Autour de John Frazer : Quelques acteurs de l’approche morphogénétique en architecture

Auteur : Marion Roussel_

DOI : https://doi.org/10.48568/pja1-qg65

“The Universal Constructor”, environnement auto-organisateur et interactif, Architecture, Association Diploma Unit 11 en collaboration avec l’Université de Ulster, 1990 (couverture de An Evolutionary Architecture de John Frazer). Photo: Geoffrey Beeckman, courtesy of Building Design. Source : http://www.aaschool.ac.uk/publications/ea/00_intro.pdf.

Les axes de l’approche morphogénétique

Dans un précédent article, nous avons proposé une petite introduction à la question génétique en architecture numérique, au détour de termes tels qu’architecture computationnelle, morphogenèse numérique ou encore algorithme évolutionnaire. Nous avons développé un point de vue concernant une certaine tendance de l’approche morphogénétique et de l’architecture évolutionnaire. Cette tendance se caractérise, il nous semble, par au moins trois traits majeurs. Les deux premiers nous paraissent communs à l’ensemble des architectures évolutionnaires, le dernier lui est plus propre.

Le premier trait est celui d’un renversement de la méthodologie de la conception architecturale : à une logique top-down (descendante) de création de la forme s’oppose ainsi un processus bottum-up (ascendant) qui met l’accent sur la recherche, la formation, de la forme[1]. D’autre part, dans ce processus bottom-up, une importance essentielle est donnée à l’environnement dans lequel la forme évolue. Par exemple, et comme nous l’avons vu précédemment, les algorithmes génétiques ont la particularité de différencier le génotype du phénotype[2], prenant ainsi en compte l’influence de l’environnement sur la genèse de la forme.

Enfin, l’approche morphogénétique fait tendre l’architecture vers les questions de la vie et de l’intelligence artificielle (VA et IA). Si, pour Lambros Malafouris, il est clair que « […] les outils computationnels […] restent des « représentations », à savoir qu’ils traitent plus de la vie et de l’intelligence qu’ils ne sont faits de vie et d’intelligence[3] », la pensée d’une architecture vivante, organique et réflexive, qui pousserait à l’image d’une plante et réagirait en fonction des besoins des habitants et des modifications de son environnement, est bien présente. Pourtant, elle reste théorique et prospective, voire fantasmatique, tant les problématiques de sa matérialisation et de sa constructibilité sont éludées, si ce n’est complètement rejetées. Ceci nous amène à un dernier questionnement : celui de la matérialisation des processus morphogénétiques et de la production en acte d’une architecture capable de répliquer les mécanismes du vivant.

Dès les années 70, John Frazer a posé les bases de réflexion d’une architecture bio-inspirée, laquelle a été consacrée par la publication de l’ouvrage An Evolutionary Architecture. Comment les problématiques que nous soulevions plus haut ont-elles été représentées, investiguées, à sa suite ? Pour répondre à cette question, nous proposons de nous intéresser à quelques acteurs majeurs de l’architecture computationnelle, intégrants l’analogie génétique au sein de leurs pratiques conceptuelles : Marcos Novak, Karl S. Chu (Metaxy) et enfin Alisa Andrasek (Biothing). Nous le verrons, si leurs réflexions se développent selon des axes de pensée communs, elles explorent également des territoires conceptuels riches de différences.

Il nous faut néanmoins attirer l’attention du lecteur sur le fait qu’entre ces quatre protagonistes, c’est véritablement à trois temps d’une relation nature-technique-culture que nous avons à faire. Nous ne traiterons pas ici de cette question, laquelle mériterait d’ailleurs d’être développée dans un article ultérieur. Nous renvoyons cependant à l’article de Rivka Oxman « Naturalizing Design: In Pursuit of Tectonic Materiality[4] ».

La formation plutôt que la forme

Dans An Evolutionary Architecture, Frazer entreprend une pensée de l’architecture comme métaphore d’un organisme vivant. Pour ce faire, il fait usage d’une part des automates cellulaires, permettant l’émergence d’un comportement complexe à partir de règles simples, d’autre part des algorithmes génétiques, offrant ainsi un processus de génération de l’objet architectural similaire à celui des morphogenèses animales ou végétales. C’est donc la formation plutôt que la forme qui est mise en exergue :

Il a été souligné que l’ADN ne décrit pas le phénotype, mais constitue les instructions qui décrivent le processus de construction du phénotype, incluant les directives pour la fabrication de tous les matériaux,  puis pour leur transformation et leur assemblage. […] Les gènes ne concernent pas les formes mais la chimie, et par analogie notre modèle décrit aussi le processus plutôt que la forme. […] Dit simplement, ce que nous faisons évoluer sont les règles de génération de la forme, plutôt que les formes elles-mêmes. Nous décrivons les processus, pas les composants ; notre approche est celle du paquet-de-graines, par opposition à celle du sac-de-briques.[5]

