an architecture “des humeurs” (2)

Initiated by Le Laboratoire, 4 rue du Bouloi, 75001 Paris / 2009-2011

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©PhaseOnePhotography 10bis

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pictures R&Sie(n) / Matthieu Kavyrchine

test secretion




8 Structural optimisation

(French version below)

An architecture “des humeurs”

Apparatuses for the architectural assemblages on transactional and structuring protocols :

One aspect is comprised by computational, mathematical and machinist procedures designed to produce an urban structure following certain protocols of improbable and uncertain successive indeterminations, aggregations and layouts to rearticulate the link between the individual and the collective.  The layout of the residential units and the structural trajectories are conceived and developed here as posterior to the morphologies that support social life and not as an a priori. These structures are calculated following simultaneously incremental and recursive structural optimization protocols whose principle result is the concurrently generated physicality and morphology of an architecture.

The “algorithm” developed by François Jouve differs from “directly calculated” structural methods such as calculating a load-bearing structure of a building after it is designed. In contrast, the “algorithm” allows the architectural form to emerge from the trajectories of the transmission of forces simultaneously with the calculation that generates them. The “algorithm” is based on (among other things) two mathematical strategies, one taken from the derivative initiated by the research of Hadamard and the other from of protocol of the representation of complex shapes by Cartesian meshing through level set.

The mathematical process of empirical optimization makes it possible for the architectural design to react and adapt to previously established constraints instead of the opposite.

The other aspect is the collection of data regarding the chemical body, based on the

neurobiological emissions of each future owner. Until now the collection of information involved in the residential unit protocol has been exclusively based on visible and reductive data (surface area, number of rooms, access mode and party walls).

Instead, this experiment will be the occasion to interrogate an obscure area that could be called “the emission of desires” by the capture of these physiological signals based on neurobiological secretions, and to implement a chemistry of the humors of future purchasers, taken as inputs generating a diversity of habitable morphologies and the relationships between them.

The groundwork for this architecture of “humeurs” is a rereading of the contradictions inherent in the expression of these desires, both those that traverse public space through the ability to express a choice by means of language, on the surface of things, and those that are underlying and perhaps more disturbing but just as valid. By means of the latter we can appraise the body as a desiring machine with its own chemistry – dopamine, hydrocortisone, melatonin, adrenaline and other molecules secreted by the body itself that are imperceptibly anterior to the consciousness these substances generate. Thus the making of architecture is inflected by another reality, another complexity, that of the acephalous body, the animal body.

An architecture of “humeurs” means breaking into language’s mechanism of dissimulation in order to physically construct misunderstandings. A station for collecting these signals is offered. It makes it possible to perceive these chemical variations and capture the changes in emotional state so that they affect the geometries emitted and influence the construction protocol.


The research is organized on several levels:
– From the physiology of humors to misunderstandings
The humors collection is organized on the basis of interviews that make visible the conflict and even schizophrenia of desires, between those secreted (biochemical and neurobiological) and those expressed through the interface of language (free will). Mathematical tools taken from set theory (belonging, inclusion, intersection, difference, etc.) are used so that these “misunderstandings” produce a morphological potential (attraction, exclusion, touching, repulsion, indifference, etc.) as a negotiation of “distances” between the human beings who are to constitute these collective aggregates.
– Misunderstandings
This means taking conflicts into account as an operational mode, allowing architecture to become their transactional vector.
“I’d love to but at the same time / and maybe / not / and the contrary.”
These misunderstandings are directly influenced by the pathologies of collective living:
Claustro (phobia-philia) / Agora (phobia-philia) / Xeno (phobia-philia) / Acro (phobia-philia) / Nocto (phobia-philia) / Socio (phobia-philia) / Neo (phobia-philia)
– From the misunderstanding of humors to physio-morphological computation
These relational modes are simultaneously elaborated within the residential cell and on its periphery in relation to the neighbors. The multiplicity of possible physio-morphological layouts based on mathematical formulations offers a variety of habitable patterns in terms of the transfer of the self to the Other and to others. This is an informational area, a Temporary Autonomous Zone (T.A.Z.) allowing future purchasers to have access to a morphological combinatorics with multiple permutations produced jointly by the expression of their avowed desires and their indiscrete biochemical secretions.
The volume of an entity-unit is 12 x 12 x 12 meters. This is the basis on which our calculations and hypotheses have been made.
From physio-morphological computation to the multitude
A multitude of aggregations of physio-morphological layouts is organized according to parameters of chronological positioning and variable distances between the entities (collective, tribal, human clusters or conversely singleton units). This includes public layouts and micro-places.
– Mathematical operators for structural optimization
As indicated above, these are mathematical processes whose purpose is to achieve an incremental and recursive optimization (ex-local, local and hyper-local) that simultaneously calculates and designs support structures for the physio-morphologies. Forms are fabricated only by successive iterations that link, by physically and structurally coagulating, the interstices between morphologies so that they support each other. The calculations satisfy precise inputs (constraints and characteristics of the materials used, initial conditions, dead load and transfer of forces, intensity and vectorization of these forces, etc.).
– The “algorithm(s)”
Basically this is the name of a physio-morophological residence unit.
But more precisely it’s a name that characterizes a structural aesthetics thought as a geometry resulting posterior to the morphological fabrication of residential areas. The point is to emancipate architecture from the conceptual logic that takes structuration as the starting point, and instead allow the emergence of a physical matrix that can react to the multiplicity of morphologies and the ambiguity of the desires of “future purchasers.” Thus this open-source mechanism can replace the determinist and predictable topology of collective habitats.
– From the “Algorithm(s)” to bio-knit physicality
Development of a construction protocol that can deal with complex, non-standard geometries through a process of secretion, extrusion and agglutination. This frees the construction procedure from the usual frameworks that are incompatible with a geometry constituted by a series of anomalies and singularities.
– Toolings / Robotic process
The development of a secretion and weaving machine that can generate a vertical structure by means of extrusion and sintering (full-size 3D printing) using a hybrid raw material (a bio-plastic-cement) that chemically agglomerates to physically constitute the computational trajectories. This structural calligraphy works like a machinist stereotomy comprised of successive geometrics according to a strategy based on a repetitive protocol.
This machine is both additive and formative. It is called Viab02.
– Tooling / Bio-cement weaving (material expertise)
Development of a viscous and adherent secretable material so as to produce this morphologically complex structure (a material and procedures similar to the contour-crafting developed with the Behrohk Khoshnevis Lab at USC for the “I’ve heard about” project). This is a bio-cement component, a mix of cement and bio-resin developed by the agricultural polymers industry that makes it possible to control the parameters of viscosity, liquidity and polymerization and thus produce chemical and physical agglutination at the time of secretion. The mechanical expertise of this material is made visible (constraints of rupture induced by traction, compression and shearing, etc.). This material emits low Co2

