Intelligence Artificielle en architecture : 8 exemples d'application -

Exploiter l’intelligence artificielle dans le domaine de l’architecture permet de révolutionner les processus de conception des bâtiments. Découvrez tous les détails !

Avez-vous déjà pensé à la façon dont le monde de l’architecture pourrait changer si les problèmes les plus complexes étaient résolus par des ordinateurs intelligents capables de remplacer (en tout ou en partie) l’activité humaine ?

Bien que, en premier lieu, un tel scénario puisse sembler improbable ou même risqué, la réalité nous montre que les applications de l’intelligence artificielle (IA) dans la conception architecturale sont déjà très nombreuses et permettent aux professionnels de la construction d’obtenir des résultats vraiment surprenant.

Dans cet article, nous vous guidons à la découverte des principaux cas d’usages de l’IA en architecture pour vous faire apprécier le potentiel de cette technologie. Pour avoir une vue d’ensemble plus large, nous vous recommandons également de lire l’article « L’intelligence artificielle en génie civil : 6 exemples d’application, tous les avantages et les nouveaux défis pour l’avenir».

Dans la plupart des cas, l’intelligence artificielle est implémentée dans l’architecture à partir des modèles BIM. Pour commencer à expérimenter immédiatement les avantages de cette technologie, nous vous invitons à essayer gratuitement un logiciel de conception de bâtiments 3D/BIM, c’est-à-dire un outil qui simplifie les opérations de modélisation et vous aide à créer une base de données fiable à utiliser pour différentes applications d’intelligence artificielle.

Différentes applications d’intelligence artificielle

Qu’est-ce que l’intelligence artificielle (IA) en architecture

L’intelligence artificielle (IA) est une technologie innovante qui permet aux machines et aux applications informatiques d’apprendre par l’expérience, de s’adapter à de nouveaux input et d’exécuter des fonctions qui nécessitent normalement de l’intelligence humaine, telles que l’interprétation visuelle, le raisonnement, l’apprentissage et la prise de décision.

Dans le contexte de l’architecture et du design, l’intelligence artificielle peut être considérée comme un outil d’investigation qui a la capacité d’analyser rapidement les projets de construction, en fournissant des réponses adéquates aux problèmes les plus complexes et avec un minimum d’intervention humaine.

Le fonctionnement de l’intelligence artificielle repose sur l’utilisation d’algorithmes intelligents et itératifs, ainsi que de techniques et de méthodologies avancées qui permettent aux logiciels de traiter d’énormes quantités de données en un temps très court. À chaque cycle de traitement de ces données, les systèmes intelligents sont en mesure de vérifier et de mesurer leurs performances et de développer des compétences supplémentaires.

Parmi les techniques d’intelligence artificielle les plus répandues, on retrouve par exemple :

Machine learning (apprentissage automatique) : il s’agit de l’étude, de la construction et de la mise en œuvre d’algorithmes qui permettent aux systèmes informatiques d’apprendre et de faire des prévisions de manière automatique, à partir d’une série de données de input et en réduisant les erreurs à chaque processus d’apprentissage ;
Réseaux neuronaux : sont un type de machine learning constitué d’unités interconnectées similaires aux neurones du cerveau humain, qui ont la capacité d’analyser de grands ensembles de données encore et toujours plus pour trouver des associations et interpréter la signification des données indéfinies ;
Deep Learning (apprentissage approfondi) : est une approche de l’apprentissage automatique qui s’inspire du cerveau humain et utilise d’énormes réseaux de neurones artificiels pour traiter l’information, trouver des connexions entre les données, apprendre à partir de modèles complexes, etc.
Cognitive computing (informatique cognitive) est une branche de l’IA qui vise à obtenir une interaction naturelle entre les humains et les machines, permettant aux ordinateurs d’imiter le fonctionnement du cerveau humain lors de l’exécution d’une tâche complexe ;
Computer vision (vision par ordinateur) : elle représente la capacité de réviser et d’interpréter le contenu d’une image par la reconnaissance de schémas et le deep learning. Grâce à la vision artificielle, les systèmes intelligents sont capables de capturer des images ou des vidéos en temps réel, d’identifier les composants des données visuelles et d’interpréter ce qui les entoures.

