En 2023, année de l'émergence des technologies d'IA, quelles nouvelles applications concrètes pour la nouvelle conception BIM + IA ?

L'article suivant provient de l'Alliance de l'industrie BIM ; auteur : BIM-Chaoren

L'état actuel du BIM est le suivant : les joueurs de bas niveau (rangs Bronze et Argent) modélisent à partir des plans, synthétisent les réseaux et résolvent les problèmes de conception et de chantier. Les joueurs de haut niveau (rang Roi) promeuvent quant à eux la conception directe en BIM (forward design), qui élimine dès la phase de conception les anciens points douloureux et toutes les situations problématiques envisageables. Les joueurs de niveau intermédiaire (rangs Platine et Étoile) se situent, eux, entre la modélisation BIM et la conception directe.

   

La définition initiale du BIM donnée par Autodesk correspondait « précisément » aux fonctionnalités des deux logiciels Revit et Buzzsaw qu'elle venait d'acquérir. La création du terme « BIM » à ses débuts était artificielle et servait, pour une large part, le marketing des éditeurs de logiciels.

Aujourd'hui, la plupart des praticiens se situent aux niveaux bas et intermédiaire du BIM. Parmi eux, les joueurs de niveau intermédiaire occupent la majorité des places de la profession ; la plupart souhaitent consciemment passer au niveau supérieur et accomplir des réalisations différentes, mais les contraintes sont nombreuses et les empêchent d'aller plus loin.

Alors, vous vous demandez sans doute quelles sont les applications concrètes de la combinaison de l'IA et du BIM. Je vous présente à présent cette réflexion sur « BIM + IA ».    

En 2023, année de l'émergence des technologies d'IA, j'ai recensé dix outils d'IA liés au secteur de la construction ; ils sont déjà déployés sur les phases amont, intermédiaire et aval du processus de construction — la planification.

Pour la phase d'acquisition foncière : DELVE et Giraffe ;

Pour la phase de concept et d'esquisse : Midjourney et Stable Diffusion ;

Pour la modélisation BIM : Architechtures, Planfinder et HyparAI ;    

Pour le rendu et la post-production : ArkoAI, Veras et Adobe Firefly ;

Pour les plans d'exécution : SWAPP ;

Mais en Chine, l'IA s'est discrètement infiltrée sur le segment B2B, dont la voie de commercialisation est plus claire et le potentiel de développement plus important, en particulier dans les secteurs traditionnels offrant un potentiel de transformation « IA + », comme celui de la construction.

Dans le domaine de la conception architecturale, ce que l'IA « remplace », ce sont principalement les concepteurs, et plus précisément les tâches répétitives ne nécessitant pas de pensée créative.    

Le travail du concepteur en bâtiment se divise en tâches répétitives de nature mécanique et tâches créatives, soit deux catégories. Selon les statistiques de temps du processus de conception établies par la profession, les concepteurs consacrent environ 73 % de leur temps de travail au traitement des premières et seulement 27 % à la création ainsi qu'à la coordination et à la communication.

Par exemple, les études de plan de masse à densité maximale et le rendu en phase de conception, la vérification des plans, ou encore les prévisions et les calculs de consommation énergétique en phase de chantier peuvent être entièrement remplacés par l'IA ; celle-ci peut aussi assister le dessin ou générer automatiquement certains modules fortement standardisés.

En intégrant des modules d'algorithmes d'IA dans les plateformes numériques de conception que sont la CAO et le BIM, les principales sociétés de conception architecturale ont déjà réalisé, à titre initial, la conception automatisée de certaines étapes de leurs projets.

Ainsi AIRoad, filiale du groupe Huashe, après la modélisation paramétrique de la structure d'un pont et la désignation des composants ainsi que des points de départ et d'arrivée, peut créer automatiquement la maquette du pont et générer des rendus en haute définition ; elle est en outre interopérable avec des plateformes numériques telles que le BIM, ce qui facilite la poursuite de la conception détaillée.

On peut citer Xiaoku Technology, spécialisée dans la conception de schémas en phase pré-investissement ; Pinlan Technology, axée sur l'intelligence de la conception des plans d'exécution ; TransBIM (Third Dimension Technology), qui fournit un service de génération intelligente des plans d'exécution ; Arko AI, dans le rendu en nuage ; ou encore Wanyi Technology, spécialisée dans la vérification des plans.    

