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« Bâtiment responsable et intelligence artificielle » Éléments d'analyse

le 10/08/2018  |  EssonneFrance entière

INTRODUCTION

L'intelligence artificielle (IA) apparaît aujourd'hui comme un facteur clé de la transformation du bâtiment dans une perspective de développement durable. Elle fait du bâtiment une plate-forme de services qui peuvent favoriser l'adoption de comportements éco-responsables. Mais les innovations correspondantes ne sont pas sans risques. Sont-elles véritablement bénéfiques dans le secteur du bâtiment ?

L'objectif de la présente note de réflexion est de poser des jalons en vue d'établir un cadre d'analyse de cette nouvelle technologie et, ainsi, d'offrir une contribution au débat public. Alors que le rapport Villani sur l'intelligence artificielle vient d'être remis au gouvernement, cette note vient compléter les propositions du rapport Villani1 et ouvrir de nouvelles pistes sur le volet spécifique de l'IA au service du bâtiment responsable2.

La présente note, orientée « utilisateur », traite surtout de l'exploitation du bâtiment et n'aborde que de façon incidente sa conception et sa réalisation. Conception et exploitation sont certes liées et on ne peut concevoir un bâtiment sans prendre en compte dès l'amont les technologies qui y seront mises en œuvre. Mais les applications potentielles de l'IA au domaine de la conception sont spécifiques et méritent une approche en soi.

1. LES APPORTS DÉJÀ TANGIBLES DES TECHNOLOGIES DE L'INFORMATION ET DE LA COMMUNICATION

Depuis quelques années, de nombreuses démarches se sont attachées à promouvoir les apports des nouvelles technologies de l'information et de la communication (TIC) à un mode de vie responsable. Dans ce vaste champ de réflexion, le groupe RBR 2020-2050 s'intéresse plus particulièrement aux apports des TIC concernant le bâtiment responsable (BR).

Certains de ces apports sont d'ores et déjà identifiés. Ainsi, par exemple, l'internet des objets offre des nouveaux moyens de régulation qui vont dans le sens des économies d'énergie. Autre exemple, de nombreuses applications liées à l'économie participative permettent un usage plus intense de l'immobilier, qu'il soit résidentiel ou tertiaire.

Mais la réflexion à conduire doit envisager les apports des TIC non pas de façon ponctuelle, au cas par cas, mais de façon ouverte et doit pour cela adopter un point de vue global. Car la notion de responsabilité est à entendre en un sens large : elle comporte non seulement une dimension environnementale au sens strict (sobriété énergétique, diminution de l'empreinte carbone) mais aussi une dimension sociétale. La notion de développement durable sous-entend en effet un équilibre dans la satisfaction de besoins essentiels de l'être humain en termes non seulement environnementaux mais aussi économiques, sociaux et culturels afin de promouvoir un mode de vie inclusif.

Ainsi, pour appréhender de la façon la plus large les apports des nouvelles technologies au bâtiment responsable, il est nécessaire de dépasser les démarches qui s'attachent soit aux technologies mobilisées (les matériels, les algorithmes, les objets connectés…), soit à des utilisations qui sont le plus souvent envisagées de façon isolée (système de CVC, éclairage, protection du bâtiment et de ses occupants,…).

De plus, comme on le sait désormais, les TIC tendent à brouiller les frontières, assurant la circulation des données tant à l'intérieur qu'à l'extérieur du bâtiment, proposant des services orientés vers l'usager qui rompent avec les organisations traditionnelles. C'est ce qui fait leur caractère foncièrement disruptif.

BÂTIMENT RESPONSABLE ET INTERNET DES OBJETS

Dans l'habitat, les objets et les équipements connectés se sont multipliés : matelas, frigos, aspirateurs, thermostats, balances, serrures, ampoules… Les différentes composantes de ces objets (capteurs, relais, serveurs, récepteurs, actionneurs…) sont connectées grâce au protocole internet et accessibles depuis la boussole interactive que sont le smartphone et la tablette. Certains objets connectés sont fondés sur les développements récents de l'IA. C'est le cas des enceintes intelligentes capables de reconnaître les voix et de répondre aux commandes vocales de leurs propriétaires. Dans de nombreux cas, les objets connectés ne se parlent pas entre eux (à chaque domaine correspondent des dispositifs dédiés). Il n'y a pas vraiment d'écosystème. La question de fond est donc celle de l'interopérabilité des systèmes mis en place. L'interopérabilité se définit comme la faculté de communication et d'interaction entre objets connectés de différents types et fournisseurs. De nombreuses innovations tendent aujourd'hui à proposer des plateformes ouvertes permettant cette interopérabilité.

