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Transformer la construction avec l'IA : Optimisation de la planification, de l'allocation des ressources et des mesures de sécurité pour l'efficacité et la productivité.
L'IA transforme la construction grâce à une sécurité renforcée, une planification plus intelligente et un contrôle de la qualité amélioré. Explorons comment ces avancées garantissent un avenir plus sûr et plus efficace pour l'industrie.
L'IA transforme la construction en optimisant la planification des projets, l'allocation des ressources et la gestion des tâches, ce qui se traduit par des gains d'efficacité et de productivité remarquables. Son rôle essentiel dans l'amélioration de la sécurité, de la prise de décision et du contrôle de la qualité devient indispensable dans les pratiques de construction modernes.
Malgré les difficultés d'adoption, le marché de l'IA dans la construction, évalué à plus de 2,5 milliards de dollars en 2022, devrait atteindre 15,1 milliards de dollars d'ici 2032. Cette augmentation est alimentée par la capacité de l'IA à réduire les délais et les coûts, ce qui promet un avenir plus intelligent, plus sûr et plus efficace pour les acteurs de l'industrie dans le monde entier.
Fig. 1. L'IA sur le marché de la construction, statistiques mondiales.
Réduire les accidents sur les chantiers de construction grâce à l'IA
En 2022, l'industrie américaine de la construction a subi une perte de 1 069 professionnels décédés au travail, ce qui représente une augmentation de 83 décès par rapport à l'année précédente. Le taux de mortalité du secteur aux États-Unis oscille autour de 10 décès pour 100 000 travailleurs depuis plus d'une décennie, ce qui souligne le besoin critique de mesures de sécurité améliorées dans cette industrie à haut risque.
L'intégration de l'IA dans l'industrie de la construction améliore considérablement les mesures de sécurité sur les chantiers. Voici quelques avantages principaux :
· La surveillance en temps réel implique une surveillance continue des activités de construction, permettant la détection immédiate des risques potentiels, tels que les câbles électriques exposés, les échafaudages non sécurisés ou les barrières de sécurité inadéquates. Cette surveillance constante à l'aide de capteurs ou de caméras garantit que les situations dangereuses sont identifiées et traitées rapidement avant qu'elles ne dégénèrent en incidents graves.
· La détection des risques peut rapidement détecter les dangers, tels que les faiblesses structurelles, les surfaces instables ou l'utilisation incorrecte de l'équipement grâce à des algorithmes avancés et des techniques d'analyse de données. Cela garantit une résolution immédiate pour maintenir la sécurité des travailleurs et prévenir les accidents.
· La conformité réglementaire applique une conformité stricte aux réglementations de sécurité en évaluant en permanence si les protocoles de sécurité sont respectés. Cela réduit non seulement le risque d'accidents, mais garantit également un environnement de travail plus sûr pour tout le personnel.
Fig 2. Le secteur de la construction a enregistré plus de décès aux États-Unis en 2022 que tout autre secteur d'activité.
Prise de décision basée sur l'IA dans le secteur de la construction
Dans le secteur de la construction, le respect des délais de réalisation des projets, les environnements de travail dynamiques et la nécessité constante de coordonner efficacement plusieurs équipes et ressources sont la norme. Compte tenu du rythme rapide du secteur, la capacité de prendre des décisions éclairées rapidement et avec précision est primordiale.
C'est là que la prise de décision basée sur les données entre en jeu, transformant la façon dont les projets de construction sont planifiés et exécutés. En tirant parti des technologies avancées de l'IA, l'industrie peut analyser de grands volumes de données de construction avec une rapidité et une précision sans précédent. Les modèles d'IA tels que Ultralytics YOLOv8 ont révolutionné l'industrie en fournissant une aide à la détection d'objets, à la segmentation et au suivi d'objets, stimulant le changement et les améliorations des flux de travail au sein de l'industrie de la construction grâce à la vision par ordinateur.
Fig 3. Exemple d'Ultralytics YOLOv8 utilisé pour la détection d'objets.
