L'IA et le BIM : les principaux cas d'usages

Le BIM est de plus en plus utilisé dans l'architecture et la construction.

Car il permet de concevoir des bâtiments de meilleures qualités, de ne pas perdre d'informations entre chaque étape, de la conception à la réalisation, voire même à l'exploitation du bâtiment.

Et finalement de collaborer plus efficacement entre acteur de la construction comme les architectes, ingénieurs, BIM manager...

Oui ça, c'est la théorie !

En pratique, on entend aussi beaucoup de critiques à propos du BIM, notamment du fait de sa complexité. Qui rend difficile le passage de la méthode traditionnelle (dessin en 2D ou chaque acteur travaille de son côté) à la méthode BIM (dessin en 3D où tous les acteurs collaborent sur la même maquette).

Mais il faut aussi souligner que les logiciels BIM les plus utilisés ne sont pas forcément les plus modernes. Et ne jouent pas forcément le jeu de la collaboration.

Donc le BIM avance lentement comme un gros paquebot, que chacun s'accordent de voir comme l'avenir, mais beaucoup ne voient encore clairement pas les avantages du BIM si souvent promis.

Mais alors que peut l'IA pour accélérer le développement du BIM ?

Et est-ce que l'IA va pouvoir rendre le BIM plus simple, mais aussi plus fiable ?

L'IA au secours du BIM ?

Les cas d'usages de l'IA dans le BIM (Building Information Modeling) sont nombreux, même si l'IA n'est pas encore rentrée dans les pratiques courantes des architectes, ingénieurs ou BIM manager qui utilisent le BIM.

Ils existent encore des freins à l'utilisation de l'IA avec le BIM :

• Données BIM publiques très rares (et donc difficile d'entrainer des modèles avec suffisamment de donnée)
• Logiciels BIM historiques anciens (Archicad, Revit...) dans lesquels l'intégration de l'IA peut être difficile pour des raisons techniques
• Manque de connaissance des possibilités de l'IA en architecture par les professionels de l'architecture

Mais on peut rester enthousiaste et optimiste.

Par exemple, il est possible d'utiliser les avancées d'autres domaines de l'industrie, par exemple les IA qui génèrent la 3D pour les jeux vidéos, les LLM (Large Langage Model) qui peuvent aussi formater ou travailler la donnée BIM.

Et une nouvelle génération de logiciels BIM utilisant l'IA prennent le relais.

Comme tu peux le découvrir dans ma playlist Youtube que je consacre aux nouveaux logiciels BIM qui intègrent l'IA.

Les applications de l'IA pour le BIM

Voici selon moi les principaux cas d'utilisations de l'IA pour aider à améliorer la méthodologie BIM et la qualité des bâtiments conçus avec le BIM.

1- L'IA pour assister à la modélisation BIM

De la même manière qu'il existe des assistants IA pour aider à la programmation, ou bien simplement à écrire des emails.

Rien n'empêche de concevoir des assistants IA pour aider les architectes et modélisateurs BIM dans leur travail quotidien pour modéliser la maquette BIM d'un bâtiment.

En effet, ce travail de modélisation BIM peut être répétitif. Des erreurs peuvent être faites par les personnes moins initiées. Ainsi, un assistant qui permettrait de générer une famille Revit par exemple à partir d'un simple prompt serait bien utile !

Si rien n'empêche une telle intégration, elle doit se faire soit sous la forme de plugins aux logiciels BIM (Archicad, Revit...), et probablement en utilisant des modèles d'IA comme ChatGPT ou bien dans sa version Open source Llama.

Mais autant il est très facile de demander à ChatGPT de générer du code informatique, autant on ne peut pas lui demander de générer directement du BIM du fait que les logiciels BIM n'acceptent pas en entrée du texte !

Même si l'IFC est du texte, mais c'est un autre débat.

ChatGPT, suite à un prompt comme "Comment il faut faire X dans Revit" ou "Peux-tu me générer une famille Revit de X", va donc nous donner des instructions pour faire les tâches dans le logiciel BIM une par une.

Mais il faudra encore cliquer.

Du coup, un développement informatique est nécessaire pour connecter les LLM comme ChatGPT aux logiciels de modélisation BIM.

Ce développement de plugin qui était réservé aux seuls développeurs avec une connaissance de l'API de Revit ou des autres logiciels BIM peut être aidé maintenant par l'IA et les modèles comme Claude, ChatGPT ou Llama.

Ainsi, en demandant à ChatGPT de créer un petit plugin Revit pour une tâche précise, il va pouvoir le faire !

2- L'IA pour exploiter et visualiser la donnée BIM

Les maquettes numériques sont une source de données très riche, mais souvent inexploitées. Du fait du manque de qualité de la saisie de la donnée de la maquette, des problèmes d'interopérabilité...

L'IA peut aider à formater les données BIM et les contrôler ou corriger en masse. Et aussi préparer ces données BIM pour les réutiliser dans des logiciels de visualisation.

Les LLM (Large Language Model) comme ChatGPT par exemple ont des fonctions pour formater un tableau de donnée facilement juste à partir d'un prompt.