Cette approche du sac-de-graines a été particulièrement poussée par Alisa Andrasek[6] (biothing). Entre 2001 et 2009, elle a développé Genware : une bibliothèque de « génotypes », c’est-à-dire des scripts algorithmiques (des séquences de code) décrivant des modèles génétiques et génératifs. Cette bibliothèque forme le cœur des projets de Biothing. Ce qui est en jeu dans l’utilisation de ces algorithmes est la mise en œuvre et l’émergence de processus autopoïétiques par l’interaction d’agents autonomes (des programmes informatiques agissant de façon autonomes à la manière d’automates), entre eux ainsi qu’avec leur environnement « selon des modèles autorégulateurs que l’on retrouve dans les systèmes naturels[7] ». La forme définitive est secondaire, l’attention est portée sur les motifs relationnels décrits par les agents autonomes et les « proto-comportements » métaboliques qui en émergent.

Des bâtiments « intelligents »

Comme pour Andrasek vingt ans plus tard, pour Frazer, la modélisation informatique d’un milieu pouvant influencer le modèle architectural est centrale. Il s’intéresse ainsi à la conceptualisation de modèles capables de répondre, d’évoluer et de s’adapter non seulement à des environnements numériquement simulés – virtuels –, mais également à des milieux bien actuels[8] : « L’objectif de l’architecture évolutionnaire est de parvenir, dans l’environnement construit, au comportement symbiotique et à l’équilibre métabolique qui sont caractéristiques de l’environnement naturel^[9] ». Cette idée sera poursuivie à l’occasion de la consultation de John et Julia Frazer sur le projet du « Generator » (1978) de Cédric Price. Le « Generator », premier bâtiment dit « intelligent », jamais construit, devait évoluer tant en fonction des conditions du milieu que des besoins de ses utilisateurs. Il devait même être capable de faire des suggestions sur sa propre évolution, intégrant alors l’idée d’une proto-conscience[10] du bâtiment architectural.

Cette idée est poursuivie par Marcos Novak, lequel développe dans son projet AlloBio (2001-2004) ce qu’il appelle une  « esoexpression » de l’architecture, une « expression intérieure ». AlloBio, architecture « alien » à la forme insectoïde, régie par des algorithmes biologiques, est recouverte d’une peau interactive couverte de capteurs en fibre optique fins comme des cheveux et qui lui permettent, comme c’est le cas par le biais de la peau humaine, de ressentir des influences internes comme externes, de réagir à des changements de température, de pression etc[11] : AlloBio est donc réactive et interactive. Mais plus encore, AlloBio est réflexive et « intelligente » en ce qu’elle est dotée d’une sorte de système nerveux central lui confèrant des réflexes similaires à ceux d’un animal, lui permettant ainsi de répondre instantanément à des menaces telles que des tremblements de terre[12].

La question de la vie artificielle

Pour Novak, AlloBio est une architecture « quasi-vivante », qui pourrait bien représenter le premier spécimen d’une espèce étrangement singulière, hybride, à la croisée de l’architecture et des biotechnologies, ouvrant la voie à des bâtiments qui ne seraient plus construits mais qui pousserait comme des plantes. Novak prend ainsi part au questionnement sur la vie artificielle, écrivant que « Nous ne nous arrêterons pas à la simulation de l’évolution et des mécanismes de la vie, notre but est de fabriquer de nouvelles espèces de la vie elle-même[13] ». Là où Frazer refusait de se positionner au sein du débat sur la vie artificielle (VA) – préférant considérer le modèle architectural sur le mode analogique, c’est-à-dire comme s’il s’agissait d’une forme de VA – Novak y plonge sans scrupules. Frazer justifiait ses précautions en resituant le fait que la question au centre de cette problématique est celle de la définition de la vie[14] . Notons que le propos de Novak n’est justement pas de recréer une forme de vie telle que celle qui anime le règne animal ou végétal, mais des organismes « allo-vivants », des formes de vie alternatives ou « aliens ».

