Construction 4.0

La Construction 4.0 entraînera des changements considérables dans le secteur du bâtiment, notamment :

Globalement, la Construction 4.0 aboutira à la création de bâtiments et d’infrastructures plus intelligents, plus durables et plus fonctionnels. »

En théorie, cet article sur l’avenir du secteur de la construction pourrait s’arrêter là, et nous pourrions nous mettre au boulot pour créer un nouveau monde merveilleux. Mais la description ci-dessus ne fait certainement pas tout le tour de la Construction 4.0, et pour beaucoup, la révélation suivante ne sera pas une grande surprise : ce texte a été rédigé en quelques secondes par une intelligence artificielle (IA) appelée ChatGPT en réponse à la question d’un humain « Qu’est-ce que la Construction 4.0 ? » via une fonction de chat basée sur le web.

Il y a là quelque chose de fascinant. Quelques semaines ont suffi pour qu’une application d’IA suscite un engouement dans toutes les branches. Nul besoin de lire un rapport McKinsey pour s’en rendre compte. Il suffit de lire la presse, les blogs et les posts sur les réseaux sociaux. « Ce texte a été rédigé par ChatGPT », que l’on voit apparaître dans de nombreuses variantes dans toutes sortes de textes, semble être la phrase actuellement la plus utilisée.

ChatGPT s’est rapidement imposé dans notre quotidien et nous a démontré avec brio que l’intelligence artificielle a un potentiel incroyable. Bien qu’il s’agisse encore d’un prototype, ChatGPT a contribué à rendre l’intelligence artificielle compréhensible à tout le monde. Même si peu d’utilisateurs de ce service savent exactement comment fonctionne cette technologie, chacun peut au moins imaginer comment cela pourrait modifier ses propres tâches. Le fait que ce service soit accessible en ligne à toute personne disposant d’une adresse e-mail et d’un numéro de téléphone ainsi que l’extrême simplicité de l’interface utilisateur ont permis d’abaisser dès le départ le seuil d’accès au service. De plus, le battage médiatique a suscité une grande curiosité pour essayer soi-même la fonction de chat. Selon les indications du service, ChatGPT comptait déjà un million d’utilisateurs cinq jours seulement après son lancement. Une évaluation de Statista montre que cette marque n’a été franchie par Netflix qu’au bout de trois ans et demi, par Twitter au bout de deux ans et par Spotify au bout de cinq mois, par exemple.

Quiconque ne s’intéressait pas encore activement à l’intelligence artificielle l’année dernière n’aurait pas pu citer immédiatement de bons exemples de son utilisation possible. Mais aujourd’hui, les choses semblent avoir bien changé. Ce n’est que fin novembre 2022 que l’entreprise américaine Open AI a publié le prototype d’un chatbot basé sur l’apprentissage automatique et le modèle GPT-3.5¹. Le modèle GPT a été entraîné avec une immense quantité de données textuelles dans le cadre d’un processus entièrement automatisé, ce qui en fait l’un des modèles linguistiques les plus populaires disponibles à ce jour. En tant qu’application d’IA générative, ChatGPT est un réseau neuronal qui imite le langage humain et offre la possibilité d’un échange basé sur le dialogue entre l’homme et la machine. Ce dialogue est possible car la machine est capable de compiler, de relier, de synthétiser et de fusionner les informations dont elle dispose. Si l’on interroge ChatGPT sur l’origine de ses informations et sur son modèle d’entraînement, on obtient même la recommandation de ne pas faire aveuglément confiance aux informations fournies et de ne pas les utiliser sans en vérifier l’exactitude, l’actualité ou la véracité². Après tout, ChatGPT n’est pas une technologie sans défaut. Tous les systèmes d’IA recèlent le potentiel d’un usage malveillant, d’une diffusion involontaire de préjugés ou d’incertitudes quant à des sujets tels que les deepfakes et les questions de droits d’auteur.

Ces prochaines années, ChatGPT et d’autres technologies d’IA générative similaires deviendront plus puissantes et permettront de remodeler de nombreuses applications. La société d’études de marché américaine Gartner estime que d’ici 2030, au moins un blockbuster sortira sur les écrans de cinéma, dont 90% du contenu (du texte à la vidéo) sera généré par l’IA, alors qu’en 2022, cette technologie n’était pas encore utilisée du tout. Gartner prévoit aussi que d’ici 2025, environ 30% des messages marketing sortant des grandes entreprises seront synthétisés. En 2022, ce chiffre était inférieur à 2%.

