L'IA dans tous ses états (2/2) : quand l'IA préfigure la ville...

Les médecins de l’hôpital parisien de la Pitié-Salpêtrière utilisent des algorithmes avancés, capables d'optimiser leurs calculs au fur et à mesure qu'ils effectuent des traitements*, pour effectuer des diagnostics plus précoces et plus précis, notamment sur le cancer du foie. L’intelligence artificielle (IA) ouvre de nouvelles perspectives dans de nombreux secteurs, dont le bâtiment. Tour d’horizon des changements qui se profilent dans ce secteur sous l’impulsion de cette technologie.

 

Déjà présente dans notre quotidien via des chatbots (l’un d’entre-eux est accessible sur ce site), l’intelligence artificielle n’épargne aucun milieu professionnel.

 

Où en est l’intelligence artificielle dans le bâtiment et l’architecture ?

Non, l’intelligence artificielle ne remplacera pas l’architecte… mais la puissance de calcul grandissante des ordinateurs aura un impact durable sur son travail.

Sa façon de gérer les contraintes d’un projet architectural, d’imaginer des bâtiments et même de penser la ville vont évoluer avec l’avènement de l’IA. Retrouvez ci-dessous 5 exemples de l’impact de l’IA dans la conception d’un bâtiment… et de la ville elle-même !

1. L’IA facilite le traitement de l’information par l’architecte

En architecture, le lancement d’un projet nécessite de rendre compatible les besoins des utilisateurs avec les exigences du Plan local d’urbanisme (PLU) et du maitre d’ouvrage. Durant la phase de conception, l’architecte fixe « les paramètres du problème », à savoir tous les éléments à prendre en compte pour proposer un bâtiment répondant à toutes les contraintes endogènes (les demandes du client) et exogènes (la législation, le PLU, etc.).

Résoudre ce problème est une tâche délicate puisqu’il s’agit de mettre en perspective des données différentes et parfois contradictoires. Par exemple, il peut arriver que l’on doive prendre en compte l’existence d’une ligne de chemin de fer lorsqu’on travaille sur la création d’une crèche. L’IA peut automatiquement croiser ces informations et proposer différentes solutions d’organisation spatiale, en fonction de critères définis comme prioritaires.

Déjà en 1990, un chercheur en informatique s’était associé à l’architecte Kees Christiaanse afin de concevoir un quartier résidentiel à Shuytgraaf (Pays-Bas) grâce à l’intelligence artificielle. L’algorithme devait doter chaque parcelle d’une surface identique et optimiser les cheminements (proximité des transports publics), tout en répondant aux règlements (ensoleillement, normes environnementales, etc.) et aux demandes des futurs habitants (nombre de pièces, présence de personnes à mobilité réduite, luminosité…).

De même, en 2007, une équipe de chercheurs de la chaire de design digital à l'École polytechnique fédérale de Zurich était parvenue à faire une proposition complète sur un ensemble de 300 logements, construite via des algorithmes.

Alors demain, « une architecture sans architecte » ? Encore faudrait-il que l’IA soit capable d’organiser les données, de définir les priorités et d’être créative. Autant dire que les architectes ont encore de beaux jours devant eux…

2. L’IA permet de construire des structures de l'impossible

L’IA permet d’aller plus loin dans la conception de bâtiments en favorisant l’émergence de formes jusque-là impossibles à réaliser. Sans algorithme, il aurait par exemple été difficile d’ériger des chefs d’œuvre architecturaux comme la Fondation Luma (Arles), imaginé par Franck Gerry, ou encore le centre culturel de Bakou, conçu par Zaha Hadid en Azerbaïdjan. Pour réaliser ces « supers structures », les agences d’architecture utilisent la puissance de calcul d’ordinateurs et exploitent une grande quantité de données pour établir des formes inhabituelles.

Mais l’IA n’est pas qu’une histoire d’hommes. Elle peut aussi rendre plus acceptable la vie en captivité des animaux. En 2014, la ville de Zurich a inauguré la « maison des éléphants ». Imaginé par l’architecte Markus Schietsch et le paysagiste Lorenz Eugster, cet enclos est une halle de 90 mètres de diamètre, coiffée d’une coque en bois perforée afin de rappeler la canopée d’une forêt primaire.

Assistés par l’ordinateur, les concepteurs ont pu intégrer certains paramètres de vie propres aux animaux pour construire des formes géométriques se rapprochant de celles de leur habitat naturel. Sans intelligence artificielle, l’architecte et le paysagiste n’auraient jamais pu prendre en considération autant d’informations issues de l’observation d’habitudes si éloignées de celles de l’être humain.

