La conception générative appliquée à l’architecture et au BTP pourrait faire faire un bond de productivité au secteur de la construction.

Le generative design, ou conception générative, fait partie des nouvelles possibilités offertes par le développement des outils numériques. Il permet d’utiliser la puissance de calcul de l’ordinateur pour formuler automatiquement des hypothèses de travail à partir de contraintes préétablies.

Alors que cette technologie est aujourd’hui répandue dans l’industrie, aéronautique ou automobile par exemple, son utilisation commence également à être appliquée au domaine de la conception et de la réalisation d’édifices bâtis. On fait le point sur ce nouvel outil et ses possibilités d’utilisation.

Utiliser le generative design pour un projet architectural

Le generative design, une révolution ? On pourrait plutôt le considérer comme une extension de technologies déjà existantes. Dans le domaine de la construction, les architectes ont en effet déjà recours depuis des dizaines d’années à des outils de conception assistée par ordinateur. Mais l’horizon des possibilités que ceux-ci offrent est désormais grandement élargi par les avancées de l’intelligence artificielle et du big data (données massives).

Résolution de problème(s)

Le generative design est un processus d’automatisation reposant sur des algorithmes. Dans un projet architectural, il permet de partir de contraintes existantes (emplacement disponible, par exemple) et de formuler les solutions possibles à un problème posé.

Pour un immeuble de bureaux, par exemple, l’outil pourra formuler l’éventail des dispositions offertes pour que les usagers aient accès à la lumière du jour, soient à proximité des espaces de travail collectifs ou éloignés des sources de nuisance (bruit, perturbations visuelles).

Les algorithmes pourront également réaliser des calculs pour optimiser un projet en fonction des contraintes de délai, de coût ou de développement durable. La technologie pourra ainsi être sollicitée aussi bien pour tester des hypothèses d’utilisation de différents matériaux que pour définir le meilleur emplacement pour une grue.

Rôle du concepteur

Le generative design ne dépossède pas le concepteur de ses prérogatives, bien au contraire. L’automatisation ne consiste en effet pas à « appuyer sur un bouton » pour obtenir une solution clé en main. Le concepteur conserve un rôle essentiel. Mais ses modalités de travail se transforment.

Avec le generative design, celui-ci doit s’organiser afin de faire un recueil exhaustif des contraintes et des objectifs poursuivis en amont du projet. Une fois les différentes solutions proposées par le logiciel, il lui revient également de « trancher » parmi les différentes options pour ne retenir que celles qu’il considère comme les meilleures.

Avantages et inconvénients du generative design

Comme pour toute nouveauté, le generative design suscite à la fois enthousiasme et méfiance. Certains imaginent que cette technologie va changer le visage de l’architecture. D’autres au contraire y voient un simple effet de mode,.

Les « pour »

Pour les défenseurs du generative design, le nouvel outil permettrait d’abord de gagner un temps considérable. Les algorithmes sont en effet en mesure d’effectuer en quelques secondes un travail de calcul qui nécessitait auparavant des jours ou des semaines. La technologie promettrait ainsi un bond énorme de productivité, mais aussi de qualité. Ainsi, le concepteur peut se concentrer sur des tâches à haute valeur ajoutée. Autre argument en faveur du generative design : celui d’une créativité accrue. L’ordinateur pourrait en effet par des « heureux accidents » proposer des solutions innovantes que le concepteur n’aurait pas imaginées en premier lieu.

Les « contre »

Les détracteurs du generative design ne le voient pas de cet œil. Et il est intéressant d’observer que leurs réserves s’opposent presque symétriquement aux arguments en faveur du nouvel outil. Pour eux, le gain de temps est en effet questionnable. La technologie apporterait en effet une complexité accrue en offrant des centaines, voire des milliers, de solutions dans lequel le concepteur peut difficilement se repérer. L’argument de la créativité est également battu en brèche. Pour ce camp en effet, que peut-on attendre d’un processus d’automatisation, reposant sur quelques logiciels seulement, sinon encore davantage de standardisation dans les projets architecturaux ?

Entre ces deux visions, on peut également émettre l’hypothèse qu’un « juste milieux » se détachera dans les années à venir. Le generative design n’en est en effet qu’à ses balbutiements. C’est plus sûrement le temps qui progressivement permettra de distinguer les meilleures utilisations et les différents avantages de cet outil.

Des exemples de generative design en architecture

Des projets pionniers dans l’utilisation du generative design existent déjà. Ils permettent de se faire une idée des potentialités de cette nouvelle technologie. Voici un panorama, non exhaustif, de projets dans le domaine de la construction et de l’architecture.

Les bureaux d’Autodesk à Toronto

Autodesk fait partie des principaux promoteurs du generative design à l’heure actuelle. La société a intégré cette technologie à ses solutions. Rien d’étonnant donc à ce qu’elle l’ait utilisée pour la conception de son immeuble de bureaux et son espace de recherche à Toronto.

Parkyze

Développé par MBAcity et Pickle, Parkyze est une solution basée sur le generative design. Elle permet de calculer la meilleure configuration pour un parking couvert, en tenant compte des contraintes règlementaires. Parkyze promet de faire gagner en moyenne 1 place toutes les 30 places de stationnement. La société se rémunère sur un pourcentage du gain généré supplémentaire.

Cover

La start-up californienne Cover s’est spécialisée dans les « maisons de jardin » : un espace préfabriqué permettant d’ajouter un espace supplémentaire (chambre d’ami, salle de sport, bureau…) à sa propriété. Pour assurer optimisation des coûts et personnalisation des projets, la société s’appuie sur le generative design.

Our building system connects like life-size LEGO blocks. We can create infinite floorplans from the same pre-engineered set of parts.

Checkout this video to see panels in our building system assemble into a design and then transform into another. pic.twitter.com/6k6arwANpL

— Cover (@coverbuild) June 20, 2019

Sidewalk Labs

Sidewalk Labs est une agence d’urbanisme. C’est aussi une filiale d’Alphabet, la maison-mère de Google. La société a créé sa propre solution basée sur le generative design. L’outil doit servir à formuler les meilleures hypothèses pour l’aménagement d’un îlot ou d’un quartier. Des critères tels que la densité de population, l’offre de transport ou l’ensoleillement peuvent être pris en compte.

Pont MX3D

Le MX3D est un pont de métal de 12 mètres construit dans le quartier rouge d’Amsterdam.  Il est l’oeuvre designers hollandais du Joris Laarman Lab. Il a la particularité d’avoir été construit grâce à la technique de l’impression 3D et en recourant au generative design.