"Occupying and Connecting", Frei Otto

Frei Otto, Occupying and Connecting. Thoughts on Territories and Spheres of Influence with Particular Reference to Human Settlement, Ed. Axel Menges, 2009

Ce petit livre (dont le titre peut se traduire: Occuper et connecter. Penser les territoires et les sphères d’influence et particulièrement les installations humaines) est l’un des ouvrages les plus stimulants que j’aie eu entre les mains depuis longtemps. L’architecte Frei Otto est bien connu pour son travail sur les structures légères et les surfaces minimales, et pour ses constructions empruntant aux arbres et autres formes naturelles, ce que l’on peut appeler la bionique (voir Architecture et Bionique. Constructions naturelles, Delta et Spes, 1985). Mais ici il explore les mécanismes fondamentaux régissant la répartition de points (sur une ligne, une surface ou dans l’espace), la formation de territoires à partir des ces points et leur confrontation, et enfin les types de liaisons qui peuvent se créer entre ces points. Le but de Frei Otto est de contribuer à un urbanisme non planifié, ou du moins qui suivrait des règles plus conformes aux lois de l’espace et plus soucieuses des comportements humains. Mais la question de l’occupation de l’espace et des connexions entre les lieux est plus fondamentale et contribue en fait à notre pensée des formes et de l’espace, et peut s’appliquer à bien d’autres domaines que l’urbanisme.

This book is one of the most stimulating books I happened to read recently. Architect Frei Otto is well known for his work on light weight structures and minimal surfaces, and for his constructions inspired by trees and other natural forms, what can be called bionatics (see Architecture et Bionique. Constructions naturelles, Delta et Spes, 1985). But here he explores the fundamental mechanisms that govern the distribution of points (on a line, a surface, or in space), the formation of territories from these points and their confrontation, and finally the kinds of connections that can be made between those points. Frei Otto’s aim is to contribute to unplanned urbanism, or at least to an urbanism which would follow rules more conform to laws of space and more concerned by human behaviour. But the issue of occupying space and connecting places is much more fundamental and contributes grandly to our thoughts about forms and space, and can apply to many other fields than urbanism.
Frei Otto illustre son livre avec des croquis et des photos de résultats d’expériences matérielles. Les croquis, assez grossiers, transmettent tout de même clairement les idées exprimées dans le texte. Les expériences sont menées à l’aide de dispositifs très simples impliquant par exemple des aiguilles aimantées et des billes de polystyrène flottant sur l’eau, ou du sable s’écoulant par des trous, etc. L’auteur n’utilise pas l’ordinateur et ignore les algorithmes susceptibles de simuler les processus qu’il décrit. Mais il est évident que les mécanismes spatiaux ici inventoriés sont pour la plupart transposables dans le monde numérique, et d’ailleurs j’y ai retrouvé un bon nombre de modèles que j’ai moi-même programmés. Cette lecture « numérique » de ce livre fera l’objet des prochains messages de ce blog.
Frei Otto illustrates his book with sketches and photos of results from material experiments. The rough sketches nevertheless transmit clearly the ideas expressed in the text. The experiments are made with devices implying for instance magnetized needles and balls of polystyrene floating on water, or sand flowing through holes, and so on. The author does not use computers and ignores the algorithms that could simulate the processes he describes. But it is obvious that the spatial mechanisms involved are for the most part translatable into the digital world, and I actually rediscovered a lot of models I programmed earlier. This «digital» reading of the book will be the topics of next posts here.
Frei Otto, et s’est sans doute le seul défaut que l’on peut trouver à ce livre, est un peu « autiste », et ne cite pratiquement pas d’autres sources (à l’exception notable de d’Arcy Thompson, mais qui ne doit quelque chose à cet immense auteur?)que lui-même ou l’institut qu’il dirige (Institut für leichte Flächentragwerke à Stuttgart). Les messages qui suivront combleront dans la mesure du possible ce manque.
Frei Otto, and this is the only fault of his book, is a little «autistic», and refers practically only (with the notable exception of d’Arcy Thompson, but who does not owe something to this great author?) to his own work or that of his institute (Institut für leichte Flächentragwerke in Stuttgart). The following posts will try to correct that as much as possible.
A suivre, donc... Ce livre et les sujets qu'il traite seront référencés comme « O+C. »
To be followed, then... This book and its topics will be referred as «O+C».

