Et si l’intelligence artificielle devenait une alliée indispensable aux architectes ?

Alors que des expérimentations sont menées pour concevoir de la musique, des textes, des tableaux ou des vêtements à partir d’algorithmes, l’IA pourrait aussi fournir une aide précieuse aux architectes et aux urbanistes.
Architecture assistée par l'IA

Crédits : Stanislas Chaillou

Le jeudi 25 octobre 2018, le monde de l’art était en ébullition : un tableau, estimé 7 000 dollars, était adjugé chez Christie’s, à Londres, pour 432 500 dollars. Sa particularité ? Il a été généré par une intelligence artificielle. De la même manière, des morceaux de musique, des vêtements et même des articles, sont désormais régulièrement conçus par des algorithmes. Un tel mouvement est-il possible dans l’architecture et l’urbanisme ?

Une réflexion ancienne, mais des usages encore limités

C’est ce que pense Philippe Morel, architecte au sein de l’agence EZCT Architecture & Design Research : “A-t-on vraiment besoin aujourd’hui d’architectes pour concevoir les immeubles vaguement cubiques en R + 4 qui poussent ici et là ? Sans doute pas. Un ordinateur bien programmé ferait mieux et plus vite” fait-il remarquer dans une tribune pour Le Moniteur. Philippe Morel est aussi le cofondateur du département Digital knowledge (DK) à l’école d’architecture de Paris-Malaquais : ce programme est destiné à préparer les architectes au monde de l’IA et du design computationnel, un mode de design qui s’appuie sur les algorithmes et les capacités de calcul des ordinateurs.

Le sujet n’est pas nouveau : dans les années 2000, une équipe de chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Zurich, réunis sous le nom de “Kaisersrot”, a exploré les possibilités offertes en urbanisme par l’informatique et l’automatisation, jusqu’à présenter dans des concours d’architecture des projets entièrement conçus par ordinateur. L’un de leurs projets portait sur l’aménagement du plateau d’Ambilly (Haute-Savoie). Intégrant de nombreuses variables, telles que l’ensoleillement, la densité désirée, les flux ou les transports publics, leur algorithme fournissait différentes configurations pour optimiser l’espace.

Le processus se heurtait néanmoins à certaines limites, comme le souligne l’un des protagonistes du projet, Adrien Besson, sur le site Espazium : “On pourrait tout paramétrer, mais il est toujours plus concluant aujourd’hui de faire du brainstorming autour des maquettes… Car à la fin, il faudra bien choisir. Et ça, l’ordinateur ne le peut pas.” Les premiers cas d’usage de l’intelligence artificielle en architecture se trouvent ainsi principalement limités à l’optimisation de l’occupation de parcelles ou à l’étude de conceptions pour maximiser l’ensoleillement.

Vers une révolution grâce aux Generative Adversarial Networks ?

Néanmoins, les récentes avancées dans les domaines du machine learning et de l’apprentissage automatique pourraient rapidement changer les choses. Une IA capable de compiler et d’analyser des masses d’informations peut notamment se révéler très utile pour faciliter la planification de grands projets, à la manière d’un assistant virtuel.

Les architectes Nono Martinez et Hao Zheng se sont penchés sur cette question de la collaboration homme-machine dans leurs travaux respectifs en 2017 et 2018. “Tous deux développent l’idée d’une boucle entre la machine et les designers, qui redéfinit la notion de ‘processus de création’” explique l’étudiant en architecture Stanislas Chaillou dans un post Medium dédié au sujet.

L’IA pourrait notamment jouer un rôle important dans un domaine spécifique, grâce aux Generative Adversarial Networks (GAN) : la conception de plans. En partant d’un jeu de données (tel qu’une compilation de milliers de plans de bâtiments existants), le programme, composé d’un générateur et d’un discriminateur, devient capable d’en produire de nouveaux, totalement inédits. Alors que le discriminateur est chargé de déterminer si le résultat produit est crédible, le générateur devra parvenir à tromper le discriminateur, aboutissant à un résultat censé. Cette technique, utilisée pour concevoir le tableau vendu chez Christie’s, trouvera aussi sans nul doute son utilité dans le monde de l’architecture.

Ceci dit, certaines phases de conception d’un bâtiment sont soumises à des critères totalement subjectifs. Devrait-on par exemple laisser une IA trancher sur l’esthétique des bâtiments ? Si l’intervention croissante de l’IA dans les projets architecturaux semble une évidence, le réel enjeu serait plutôt de déterminer le degré d’intervention humaine requise pour ne pas perdre le sens que l’on veut donner à ceux-ci.