De la même manière, « les « créatures » de biothing sont vivantes, mais pas au sens humain du terme. Elles ne ressemblent pas à la vie humaine et ne l’imitent pas non plus ; elles cherchent à mener une vie autonome et, chose plus importante, elles participent d’une autre forme d’ontologie qu’elles mettent en œuvre selon leur échelle propre[15] ». Pour Novak et Andrasek comme pour Karl S. Chu[16], le concept d’ « espèce » désigne un cadre référentiel plus large que celui de la biologie, englobant des hybrides biotechnologiques ou encore des systèmes auto-organisés. Ainsi, pour Chu et à l’instar de Novak,

Ce n’est qu’une question de temps avant que le monde ne soit témoin d’une mutation biomachinique des espèces proliférant dans toutes les facettes de ce qui a été jusqu’ici le paysage culturel de l’humanité. Les architectes prennent note : c’est le début de l’effondrement, sinon du déplacement, du règne de l’anthropologie, dont l’architecture a toujours fait partie […]. L’émancipation potentielle de l’architecture par rapport à l’anthropologie nous offre à penser pour la première fois une nouvelle sorte de xenoarchitecture avec sa propre autonomie et sa volonté d’être.[17]

Pour Chu cependant, les nouvelles formes de vie sont appelées à émerger et à peupler la « sphère de la virtualité[18] » et non pas notre espace actuel comme cela semble être le cas pour Novak. C’est que selon Chu, un « cerveau mondial » est en train de se constituer, conséquence de l’architecture de l’information, de l’internet, et du développement du système informatique mondial. Ce cerveau mondial serait intelligent, auto-organisateur, et possèderait une volonté d’être propre : il s’agirait en quelque sorte, et pour vulgariser quelque peu, d’un univers ou d’une strate parallèle à la nôtre, poreuse, et habitée de créatures numériques, se développant, se répliquant, mutant, constituant finalement un véritable écosystème numérique.

X Phylum. Source : FRAC Centre ; http://www.archilab.org/public/2000/catalog/xkavya/xkavyaen.htm#.

La création de mondes dans l’espace informatique

Frazer proposait comme objectif de l’architecture évolutionnaire la création de mondes en soi à partir d’une data-soupe primordiale[19], récréant ainsi les conditions de l’émergence de la vie. Plus encore sa réflexion portait vers des environnements et des formes de vie architecturale qui co-émergeraient via des processus aveugles sans règles prédéterminées, sans design, sans préconception. Chu relaie cette idée en considérant l’espace informatique comme une matrice ou un incubateur de « mondes possibles », rappelant quelque peu la pensée du cyberespace de Novak. La construction via les algorithmes génétiques de ces mondes possibles est l’ambition de son « architecture génétique ». Celle-ci « n’est ni une représentation de la biologie ni une forme de biomimesis, mais ses origines théoriques, pour autant que l’architecture est concernée, peuvent être attribuées l’invention des automates cellulaires par John von Neumann et à son « architecture von Neumann » des systèmes d’auto-réplication[20] ».

Les mondes possibles de Chu, systèmes complexes ou univers partiels, sont basés sur la symbiogenèse d’agents autonomes, c’est-à-dire le processus par lequel deux programmes informatiques différents viennent à fusionner pour former une nouvelle entité reproductive. Ils se développent dans ce qu’il appelle un « espace génétique », pensé comme un espace évolutionnaire actif, adoptant un comportement épigénétique avec des propriétés dynamiques, au sein de l’espace informatique[21]. Ainsi faisant, il développe une monadologie de l’architecture génétique, ou plutôt une théorie computationnelle de la monadologie s’appuyant sur celle de Leibniz tout en évacuant la référence à Dieu pour qualifier « chaque monade comme un bit d’information au niveau le plus irréductible, et par extension, une unité d’un système autoreproducteur[22] ».

Une nouvelle matérialité

Si Chu évacue complètement la question de la matérialisation de ses modèles architecturaux, annonçant que le mythe de la matière est sur le point d’être déplacée par le mythe de l’information[23], John Frazer entrevoyait comme objectif à long terme celui de l’incorporation « du processus de construction littéralement dans le modèle, ou peut-être le modèle dans les matériaux de construction mêmes, afin que les structures résultantes puissent s’auto-construire[24] ». Selon lui, ceci devait être possible via les développements de l’ingénierie moléculaire, de la nanotechnologie ou encore la production par manipulation génétique d’organismes vivants – animaux ou végétaux – dont les formes permettraient l’habitation humaine[25]. Vingt ans plus tard, ce projet reste inachevé, la constructibilité d’une architecture telle qu’AlloBio de Novak restant subordonnée à des avancées biotechnologiques qui ne sont que théoriques.