Le fonctionnement des objets connectés génère une masse considérable d'informations. L'IA permet d'exploiter, de traiter, de « rendre intelligentes » les données recueillies. Par ailleurs, elle se nourrit de ces données par apprentissage profond.

Le bâtiment comme plate-forme de services

L'approche proposée par le groupe de réflexion RBR 2020-2050 consiste à penser le bâtiment comme une plate-forme de services [Building as a Service - BaaS ]3 . Derrière cette approche se profilent deux idées.

La première est d' appréhender les services de la façon la plus large possible, en considérant autant le service que rend un appareil (un appareil de chauffage, par exemple) que le service rendu par une personne à une autre (s'occuper d'une personne âgée, par exemple). Pour tous ces services, les TIC peuvent assister l'occupant dans l'adoption d'un mode de vie plus responsable et plus conscient de ses implications environnementales.

La seconde idée est d'aborder ces services dans leur ensemble, leur interaction, leur complémentarité, d'où la notion de plateforme, notion ouverte qui permet de faire le lien entre tous les services rendus et toutes les technologies mises à disposition.

L'intelligence artificielle

Dans cette perspective, un élément apparaît clé : l'intelligence artificielle (IA) qui parcourt, structure, anime cette plate-forme à des degrés divers, depuis la domotique la plus élémentaire jusqu'à l'exploitation des données [ data ].

L'intelligence artificielle (IA) correspond à l'ensemble des théories et des techniques mises en œuvre en vue de réaliser des machines capables d'accomplir des tâches assurées par l'intelligence humaine. Tout en actant le fait qu'une définition unique de l'IA n'est pas chose aisée, le rapport Villani souligne ainsi que l'IA « désigne en effet moins un champ de recherches bien défini qu'un programme, fondé autour d'un objectif ambitieux : comprendre comment fonctionne la cognition humaine et la reproduire ; créer des processus cognitifs comparables à ceux de l'être humain. » Les domaines d'application les plus connus correspondent aux fonctions cognitives les plus élevées (traduire un texte, jouer aux échecs, reconnaître une voix…) mais certaines applications de l'IA touchent des domaines plus pratiques (la médecine, le véhicule autonome) et en particulier le domaine du bâtiment.

Quelles sont-elles ? En quoi ces applications peuvent-elles contribuer à renforcer le bâtiment responsable ? En quels points le bâtiment intelligent [ Smart Building ] rencontre-t-il le bâtiment responsable [ Green Building ] ?

Tel est l'objet de la présente note qui se veut non pas un état des lieux exhaustif mais un support de réflexion destiné à mobiliser autour du thème de l'intelligence artificielle tous les acteurs de la construction impliqués dans la transition énergétique.

2. LE BÂTIMENT ET SES SYSTÈMES : L'INTELLIGENCE ARTIFICIELLE BOULEVERSE L'USAGE DU BÂTIMENT ET DE SES SYSTÈMES

Quelle que soit sa finalité (logement, équipement collectif, immeuble tertiaire ou industriel),

le bâtiment d'aujourd'hui se présente comme un ensemble de haute technicité . D'ores et déjà, les TIC contribuent à une exploitation rationalisée et performante du bâtiment et de ses divers systèmes techniques, notamment dans les domaines de la gestion technique du bâtiment (GTB), la sécurité incendie, la protection, etc.

Les TIC contribuent à : recueillir des informations dans un bâtiment en cours d'exploitation (température, qualité de l'air, quantité de lumière, présence, usages, etc.) ; transmettre ces informations, les stocker, les traiter et les rapprocher d'autres données ; développer un service de suivi des consommations énergétiques ; assister à l'exploitation, automatiser certaines tâches, gérer les incidents, optimiser la gestion dynamique des systèmes techniques (chauffage, circuit aéraulique, gestion des ouvrants, éclairage…), des accès (portes, portillons…) et des équipements liés à la mobilité interne (ascenseur, escalators, trottoirs roulants…).

Le but est d'atteindre une autonomie pour certaines fonctions (par exemple, pas seulement repérer la fuite d'eau, mais couper l'alimentation), ce qui suppose que ce type de régulations puisse fonctionner même si la connectivité du bâtiment n'est plus assurée, par exemple en cas de la coupure internet4.

Les résultats sont : réduction de la consommation et des coûts énergétiques ; réduction des taux de pannes, de l'usure, des délais d'intervention ; diminution du nombre d'interventions de maintenance inutiles ou inefficaces ; augmentation de la disponibilité du matériel et des personnes, de la qualité de service et de [...]

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