"Subnature. Architecture's other Environments", David Gissen

Ce livre (David Gissen, Subnature. Architecture's other Environments, Princeton Architectural Press, 2009) entend traiter d'aspects qui sont négligés dans la théorie et les débats sur les relations entre architecture et nature. Il ne s'agit pas ici d'architecture "verte", mais plutôt "marron" ou "grise". Ce regard décalé et légèrement ironique sur la nature est très rafraîchissant.
This book (David Gissen, Subnature. Architecture's other Environments, Princeton Architectural Press, 2009) intends to consider aspects of the relationships between architecture and nature that are "wholly undertheorized, underdiscussed, and undervisualized" (p. 21). Indeed, it is not a "green", but rather a "brown" or, a "grey", architecture that is addressed here. This slanted, slightly ironic, way of looking at nature is very refreshing.
On peut lire des extraits du livre là, et d'autres recensions là, là et là.
One can read extracts from the book here, and other reviews here, here and here.

On peut s'interroger sur le choix des douze sujets qui composent le livre. L'auteur explique que, ayant rassemblé une nombreuse documentation sur les rapports entre nature et architecture pour sa thèse (sur la nature dans les bâtiments des années 1970 à New York), il voulait exploiter les documents laissés de côté. Le plan du livre est donc le résultat d'une classification de ces documents, complétés par de nouvelles données. Ces sujets a priori bizarres et éclectiques constituent douze chapitres organisés en trois parties qui tentent de rationaliser cette liste :

Atmosphères : Dankness* Fumée Gaz Gaz d'échappement

Matière : Poussière Flaques Boue Décombres

Vie : Mauvaises herbes Insectes Pigeons Foules

* Dankness est difficile à traduire ; il s'agit de l'atmosphère humide et froide que l'on trouve dans les grottes et cavernes, mais aussi les caves, égoûts, etc.
One may question the choice of the twelve items that compose the book. The author explains that having gathered a lot of documentation on the relationship between nature and architecture for his thesis (on nature in modern buildings in New York City in the 1970s), he wanted to exploit some of his "secondary material" . The table of contents is then the result of a classification of those documents, supplemented by new material. These apparently weird and eclectic subjects constitute twelve chapters that are organized in three parts as a way to attempt to give some logic to this list:
Atmospheres: Dankness Smoke Gas Exhaust
Matter: Dust Puddles Mud Debris
Life: Weeds Insects Pigeons Crowd
A considérer cette liste, il apparaît que le sous-titre du livre (« autres » environnements) est plus pertinent pour qualifier son contenu. Les gaz d’échappement et les décombres (l’auteur emploie le mot français « débris ») ne sont certainement pas des produits naturels. Ce que tous ces éléments ont en commun, c’est de faire partie de notre environnement, mais d’être non souhaités, du moins là où ils sont : les mauvaises herbes ne sont pas définissables autrement que comme des herbes qui poussent là où elles ne devraient pas, la boue n’a rien de mauvais en elle-même mais on n’en veut pas en ville, etc. Tous ces éléments de l’environnement sont rejetés comme sales, dégoûtants, polluants. Citant Mary Douglas (Purity and Danger: An Analysis of Concepts of Pollution and Taboo, Routledge, 1966), David Gissen remarque que les choses, les personnes, et les pratiques ne sont pas "sales" en soi, mais sont considérées comme telles quand elles ne sont pas à leur place.
Considering this list, one sees that the subtitle of the book (« Other environments ») is more pertinent to qualify its contents. Exhaust and debris are certainly not natural. What all these items share is to be unwanted, at least where they are: weeds are only defined as plants that grow where they should not, mud is not mad as such, but we don’t want it in town, and so on. All these components of our environment are discarded as dirty, filthy, polluting. Quoting Mary Douglas (Purity and Danger: An Analysis of Concepts of Pollution and Taboo, Routledge, 1966), Gissen asserts that "things, people, and practises become dirty when they are "matter out of place""(p. 150).

L’auteur interroge l’attitude adoptée par les architectes par rapport à ces « tabous » à travers les âges. Chaque chapitre commence par une exploration historique et théorique du sujet, où l’on découvre des références et des réflexions très instructives. L’auteur nous mène jusqu’à la période contemporaine, pour laquelle il privilégie quelques projets extrêmes, souvent provocateurs, dans lesquels la vision généralement manichéenne et hygiéniste du passé se transforme en une acceptation et une intégration dans le projet, parfois jusqu’à l’absurde. Ainsi par exemple le projet B_mu Tower de R&Sie(n), qui comporte une enveloppe électrostatique sur laquelle les gaz d’échappement se fixent, et croissent pour former une sorte de fourrure...

