Les mégadonnées et la réalité virtuelle en architecture : deux atouts majeurs pour la conception

Par Phil Bernstein
- 21 Avr 2017 - 7 min De Lecture
Composé d’images : Micke Tong

Les mégadonnées transforment déjà la façon dont les architectes conçoivent les bâtiments, mais avec l’arrivée de la réalité virtuelle, l’exercice de la profession va évoluer à pas de géant.

Songez au chemin que les architectes ont déjà parcouru grâce au financement participatif ou aux données collectées par capteurs, et cela avant même d’avoir intégré la réalité virtuelle. Il y a quelques années, l’école d’administration publique John F. Kennedy de l’université Harvard a demandé à l’agence Sasaki Associates de préparer un programme d’aménagement à partir de commentaires et de suggestions des étudiants et du corps enseignant. La première question des concepteurs a été : comment les étudiants pénètrent-ils dans le bâtiment ?

Autrefois, mon ancien cabinet (Pelli Clarke Pelli Architects) aurait embauché n’importe quel étudiant qu’on aurait chargé de compter les personnes qui entraient dans le bâtiment, à l’aide d’un appareil manuel : clic, clic, clic… Plus récemment, l’équipe de Sasaki Associates s’est servie de son programme MyCampus pour suivre les déplacements des étudiants de l’école à l’intérieur et à l’extérieur des bâtiments. Elle leur a également demandé de représenter graphiquement l’itinéraire qu’ils empruntaient sur cette partie du campus de Harvard, en indiquant leur point de départ et leur destination.

Au final, les membres de l’équipe ont eu la surprise de découvrir que les étudiants ne passaient presque jamais par la porte principale et que tout le monde coupait par le quai de chargement.

Ce qui n’est pas sans rappeler la manière dont les anciennes bases militaires étaient conçues. On érigeait toutes les structures, puis on laissait passer trois ou quatre semaines, le temps de repérer les lieux de passage. Tous les endroits où l’herbe était clairsemée étaient ensuite pavés pour créer un chemin. Le procédé, certes judicieux, reste rudimentaire comparée aux méthodes de Sasaki Associates, surtout celles à venir.

Students walking with VR headsets on

Les données d’étudiants virtuels

Les architectes ont tellement de données à absorber qu’ils ne savent pas toujours comment s’y prendre pour les exploiter. Selon une étude sur la théorie de l’information, le cerveau reçoit 11 millions de bits de données par seconde mais ne peut traiter qu’une cinquantaine de bits à la fois. De même qu’un bon croquis vaut mieux qu’un long discours, une expérience de réalité virtuelle vaut mieux que des milliers de points de données. Il suffit d’injecter les données dans une expérience visuelle immersive pour que le concepteur puisse les exploiter de manière plus concrète et plus efficace.

Je pense qu’à l’avenir, nous aurons de plus en plus recours à la modélisation comportementale, non pas avec des simulations de systèmes complexes, mais à l’aide d’avatars (personnes virtuelles) qui interagissent en fonction des caractéristiques individuelles dont ils sont dotés. Pour préparer le programme d’aménagement d’un campus futuriste, les architectes peuvent utiliser les emplois du temps, les plans des quarante et quelques bâtiments concernés et un avatar pour chaque étudiant. On pourrait alors le tester le projet en simulant l’activité des personnes, à toute heure du jour ou de la nuit.

La modélisation comportementale offre d’innombrables possibilités. Je me souviens avoir travaillé sur un projet pour l’université de Wake Forest, pour un bâtiment accueillant une école de droit et une école de commerce. Toutes deux avaient plus ou moins les mêmes attentes : nombre de classes, bureaux des enseignants, bureaux des étudiants, bibliothèques, etc. Mais en compilant les besoins individuels des deux écoles sous la forme d’un ensemble de paramètres, vous obteniez un bâtiment beaucoup plus grand que nécessaire, en raison des nombreux recoupements.

