Une étude française fait le point

Avec l’intelligence artificielle, le bâtiment va gagner un «cerveau»

Dans le cadre du «Plan bâtiment durable» français, le groupe de travail «RBR (Réflexion bâtiment responsable) 2020-2050» a récemment publié une étude sur l’apport – et les limites – de l’arrivée de l’intelligence artificielle (IA) dans le bâtiment. Cette étude identifie les acteurs et les circuits économiques impliqués, soulève les enjeux environnementaux, socio-économiques ou sanitaires et aborde les questions d’ordre juridique et sociétal comme le respect de la confidentialité, la vie privée, la liberté laissée à l’occupant… Détails.

Quelle que soit sa finalité (logement, équipement collectif, immeuble tertiaire ou industriel…), le bâtiment actuel se présente comme un ensemble de haute technicité. D’ores et déjà, les TIC (technologies de l’information et de la communication) 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…

Ainsi, les TIC contribuent à  recueillir des informations dans un bâtiment (température, qualité de l’air, quantité de lumière, présence, usages…); transmettre ces informations, les stocker, les traiter et les rapprocher d’autres données; développer un service de suivi des consommations énergétiques; assister l’exploitation; automatiser certaines tâches; gérer les incidents; optimiser la gestion 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…).

L’objectif est d’atteindre une autonomie pour certaines fonctions (par exemple, pas seulement repérer la fuite d’eau, mais couper l’alimentation), ce qui implique que ce type de régulation puisse fonctionner même si la connectivité du bâtiment n’est plus assurée (coupure d’Internet).

Résultats: réduction de la consommation d’énergie; réduction des taux de panne, de l’usure, des délais d’intervention; diminution du nombre d’interventions de maintenance; augmentation de la disponibilité du matériel et des personnes, de la qualité de service et de la réactivité.

Pour tous ces services, l’IA joue également un rôle important. Le plus souvent, elle fonctionne sur le mode de la régulation experte basée sur des modèles physiques. Exemple simple: le thermostat qui fonctionne selon une boucle de rétroaction et se substitue au réglage manuel auquel procéderait l’occupant. Aujourd’hui, l’IA permet le traitement des données recueillies, notamment par les objets connectés. Depuis les années 2010, elle s’est ouverte à l’apprentissage profond (deep learning), qui permet aux machines d’apprendre par elles-mêmes, sans avoir été explicitement programmées pour cela.

Avec l’IA, le champ des possibilités va s’élargir. Ainsi, pour obtenir le réglage des systèmes de manière à assurer de façon optimale le confort souhaité, il est aujourd’hui envisageable de rapprocher:

• des données extérieures comme des données météorologiques instantanées et prévisionnelles, le coût de l’énergie…;

• des données liées au bâtiment et contenues dans la maquette numérique (BIM – Building information model) comme les caractéristiques de l’enveloppe (conductivité, inertie des matériaux), des équipements (chauffage, ventilation, eau chaude sanitaire)…;

• des données liées aux comportements et aux usages des occupants comme les horaires de présence, les habitudes de confort…

Avec l’IA, le bâtiment va gagner un «cerveau». Ce «cerveau» acquiert une compréhension des usages, peut les anticiper, proposer de nouveaux réglages, en intégrant de nombreuses données, ce qui ne serait pas possible à l’occupant et/ou au gestionnaire. Ainsi, le bâtiment se comporte de façon plus dynamique vis-à-vis de ses occupants.

Les obstacles dans la mise en œuvre de ces innovations sont cependant non négligeables et ne seront surmontés qu’au fil du temps.

Côté technique, il est nécessaire de faire interagir des équipements de nature hétérogène et qui ne sont pas d’origine connectables. D’où l’importance d’intégrer les différentes technologies internes au bâtiment.

Côté métier, il faut concilier le rythme très élevé des innovations liées aux TIC et la refonte des schémas et procédures des entreprises du bâtiment.