The author questions the attitude that has been adopted by architects towards these « taboos » troughout ages. Each chapter begins with an historical and theoretical exploration of each subject, which permits to discover very enlightening references and reflections. The author leads us towards the contemporary period, for which he focuses on some extreme, often provocative, projects, in which the mainly manicheist and hygienist previous attitude changes into an acceptation and an integration in the project, sometimes till absurdness. See for instance B_mu Tower by R&Sie(n) which comports an electrostatic skin on which exhaust is drawn, and grows to form a kind of fur...

Ce livre est très bien écrit, érudit sans être ennuyeux, illustré par des références très pertinentes et originales. C’est donc une lecture à recommander, qui change vraiment notre regard sur les rapports de l’architecture avec son environnement. Mais pourquoi en parler dans un lieu dédié aux modèles mathématiques et génératifs ? En fait, un certain nombre projets sont aussi intéressants de ce point de vue.

This book is excellently written, erudite without being annoying, illustrated with pertinent and original references. It is then highly commendable, it actually changes our way of looking at the relationships between architecture and its environment. But why mention it on this blog which is about mathematical and generative models? Some projects are actually interesting from that point of view too.

On y trouve par exemple une nouvelle version de bouteille de Klein avec le projet Mosquito Bottleneck par R&Sie(n) :
There is for instance another version of Klein's Bottle with Mosquito Bottleneck by R&Sie(n):

et une grotte à base de cristaux irréguliers par Aranda\Lasch :
and a grotto based upon irregular crystals be Arand\Lasch:

Plusieurs projets intègrent des processus de croissance, en particulier B_mu Tower par R&Sie(n), que l’on pourrait sans doute simuler par un modèle de type DLA :
Some projects comport growth processes, for instance B_mu Tower by R&Sie(n), which one could probably simulate a DLA model:

Ce livre est donc aussi une source d’inspiration pour l’application de modèles mathématiques et génératifs.

This book is then also a source of inspiration for the use of mathematical and generative models.

"Mathématiques et architecture", Jane and Mark Burry (recension/review)