De même qu’un bon croquis vaut mieux qu’un long discours, une expérience de réalité virtuelle vaut mieux que des milliers de points de données.

En évoquant par exemple les sorties de secours avec le responsable incendie, nous avions indiqué qu’il était impossible que chaque personne se trouve dans tous les espaces du bâtiment en même temps. Un étudiant ne peut être à la fois en classe, à la bibliothèque, dans la cour et au réfectoire. Tout comme un enseignant ne peut être à la fois à la cafétéria, dans son bureau et en classe. Finalement, nous avions convenus que certaines contraintes, comme le nombre d’escaliers ou de toilettes, pouvaient être traitées en fonction des données de passage, afin d’améliorer la fonctionnalité du bâtiment.

Ces processus de décision fondés sur les données seront bientôt nettement simplifiés : quand un architecte souhaitera présenter son projet au responsable incendie, il lui suffira de lancer une simulation dans une maquette virtuelle. J’imagine qu’il pourra se procurer les avatars de tous les étudiants d’un campus, les intégrer dans son système de simulation et observer leurs faits et gestes tout au long de la journée.

Puis, quand l’université lui dira « nous avons besoin d’une nouvelle aile pour la faculté d’anglais », l’architecte pourra commencer ses tests en fonction du nombre d’inscrits, savoir où avait lieu le cours précédent grâce aux emplois du temps réels, etc. De la méthode fondée sur l’expérience et l’intuition, à l’analyse comportementale réelle fondée sur les mégadonnées, il y a là un pas de géant.

Il est probable que nous adoptions bientôt la même démarche ici, à Yale. Selon les prévisions, le nombre d’étudiants en premier cycle devrait augmenter de 15 % l’année prochaine, alors que aucune construction de nouvelles classes n’est prévue sur le campus.

A view of the users' hands as seen through a VR headset

Réalité virtuelle et unités de soins intensifs

La puissance de la réalité virtuelle et des mégadonnées pourrait s’appliquer également à la conception d’unités de soins intensifs (USI) dans les hôpitaux. Les grands centres hospitaliers ont probablement conçu des dizaines d’unités de ce genre, les projets s’améliorant en théorie au fil des années. Il y a vingt ans, alors que j’exerçais déjà ce métier, on aurait commencé par une réunion avec le client, pour se renseigner sur le nombre de lits nécessaires, l’agencement du bâtiment et l’organisation des locaux. Ensuite, on aurait rencontré le personnel, examiné des plans et recommencé encore et encore jusqu’à ce que le projet fasse l’unanimité. Mais une fois l’unité construite, on aurait encore eu des milliers de détails et de finitions à gérer.

Faisons maintenant une comparaison avec un plan d’USI intégrant la réalité virtuelle en 2022. Les architectes pourront rassembler les données d’utilisation de 25 ou 30 autres USI pour connaître les schémas de passage. Ils disposeront d’une modélisation des flux de matériaux dans tout l’hôpital et pourront créer une maquette 3D de l’USI. Au lieu d’examiner des plans d’agencement — qu’ils seraient de toute façon incapables de lire — les membres du personnel de l’USI pourront se déplacer dans un environnement virtuel (à l’aide d’un casque de réalité virtuelle et d’une application comme Revit Live) : ils pourront voir et se déplacer dans l’espace conçu.

Il sera possible de déplacer les éclairages, d’ouvrir les portes et de manipuler les boutons des instruments. Nous pourrons en outre présenter ces projets en 3D haute résolution, comme dans un jeu vidéo réaliste, ou présenter l’aspect quantitatif aux clients sous forme d’annotations dans l’environnement virtuel. Il leur sera ainsi possible de connaître rapidement les caractéristiques de l’espace proposé (niveau de bruit, température, circulation de l’air dans un endroit précis) et surtout de savoir comment mieux soigner les patients.

Les données gagneront en qualité, tant concernant la réalité de réalisations antérieures similaires que la réalité simulée de projets futurs, et les architectes pourront prendre de meilleures décisions.

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