La croissance explosive de l’IA dans la conception architecturale est liée au développement d’innovations technologiques supplémentaires qui permettent à l’intelligence artificielle d’être exploitée au maximum de son potentiel. Ces technologies comprennent :

le Building Information Modeling (BIM) : est un processus numérique avancé qui permet de rassembler en un seul modèle les informations nécessaires à la gestion de l’ensemble du cycle de vie d’un projet ;
l’Internet des objets (IdO) : est un système de dispositifs informatiques interconnectés qui ont la capacité de transférer des données sur un réseau sans nécessiter de l’interaction de l’homme ;
la Réalité Virtuelle (VR) et Réalité Augmentée (AR) : sont des technologies qui permettent à l’utilisateur de s’immerger dans le modèle architectural virtuel d’un bâtiment, ou d’intégrer la réalité physique au monde numérique, afin d’évaluer le rendement final d’un projet.

Conception en réalité virtuelle/augmentée

Intelligence Artificielle en architecture : 8 exemples d’application

Les applications de l’intelligence artificielle en architecture sont vastes et diversifiées et permettent aux professionnels du secteur de se libérer des tâches de routine, de résoudre des problèmes complexes et d’améliorer l’efficacité globale des projets.

Ci-dessous, vous pouvez découvrir quels sont les 8 cas d’usages les plus importants de l’IA dans la conception architecturale :

Architecture paramétrique : il s’agit d’une méthode de conception itérative qui permet de jouer avec certains paramètres pour tester différents types de résultats et créer des formes architecturales extrêmement créatives et complexes qui seraient impossibles à concevoir et à modéliser avec des méthodes traditionnelles. En utilisant la conception paramétrique, les architectes et les concepteurs peuvent saisir les contraintes et apporter des modifications à la conception en temps réel, et le modèle est automatiquement mis à jour pour tester les solutions possibles. Par rapport aux méthodes traditionnelles, l’architecture paramétrique permet de réduire considérablement les temps de conception, en offrant aux architectes la possibilité de sélectionner le résultat souhaité, et de remodeler plusieurs fois le bâtiment en fonction des différentes exigences.
Conception générative : est une technique d’optimisation du projet. Contrairement à l’architecture paramétrique, qui utilise des contraintes et des paramètres d’entrée pour résoudre un problème de conception, la conception générative applique des algorithmes intelligents à ces mêmes paramètres pour effectuer un processus d’optimisation visant à trouver la meilleure solution. Dans la conception générative, le concepteur, en plus d’établir les contraintes et les objectifs du projet, fournit les mesures d’évaluation que le logiciel utilisera pour classer les résultats, en se rapprochant de plus en plus de la solution de conception optimale ;
Intégration avec le BIM : les sociétés qui produisent des logiciels BIM s’appuient sur l’intelligence artificielle pour améliorer l’efficacité et le potentiel de leurs programmes. Ces outils sont capables, par exemple, de collecter d’énormes quantités d’informations que l’IA utilise pour explorer tous les aspects du projet et en déduire des solutions optimales beaucoup plus rapidement que l’esprit humain ne peut le faire. Les logiciels BIM, basés sur l’intelligence artificielle, tirent également parti de l’apprentissage automatique pour apprendre des données, détecter des modèles et prendre des décisions indépendantes sur la manière d’automatiser et d’améliorer les processus de conception et de construction des bâtiments ;
Rendu : l’intelligence artificielle aide les architectes et les designers à créer des images photo réalistes et professionnelles de projets architecturaux. Les logiciels de rendu qui intègrent des fonctionnalités intelligentes sont, en effet, capables de régler automatiquement les paramètres qui permettent d’obtenir des images de très haute qualité, sans effort particulier de la part de l’utilisateur, ou d’exécuter des rendus en temps réel, qui permettent d’évaluer le résultat du projet pendant la modélisation ;
Expériences immersives : les simulations en réalité virtuelle/augmentée fournissent une vision complète du projet et permettent aux architectes de présenter leurs idées de la meilleure façon possible. Grâce à l’intelligence artificielle, il est possible d’intégrer les technologies de vision par ordinateur traditionnelles avec des techniques informatiques de vision plus avancées, ce qui rend l’expérience utilisateur encore plus réaliste et interactive ;
Planification : l’IA est un outil très puissant qui peut aider les concepteurs à simplifier les processus de planification en leur offrant la possibilité d’accéder à d’innombrables quantités de données, d’effectuer des analyses prédictives, d’estimer les coûts, de planifier des tâches, d’identifier les menaces potentielles, etc. ;
Construction et sécurité : les machines autonomes et les robots dotés d’une intelligence artificielle peuvent effectuer de manière presque indépendante des opérations de construction répétitives ou risquées, accélérant considérablement l’avancement du projet. Grâce à l’utilisation de drones intelligents, il est également possible d’améliorer la sécurité sur le chantier. Ces outils intègrent un logiciel de reconnaissance d’image et sont capables de détecter des conditions potentiellement dangereuses, telles que l’absence de dispositifs de protection ou la présence de structures peu sûres ;
Domotique : l’intégration entre l’intelligence artificielle et les technologies IdO contribue au développement de bâtiments intelligents qui permettent d’optimiser la consommation d’énergie et d’améliorer la sécurité et le confort des occupants. Les algorithmes à la base des logiciels d’Intelligence Artificielle peuvent être correctement formés pour traiter les données collectées par les capteurs IdO situés dans les différents environnements d’un bâtiment. Ces programmes sont capables d’analyser les données reçues, puis de suggérer ou de mettre en œuvre directement des actions visant à ramener les équipements du bâtiment à leur fonctionnement optimal, en augmentant l’efficacité opérationnelle et en optimisant l’utilisation des ressources.