Ce livre (Jane & Mark Burry, Mathématiques et architecture, Actes Sud, 2010) est la traduction française de The new Mathematics of Architecture (Thames & Hudson, 2010). Le changement de titre (bien que ce livre soir assez correctement traduit (avec au moins une exception : le pauvre Lionel March devient Lionel Mars (p. 13)...)) est-il significatif ? Brette Steele, dans l'avant-propos, nous rappelle la relation ancienne qu'entretiennent l'architecture et les mathématiques (au moins depuis Vitruve) et remarque pertinemment que les nombres - et donc les matématiques - ont eu une telle importance pour les architectes parce qu'ils les aident à transmettre leurs idées et leurs instructions (cette transmission étant la tâche fondamentale des architectes). Mais qu'en est-il aujourd'hui, alors que les mathématiques n'ont plus affaire aux nombres (ou du moins pas de la même façon), et que les architectes, à travers les outils informatiques, n'ont plus affaire directement aux nombres ?
This book (Jane & Mark Burry, Mathématiques et architecture, Actes Sud, 2010) is the French translation of The new Mathematics of Architecture (Thames & Hudson, 2010). Does the change in the title (though this book seems to be correctly translated (with at least one exception: poor Lionel March becomes Lionel Mars (p. 13)...) mean anything important? Brett Steele, in the foreword, reminds us of the ancient relationship between mathematics and architecture (at least since Vitruvius) and  remarks relevantly that numbers - and then mathematics - have had so much importance for architects because they help them to transmit ideas and instructions (which is the fundamental task of architects). But what about now, when mathematics have not much to do with numbers any more (or at least not in the same way), and architects, through computers, do not deal directly with numbers as such any more?
Ce qui est le plus frappant dans le contenu de ce livre - et qui justifie le titre originel - est qu'il n'aborde pas  le sujet central de la relation entre mathématiques et architecture (et reste une préoccupation majeure par exemple des articles de Nexus Network Journal Architecture and Mathematics), à savoir la question des proportions. Et la projection (la perspective), un autre sujet classique, n'est pas abordée non plus. Les mathématiques abordées ici n'en sont pas toutes "nouvelles" pour autant : les surfaces de type hyperboloïdes sont bien connues depuis le 19ème siècle, et ont souvent été utilisées en architecture ; les curiosités topologiques telles que le ruban de Moebius et la bouteille de Klein ne sont pas des nouveautés non plus, bien que leur transcrition en architecture soit effectivement récente ; et le pavage a été une préoccupation constante à la fois des mathématiques et de l'architecture, de moins en ce qui concerne l'ornement.
What is the most striking in the contents of this book - and which justifies the original title - is that it does not deal at all with what has been the main topics of the relationship between mathematics and architecture (and remains a major feature of, for instance, Nexus Network Journal Architecture and Mathematics): proportions. And projection (perspective), another classical issue, is not dealt with either. Not that all mathematics explored here are very "new": surfaces like hyperboloïds are well known since the 19th century, and have often been used in architecture; topological curios like the Möbius Strip or the Klein Bottle are not novelties either, though their transcription in architecture is indeed recent; and tiling has been a constant topics of mathematics as well as architecture, at least in its preoccupation with ornament.
L'introduction de ce livre est très intéressante et mérite d'être lue pour elle-même. Elle constitue un excellent résumé de l'évolution des rapports entre architecture et mathématiques. C'est une lecture critique du livre lui-même, où l'auteur (Brett Steele) s'interroge sur l'absence de la Chapelle de Ronchamp de Le Corbusier dans le chapitre sur les surfaces, ou s'alarme de ce que l'on puisse aborder les datascapes (terme traduit par "paysages stastitiques" dans l'ouvrage) sans se référer à ce que l'auteur qualifie d'"ancêtre" de tous les datascapes, à savoir le pavillon Philips. Steele ne semble pas très convaincu par le choix des thèmes des six chapitres (1. Surfaces mathématiques et sérialité 2. Chaos, complexité, émergence 3. Remplissage et pavage 4. Optimisation 5. Topologie 6. Paysages statistiques et multidimensionnalité), qui est plus guidé par le désir de montrer des projets choisis à l'avance que d'explorer tel ou tel thème mathématique. Par ailleurs, les auteurs étant australiens, à côté d'architectes mondialement connus (comme Foster, Gehry, Nouvel, Libeskind, etc.) on découvre un certain nombre d'architectes australiens, et surtout Minifie Nixon Architetcs, qui, on le devine, ont dû prendre leur part dans l'élaboration de ce livre, car ils explorent une grande variété de transcriptions architecturales des mathématiques dans leur travail, ou bien Ashton Raggat McDougal qui ont réalisé une salle de concert avec des textures résultant d'ondes sonores et le musée national d'Australie basé sur un dispositif impliquant des noeuds, ou encore McBride Charles Ryan qui ont inventé une maison inspirée de la surface non-orientable appelée Bouteille de Klein.