Les principaux avantages sont les suivants :
Planification éclairée et proactive. L'IA permet aux chefs de projet d'anticiper les problèmes potentiels avant qu'ils ne surviennent, qu'il s'agisse d'erreurs de conception, de problèmes de performance des sous-traitants, de défaillances d'équipement ou de pénuries de matériaux. Les technologies telles que YOLOv8 dans la vision par ordinateur peuvent aider au suivi des stocks en comptant et en surveillant avec précision les matériaux. L'apprentissage automatique permet d'ajuster les calendriers en fonction d'informations en temps réel, ce qui contribue à atténuer les risques, à assurer une exécution plus fluide des projets et à réduire les retards et les dépassements de coûts.
Modélisation des informations du bâtiment (BIM) : La technologie BIM dans la construction facilite la prise de décision fondée sur les données en fournissant des représentations numériques détaillées des caractéristiques physiques et fonctionnelles. Le BIM et l'IA offrent ensemble des informations qui aident à rationaliser les processus de planification, de conception et de gestion, ce qui permet une exécution plus efficace des projets.
Optimisation des ressources. L'IA aide également à évaluer la disponibilité et l'utilisation de l'équipement, de la main-d'œuvre et des matériaux, assurant une utilisation maximale sans gaspillage. Cela stimule non seulement la productivité et réduit les coûts, mais favorise également l'efficacité et la responsabilité environnementale, encourageant ainsi des pratiques de construction durables.
Analyse des données. En analysant les données historiques et les paramètres actuels du projet, l'IA peut prédire les retards potentiels dus aux conditions météorologiques, aux goulets d'étranglement réglementaires, aux conditions du site, aux pénuries de main-d'œuvre, etc. L'analyse stratégique permet de réaffecter méthodiquement la main-d'œuvre et les matériaux afin de garantir le respect des calendriers des projets.
Le rôle de l'IA dans le contrôle qualité de la construction et la détection des défauts
Le contrôle de la qualité est un aspect essentiel de tout projet de construction, et l'IA joue un rôle important dans le maintien de normes de construction élevées. En tirant parti des technologies de pointe, l'IA garantit que chaque phase du processus de construction respecte des normes de qualité rigoureuses.
Fig. 4. Le secteur de la construction est de plus en plus numérisé.
Cela garantit non seulement l'intégrité de la structure finale, mais améliore également la sécurité globale et la durabilité du projet.
Voici quelques exemples concrets de la manière dont l'IA contribue au contrôle qualité dans la construction :
Garantit des normes de construction élevées : Les systèmes d'IA sont conçus pour surveiller et évaluer en permanence les activités de construction, en veillant à ce que tous les travaux soient conformes aux normes et réglementations établies. Cette surveillance continue contribue à maintenir la plus haute qualité tout au long du cycle de vie du projet.
Réduit le besoin de retouches : En identifiant les défauts à un stade précoce, l'IA réduit considérablement le besoin de retouches. Cela permet non seulement d'économiser du temps et des ressources, mais aussi de garantir que le projet reste dans les délais.
Rationalise les inspections : Les drones et les capteurs basés sur l'IA automatisent les processus d'inspection, identifiant les problèmes potentiels avec plus de rapidité et de précision.
Facilite la maintenance prédictive : Les algorithmes d'IA analysent les données des équipements pour anticiper les besoins de maintenance, réduisant ainsi les temps d'arrêt et garantissant des performances optimales.
L'IA dans la construction : Les défis
Malgré sa taille, le secteur de l'architecture, de l'ingénierie et de la construction (AIC), qui représente 12 billions de dollars, a traditionnellement été à la traîne en matière d'adoption des technologies numériques et des pratiques innovantes. Cette industrie, l'une des plus importantes au monde, commence seulement à rattraper son retard par rapport aux autres secteurs en termes de modernisation et de progrès technologiques.
McKinsey rapporte que, bien que le secteur technologique axé sur l'AIC progresse, il n'a pas encore atteint l'échelle et la sophistication observées dans d'autres secteurs de logiciels établis tels que la logistique, la fabrication et l'agriculture. En fait, les clients de l'AIC dépensent moins en informatique que d'autres secteurs tels que la fabrication, l'architecture et la logistique. Ce faible investissement contribue aux défis auxquels sont confrontées les entreprises technologiques de l'AIC pour croître efficacement. De plus, l'industrie compte moins de scale-ups et de licornes par rapport à sa taille.