Animist, vitalist and machinist, the architecture of “humeurs” rearticulates the need to confront the unknown in a contradictory manner by means of computational and mathematical assessments.

The architecture of “humeurs” is also a tool that will give rise to “Multitudes” and their palpitation and heterogeneity, the premises of a relational organization protocol.


Une architecture des Humeurs

Le Laboratoire, 4 rue du Bouloi, 75001 Paris, Open from Friday to Monday 12-7 pm

Crédits /

-R&Sie(n) / Le Laboratoire / 2010

-Scénario, design, production : R&Sie(n) / François Roche, Stéphanie Lavaux

Associés à :

-François Jouve / Process mathématiques

-Marc Fornes, Winston Hampel, Natanael Elfassy / Computations

-Stephan Henrich / Process et Design Robotique

-Gaëtan Robillard, Frédéric Mauclere, Jonathan Derrough / Design et Process de captations physiologiques

-Berdaguer et Péjus  / Scénario Nano-récepteurs

-Mark Kendall / Microneedles

-Delphine Chevrot / Takako Sato / “The Lift”

-Candice Poitrey / Interview Physiologique


-Chris Younes / Introduction aux  «substances affectives »


-Jiang Bin, architecte

-Laura Bellamy

-Rosalie Laurin



Une architecture des Humeurs

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 œuvrent comme modes opératoires relationnels, transactionnels et structurels.

R&Sie(n) rend visible à partir du 22 janvier 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.

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…).

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…

«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.


