L'IA dans la construction : Sauver des vies, réduire les coûts et améliorer la qualité

Vera Ovanin

6 minutes de lecture

11 juin 2024

Transformer la construction avec l'IA : optimiser la programmation, l'affectation des ressources et les mesures de sécurité pour plus d'efficacité et de productivité.

L'IA transforme la construction grâce à une sécurité accrue, une planification plus intelligente et un meilleur contrôle de la qualité. Voyons comment ces avancées garantissent un avenir plus sûr et plus efficace pour le secteur.

L'IA est en train de changer 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 critique 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 monter en flèche pour atteindre 15,1 milliards de dollars d'ici 2032. Cette montée en puissance est alimentée par la capacité de l'IA à réduire les délais et les coûts, promettant un avenir plus intelligent, plus sûr et plus efficace pour les acteurs du secteur dans le monde entier.

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Fig. 1. L'IA sur le marché de la construction, statistiques mondiales. 

Réduire les accidents sur les chantiers de construction grâce à l'IA

Selon l' Organisation internationale du travail des Nations unies, la construction est le deuxième secteur le plus dangereux après l'agriculture.

En 2022, le secteur de la construction aux États-Unis a perdu 1 069 professionnels décédés dans l'exercice de leurs fonctions, soit une augmentation de 83 décès par rapport à l'année précédente. Le taux d'accidents mortels du secteur aux États-Unis oscille autour de 10 décès pour 100 000 travailleurs depuis plus d'une décennie, ce qui souligne le besoin crucial d'améliorer les mesures de sécurité dans cette industrie à haut risque.

L'intégration de l'IA dans le secteur de la construction améliore considérablement les mesures de sécurité sur les chantiers. Voici quelques-uns des principaux avantages :

- Le contrôle 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 permet d'identifier les situations dangereuses et d'y remédier rapidement avant qu'elles ne dégénèrent en incidents graves.

- La détection des risques permet de détecter rapidement les dangers, tels que les faiblesses structurelles, les surfaces instables ou l'utilisation incorrecte de l'équipement, grâce à des algorithmes avancés et à des techniques d'analyse des données. Cela permet de résoudre immédiatement les problèmes afin de préserver la sécurité des travailleurs et de prévenir les accidents.

- La conformité réglementaire assure le respect strict des règles de sécurité en évaluant en permanence si les protocoles de sécurité sont respectés. Cela permet non seulement de réduire le risque d'accident, mais aussi de garantir un environnement de travail plus sûr pour l'ensemble du personnel.

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Fig. 2. En 2022, les travailleurs américains de la construction sont plus nombreux à mourir au travail que ceux de n'importe quel autre secteur d'activité. 

L'IA au service de la prise de décision dans la construction

Dans le secteur de la construction, les délais serrés des projets, les environnements de travail dynamiques et le besoin constant de coordonner efficacement de multiples équipes et ressources sont la norme. Compte tenu de la rapidité du secteur, la capacité à prendre des décisions éclairées rapidement et avec précision est primordiale.

C'est là que la prise de décision fondée sur les données entre en jeu, transformant la façon dont les projets de construction sont planifiés et exécutés. En tirant parti des technologies d'IA avancées, l'industrie peut analyser de grands volumes de données de construction avec une rapidité et une précision sans précédent. Les modèles d'IA tels qu'Ultralytics YOLOv8 ont révolutionné le secteur en aidant à la détection, à la segmentation et au suivi des objets, entraînant des changements et des améliorations dans les flux de travail au sein de l'industrie de la construction grâce à la vision par ordinateur.

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Fig. 3. Exemple d'Ultralytics YOLOv8 utilisé pour la détection d'objets.

Les principaux avantages sont les suivants :

  • Planification informée et proactive. L'IA permet aux gestionnaires de projets 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 pannes d'équipement ou de pénuries de matériaux. Des technologies telles que YOLOv8 dans le domaine de la vision par ordinateur peuvent faciliter le suivi des stocks en comptant et en surveillant les matériaux avec précision. L'apprentissage automatique permet d'ajuster le calendrier sur la base d'informations en temps réel, ce qui contribue à atténuer les risques, à garantir une exécution plus harmonieuse du projet et à réduire les retards et les dépassements de coûts.
  • Modélisation des données 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 perspectives qui aident à rationaliser les processus de planification, de conception et de gestion, conduisant à une exécution plus efficace des projets.
  • Optimisation des ressources. L'IA aide également à évaluer la disponibilité et l'utilisation des équipements, de la main-d'œuvre et des matériaux, garantissant une utilisation maximale sans gaspillage. Cela permet non seulement de stimuler la productivité et de réduire les coûts, mais aussi de promouvoir l'efficacité et la responsabilité environnementale, en favorisant les pratiques de construction durable.
  • Analyse des données. En analysant les données historiques et les paramètres actuels des projets, l'IA peut prédire les retards potentiels dus aux conditions météorologiques, aux goulets d'étranglement réglementaires, à l'état des sites, 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 de la 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 s'appuyant sur des technologies de pointe, l'IA veille à ce que chaque phase du processus de construction réponde à des critères de qualité rigoureux. 

