Modèle VIM du monde
Si l’humanité envisage sérieusement la création de colonies sur la Lune et sur Mars, il est logique de poser une autre question : pourrait-on appliquer la même approche systémique afin d’améliorer les conditions de vie sur Terre ?
La plupart des technologies nécessaires à la conception de villes confortables, écologiques et largement autonomes existent déjà. La modélisation BIM, les jumeaux numériques, les systèmes d’information géographique, les transports automatisés, la production robotisée, la construction modulaire, l’impression 3D, les énergies renouvelables, les fermes verticales et les systèmes de réutilisation de l’eau sont déjà employés dans différents pays et secteurs.
Le principal défi ne consiste pas à inventer des technologies entièrement nouvelles, mais à intégrer les solutions existantes dans un système unique et interconnecté.
Du modèle BIM d’un bâtiment au modèle numérique d’une ville
Le BIM désigne la modélisation des informations du bâtiment et des infrastructures. Contrairement à une visualisation tridimensionnelle classique, un modèle BIM peut contenir des informations sur les structures, les matériaux, les réseaux techniques, les équipements, les coûts, les délais de construction, la consommation énergétique, la maintenance et l’exploitation future d’un ouvrage.
Les jumeaux numériques représentent l’étape suivante du développement de cette technologie. Ils permettent non seulement de visualiser un objet dans un environnement virtuel, mais aussi de le connecter à des données réelles provenant de capteurs, de systèmes de transport, de réseaux électriques, d’équipements municipaux et d’autres sources. Il devient ainsi possible de surveiller l’état des infrastructures, de simuler différents scénarios et d’optimiser l’utilisation des ressources.
En intégrant les modèles numériques des bâtiments, des routes, des entreprises, des systèmes énergétiques, des réseaux d’approvisionnement en eau, des installations agricoles et des espaces naturels, il serait possible de créer un modèle BIM interactif d’une ville, d’une région et, à terme, d’une partie importante de la planète.
Un tel modèle ne devrait pas nécessairement constituer une copie numérique exacte du monde entier dès le premier jour. Il pourrait être développé progressivement : d’un ensemble résidentiel ou d’un petit quartier à une ville, puis à un réseau de villes et à un système mondial de planification.
Une ville virtuelle avant le début de la construction
Avant de construire une nouvelle ville ou d’entreprendre la reconstruction à grande échelle d’un quartier existant, il serait possible de la créer d’abord dans un environnement numérique.
Le modèle virtuel pourrait comprendre des logements, des écoles, des hôpitaux, des espaces publics, des complexes industriels, des itinéraires de transport, des espaces verts, des systèmes de traitement de l’eau, de production d’énergie, de culture alimentaire et de traitement des déchets.
Une personne pourrait parcourir les rues de cette ville, visiter un appartement, vérifier l’accessibilité des transports, évaluer la distance jusqu’à une école ou un centre médical et observer le fonctionnement des différents systèmes urbains.
Cependant, la valeur principale d’un tel modèle ne résiderait pas dans son attrait visuel. Avant même le début de la construction, il permettrait d’évaluer le confort d’utilisation de la ville, la charge exercée sur le réseau de transport, les besoins en eau et en électricité, les zones où des embouteillages pourraient se former, les installations nécessitant une alimentation électrique de secours et le fonctionnement de la ville en situation d’urgence.
Calcul des ressources et des coûts
Chaque élément d’un modèle BIM peut être associé à des matériaux, des équipements, des fabricants, des délais de livraison et des volumes de travaux précis.
Il devient ainsi possible de déterminer les quantités de béton, d’acier, de verre, de bois, de câbles, de canalisations, de modules de transport, de batteries et d’autres équipements nécessaires à la construction. Les calculs peuvent également inclure les ressources humaines, la logistique, la consommation énergétique, les délais d’exécution et les futurs coûts d’exploitation.
Ces données permettent de comparer différentes variantes d’aménagement. Il est par exemple possible d’évaluer quelle solution serait la plus avantageuse sur l’ensemble de son cycle de vie : un bâtiment conventionnel présentant un coût initial inférieur ou un bâtiment économe en énergie nécessitant moins d’énergie et d’entretien.
La modélisation numérique peut également aider à déterminer où se trouvent déjà les capacités de production nécessaires, quelles ressources sont insuffisantes et quelles entreprises devraient être créées ou modernisées.
Construction modulaire et automatisée
Le principe modulaire pourrait devenir la base de la construction à grande échelle. Les différents composants des bâtiments, des systèmes techniques et des infrastructures urbaines peuvent être fabriqués en usine, livrés sur le chantier, puis assemblés pour former des structures achevées.
