’ivoire. Ce reproche est parfois justifié. Pour ma part, j’aime les expériences improbables et celle-ci en fait partie. Ce travail n’a pas de retombées scientifiques au sens strict mais il participe à l’ouverture de notre discipline vers la société. Je suis content d’apprendre aux visiteurs, dont quelques-uns ont peut-être été traumatisés par leurs cours de maths de collège, que ces satanées équations peuvent servir aussi à un projet artistique, et pas seulement à sélectionner les élèves ou à concevoir des produits financiers douteux. D’un point de vue plus personnel, j’ai découvert un milieu qui m’était étranger, et qui fonctionne de façon peu différente du milieu scientifique : dans la durée et aussi dans l’urgence. Par ailleurs, je suis très impatient de voir enfin des maquettes tridimensionnelles de toutes ces formes que je n’ai pour l’instant fréquentées que sur un écran.


Architecture des Humeurs/Machine detail_R&Sie(n) & Le laboratoire
Architecture des Humeurs/Machine detail_R&Sie(n) & Le laboratoire


CONVERSATION ENTRE MARK KENDALL PROFESSEUR À  L’UNIVERSITÉ DE QUEENSLAND $AUSTRALIE% SPÉCIALISTE  DES MICRONEEDLES & DAVID EDWARDS

David Edwards : Vous êtes l’un des leaders mondiaux dans le domaine des médicaments transdermiques et des injections de vaccins. Pourtant, votre parcours professionnel n’est pas vraiment celui d’un médecin ni d’un ingénieur biomédical. Comment un ingénieur spécialisé dans l’aéronautique arrive-t-il à poursuivre une carrière comme la vôtre avec autant de succès ?


Mark Kendall : Avant tout, je pense que j’ai toujours essayé de travailler sur des choses qui m’intéressaient. Dans le domaine de la recherche, il me semble que c’est un critère extrêmement important. Et oui, à première vue, il semble y avoir un gouffre entre ces différentes disciplines. Cependant, au moment où je terminais mon doctorat, je me suis aperçu qu’il était possible d’utiliser mes connaissances sur les fusées pour concevoir des machines destinées à préserver des vies humaines (alors que bon nombre de fusées servent au contraire à tuer) appelées « pistolets à gènes », ou Gene Guns. À Oxford, j’ai alors participé à la mise au point de cet appareil. C’est au cours de cette expérience que j’ai développé une grande fascination pour la biologie de la peau et son immunologie. C’était pour moi un véritable défi de comprendre son fonctionnement et d’utiliser ces connaissances pour améliorer l’efficacité des vaccins grâce à des appareils plus performants. C’est ainsi que j’en suis arrivé au Nanopatch.


Architecture des Humeurs/R&Sie(n) - Matthieu Kavyrchine
Architecture des Humeurs/R&Sie(n) - Matthieu Kavyrchine


D.E.: L’injection de médicaments et de vaccins à travers la peau humaine, qui est en somme une membrane protectrice, nécessite d’affaiblir au moins temporairement cette barrière de protection. Est-il possible d’effectuer cette opération de façon répétée et en toute sécurité et, si oui, dans quel cadre pouvons-nous aujourd’hui appliquer ce genre de traitement médical ? Quelles seront ses applications futures ?

M.K. : C’est vrai, la couche extérieure de notre peau, appelée stratum corneum (SC) constitue une fascinante barrière protectrice que nous devons franchir pour effectuer correctement les injections. Le franchissement de cette barrière est un phénomène que nous utilisons déjà : par exemple les patches de substitution au tabac diffusent de la nicotine à travers la SC. Cette technique est rendue possible par la petite taille des molécules de nicotine (inférieure au seuil de poids moléculaire de 500 Da). Toutefois, pour beaucoup d’autres médicaments, notamment les vaccins, la seule diffusion passive ne fonctionne pas car leur poids moléculaire est beaucoup trop élevé. C’est pourquoi des approches alternatives sont en cours de développement (par exemple les micro-aiguilles) et les études ont montré qu’elles permettent d’injecter des médicaments et des vaccins de façon répétée en toute sécurité. Très peu de ces instruments sont actuellement sur le marché, mais leur présence devrait bientôt se développer. Je pense qu’à l’avenir leur application s’étendra à de nombreux traitements médicaux, notamment l’injection de vaccins plus efficaces et moins coûteux dans les pays en voie de développement, ce qui me tient beaucoup à coeur.


Architecture des Humeurs/R&Sie(n) - Matthieu Kavyrchine
Architecture des Humeurs/R&Sie(n) - Matthieu Kavyrchine


D.E. : En quoi les micro-aiguilles constituent-elles une approche particulièrement efficace dans le cadre de l’extraction biomoléculaire à travers la peau ? Quels sont les obstacles qui retardent la mise en pratique de cette technologie ? Dans quel cadre pensez-vous la voir apparaître en premier (pour quelle application) ?

M.K. : Je pense qu’elles fonctionnent très bien parce qu’elles permettent d’effectuer un « prélèvement » à un endroit de la peau particulièrement riche en biomarqueurs, juste en dessous de la surface (généralement à une profondeur inférieure à la largeur d’un cheveu). De plus, les micro-aiguilles ne provoquent aucune douleur. Par ailleurs, en sélectionnant les surfaces de la peau, il est possible d’extraire uniquement certains biomarqueurs, et donc de supprimer ou de réduire le traitement de l’échantillon extrait du corps. Il s’agit d’une technique radicalement différente de l’approche actuelle, qui nécessite une prise de sang ou une biopsie du tissu. Comme pour toutes les technologies de plateforme, le défi consiste à trouver le bon équilibre entre les possibilités techniques et l’application médicale. Nous sommes encore à la recherche du bon équilibre : je pense que cette technologie présente un grand potentiel, en particulier pour le dépistage de maladies (par exemple les virus). À long terme, l’amélioration de la détection précoce du cancer aura un impact énorme.


Architecture des Humeurs/R&Sie(n) - Matthieu Kavyrchine
Architecture des Humeurs/R&Sie(n) - Matthieu Kavyrchine


D.E. : Votre vie de scientifique est plutôt bien remplie, qu’est-ce qui vous a poussé à collaborer avec François Roche sur ce projet ?

M.K. :
Ce qui m’intéresse, c’est le processus créatif qui unit les bons scientifiques et les artistes. La créativité est une bouffée d’oxygène pour nous. Lorsqu’on travaille avec François, les idées créatives fusent de toutes parts.

Mark Kendall_Bio

Le Professeur Mark Kendall a plus de 12 ans d’expérience dans le domaine de la recherche des gènes et délivrances de médicaments sans intraveineuse grâce aux micro-nanostructures. Il est l’auteur de plus d’une centaine d’articles et est référencé dans de nombreux journaux spécialisés. Mark Kendall est également l’inventeur de plus de vingt cinq brevets et a travaillé avec de nombreux partenaires industriels dans le domaine des transferts de technologie, de leur concept à leur commercialisation. Il a été invité à de nombreuses conférences dans divers pays. Sa technologie biolistique a été commercialisée grâce à PowderMed (une compagnie de transfert de technologie) achetée par Pfi zer en 2006. Mark Kendall fait désormais partie de l’université de Queensland après huit années passées à l’université d’Oxford, en tant que Directeur associé du PowederJect Centre for Gene and Drug Delivery Research, et en tant que chercheur et lecteur au sein de Magdalen College. Parallèlement à ses recherches à l’université de Queensland, Mark Kendall enseigne également la mécanique biomédicale des fl uides à des étudiants de premier cycle.

www.lelaboratoire.org


www.new-territories.com