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b) L'image de synthèse, aide à la décision

L'image de synthèse permet de comparer des projets différents, de tester en temps réel plusieurs options. Cette facilité peut être illustrée à travers l'exemple de la simulation des éclairages.

Encadré n° 14

LES SIMULATIONS D'ÉCLAIRAGE

 Les techniques

Il existe deux familles d'images de synthèse appliquées à l'éclairage : les images colorisées et les images calculées.

Le premier mode consiste à "colorier" un objet à l'aide d'une palette graphique, comme le ferait le pinceau d'un peintre pour représenter l'effet d'un éclairage. La compétence professionnelle, l'expérience permettent de prendre en compte l'emplacement précis des projecteurs et, par conséquent, les ombres liées à la géométrie spécifique de l'objet illuminé. L'image obtenue, sans être une simple vue d'artiste, reste néanmoins très proche de l'idée que le concepteur a de l'illumination qu'il veut réaliser.

L'autre famille est celle des images calculées. La méthode est radicalement différente, car l'illumination est alors calculée par ordinateur. Le calcul porte sur l'éclairement (quantité de lumière reçue par une surface, liée au nombre, la puissance et la distance des projecteurs) et sur la luminance (degré de luminosité d'une surface) qui intègre les qualités du matériau (réflexion, absorption de la lumière), l'interaction entre les sources lumineuses (source directe par projecteur, sources indirectes par réflexion des façades et des matériaux). Le calcul est effectué sur toutes les parties de l'objet éclairé.

Le calcul est réalisé en trois étapes. Tout d'abord, il part de la saisie de données (par relevés manuels ou par laser), pour les bâtiments existants, ou par utilisation de plans pour les bâtiments à construire. La seconde étape prend en compte les caractéristiques des matériaux. La troisième étape décrit le projet du concepteur (répartition spatiale des projecteurs, puissance...). EDF, en collaboration avec le CRIN (centre de recherche en informatique de Nancy) et le CRAI (centre de recherche en architecture et informatique), a développé à cet effet un "simulateur d'éclairage" (Phostere), logiciel de calculs appliqués aux éclairages extérieurs. La juxtaposition d'images de synthèse et d'images réelles (décor, immeubles adjacents, personnages...) permet d'accroître le réalisme à la représentation.

Le résultat est une image 2 D calculée qui repose sur des valeurs objectives et traduit le projet du concepteur. Contrairement à la palette d'images qui permet de montrer un projet -le projet que le concepteur veut réaliser-, l'image calculée montre un résultat -avec tel dispositif, l'illumination sera comme cela-.

 L'utilisation des simulations d'éclairage

Le simulateur d'éclairage développé par EDF permet de visualiser la conception d'une illumination adaptée aux éclairages extérieurs. EDF ne réalise pas les éclairages, mais réalise en images de synthèse les travaux proposés par les concepteurs. Ces images, validées par ces derniers, sont ensuite présentées aux maîtres d'ouvrage. Plusieurs illuminations ont ainsi été préparées par des simulations. La première réalisation a porté sur la Cour Carrée du Louvre, suivie des illuminations des ponts de Paris (notamment le Pont Neuf), la place Stanislas de Nancy, l'Institut de France.

La simulation présente un double intérêt pour le concepteur et pour le maître d'ouvrage. Le concepteur peut vérifier la validité de son projet, tester ses hypothèses. Le travail réalisé sur la Cour Carrée du Louvre est un bon exemple d'utilisation de la simulation. En effet, les statues et hauts-reliefs de la cour présentent à dessein des dissymétries et des déformations volontaires car elles ont été conçues pour être vues du sol avec la lumière du soleil. Contrairement à tout ce qui se faisait en matière d'éclairage jusqu'alors, où l'on éclairait soit du bas, soit par projection horizontale, l'architecte des bâtiments de France a souhaité tester un éclairage vertical, rasant, par le haut. Seule la simulation a permis de tester et de valider l'hypothèse, et de réaliser ce type d'éclairage, alors totalement à contre courant des pratiques habituelles.

EDF se considère comme le leader européen, voire mondial, dans le domaine spécifique de la simulation des éclairages extérieurs. Les États-Unis ont développé une technique comparable, mais plus adaptée aux éclairages intérieurs (logiciel Light Scape utilisé pour le projet architectural d'extension du musée Van Gogh). Cette position de leader doit cependant être relativisée car, en matière d'éclairage, il existe des spécificités nationales et surtout un savoir-faire typiquement français difficilement exportable (dans beaucoup de pays, l'éclairage est direct, horizontal, massif, les monuments sont plus "écrasés" que mis en valeur par la lumière, et la simulation est alors superfétatoire).

 Les limites de la simulation

La première limite est économique. Une image 2 D calculée coûte entre 60.000 et 150.000 F. (L'image 3 D, avec navigation dans l'image et calcul de l'éclairage en temps réel selon le point de vue de l'observateur, coûterait 3 ou 4 fois plus.) Pour EDF, la simulation d'éclairage ne peut être commercialisée que pour des opérations dont le coût de réalisation est supérieur à 2 millions de francs. Les travaux d'illumination sur les monuments anciens nécessitant des techniques particulières (exemple : pour le Pont Neuf, barges sur la Seine, travaux en suspension...) représentent souvent des budgets très importants, supérieurs à 5, voire 10 millions de francs. L'utilisation de la palette graphique qui représente un coût sans comparaison (de l'ordre de 3000 F) est plus adaptée aux petits projets.

Sur le plan technique, l'image réalisée reste une représentation, n'est pas une garantie de réalisation et ne peut a fortiori être contractualisée. Les conditions naturelles ou atmosphériques (clarté de la nuit, pluie...) affecteront l'éclairage réalisé et la perception de ce dernier changera d'un individu à un autre.

Malgré cette limite, l'image de synthèse réalisée, construite à partir des spécificités techniques des matériaux, n'est en rien comparable avec une image réalisée par palette graphique, où les sens artistique et commercial comptent au moins autant, sinon davantage, que le réalisme. Dans le cas de l'image de synthèse, si tout risque de manipulation est écarté52(*), le risque de déception demeure.

Il convient donc de garder une certaine distance. L'illumination réelle ne sera jamais exactement celle qui a été montrée. L'illumination virtuelle ne reste qu'une représentation -la plus parfaite possible- de la réalité, mais n'est pas la réalité.

L'avancée française en matière d'illumination du patrimoine architectural est importante. Mais les sociétés américaines et japonaises investissent cette technologie. D'autres secteurs se prêteraient parfaitement aux simulations du même type, notamment les calculs de radioactivité et surtout le bruit, qui est un domaine encore mal exploré mais très prometteur.

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