Côté utilisateur, la mise en œuvre de ces innovations doit se faire dans une optique de transparence (une complexité accrue peut rendre tout changement de prestataire difficile et induire un risque de captivité) et de longue durée (comment concilier des technologies numériques souvent obsolètes en deux à trois ans et un bâtiment conçu pour durer plusieurs dizaines d’années?).

Côté sécurité enfin, le fonctionnement du bâtiment doit présenter une certaine autonomie pour garantir un service sécurisé même en cas de coupure d’Internet, ce qui pose notamment la question du lieu de stockage des données, à l’extérieur (cloud) ou à l’intérieur (autonomie numérique).

Une transformation du bâtiment dans son territoire

Un bâtiment s’intègre toujours dans un contexte, un territoire appréhendé selon une échelle plus ou moins étendue (îlot, quartier, agglomération…). Hier, cette intégration se fondait surtout sur une contiguïté physique, matérielle. Aujourd’hui, elle passe par son ouverture et sa connexion avec l’extérieur.

La connexion concerne les réseaux classiques (eau, gaz, électricité), mais surtout le réseau Internet. C’est devenu une réalité: la connectivité – soit le potentiel de connexion du bâtiment avec son environnement – devient une valeur immobilière à part entière. Elle sert de support aux liens qui unissent le bâtiment à son territoire, permettant:

• une communication plus efficace entre les différents partenaires et acteurs qui interviennent dans la vie du bâtiment (concessionnaires, usagers, intervenants, fournisseurs de service, gérants de copropriété…);

• une gestion intelligente de certains équipements ou espaces à l’échelle du voisinage, fondée sur l’économie de partage, ce qui permet une intensification de leur utilisation comme le partage/mutualisation d’équipements (outillage, machine à laver…), d’espaces spécialisés (garage à voitures, à vélos, salle de réunion, lieu de convivialité…), de pièces d’appoint, voire de logements (à noter cependant qu’une plate-forme comme Airbnb dépasse de loin l’échelle du territoire local);

• un branchement du bâtiment sur les réseaux intelligents (smart grids), ce qui permet une gestion dynamique et optimisée des flux et des échanges entre le bâtiment et son territoire. Cette intégration est importante, notamment du point de vue énergétique, puisqu’elle recoupe le thème de l’intégration du bâtiment à énergie positive (BEPOS) dans le territoire à énergie positive (TEPOS). Il y a là des perspectives intéressantes en termes de gestion énergétique décentralisée.

Dans la plupart des cas, les relations d’un bâtiment avec son territoire reposent sur des liens contractuels (contrat de location, de service, de vente d’énergie…). Ici, interviennent deux éléments nouveaux apportés par les TIC, dont les développements sont concomitants avec ceux de l’IA:

• La technologie numérique de la chaîne de blocs (blockchain), qui permet de contractualiser de façon sécurisée un accord entre deux parties, sans intervention d’un tiers garant. Cette technologie pourrait ainsi servir de support à une vente d’énergie électrique. Cela nécessiterait sans doute une évaluation de la compatibilité de ces nouveaux systèmes contractuels avec les systèmes nationaux qui garantissent une solidarité en termes de distribution.

• Les procédures machine-à-machine (machine-to-machine), soit les interactions entre machines dans un cadre prédéfini sans intervention humaine (par exemple, une voiture intelligente payant son stationnement ou gérant dans le temps sa recharge électrique). Ces procédures pourraient intervenir dans un proche avenir.

Un nouveau rôle pour le bâtiment dans la société de demain

Les TIC induisent de nouvelles formes d’habiter, de travailler, de se déplacer, d’utiliser les équipements en proposant des nouveaux services dont les implications sociétales sont fortes. Ces services sont conçus avant tout pour l’utilisateur et favorise un mode de vie hybride, nomade, qui tend à gommer certaines frontières traditionnelles, entre le privé et le professionnel par exemple. Ces services peuvent être de grand recours dans les territoires isolés.