Exemple d’architecture paramétrique (Heydar Aliyev Center, Bakou)

L’Intelligence Artificielle en architecture : les avantages et les défis pour l’avenir

L’IA offre d’innombrables opportunités créatives et devient un outil indispensable dans les projets d’architecture. Les logiciels dotés de fonctionnalités intelligentes ont en effet la capacité d’analyser plus efficacement les données et peuvent aider les architectes à mettre en œuvre de nouvelles techniques de conception.

En plus de soutenir la créativité des concepteurs et d’assurer la résolution de problèmes complexes, la mise en œuvre de l’IA dans l’architecture et la conception permet de :

réduire considérablement les temps de conception ;
améliorer l’expérience des clients potentiels ;
explorer tous les aspects du projet avant sa réalisation effective ;
optimiser les processus de planification et de construction ;
augmenter la productivité et les niveaux de sécurité sur le chantier ;
contribuer à la construction de bâtiments plus efficaces et durables ;
améliorer la qualité du résultat final.

En raison de son potentiel élevé, la peur que l’IA puisse remplacer dans un avenir pas trop lointain la figure de l’architecte a pris place. En fait, cette technologie ne doit pas être considérée comme une menace, mais comme une grande opportunité qui aidera les concepteurs à rationaliser et à simplifier de plus en plus leur travail.

Bien que l’architecture du futur soit complètement différente de celle d’aujourd’hui, les architectes et les concepteurs conserveront toujours un rôle central dans les processus de conception et de construction des bâtiments. Grâce à la conception centrée sur l’intelligence artificielle, nous pourrons assister, par exemple, à la réalisation de structures architecturales aux formes jamais vues auparavant, ou à la construction de villes entières intelligentes basées sur des flux optimisés et l’échange de données en temps réel.

Pour ne pas rester à la traîne face à cette transformation, commencez vous aussi à expérimenter les avantages de l’IA avec un logiciel de conception de bâtiments 3D/BIM. À l’aide de cet outil, vous pourrez créer et enrichir d’informations utiles le modèle numérique de votre projet (que vous utiliserez comme base pour différentes applications axées sur l’IA), et vous pourrez essayer une méthode de conception plus intelligente et créative grâce à la fonctionnalité de rendu en temps réel.