Il est également possible de "parler à sa maquette BIM" tout simplement en exportant les données BIM, puis en partageant le fichier de données (csv, excel...) à une IA type ChatGPT, pour lui poser des questions sur les données comme :

• Quel est le nombre de portes dans le bâtiment.
• Est-ce que toutes les informations de nomenclature des fenêtres sont renseignés

Si tu veux avoir une idée des prompts ChatGPT pour le BIM et l'architecture, tu peux en retrouver dans ma bibliothèque de prompt ChatGPT pour les architectes.

3- L'IA pour améliorer la qualité de la maquette BIM

Les maquettes BIM peuvent être vue comme de grandes bases de données portant sur les éléments de construction d'un bâtiment.

Cette base de donnée associée à des éléments géométriques et sémantiques (murs, cloison...) peut être alimentés au fil du processus de conception, construction puis exploitation par les acteurs du secteur de l'architecture.

Malheureusement, la structuration de la donnée est souvent rudimentaire du fait du manque de contrôle sur le typage des données par exemple. Et de l'aspect très laborieux de ce travail de saisie qui n'est pas toujours fait correctement.

L'IA ainsi que l'automatisation pourrait aider à contrôler cette base de donnée BIM, et permettre ainsi de la formater dans un format plus exploitable.

Cette utilisation serait. idéalement intégré au logiciel BIM.

4- L'IA pour améliorer la collaboration BIM

La collaboration BIM comporte des aspects humains, de gestion de projet, d'agilité. Mais également de résolution de problème ou de conflits entre les modélisations BIM des différents acteurs. C'est par exemple la détection de clash, donc de conflit entre les maquettes des ingénieurs et leurs tuyaux (pour résumer) et elle des architectes et leurs murs par exemple !

Ce travail de détection de clash est laborieux, conduit à de nombreux faux positifs (clash qui n'en sont pas) et leur résolution prend du temps.

On peut imaginer qu'avec la compréhension par l'IA de la maquette BIM, du bâtiment, ou simplement par l'analyse des images de clash, l'IA peut par exemple automatiquement décrire le clash afin de le rendre compréhensibles par tous, et pourquoi proposer une solution.

On pourrait même imaginer que les résolutions de conflits, soient fait de manière semi-automatique par l'IA.

5- L'IA pour faire des rendus de maquette BIM

Le BIM est une modélisation 3D d'un bâtiment et donc il est possible de faire un rendu à partir de la maquette. Néanmoins, le projet doit être suffisamment avancé et détaillé dans les matériaux utilisés pour faire un rendu convaincant avec la méthode traditionnelle.

Avec l'IA et notamment les modèles comme Stable diffusion utilisée pour générer des images d'architecture, il devient possible de faire des images très réalistes même avec une 3D sommaire et schématique depuis un logiciel BIM.

Ces rendus IA peuvent se faire avec des plugins de rendus IA intégrés aux logiciels BIM comme par exemple Veras. Mais c'est assez simple également de faire une copie d'écran qui va servir de base à l'IA dans le workflow img2img ou bien en utilisant controlNet.

Des usages plus avancées permettent même de connecter le logiciel BIM directement avec un logiciel de rendus IA comme ConfyUI pour faire des rendus plus souvent et avoir une idée de l'impact de nos choix de conception plus concréte et partageable avec les clients ou autre intervenants.

6- L'IA pour générer des maquettes BIM

Les modèles recents d'IA n'ont pas été des précurseurs pour générer des plans ou modèles BIM.

En fait, il existe de nombreux algorithmes déjà anciens, comme les algorithmes génétiques, ou les graphes qui permettent de concevoir des plans d'architecture et de choisir les meilleurs.

Mais l'IA et notamment le Deep learning et les réseaux de neurones profonds, amènent d'autres possibilités, notamment pour trier les géométries générées afin de déterminer la meilleure.

Mais aussi de générer des plans à partir de donnée d'apprentissages constituées des maquettes BIM ou de plans d'architecture.

Cependant, autant les IA qui produisent des images peuvent être entrainées avec des millions d'images, autant les données BIM sont beaucoup plus rares et souvent non partagée de manière publique.

Le BIM et la conception générative avec ou sans modèle d'IA, est un secteur qui se développe et qui est passionnant.

7- L'IA pour optimiser les performances des bâtiments

La performance énergique des bâtiments est de plus en plus importante avec la lutte contre le changement climatique.

Mais l'équipe de conception n'a pas toujours le temps d'optimiser tous les aspects du bâtiment, et certaines conceptions sont perfectibles de ce point de vue.

Aussi, il est très important de voir les modifications possibles pour améliorer la conception le plus tôt possible, pour que cela ne soit pas trop couteux de changer le projet et le modèle BIM.

Et c'est là où l'IA et les algorithmes d'optimisation de la performance des bâtiments peuvent jouer un rôle.

En intégrant les fonctions d'optimisations directement dans les logiciels de modélisation. Si on compare au texte par exemple, il est devenu naturel d'avoir des options comme "reformule ce texte", "corrige l'orthographe".

On pourrait facilement imaginer l'équivalent, à portée de souris, dans les logiciels BIM !

L'un des logiciels BIM moderne, qui travaille là-dessus par exemple, est Spacio qui permet de modifier rapidement les objets BIM et visualiser la performance énergétique, lumineuse...