Cette réduction du budget alloué à l'informatique, associée à la fragmentation du marché et aux pratiques analogiques bien ancrées, entrave les progrès. En moyenne, les entreprises d'AIC n'allouent que 1 à 2 % de leur chiffre d'affaires à l'informatique, ce qui est nettement inférieur aux 3 à 5 % typiques des autres secteurs.
Les dépenses considérables associées à l'investissement et à l'exploitation constituent un obstacle majeur à la croissance de l'IA sur le marché de la construction. La mise en œuvre des technologies d'IA dans les projets de construction exige des dépenses financières importantes, couvrant l'acquisition de systèmes d'IA, le matériel et les logiciels nécessaires, ainsi qu'une expertise spécialisée.
De plus, les coûts d'exploitation et de maintenance, tels que l'embauche de personnel qualifié, la réalisation de mises à jour régulières et la satisfaction des besoins en infrastructure, peuvent être considérables. Ces coûts élevés rendent difficile l'adoption de solutions d'IA par les petites et moyennes entreprises de construction, comme le souligne Global Market Insights. Néanmoins, il est essentiel de comprendre comment utiliser l'IA dans la construction pour que l'industrie puisse combler cette lacune et parvenir à une plus grande efficacité et innovation.
La robotique alimentée par l'IA dans l'industrie de la construction : une nouvelle frontière
Imaginez un scénario où des robots remplacent les travailleurs humains sur les chantiers de construction, réduisant ainsi le risque de blessures ou de décès.
Alors que l'industrie de la construction avance à grands pas dans l'ère numérique, portée par l'IA, la robotique donne vie à une vision futuriste sur les chantiers. Tandis que l'IA améliore la prise de décision et le contrôle qualité, la robotique offre une incarnation tangible de ces avancées.
La robotique, la branche de l'ingénierie qui intègre l'informatique à l'ingénierie mécanique et électrique, s'étend au secteur de la construction depuis quelques années. Les robots existent depuis des décennies, mais n'ont connu un essor significatif que récemment, principalement en raison de l'intérêt accru et de l'adoption qui ont suivi la pandémie de COVID-19. Par conséquent, cela a ouvert une multitude de nouvelles possibilités.
Les robots sont capables d'automatiser les machines lourdes et les flottes pour des tâches telles que l'excavation, le transport, le levage de charges, le travail du béton et la démolition. De plus, les méthodes de construction avancées utilisent la robotique pour la gestion des déchets, l'automatisation des tâches et la construction industrialisée.
La taille du marché mondial des robots de construction a été évaluée à 442,5 millions de dollars en 2023 et devrait atteindre 1,2 milliard de dollars d'ici 2030.
Fig. 5. Le marché mondial de la robotique de construction connaît une croissance rapide.
Trois grandes catégories de robots de construction sont à l'origine de cette transformation :
· Robots stationnaires. Ces robots fonctionnent sans déplacer leur base, notamment les robots portiques, les bras robotiques et les robots à câbles.
· Robots mobiles. Ils améliorent l'efficacité de la construction et peuvent se déplacer sur des terrains accidentés, avec des types tels que les robots à roues, marcheurs, volants et nageurs.
· Robots en essaim. De nombreux petits robots qui collaborent pour construire des conceptions de manière autonome, en suivant des trajectoires planifiées pour éviter les collisions.
Dernières réflexions
L'IA transforme le visage de l'industrie de la construction en optimisant la planification des projets, l'allocation des ressources et la gestion des tâches, ce qui entraîne des gains d'efficacité et de productivité importants. Le rôle de l'IA dans l'amélioration de la sécurité, de la prise de décision et du contrôle de la qualité devient de plus en plus vital.
Malgré les défis, l'intégration de l'IA, ainsi que les progrès de la robotique et de la technologie BIM, promettent un avenir plus intelligent, plus sûr et plus efficace pour la construction.
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