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Fig. 4. Le secteur de la construction est de plus en plus numérisé. 

Cela permet non seulement de garantir l'intégrité de la structure finale, mais aussi d'améliorer la sécurité et la durabilité globales du projet.

Voici quelques exemples de la contribution de l'IA au contrôle de la qualité dans le secteur de la construction :

  • Garantir 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 respectent les normes et réglementations établies. Cette surveillance permanente permet de maintenir une qualité optimale tout au long du cycle de vie du projet.
  • Réduit la nécessité de retravailler : En identifiant les défauts à un stade précoce, l'IA réduit considérablement le besoin de remaniement. Cela permet non seulement d'économiser du temps et des ressources, mais aussi de garantir le respect du calendrier du projet.
  • Rationalisation des inspections : Les drones et les capteurs alimentés par 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 de l'équipement 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 (AEC), qui pèse 12 000 milliards de dollars, a toujours été à la traîne en ce qui concerne l'adoption des technologies numériques et des pratiques innovantes. Cette industrie, qui est l'une des plus importantes au monde, commence seulement à rattraper les autres secteurs en termes de modernisation et d'avancées technologiques.

Selon McKinsey, si le secteur technologique axé sur l'AEC progresse, il n'a pas encore atteint l'ampleur et la sophistication observées dans d'autres secteurs logiciels établis tels que la logistique, la fabrication et l'agriculture. En fait, les clients de l'AEC dépensent moins en informatique que ceux d'autres secteurs tels que la fabrication, l'architecture et la logistique. Ce faible investissement contribue aux difficultés que rencontrent les entreprises technologiques de l'AEC pour se développer efficacement. En outre, le secteur 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 à des pratiques analogiques bien ancrées, entrave les progrès. En moyenne, les entreprises AEC n'allouent que 1 à 2 % de leur chiffre d'affaires aux technologies de l'information, ce qui est nettement moins que les 3 à 5 % habituels dans les autres secteurs d'activité.

Les dépenses importantes liées 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 que l'expertise spécialisée.

En outre, les coûts d'exploitation et de maintenance, tels que le recrutement de personnel qualifié, les mises à jour régulières et la satisfaction des besoins en infrastructure, peuvent être considérables. Ces coûts élevés font qu'il est difficile pour les petites et moyennes entreprises de construction d'adopter des solutions d'IA, comme le souligne Global Market Insights. Néanmoins, il est crucial de comprendre comment utiliser l'IA dans la construction pour que le secteur comble ce fossé et parvienne à plus d'efficacité et d'innovation.

La robotique alimentée par l'IA dans l'industrie de la construction : Une nouvelle frontière

Imaginez un scénario dans lequel les robots remplaceraient les travailleurs humains sur les chantiers de construction, réduisant ainsi le risque de blessures ou de décès chez l'homme.

Alors que l'industrie de la construction entre dans l'ère numérique grâce à l'IA, la robotique donne vie à cette vision futuriste sur les chantiers de construction. Alors que l'IA améliore la prise de décision et le contrôle de la qualité, la robotique offre une incarnation tangible de ces avancées.

La robotique, branche de l'ingénierie qui intègre l'informatique à l'ingénierie mécanique et électrique, s'est développée dans le secteur de la construction au cours des dernières années. Les robots existent depuis des décennies, mais leur popularité n'a augmenté que récemment, principalement en raison de l'intérêt et de l'adoption accrus qui ont suivi la pandémie de COVID-19. Cette évolution a ouvert la voie à 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. En outre, 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 était évaluée à 442,5 millions de dollars en 2023 et devrait atteindre 1,2 milliard de dollars d'ici 2030.

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Fig. 5. Le marché mondial de la robotique de construction connaît une croissance rapide.

Trois catégories principales de robots de construction sont à l'origine de cette transformation :

- Robots stationnaires. Ces robots fonctionnent sans bouger de leur base, notamment les robots à portique, les bras robotisés et les robots à câble.

- Les robots mobiles. Ils améliorent l'efficacité de la construction et peuvent naviguer sur des terrains accidentés. Il existe des robots à roues, des robots marcheurs, des robots volants et des robots nageurs.

- Robots en essaim. Plusieurs petits robots qui collaborent pour construire des modèles de manière autonome, en suivant des trajectoires planifiées pour éviter les collisions.

Dernières réflexions

L'IA est en train de changer le visage du secteur de la construction en optimisant la planification des projets, l'affectation des ressources et la gestion des tâches, ce qui se traduit par des gains d'efficacité et de productivité considérables. 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 difficultés, 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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