L'IA dans l'architecture : Redéfinir la construction des villes

Des monuments et des bâtiments historiques comme la Tour Eiffel à Paris et le Pentagone aux États-Unis n'existeraient pas sans le domaine de l'architecture et les brillants architectes qui en sont à l'origine. Au-delà de l'ajout d'infrastructures significatives à notre monde, le marché mondial des services d'architecture est un élément essentiel de l'économie et devrait atteindre environ 550 millions de dollars d'ici à 2032. 

Les architectes s'efforcent constamment de relever des défis tels que la réduction des déchets, la diminution de l'empreinte carbone et la planification de projets efficaces. Les outils d'intelligence artificielle (IA) peuvent intervenir et contribuer à résoudre bon nombre de ces défis dans le domaine de l'architecture. L'IA peut contribuer à l'optimisation de la conception, à l'analyse structurelle et à l'amélioration de la gestion et de la visualisation des projets. Dans cet article, nous allons découvrir comment l'IA peut être utilisée en architecture.

Comment l'IA est-elle utilisée dans l'architecture ?

L'IA dans l'architecture change la donne en rendant la conception plus intelligente, en augmentant l'efficacité énergétique et en aidant à créer des bâtiments plus respectueux de l'environnement. Il est étonnant de voir comment ces progrès sont mis à profit dans des projets concrets. Plongeons dans le vif du sujet et voyons comment cela se passe.

Réduire les déchets et diminuer l'empreinte carbone

En 2018, les activités de construction et de démolition aux États-Unis ont produit 600 millions de tonnes de débris. L'une des questions prédominantes dans le domaine de l'architecture est la réduction des déchets de construction et des émissions de carbone. L'IA peut contribuer à relever ce défi en utilisant des algorithmes avancés et des analyses de données pour optimiser chaque phase du processus de construction.

Par exemple, les techniques d'IA telles que l'apprentissage automatique peuvent analyser de vastes ensembles de données sur la performance des matériaux, la logistique de la chaîne d'approvisionnement et l'impact environnemental afin de recommander les matériaux et les méthodes de construction les plus durables. Les modèles d'apprentissage automatique peuvent prédire les déchets potentiels en fonction des choix de conception et permettre aux architectes de procéder à des ajustements plus tôt pour minimiser les déchets. 

L'IA générative peut aller plus loin en créant automatiquement de multiples options de conception axées sur la durabilité. En définissant des paramètres tels que l'efficacité des matériaux, l'intégrité structurelle et l'utilisation de l'énergie, l'IA générative peut être utilisée pour générer une variété de conceptions qui répondent aux objectifs environnementaux tout en conservant une belle apparence. Les architectes peuvent alors choisir la conception qui allie le mieux créativité et durabilité. Spacemaker est un exemple d'outil qui utilise l'IA générative pour aider les architectes et les urbanistes à créer et à tester rapidement différentes options de conception.

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Intégrer la vision par ordinateur à la modélisation des données du bâtiment (BIM)

Les chercheurs étudient comment la vision par ordinateur peut s'associer à la modélisation des données du bâtiment pour rendre les projets architecturaux plus précis et plus efficaces. Le BIM est un modèle numérique qui représente les caractéristiques physiques et fonctionnelles d'un bâtiment. Il permet aux architectes, aux ingénieurs et aux entrepreneurs de collaborer à l'élaboration d'un plan détaillé et sert de ressource centrale pour tout ce qui concerne la structure du bâtiment et ses systèmes.

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Lorsque la vision par ordinateur est ajoutée à la BIM, des caméras et des capteurs capturent des images détaillées et des scans en 3D des sites de construction. Ces images sont ensuite comparées en temps réel au modèle BIM pour repérer les différences entre la conception prévue et la construction réelle, comme des murs mal alignés ou des structures mal placées. Cette analyse permet d'apporter des solutions rapides et de maintenir le projet sur la bonne voie.

Dans le passé, la détection de ces problèmes reposait sur des inspections manuelles, lentes et sujettes aux erreurs. Grâce à la vision par ordinateur, les architectes et les chefs de projet peuvent recevoir des alertes instantanées lorsque quelque chose ne correspond pas au modèle BIM. Les petits problèmes peuvent être stoppés avant qu'ils ne deviennent plus importants et plus coûteux. La combinaison de la vision par ordinateur et de la BIM facilite également la collaboration entre toutes les parties concernées. Lorsque des problèmes sont signalés dans le modèle BIM, les architectes, les ingénieurs, les entrepreneurs et les clients peuvent rapidement les examiner et trouver des solutions. 

Des applications uniques de l'IA dans l'architecture

L'IA apporte également des applications uniques dans le domaine de l'architecture. Jetons un coup d'œil rapide à quelques-unes d'entre elles :

• Efficacité énergétique: L'IA peut analyser la façon dont l'énergie est utilisée dans les bâtiments et aider à optimiser les conceptions pour réduire la consommation et améliorer la durabilité. En recommandant des matériaux économes en énergie et des modifications de conception, l'IA contribue à créer des bâtiments plus respectueux de l'environnement et plus rentables à long terme.
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• Conformité aux normes de sécurité: Les systèmes automatisés peuvent vérifier les conceptions par rapport aux codes du bâtiment et aux réglementations en matière de sécurité, garantissant ainsi la conformité sans qu'il soit nécessaire de procéder à des vérifications manuelles. Cela permet non seulement de gagner du temps, mais aussi de réduire les risques d'erreur et de s'assurer que les bâtiments respectent toutes les normes de sécurité nécessaires.
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• Réutilisation adaptative: L'IA peut aider les architectes à réaffecter des bâtiments existants en analysant leur intégrité structurelle et en suggérant des modifications pour répondre à de nouveaux besoins. L'IA permet de transformer de vieilles structures en espaces modernes et fonctionnels tout en préservant leur valeur historique ou culturelle.