La recherche s’organise sur plusieurs strates :
De la physiologie des humeurs aux malentendus
La collecte des humeurs s’organise sur la base d’interviews, (l’IPm), dont la formulation et le contenu sont susceptibles de faire apparaître un conflit, une zone  de contradictions, de tensions schizophrènes, entre………d’une part, les émissions biochimiques, neurobiologiques sécrétées et d’autre part, celles émises par l’interface du langage (libre arbitre). Des outils mathématiques issus de la théorie des ensembles, (appartenance, inclusion, intersection, différence…) sont utilisés pour faire émerger de ces  «malentendus» un potentiel morphologique (attraction, exclusion, frôlement, répulsion, indifférence…) comme la négociation des «distances» entre les êtres qui vont constituer ces agrégats collectifs (le protocole de collecte est à ce stade, soit décrypté par nano-récepteurs, soit par microneedles).
– Les malentendus
C’est la prise en compte des conflits comme mode opératoire, permettant à l’architecture d’être leurs vecteurs transactionnels : « J’aimerais cela mais en même temps / et peut-être / pas / et son contraire ».
Les malentendus sont directement influencés par les pathologies du « vivre ensemble» :
Claustro_(phobia-philia) / Agora_(phobia-philia) / Xeno_(phobia-philia) / Acro_(phobia-philia) /  Nocto_(phobia-philia) / Socio_(phobia-philia) / Neo_(phobia-philia) …
– Du malentendu des humeurs à la computation physio-morphologique
Ces modes relationnels s’élaborent simultanément en interne à la cellule d’habitation et, sur sa périphérie, en relation de voisinage. La multiplicité des possibles agencements physio-morphologiques, basés sur des formulations mathématiques, offre une variabilité de schémas habitables, de transferts individuels qui articulent la relation de soi à l’autre, aux autres. C’est une zone d’information, une T.A.Z. (Temporary Autonomous Zone) qui permet aux futurs acquéreurs de disposer d’une combinatoire morphologique, aux permutations multiples, issue conjointement de l’émission de leurs désirs avoués et de leur sécrétion indiscrète, biochimique.
La volumétrie d’une entité-unité est de 12x12x12 m cube. C’est sur cette base que les calculs et les hypothèses sont effectués.
– De la computation physio-morphologique à la multitude
L’agrégation des agencements physio-morphologiques s’organise en multitude sur des paramètres de positionnement chronologique et de variables de distance entre les entités (collectives, tribales, grappes humaines ou a contrario unité solitaire). Y compris distributions et micro lieux publics.
– Opérateurs mathématiques d’optimisation structurelle
Comme indiqué ci-dessus, il s’agit d’un process mathématique d’optimisation incrémental et récursif (exo-local, local, hyper-local) qui simultanément calcule et dessine les structures supportant les physio-morphologies. La forme ne se fabrique que par itérations successives, en reliant, en coagulant physiquement et structurellement l’entre deux des morphologies afin qu’elles se sustentent à la fois les unes aux autres (calcul local), et par entités (calcul exo-local). Le calcul satisfait à des inputs précis (contrainte et caractéristique du matériau, condition initiale, poids propre et transfert des forces, intensité et vectorisation de ces mêmes forces…).
– L’ « algorithme» /  l’Alg(s)
C’est, premièrement ,  le nom d’une entité habitable physio-morphologique.
Mais plus précisément, c’est la dénomination qui caractérise une esthétique structurelle qui est pensée comme géométrie résultante,  postérieure à la fabrication morphologique des zones habitables. Il s’agit, par ce biais, de s’affranchir de la logique de conception où la structuration est pensée comme un préalable, pour faire émerger une matrice physique réactive aux hétérogénéités des organisations humaines, adaptative à la multiplicité des morphologies et à l’ambigüité des désirs des “futurs acquéreurs”. Ce dispositif en « Open Sources » peut ainsi se substituer à la typologie déterministe et prévisible de l’habitat collectif.
– De l’« algorithme » à la physicalité bio-tricotée
Développement d’un protocole de construction qui puisse se confronter à des géométries complexes, non “standards”, via un process de sécrétion, d’extrusion et d’agglutination. La procédure de production s’affranchit des «Frameworks » (banchages), non compatibles avec une géométrie constituée d’une suite d’anomalies et de singularités.
Le tricotage est de plus intégré au calcul structurel d’optimisation (calcul hyper-local).
– Toolings / Process robotique
Elaboration d’une machine de tressage-sécrétion susceptible de générer une structure verticale par extrusion-frittage (print 3D à l’échelle 1), via une matière hybride (bio-plastique-ciment) s’agglomérant chimiquement pour constituer physiquement les trajectoires computationnelles. Cette calligraphie structurelle opère comme une stéréotomie machiniste, constituée de singularités géométriques successives mais basée sur une stratégie de mouvements et protocoles de répétition (behaviour).
Cette machine est à la fois additive et formative, elle se nomme Viab02
– Toolings / Tressage bio-ciment (material expertise)
Elaboration d’une matière de sécrétion ayant des caractéristiques de viscosité et d’adhérence compatible avec le protocole machiniste (matière et procédures similaires au contour-crafting développées avec le laboratoire de Behrokh Khoshnevis à USC sur le projet «I’ve heard about »). C’est un composant bio-ciment, sorte de béton polymère, mélange de bio-résine et  charge de ciment. La résine est issue de la filière des polymères agricoles, et qui permet de contrôler les paramètres de viscosité, liquidité, polymérisation pour générer l’agglutination chimique et physique, lors de la sécrétion. L’expertise mécanique de cette matière est rendue visible (contraintes de rupture selon efforts de traction, compression, cisaillement …).
A l’opposé des calculs d’optimisation computationnelle qui font apparaitre les trajectoires des forces et leur volumétrie, le calcul de la « brique de tissage-construction », est postérieur à son algorithme de tressage. Cela génère et induit des zones d’engluements afin de correspondre aux trajectoires des lignes de charges.
La bio-résine, matière agricole, est à faible émission de CO2 (non issue d’énergie fossile).


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.



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