The introduction of the book is very interesting and deserves to be read for itself. It is a very good abstract of the evolution of the relationship between architecture and mathematics. It is critical of the book itself, wondering for instance why Le Corbusier's Ronchamp chapel is not mentioned in the chapter about surfaces, or, with even more alarm, how one can discuss datascapes without referring to the "ancestor" of all datascapes, i. e. the Philips Pavillon. The author (Brett Steele) does not seem to be very convinced by the choice of the themes of the six chapters (1. Surfaces mathématiques et sérialité 2. Chaos, complexité, émergence 3. Remplissage et pavage 4. Optimisation 5. Topologie 6. Paysages statistiques et multidimensionnalité), which reveals more the desire to show architectural projects that have been chosen beforehand than to explore such or such mathematical topics. By the way, the authors being Australian, beside worldly known architects (like Foster, Gehry, Nouvel, Libeskind, etc.) we discover some Australian architects, especially Minifie Nixon Architects, who we can guess have taken a part in the elaboration of the problematics of the book, as they explore a wide range of architectural transcriptions of mathematics in their work, but also Ashton Raggat McDougal who have made a concert hall with textures resulting from sound waves and the national museum of Australia on a scheme involving knots, or McBride Charles Ryan who have designed a house based upon the non orientable surface called Klein's Bottle.
Chaque chapitre est introduit par un avant-propos comprenant des définitions et illustrations mathématiques, et un glossaire explique un certain nombre de questions théoriques en fin d'ouvrage. Peut-être les auteurs ont-ils voulu couvrir un champ trop large, mais cet important appareil théorique se révèle frustrant lorsqu'on cherche à s'intéresser à un domaine particulier. Un exemple est celui des automates cellulaires. Il est indéniable que ce domaine de recherche est l'un des plus importants à s'être développé à la fin du 20ème siècle. La notice consacrée à ce sujet dans le glossaire ne décrit que le jeu de la vie de Conway, et la seule occurrence d'utilisation d'un automate cellulaire est la décoration de la façade du Centre vétérinaire pour la faune indigène australienne par Minifie Nixon, sans que beaucoup de précisions soient données sur les règles précises mises en oeuvre.
Each chapter is introduced by a foreword including mathematical definitions and illustrations, and a glossary gives explanations of theoretical topics at the end of the book. The authors have maybe wanted to cover a too wide range, but these theoretical data are frustrating when one looks for a specific topics. Let's take cellular automata. It is indeniably a very important research domain of the end of the 20th century. The brief note in the glossary mentions only Conway's Game of Life, and the only instance of a cellular automaton is the ornament of the façade of the Australian Wildlife Health Centre by Minifie Nixon, and few explanations are given on the precise rules that have been applied.
Bon, les automates cellulaires ne sont pas un bon exemple, car ce n'est pas un sujet qui intéresse beaucoup les auteurs, et ne figure dans le livre que parce que Minifie Nixon l'ont utilisé dans un projet fondé sur la surface minimale de Costa (qui appartient au contraire au coeur des préoccupations des Burry). Mais qu'en est-il de la géométrie fractale ? Trois notices du glossaire concernent ce sujet ("Fractales", "Récursion" et "Système Lindenmayer") : mieux vaut aller voir ailleurs pour être vraiment éclairé sur ces sujets... La fameuse fougère de Barnsley figure dans l'avant-propos du chapitre 1 mais on se demande ce qu'elle fait là. Des fractals apparaissent dans des projets des chapitres 2 (Chaos, complexité, émergence) et 3 (Remplissage et pavage), essentiellement en tant qu'ornements de façades. Le livre est donc décevant de ce point de vue aussi.
Well, cellular automata are not a good example, as it is not a topics that interests so much the authors, and appears in the book only because Minifie Nixon used it in a project based upon Costa's minimal surface (which belongs on the contrary to the core of Burry's preoccupations). But what about fractal geometry? Three notes of the glossary deal with this issue ("Fractales", "Récursion", and "Système Lindenmayer"): you had better look elsewhere if you want to really understand what is fractal geometry... Barnsley's famous fern appears in the foreword of chapter 1, but one wonders why. Fractals appear in projects shown in chapters 2 (Chaos, complexité, émergence) and 3 (Remplissage et pavage), mostly as ornaments in façades. The book is then disappointing too on this topics.
La plupart des projets en fait explorent la question des surfaces mathématiques, non seulement dans le chapitre 1 explicitement consacré à ce sujet, mais aussi dans les chapitres 4, 5 et 6 (où apparaît la notion d'interactivité). Le lecteur pourra decouvrir ce domaine, qui n'est pas mon sujet prioritaire. J'ai été par contre particulièrement intéressée par le chapitre 3 "Remplissage et pavage", qui mériterait plus de commentaires (à venir..). J'ai retenu l'utilisation de l'interprétation en "trous d'écoulement de sable" de diagrammes de Voronoï utilisée pour la façade du Centre de réflexion de l'école d'art de Victoria, par Minifie Nixon (pas la façade elle-même, qui n'est pas très belle, mais l'idée sous-jacente).
Most projects actually deal with mathematical surfaces, not only in Chapter 1 which is dedicated to this topics, but also in Chapters 4, 5,and 6 (where interactivity is added). The reader will discover this domain, which is not a priority for me. I have on the contrary been especially interested in Chapter 3 "Remplissage et pavage", which would deserve more comments (to be continued...). I appreciated the interpretation into "sand holes" of Voronoï diagrams, used in the façade of the Centre for Ideas of the Victorian College of the Arts, by Minifie Nixon (not the façade as such, which is not very beautiful, but the idea of it).
Pour finir, c'est un livre intéressant, malgré ses défauts. On découvre beaucoup de projets qui peuvent inspirer mais, malgré un texte abondant, le lecteur devra prolonger sa recherche dans d'autres sources pour essayer de mettre en oeuvre les modèles utilisés par les architectes.
To conclude, it is an interesting book, notwithstanding its faults. One discovers many inspiring projects but, even if the text is abundant, the reader will have to do some research through other sources in order to try to carry out the models used by the architects.

Vous trouverez un autre compte-rendu de ce livre là.
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