De telles prévisions sont également considérées comme des idées valables au sein de Halter SA, dont les collaborateurs ont commencé à se familiariser avec le petit assistant numérique. L’objectif étant d’explorer les possibilités de la technologie, de gagner en compétences et en aptitude, de juger par soi-même comment on peut l’utiliser à bon escient et de découvrir par l’expérimentation quelles tâches pourront à l’avenir être effectuées plus efficacement grâce à des services comme Chat GPT. Dans un premier temps, l’IA sera probablement utilisée pour faciliter les tâches répétitives et monotones dans un environnement coordonné par l’homme et la machine. Mais plus intéressant encore et plus prometteur du point de vue des entreprises est le potentiel d’augmentation de la productivité qui découle de l’utilisation de ChatGPT et de technologies similaires. Elle permettrait un tri radical des processus inutiles et sans valeur ajoutée.

Depuis plusieurs années, on entend dire, à propos de la transformation numérique, que les systèmes logiciels intelligents et les robots déchargeront l’homme de tâches simples. Le terme « simple » mérite toutefois une clarification, car jusqu’à présent, il désignait généralement des tâches non intellectuelles. A en croire cette théorie, on remplacerait d’abord les chauffeurs de camion par des systèmes de conduite autonomes, puis plus tard par des robots de livraison qui se chargeraient de livrer les marchandises sur le pas de la porte. Mais comme le relate le journal allemand Handelsblatt³, les progrès en matière de conduite autonome stagnent. Amazon a également mis un terme à ses expériences avec des robots de livraison, et il n’existe pas encore d’IA capable de débarrasser une table de restaurant sans trop de dégâts. Avec le développement de l’IA et d’autres technologies automatisées, le travail intellectuel semble justement être davantage menacé : tout à coup, un radiologue doit craindre davantage que le personnel soignant, un chauffeur de camion moins qu’un comptable. Même dans notre branche, les personnes travaillant dans le domaine du savoir semblent plus menacées que les ouvriers du bâtiment. Si la situation est très différente de ce à quoi on pouvait s’attendre auparavant, c’est peut-être aussi dû au fait que la plupart des articles sont écrits par des intellectuels ; un ouvrier du bâtiment aurait probablement toujours eu une tout autre vision des choses.

Dans le secteur de la construction, les maîtres d’ouvrage ont l’habitude de s’adresser non pas à un seul, mais à plusieurs experts afin d’obtenir des réponses à leurs questions, de comprendre les tenants et aboutissants suffisamment tôt et d’en déduire de bonnes décisions. Quelles sont les affectations des bâtiments situés à proximité du projet de construction ? Quelle est la longueur maximale d’une voie d’évacuation dans un hôpital ? Quels sont les meilleurs stores pare-soleil pour les magasins ? Vaut-il le coup d’installer des modules PV sur une façade nord ? Quelles doivent être les caractéristiques du revêtement de sol pour un espace de coworking ? Quel est le niveau de bruit autorisé dans un bureau individuel et dans un bureau paysager ? De quel espace a besoin un chariot élévateur pour effectuer un virage à 90 degrés ? Et ainsi de suite.

Le paradoxe est que de telles questions ont déjà été posées des milliers de fois par le passé et que des personnes y ont déjà souvent répondu à grands frais et en perdant beaucoup de temps. Et pourtant, leurs clients semblent vouloir maintenir ce fonctionnement, ce qui contribue à rendre le secteur de la planification et de la construction peu innovant et peu enclin au changement.

C’est précisément dans ce domaine qu’une intelligence artificielle comme ChatGPT va entraîner des changements drastiques. D’une part, il ne sera plus aussi simple de présenter les tâches monotones et sans valeur ajoutée comme étant du travail intellectuel, car c’est justement là que résident les points forts des IA, qui s’en chargent plus facilement et plus rapidement. D’autre part, les IA permettent aux personnes travaillant dans le domaine du savoir de disposer de plus de temps à consacrer aux tâches créatives. Par conséquent, l’automatisation du travail intellectuel simple libérera plus de temps pour l’inspiration et l’innovation. C’est important, car malgré toute la fascination que l’on peut vouer à Chat GPT et Cie, ceux-ci ne peuvent que répéter et réarranger des choses qui ont déjà été écrites.