3. L’IA au service de la reconstruction

Qu’il s’agisse de zones entièrement détruites par la guerre ou de cités antiques comme Pompéi, l’IA est aujourd’hui couplée à d’autres technologies pour modéliser des villes disparues.

Appelée photogrammétrie, cette technique conjugue les prises de vues aériennes faites par des drones et la puissance de calculs d’algorithmes qui analysent les visuels afin de reconstruire d’abord en nuage de points puis en modélisations 3D les villes. La maquette 3D peut servir différents objectifs : améliorer la connaissance historique, faciliter la reconstruction, etc. L’entreprise française Iconem** a modélisé le site de Palmyre en Syrie pour comprendre ce qui s’est passé dans cette cité antique, victime des destructions de Daesh. En simulant les explosions des monuments (et en appliquant l'effet virtuel du souffle destructeur), les ingénieurs ont pu identifier les pièces maîtresses de l'édifice au sol, en vue de la reconstruction.

4. L’IA pour une ville plus efficace et plus verte

« La smart city » (ndlr : « ville intelligente ») n’est pas qu’un concept, c’est une nouvelle façon de penser la ville, déjà mise en œuvre dans plusieurs villes du monde entier.

En installant dans des endroits stratégiques de la ville des capteurs connectés, la municipalité peut faire remonter en temps réel des données (liées aux consommations d’énergie, aux flux humains, au trafic routier…), les analyser et prendre des décisions.

À Melbourne en Australie, les poubelles publiques sont ainsi équipées de capteurs qui évaluent leur taux de remplissage. Les services de nettoyage reçoivent une notification lorsqu’approche le moment de les vider. De quoi allier la « smart city » à la « green city » !

Le bâtiment aussi devient intelligent. En effet, de nombreux logiciels permettent de piloter la consommation énergétique en fonction de scénarios pré-établis. Parmi ces programmes informatiques, Gapéo bénéficie d’une couche d’intelligence artificielle qui lui permet d’apprendre des usagers d’un bâtiment (par exemple, à quelle température ils ont l’habitude de travailler apprend des usagers) et de prendre en compte la météo afin d’améliorer la consommation énergétique.

L’interconnexion des infrastructures individuelles (celles des bâtiments) avec celles du quartier permettra à terme de réduire plus encore la consommation énergétique et l’empreinte écologique de la ville.

5. Avec l’IA pour apprendrons-nous à mieux connaître l'architecture ?

Et si demain nous développions tous une sensibilité d’architectes ? La combinaison de l’IA avec des plateformes de services laisse entrevoir un futur où nous pourrons participer au dessin de nos bâtiments. En effet, il est possible qu’un jour, un service en ligne propose à l’utilisateur de dessiner une partie de sa maison, sur la base d’informations à sa disposition (lieu, terrain disponible, etc.) et sans qu’il ait à se préoccuper des contraintes législatives et techniques (normes du PLU, contraintes de construction, etc.), directement gérées par l’ordinateur.

Une fois le projet modélisé, le particulier n’aurait qu’à entrer en relation avec un architecte et un constructeur. Un scénario qui ne relève pas de la science-fiction quand on voit ce qu’il se passe déjà dans certains secteurs. La démocratisation de la modélisation en ligne sur les sites de fabricants (portes d’entrée, de garage, fenêtres…) ou la diffusion massive de vidéos tutoriels proposés par les grandes surfaces de bricolage (Leroy Merlin) ont fait évoluer le modèle économique classique basé sur une relation à trois (particulier, artisan et industriel). Et de nombreux particuliers cherchent aujourd’hui à devenir acteurs de leur consommation -et bientôt peut-être de leur construction.

L’avènement de ce nouveau modèle économique dans l’architecture est néanmoins à prendre avec des pincettes. L’architecte est un maillon essentiel de la construction car il donne du sens au bâti ? C’est lui qui détient la connaissance des matières et des dernières avancées technologiques. Grâce à lui, les clients ont également une certaine tranquillité d’esprit car ils se reposent sur un « sachant ».

La technologie, quelle qu’elle soit, vient délester les métiers des tâches les plus mécaniques pour que les hommes et les femmes se concentrent sur les pans d’activité où ils ont le plus de valeur ajoutée : la relation humaine et la créativité. 

 

*C’est ce qu’on appelle le « deep learning » ou « apprentissage approfondi »

** Iconem est une entreprise spécialisée dans la sauvegarde virtuelle de sites archéologiques menacés

*** Le logiciel Gapéo est développé par GA Building

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