Pourtant la question de la matière et de la matérialité n’est pas complètement délaissée : depuis une dizaine d’années, de jeunes architectes et agences[26] orientent leurs recherches et expérimentations autour de la conception générative et des questions de la matérialisation et de la fabrication numérique. Alisa Andrasek (biothing), est de ceux-là. Ce positionnement témoigne d’un changement épistémologique fort dans la manière dont est appréhendée la relation nature-technique-culture en architecture : en quelque sorte, il ne s’agit plus de faire l’architecture à l’image de la nature, mais plus proprement de « naturaliser l’architecture[27] ». Alisa Andrasek introduit au cœur de ses processus conceptuels, de la morphogenèse numérique, les contraintes matérielles et productives de la fabrication de l’objet en résultant.

Andrasek développe ainsi une « praxis matérielle[28] » permettant la mise en œuvre d’une « écologie matérielle nouvelle[29] » qui soutient une véritable visée constructive et va à l’encontre d’une dématérialisation de l’architecture : émergence, matérialisation et fabrication sont liés au sein d’un processus de conception continu. Là où un projet tel qu’AlloBio est pensé dans un environnement tout à fait abstrait et de manière presque autarcique, là où les considérations matérielles sont, si ce n’est secondaires, en tout cas abordées postérieurement à la conception de l’objet architectural, Andrasek opère une modélisation des conditions naturelles d’un site existant pour simuler le comportement et les relations forme/structure/matériau dans ce milieu donné.

Ce qui est considéré n’est pas tant les relations entre les différents composants de l’architecture en eux-mêmes, mais les relations systémiques entre les processus métaboliques dans le jeu de leur autorégulation matérielle, c’est-à-dire dans la mise en place d’une organisation stable de la matière. Alors la matière n’est pas organisée telle que c’est le cas dans les architectures plus classiques, elle serait plutôt distribuée. Si inspiration biologique il y a, celle-ci ne se rapporte pas à la question de la forme – « c’est le jeu génétique qui gère à lui seul l’émergence de formes[30] » – mais à celle du système, lequel est basé sur des modèles génétiques de comportement propres aux systèmes vivants, retranscris sous la forme de scripts informatiques.

Retour à la complexité

Comme nous avons pu le voir, Marcos Novak, Karl S. Chu et Alisa Andrasek ont tour à tour développés les réflexions amorcées par John Frazer dans son ouvrage An evolutionary architecture : alors que Novak a cherché à développer quelque chose de l’ordre d’une conscience de l’architecture, Chu s’est quant à lui intéressé à la création de mondes possibles à partir d’un espace génétique pouvant être comparé à une « data-soupe », et Andrasek à une auto-ingénierie génétique de l’objet architectural, plaçant sa matérialité et sa constructibilité aux prémices du processus conceptuel. Tous trois ont pris part au débat sur la question de la vie artificielle, avec plus ou moins de précautions, plus ou moins d’implication mais une opinion convergente : celle selon laquelle il ne s’agit pas de reproduire la vie telle que nous la connaissons mais de produire des formes de vie alternatives ou d’interroger ce que peuvent être ces dernières au point de rencontre entre biologie, technologie et informatique.

Il nous faudrait cependant nous questionner, adopter une posture plus critique, quant à l’emploi par les architectes de considérations et théories liées au vivant. Lors du colloque « Les natures de l’artefact[31] », l’épistémologue des sciences Franck Varenne[32] avait insisté quand au fait que si dans l’architecture, un rapprochement avec le vivant pouvait être opéré, ce rapprochement devenait fort problématique, en tout cas spéculatif et sans doute inapproprié lorsqu’il dépassait un cadre métaphorique ou analogique. Mais encore une fois, ce sujet mériterait de faire l’objet d’un nouvel article (l’appel est lancé).

Pour autant, l’utilisation des algorithmes génétiques et autres algorithmes biologiques, des automates cellulaires ou des agents autonomes soulèvent les questions de l’autopoïèse (la propriété d’un système de se produire lui-même), de l’auto-organisation et plus encore de l’émergence, c’est-à-dire le phénomène par lequel de nouvelles propriétés apparaissent dans un système lorsqu’il devient suffisamment complexe. C’est que, et comme nous l’avions déjà dit, l’architecture – et en particulier sa branche computationnelle et l’approche morphogénétique – embrasse aujourd’hui de plus belle le paradigme de la complexité. Maître-mot de la cybernétique, présente dans les réflexions des architectes depuis la fin des années 60[33], la question de la complexité s’est imposée dans l’architecture computationnelle via le postmodernisme et le déconstructivisme. Mais qu’est-ce que le paradigme de la complexité ? C’est ce que nous proposons d’éclaircir dans notre prochain article.

Pour citer cet article

Marion Roussel, « Autour de John Frazer : Quelques acteurs de l’approche morphogénétique en architecture », DNArchi, 28/05/2014, <http://dnarchi.fr/culture/autour-de-john-frazer-quelques-acteurs-de-lapproche-morphogenetique-en-architecture/>