Des projets d'architecture moderne conçus à l'aide de l'IA

Si les projets d'architecture fondés sur l'IA peuvent sembler relever de l'avenir, la réalité est que des projets conçus par l'IA sont déjà en cours, voire achevés. Jetons un coup d'œil à quelques-uns de ces projets révolutionnaires.

Le centre Heydar Aliyev

Le centre Heydar Aliyev de Bakou, en Azerbaïdjan, a été conçu par Zaha Hadid et achevé en 2012. Il montre comment la conception générative et les outils d'intelligence artificielle modifient l'architecture. La forme lisse et incurvée du bâtiment ne ressemble pas aux lignes droites traditionnelles. La conception reflète l'esprit moderne et avant-gardiste de l'Azerbaïdjan. Les premiers outils de conception générative d'Autodesk et de Rhino ont joué un rôle clé dans la création de cette architecture complexe.

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L'industrie japonaise de la maison Daiwa

Les villes surpeuplées du Japon ont créé une demande de conceptions de maisons innovantes et peu encombrantes. La conception générative, alimentée par l'IA, devient un outil clé pour les entreprises comme Daiwa House Industry afin de répondre à ce besoin. En définissant des paramètres de conception spécifiques, la conception générative peut rapidement produire une variété de plans de maisons, chacun optimisé pour les petits espaces urbains. Contrairement aux méthodes traditionnelles, qui peuvent être lentes et moins adaptables, la conception générative est plus rapide et plus flexible. L'IA générative redéfinit la manière dont les maisons sont conçues et construites dans les zones densément peuplées du Japon.

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Bureau d'Autodesk à Toronto

Le bureau d'Autodesk à Toronto est un excellent exemple de la manière dont l'IA peut être utilisée pour des conceptions architecturales innovantes. Grâce à son propre outil de conception générative, Project Discover, l'entreprise a pu créer d'innombrables options d'aménagement de bureaux en se basant sur les préférences de ses propres employés. En combinant les idées humaines et l'IA, Autodesk a pu concevoir un espace de travail parfait sans les erreurs de conception habituelles. 

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La conception innovante des magasins Stamhuis 

Stamhuis, une entreprise néerlandaise spécialisée dans la construction et la rénovation de magasins de détail, s'est tournée vers la conception générative pour accélérer et améliorer son processus de conception. Auparavant, il lui fallait plusieurs heures pour concevoir l'agencement d'un magasin de détail. Aujourd'hui, grâce aux outils d'IA générative, ils sont en mesure de générer 40 options de conception optimisées en seulement 15 minutes. En même temps, cela permet à leurs concepteurs de se concentrer sur des tâches plus importantes, comme l'établissement de relations avec les clients et la planification de la construction.

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L'IA remplacera-t-elle les architectes ?

Les innovations de l'IA dans le domaine de l'architecture visent à aider les architectes, et non à les remplacer. Si l'IA apporte de nombreux avantages à l'architecture, il est important de noter que la créativité et le jugement humains restent essentiels. En combinant la créativité humaine avec les capacités d'analyse des données et d'automatisation de l'IA, les architectes sont en mesure de créer de meilleures conceptions de bâtiments. Des études montrent que la productivité augmente de 30 % grâce à l'IA. La plupart des tâches fastidieuses peuvent être prises en charge par l'IA, et les architectes peuvent se concentrer sur les aspects passionnants et stratégiques de leur travail. 

Défis liés à l'IA dans l'architecture

La popularité croissante des outils d'IA dans le domaine de l'architecture a pour conséquence que les architectes doivent se perfectionner et apprendre comment fonctionnent ces innovations en matière d'IA. Comprendre le fonctionnement de l'IA et des données les aide à utiliser avec succès les outils d'IA. Malheureusement, il s'agit d'un défi majeur car de nombreux architectes n'ont pas la formation nécessaire. Selon des enquêtes, 60 % des architectes n'ont pas reçu de formation officielle en matière d'IA. Il est essentiel de combler cette lacune pour que les architectes restent compétitifs et créent des designs modernes et innovants. 

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Une autre difficulté réside dans les coûts plus élevés liés à la mise en œuvre de l'IA, notamment les dépenses liées aux logiciels, au matériel et à la formation. Ces investissements initiaux peuvent être difficiles à supporter pour les petits cabinets d'architectes dont les budgets sont limités. Les coûts permanents de maintenance et de mise à jour s'ajoutent à la pression financière. Pour réussir l'intégration de l'IA, les entreprises doivent gérer ces coûts avec soin. Une bonne planification leur permettra de s'assurer que les avantages de l'IA valent les dépenses initiales.

Construire un avenir meilleur grâce à l'IA et à l'architecture

L'IA est un outil puissant pour les architectes. Elle peut fournir des informations en temps réel pour aider à gérer les projets dans le respect des délais et du budget. Elle peut également aider à gérer des tâches fastidieuses telles que les dessins de conception, les vérifications structurelles et les estimations de coûts, permettant ainsi aux architectes de se concentrer sur leurs idées créatives. Les architectes qui adoptent l'IA et explorent ses nombreuses fonctionnalités et outils peuvent rester à la pointe du progrès et ouvrir la voie à l'avenir de l'architecture.

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