La vision qui anime le recours à l’industrialisation dans le secteur de la construction est également prometteuse à d’autres égards. En effet, la chaîne de création de valeur fragmentée et tous les déficits qui en résultent devraient disparaître à l’avenir grâce à l’industrialisation. La transformation de l’industrie se caractériserait alors par l’établissement d’architectures intelligentes aux formes libres et rapides à construire ; l’utilisation répétée de modules préfabriqués par des machines ; l’emploi de matériaux économes en ressources ; un taux d’erreur faible, voire inexistant ; des ouvriers qui travaillent dans des usines sûres, propres et protégées des intempéries et qui n’ont plus besoin d’effectuer des tâches physiquement pénibles ; des simulations de processus de construction automatiques et intelligentes qui planifient à la seconde près le déploiement des ouvriers, des camions et des engins de chantier ; des chaînes d’approvisionnement efficaces et des jumeaux numériques qui surveillent l’ensemble du bâtiment en phase d’exploitation et génèrent automatiquement des propositions d’optimisation opérationnelle. Cette vision peut aller jusqu’à un monde où l’homme et la machine travaillent ensemble dans une chorégraphie parfaite et utilisent une structure de données virtuelles continue pour construire des bâtiments ultramodernes ou rénover des bâtiments existants. Aussi bien l’architecture que les méthodes de construction reprendraient les principales questions de la culture du bâti et harmoniseraient les trois sphères interdépendantes de la durabilité : l’écologie, l’économie et la société.

En réalité, la disponibilité des informations et le recours actuel aux méthodes et technologies de la Construction 4.0 pourraient bientôt conduire à un changement de paradigme dans notre branche. Plutôt que de voir des chantiers entièrement autonomes et des robots, nous assisterons d’abord à un bond en avant dans le développement et la planification – et ce, grâce à une simple élimination de certaines routines.

Cela fait des années que nous parlons de la rationalisation et de l’allégement de la conception, de la modélisation numérique dans la planification jusqu’au BIM, des jumeaux numériques dans l’exploitation, sans oublier la prise de décision basée sur des preuves et l’ingénierie de bout en bout des processus de planification et de construction. Si l’on se rappelle que la première version de l’IFC, la norme pour les modèles de construction, date de l’an 2000, on se rend compte de la lenteur de cette évolution.

Aujourd’hui, ces thèmes acquièrent un nouveau statut, à savoir celui d’ensemble d’entraînement pour les IA. Ce qui confère aux développements tels que Chat GPT une telle puissance, c’est qu’ils puisent dans un gigantesque réservoir de données. Il n’en existe pas pour le secteur de la construction et, quelle que soit la taille d’une entreprise et la qualité des données qu’elle a stockées au cours des dernières décennies, celles-ci ne représentent toujours qu’une infime fraction de la quantité d’entraînement dont doit disposer un Chat GPT. Mais on peut utiliser des systèmes pré-entraînés et les adapter étonnamment vite à ses propres besoins.

Le caractère cyber-physique de la Construction 4.0 semble être l’un des éléments les plus porteurs de renouvellement. Les systèmes cyber-physiques intègrent des technologies numériques de pointe telles que des capteurs, des appareils IdO ou des systèmes d’automatisation dans les processus physiques de la construction. Ils permettent de surveiller et de contrôler les processus de construction en temps réel afin d’accroître l’efficacité et la productivité, d’améliorer la qualité et de réduire les coûts. De telles possibilités secouent notre branche et ouvrent la voie à une approche plus automatisée, pilotée par les données et globale, au détriment d’une approche traditionnelle, manuelle et axée sur le modèle en cascade.