Aujourd'hui, les principaux frameworks d'IA permettent essentiellement la reconnaissance d'images, la reconnaissance vocale et l'analyse par inférence ; la seule reconnaissance d'images donne naissance à des applications telles que la reconnaissance de texte, la reconnaissance faciale ou la détection d'objets. Ces applications disposent désormais d'un système relativement mature : la technologie BIM peut donc tenter de se combiner à la reconnaissance d'images de l'IA.

Prenons l'exemple de l'application BIM la plus courante, l'établissement du plan d'analyse des hauteurs libres. Une fois ce plan réalisé, il faut aujourd'hui une personne expérimentée pour juger si la hauteur libre d'une zone donnée satisfait aux exigences ; en certains endroits, après arbitrage entre le coût de construction, l'exécution des travaux et d'autres aspects, la hauteur libre peut être légèrement réduite afin de privilégier la rentabilité économique.

La pratique habituelle consiste à établir d'abord une première version du plan de distribution des hauteurs libres, ou un tableau des hauteurs libres ; les parties réunies confirment alors ensemble ces hauteurs avant de finaliser la version définitive du plan de distribution. Cela peut donner lieu à de multiples discussions, modifications et ajustements. La technologie de reconnaissance d'images de l'IA peut, elle, remplacer cette personne expérimentée.    

Grâce à la technologie de reconnaissance d'images de l'IA, il est possible d'extraire du plan de distribution des hauteurs libres les informations telles que la hauteur libre des voies de circulation, celle des halls d'ascenseurs ou celle des couloirs techniques ; combinée à la fonction d'apprentissage automatique de l'IA et entraînée sur plusieurs projets, elle vous indiquera si une hauteur libre de 2,2 m pour une voie de circulation satisfait aux exigences normatives, si d'autres projets se sont limités à 2,2 m de hauteur libre, quelle est l'exigence supérieure, et ainsi de suite.

Ainsi, l'ingénieur BIM peut directement s'appuyer sur l'expérience de l'IA pour modifier la maquette BIM et le plan des hauteurs libres afin de répondre à la plupart des besoins. Une telle approche réduit considérablement les réunions de discussion et de coordination et diminue les coûts de communication.

Une application émergente du BIM — la vérification des maquettes BIM — peut également tenter de se combiner à l'intelligence artificielle. À partir des informations paramétriques de la maquette BIM, il est possible d'écrire un programme déterminant si les valeurs des paramètres satisfont aux exigences normatives : par exemple, la surface du sas d'escalier d'un bâtiment public ne doit pas être inférieure à 6 m² et la hauteur des garde-corps d'un immeuble d'habitation de grande hauteur ne doit pas être inférieure à 1,10 m.

Ce type d'exigence normative peut être vérifié directement en interrogeant la maquette BIM. Un autre cas est en revanche plus difficile à trancher aujourd'hui : de nombreuses formulations des normes, telles que « n'importe lequel », « au-dessus de tel élément » ou « à proximité de tel élément », sont difficiles à évaluer directement. On peut alors envisager une approche fondée sur l'IA et recourir à sa technologie de reconnaissance du langage pour opérer le jugement, afin d'améliorer la précision de la vérification des maquettes.

En termes de profondeur, l'IA ne peut aujourd'hui servir que d'outil d'aide à la conception ; elle n'a pas encore atteint une autonomie complète.

Les jeux de données que nous lui fournissons sont encore insuffisants : les entrées fondamentales de l'IA restent tributaires de la volonté subjective et de la structure de connaissances de l'opérateur, et ce degré de dépendance est proportionnel à la complexité du projet. Les travaux ou missions non standardisés sont difficiles à remplacer. Nous constatons également que, pendant la conception, l'IA commet facilement des erreurs et requiert de temps à autre une intervention et une correction humaines.

En somme, je porte un amour et un attachement profonds au secteur du conseil BIM. C'est dans ce secteur que j'ai trouvé ma voie et obtenu certains résultats. Je suis convaincu qu'avec le développement continu de la technologie BIM, cette industrie prospérera davantage. Merci d'avoir lu mon article ; j'attends avec impatience d'explorer avec vous davantage de sujets liés au BIM.    

          

          

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