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Les phénomènes aérauliques jouent un rôle important dans différentes disciplines, parmi lesquelles l’ingénierie, l’architecture et l’urbanisme. De façon générale, ces phénomènes peuvent avoir une influence au niveau constructif (par exemple pour le dimensionnement des structures) et au niveau perceptif et comportemental. C’est à ces deux dernières dimensions que nous nous intéressons. Elles comprennent des enjeux de santé, liés à la qualité de l’air, de confort thermique et de confort mécanique, qui peuvent influencer le comportement des gens et leur façon d’habiter un espace architectural ou urbain.

Les représentations des phénomènes aérauliques dans les champs de l’architecture et de l’urbanisme sont principalement visuelles. Elles servent aux concepteurs à matérialiser ce phénomène invisible afin de l’analyser, de le mesurer et de l’utiliser pour la prise de décisions. Nous trouvons particulièrement des représentations résultant de simulations aérauliques (numériques ou analogiques) et des schémas de principe de comportement du vent. Ces représentations permettent de comprendre l’influence du phénomène sur le projet architectural ou urbain. Néanmoins, au moment de le communiquer, nous pensons qu’elles peuvent être réductrices de la dimension sensible du vent, de ce qui pourra être perçu au moment d’habiter l’espace.

Cette dimension sensible peut être mieux identifiée par d’autres moyens d’expression, par exemple dans le cinéma et la peinture. Ici on peut associer l’information reçue à une situation vécue précédemment, on peut imaginer l’effet sur notre corps, il y a une intention de transmettre l’ambiance résultante de la scène. En plus de ces représentations visuelles et audiovisuelles, il existe aussi des questionnements sur la restitution tactile du vent au moyen de la réalité virtuelle. Elles ont pour finalité d’augmenter le sentiment de présence et le réalisme de la scène virtuelle en y ajoutant les flux d’air.

Notre thèse a pour objectif de définir un mode de représentation sensible du vent qui puisse transmettre une intention d’ambiance. Nous nous appuierons pour ce faire sur une plateforme de réalité virtuelle dans laquelle nous ajouterons un système de ventilateurs commandés numériquement. Nous nous intéressons à ce moyen de représentation pour diverses raisons. D’abord, il nous permet de créer un environnement virtuel auquel nous pouvons ajouter tant des effets audiovisuels que tactiles. Il permet à l’utilisateur du dispositif d’être un participant actif de la scène, de découvrir l’espace en immersion dans la maquette 3D. Il nous permet aussi d’ajouter des objets virtuels qui peuvent matérialiser et rendre visibles des choses qui ne le sont pas, tel que le flux de vent. Finalement, il permet de faire des animations qui aident à exprimer la nature dynamique du phénomène.

Il s’agira alors d’évaluer et de mesurer la compréhension des effets des phénomènes aérauliques exprimés dans une scène virtuelle urbaine. En premier lieu nous analyserons les effets audiovisuels de l’incidence du vent sur les éléments du contexte. Ensuite, nous étudierons les effets provoqués par deux variables : (1) la restitution tactile du vent au moyen de ventilateurs commandés numériquement et (2) une suggestion visuelle de la matérialisation du flux du vent basée sur des résultats de simulations aérauliques. Ces évaluations seront menées au moyen de questionnaires auprès d’utilisateurs lors d'expériences en réalité virtuelle.

EN

Aeraulic phenomena play a significant role in different fields, including engineering, architecture and urbanism. Generally speaking, these phenomena can have an influence at constructive (for the scaling of structures, for example), perceptual and behavioural levels. We will focus on the last two dimensions. They include healthcare issues, tied to air quality, as well as thermal and mechanical comfort, which can influence behaviour and ways of inhabiting an architectural or urban space.

In architecture and urbanism, the representations of aeraulic phenomena are mainly visual. They help designers to materialise this invisible phenomenon in order to analyse, measure and use it in the decision-making process. Notably, we can come across representations resulting from (digital or analogue) aeraulic simulations and outline schematics about the wind. These representations allow to understand the influence of that phenomenon on the architectural or urban project. However, upon communicating them, we believe that they can reduce the sensitive dimension of the wind, which could be perceived when the space becomes inhabited.

The sensitive dimension can be better identified by other means of expression, such as cinema or painting. In these cases, we can relate the information we receive to a situation we have experienced in the past, we can imagine its effect on our body – the intention aims to convey the ambiance resulting from the scene. In addition to visual and audiovisual representations, questions regarding the tactile rendition of wind with virtual reality arise. Their purpose is to enhance the sense of presence and realism of the virtual scene by adding air flows to it.

This thesis aims to define a mode of sensitive representation of wind capable of conveying an ambiance intention. We will thus rely on a virtual reality platform, in which we will add digitally-controlled fans. We will focus on this mode of representation for several reasons. Firstly, it allows us to create a virtual environment to which we can add both audiovisual and tactile effects. It allows the user to be active in the scene, to discover the space within the immersive 3D model. Secondly, it enables the addition of virtual objects that can materialise and make perceptible elements that are not visible, such as wind flows. Lastly, it also allows to create animations, thus expressing the dynamic nature of the phenomenon.
Therefore, this will aim to evaluate and measure how the effects of aeraulic phenomena are understood in a virtual urban scene. First, we will analyse the audiovisual effects of wind on the aspects of the context. Then, we will study the effects caused by two variables: (1) the tactile rendition of wind with digitally-controlled fans, and (2) a visual suggestion for the materialization of wind flows based on results from aeraulic simulations. The evaluations will be carried out using questionnaires filled out by users during virtual reality experiences.