Chez Halter, nous améliorons en permanence la collaboration et la communication entre les différentes parties impliquées dans un projet de construction. En intégrant des données et des informations en temps réel sur une plateforme numérique commune, nous permettons à tous les intervenants de prendre des décisions éclairées et de collaborer plus efficacement. Voilà qui nous amène aux modèles de gestion de projet intégrée. La gestion de projet intégrée, également appelée « conception-réalisation », est pour nous un modèle de prestataire global avec des groupes de travail. Au sein des groupes de travail, nous réunissons à un stade précoce des équipes de planification et de construction performantes. Mais la datafication, l’utilisation de technologies de pointe et la connectivité des systèmes cyberphysiques ne suffisent pas à elles seules à provoquer un changement de paradigme dans le secteur de la planification et de la construction. Il faut des équipes performantes axées sur la réussite des projets pour parvenir à un changement à long terme. Pour cela, les IA tombent à pic, et dans les modèles de gestion de projet intégrée, où les gens travaillent ensemble et non les uns contre les autres, nous trouvons de précieuses données d’entraînement pour les optimiser. La remise en question des processus traditionnels, la réorganisation des voies d’approvisionnement, l’automatisation des processus décisionnels, l’élimination des réglementations et des normes inutiles, l’examen sérieux de nouveaux modèles commerciaux, contractuels et d’incitation et, enfin, l’établissement d’une culture de collaboration tournée vers l’avenir constituent les éléments clés qui permettront de créer un nouveau cadre pour le développement de notre branche. L’objectif est clairement de passer d’une chaîne de valeur fragmentée à une chaîne de valeur orchestrée de bout en bout, basée sur des pools de données intégrés et des équipes de plus en plus intégrées. Cela ne se fera pas grâce aux IA, mais des innovations comme ChatGPT nous seront très utiles à cet égard.

Chez Halter, nous travaillons sans cesse sur des thèmes d’innovation qui influenceront l’avenir de notre branche et donc aussi de notre entreprise à moyen et long terme. Nous encourageons le transfert de connaissances interne et externe, mettons en œuvre des solutions innovantes dans les projets de notre clientèle et poursuivons ainsi un processus d’amélioration continue. Les thèmes d’innovation couvrent l’ensemble du cycle de vie et sont élaborés par des équipes internes interfonctionnelles et transversales. Nous ancrons la nécessité d’une approche globale dans la conscience du personnel dans le cadre de l’initiative interne de durabilité. Lors de la recherche et de la mise en œuvre de solutions, nous misons sur les compétences de l’écosystème proche ainsi que sur les connaissances de partenaires sélectionnés.

Le monde de la recherche et de l’enseignement s’intéresse depuis longtemps aux thèmes liés à la Construction 4.0. De nouvelles chaires et plateformes associant plusieurs disciplines dans les institutions de formation montrent qu’une imbrication de compétences autrefois inimaginable est aujourd’hui indispensable pour rendre la vision de la Construction 4.0 plus tangible. Des domaines traditionnels de la planification et de la construction, tels que l’architecture et le génie civil, brisent les barrières et s’associent à des compétences issues de domaines tels que la fabrication et l’ingénierie des systèmes, l’informatique et la robotique, ainsi que les sciences sociales et humaines⁴.

En Suisse, ce changement de paradigme se manifeste par Design++, le centre de conception assistée par ordinateur avancée pour l’architecture et le génie civil, fondé en 2019 par l’EPF de Zurich. En tant que plateforme, Design++ est associé à cinq départements et au National Center of Competence in Research (NCCR) Digital Fabrication. Conformément à notre volonté de faire évoluer la branche vers une véritable intégration des phases de conception et de construction, nous avons décidé, en tant qu’entreprise, de conclure un partenariat stratégique avec Design++. Au cours des six prochaines années, nous contribuerons activement au développement du centre, à la fois par un soutien financier et par le transfert de connaissances entre la pratique et la recherche (lire aussi « Un pas vers le futur »). Nous nous attendons à ce que la proximité avec les développements de Design++ entraîne une hausse de la productivité chez Halter, d’autant plus que les collaborateurs ont la possibilité d’acquérir leur propre expérience dans l’utilisation des nouvelles technologies et des nouveaux processus et de les exploiter directement là où cela s’avère utile.

La proximité et la collaboration avec des spin-off universitaires constituent un autre point important. Ces dernières années, les premières spin-off ont commencé à mettre en œuvre leurs solutions technologiques dans des projets réels et à tester leur modèle commercial directement sur le marché, en dehors de l’environnement protecteur d’un institut de formation. Connaissant bien notre industrie et sa vitesse d’adaptation, nous savons combien d’obstacles rencontrent les spin-off désireuses de lancer avec succès une innovation technologique. Ces obstacles semblent très élevés et l’industrie de la construction très lente à introduire des innovations dans la pratique.