D’ores et déjà, certains bâtiments intègrent l’offre de ces services dans leur programmation, leur conception et leur fonctionnement. D’une façon générale, le bâtiment doit être prêt à servir de support à cette offre de services de façon ouverte, autrement dit être «prêt à être équipé». Dans ce domaine, l’IA devrait avoir de forts impacts. Ainsi, pour le commerce, la livraison des colis, essentielle pour le commerce numérique, pourrait être facilitée par une gestion intelligente de l’accès au domicile (autorisation et contrôle à distance). Autre exemple: pour les transports, les systèmes experts déjà utilisés (détermination d’itinéraires, optimisation dans le choix des modes…) pourraient être complétés par des systèmes intégrant plus de paramètres, comme la recharge des véhicules électriques au domicile.

Deux domaines présentent également de forts enjeux sociétaux: la santé et les seniors.

• La santé. L’IA va entraîner de profonds bouleversements. Des prestations assurées dans les hôpitaux pourront l’être à domicile; elles peuvent concerner les périodes d’observation (pré-maladie) ou de convalescence, en permettant le maintien du patient à domicile grâce à la communication des données au corps médical. Ces évolutions correspondent au développement de la médecine des quatre «P»: personnalisée, préventive, prédictive, participative.

• Les seniors. Le séjour à domicile d’une personne âgée peut être sécurisé par le recueil de données (mouvement, présence, actionnement de certains équipements) qui signalent un cours de vie normale, sans avoir à mettre en place des recueils de données intrusifs tels que des circuits vidéo qui ne respectent pas l’intimité de la personne âgée et sont les plus souvent rejetés. Le recueil des données peut être très divers: mouvements dans les pièces, lumière allumée, utilisation de certains équipements (radars, palpeurs, détecteurs…).

D’autres services existant vont évoluer. Il s’agit de les identifier, d’en suivre les rapides évolutions et de les promouvoir pour répondre aux attentes des occupants du bâtiment ou plus généralement du citoyen.

Pour tout cela, l’IA jouera vraisemblablement un rôle essentiel pour utiliser au mieux les données collectées, optimiser les services recherchés et en développer de nouveaux. Mais certaines applications de l’IA peuvent avoir des impacts environnementaux négatifs. De même, certains services liés à l’IA peuvent avoir des conséquences dommageables en termes de liens sociaux et de vivre-ensemble (surveillance des occupants et des employés, suppression de la communication orale, repli sur soi…).

Dans ce domaine, des indicateurs de nature socio-économiques devraient être établis afin de mesurer les impacts tant positifs que négatifs de l’IA et de permettre une introduction contrôlée des innovations correspondantes.

Toujours laisser sa liberté à l’occupant

L’occupant doit avoir la liberté de se déconnecter, de reprendre la main, d’interrompre les automatismes. La technologie doit être une offre de services, que l’occupant ait toujours loisir de refuser. Il ne doit pas perdre le contrôle de sa vie face aux tout-puissants algorithmes. L’automatisation ne doit pas restreindre son autonomie.

Le respect de la vie privée et la liberté d’agir sont donc des conditions sine qua non. Ces deux conditions recoupent de nombreuses questions d’éthique que soulèvent aujourd’hui de façon urgente certains développements de l’IA et auxquelles des réponses doivent être apportées très rapidement.

A ces deux conditions s’en ajoute une, d’une autre nature: le bâtiment intelligent doit se présenter comme une entité ludique avec qui on a plaisir à interagir, ce qui suppose d’anticiper la défiance de certains vis-à-vis du numérique. Le bâtiment intelligent est appelé à devenir un «être familier» avec qui l’on dialogue à partir de son smartphone, un «être» capable de vous reconnaître et qui apporte plus de confort, de sécurité et de services. Et ce dans une perspective de développement durable.

Michel Levron – Paris



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