L’innovation a besoin d’espace pour se développer et de relations partenariales dans lesquelles des phénomènes tels que les IA et l’utilisation de robots peuvent croître avec nous et nos groupes de travail. Avec le Futurama de Lupfig, en Argovie, nous essayons de créer un tel espace (lire aussi « Les deux font la paire »). Il s’agit d’un projet passionnant à deux égards. D’une part, nous essayons de créer un pôle attractif à Lupfig et, d’autre part, nous souhaitons non seulement mettre à disposition l’espace, mais aussi développer un environnement créa- tif et mutuellement enrichissant en l’associant à de nombreuses autres entreprises, spin-off et start-up.

Les défis auxquels nous sommes confrontés sont trop complexes pour que nous puissions les relever tout seuls. Et nous sommes convaincus que le protectionnisme non seulement empêche l’innovation et la concurrence, mais peut également avoir un effet dévastateur à long terme sur le développement de l’économie circulaire et la protection du climat.

Promue par des groupes de travail portés sur l’innovation, la Construction 4.0 nous offre un moyen de transformer fondamentalement notre industrie classique. La chaîne de valeur actuellement fragmentée, ainsi que les déficits dans les domaines de la planification, de l’approvisionnement et de la construction, peuvent être attaqués sérieusement au moyen d’un plan stratégique, tout en rendant possibles immédiatement la création de nouveaux services et l’émergence de nouvelles chaînes de valeur ou de nouveaux modèles commerciaux. Nous avons pu constater ces derniers mois à quel point cela peut aller vite.

Pour que nous puissions aller de l’avant, un changement systémique doit être encouragé. Celui-ci devrait reposer sur l’interdépendance entre les divers acteurs qui poursuivent différentes innovations autour de la Construction 4.0 et de nouveaux modèles de gestion de projet intégratifs. Dans les projets intégratifs, l’élimination des tâches et des processus inutiles et répétitifs profite à tout le monde. Pour provoquer la révolution cyber-physique de notre branche, des efforts communs sont nécessaires afin de développer de nouvelles solutions et de nouveaux processus, ainsi que de la transparence entre les acteurs pour éviter les doublons.

Reste une seule question : est-ce ChatGPT qui a rédigé ce texte ? Heureusement, cela n’est pas pertinent. L’entrepreneuriat ne se mesure pas à nos paroles, mais à nos actes. L’état d’esprit de développeur, notre mentalité profondément ancrée dans l’ADN de Halter, nous conduit sur la voie du renouveau. La Construction 4.0 est en train de devenir une réalité, et les IA comme ChatGPT y contribueront. Le changement s’opère maintenant et, à chaque pas que nous faisons, à partir de nous. Nous avons pour ambition de participer activement à cette évolution. Et nous ne sommes pas les seuls à vouloir agir. Nous continuerons à l’avenir à investir dans ces thèmes et à partager nos progrès avec nos partenaires, ainsi qu’à les mettre en œuvre dans les projets de notre clientèle. Ensemble, nous devons faire en sorte que la promesse de la Construction 4.0 (même si elle a été formulée par une machine au début de ce texte) devienne une réalité.

Comme l’a souligné avec insistance Suneel Gupta⁵ dans son discours d’ouverture à la Design-Build Conference & Expo à Las Vegas en novembre dernier : « Let’s not play the game of someday. Let’s play the game of now. We can’t wait for courage in order to take action. We take action and let the courage catch up along the way⁶. »

1. GPT est l’acronyme de Generative Pre-trained Transformer (transformeur génératif pré-entraîné).

2. « Je suis un modèle linguistique développé par Open AI, qui a été entraîné avec un grand nombre de textes en anglais publiés sur internet. Ces données d’entraînement comprennent des sites web, des livres, des articles et d’autres œuvres écrites disponibles sur internet, qui me permettent de générer des réponses et de mener des conversations sur une multitude de sujets. Il est toutefois important de noter que les informations que je fournis ne sont pas toujours exactes, à jour ou appropriées. C’est pourquoi il est toujours conseillé de vérifier les informations
   avant de les utiliser. »

3. Christian Rickens, Handelsblatt Morning Briefing plus, 3 février 2023

4. Comme le cluster d’excellence Int CDC, récemment créé à l’Université de Stuttgart (Cluster of Excellence Integrative Computational Design and Construction for Architecture)

5. Suneel Gupta, auteur, conférencier, chercheur invité à la Harvard Medical School, fondateur et CEO de Rise

6. « Ne jouons pas le jeu du futur. Jouons le jeu du présent. Nous ne pouvons pas attendre d’avoir le courage pour agir. Agissons et laissons le courage nous rattraper sur notre chemin. »