La construction modulaire est déjà utilisée pour des immeubles résidentiels, des hôtels, des hôpitaux, des établissements d’enseignement et des installations industrielles. L’impression 3D appliquée à la construction constitue un autre domaine en développement. Elle peut être utilisée pour fabriquer des éléments structurels ou des parties entières de bâtiments. L’association de la production modulaire, de la robotisation et de l’impression 3D est considérée comme l’une des voies possibles de l’industrialisation du secteur de la construction.
Un système commun de normes ne signifie pas que toutes les villes ou tous les bâtiments doivent se ressembler. Les raccordements, les composants techniques, les réseaux et les structures de base peuvent être standardisés, tandis que l’architecture, l’aménagement, les façades et les espaces publics peuvent conserver leur diversité.
Cela permettrait de construire, de réparer et de moderniser les installations plus rapidement, ainsi que de remplacer certains éléments sans devoir démonter entièrement un bâtiment.
La ville comme système intégré
Une ville moderne se compose d’un grand nombre de systèmes qui sont souvent conçus et gérés séparément. Les transports ne sont pas toujours coordonnés avec les zones résidentielles, les systèmes énergétiques avec les besoins de la production, ni la gestion des déchets avec les possibilités de réutilisation des matériaux.
Un modèle numérique permet de considérer la ville comme un organisme unique et interconnecté.
Par exemple, la chaleur produite par des équipements industriels ou informatiques pourrait être utilisée pour chauffer des bâtiments ou des serres. Les déchets organiques pourraient servir à produire du biogaz ou des engrais. L’eau purifiée pourrait être réutilisée pour des besoins techniques ou pour l’irrigation. L’électricité excédentaire produite dans un quartier pourrait être transférée vers un autre quartier confronté à un déficit.
Bon nombre de ces solutions sont déjà utilisées séparément. Un modèle BIM à l’échelle d’une ville permettrait d’évaluer à l’avance l’efficacité de leur fonctionnement conjoint.
Un système de transport automatisé
Dans une ville conçue numériquement, les transports pourraient être organisés sous la forme d’un réseau intégré destiné aux déplacements publics, individuels et au transport de marchandises.
Les navettes automatisées, les robotaxis et les véhicules autonomes sont déjà testés ou exploités dans certaines villes. Toutefois, le déploiement à grande échelle de ces systèmes nécessite une réglementation adaptée, des infrastructures sûres et une surveillance permanente.
La première étape la plus réaliste pourrait être l’utilisation de transports autonomes sur des itinéraires fermés ou spécialement aménagés : entre les quartiers résidentiels, les pôles de transport, les établissements médicaux, les centres logistiques et les zones industrielles.
Lorsque les flux de passagers et de marchandises sont pris en compte dès la phase de conception urbaine, il devient possible de réduire le nombre de voitures particulières, de diminuer les surfaces consacrées au stationnement et de libérer davantage d’espace pour les zones piétonnes, les parcs et les espaces publics.
La livraison de marchandises pourrait également être partiellement automatisée. Les commandes pourraient être acheminées vers des centres logistiques de quartier, puis distribuées à l’aide de petits modules de transport électriques ou de systèmes internes aux bâtiments.
Production alimentaire dans un environnement contrôlé
Une partie des aliments pourrait être cultivée directement dans les villes ou à proximité.
Les complexes de serres, l’hydroponie, l’aéroponie et les fermes verticales permettent de contrôler la température, l’éclairage, l’humidité, la composition des nutriments et la consommation d’eau. Ces systèmes sont déjà utilisés pour cultiver des légumes, des plantes à feuilles et d’autres produits dans des environnements contrôlés.
Le rapprochement d’une partie de la production avec les consommateurs pourrait raccourcir les chaînes d’approvisionnement et renforcer la résilience alimentaire. Cependant, les fermes verticales ne constituent pas une solution universelle pouvant remplacer l’agriculture traditionnelle. Elles nécessitent une quantité importante d’énergie et ne sont particulièrement efficaces que pour certains types de cultures.
Un modèle BIM pourrait permettre de comparer différentes options et de déterminer quels produits devraient être cultivés à l’intérieur de la ville, lesquels devraient être produits dans la région environnante et lesquels devraient être acheminés depuis d’autres territoires.
Maintenance automatisée des bâtiments
Les bâtiments peuvent être conçus en tenant compte de leur future maintenance automatisée.
Des systèmes robotisés pourraient être utilisés pour nettoyer les façades et les fenêtres, inspecter les structures, entretenir les espaces verts, trier les déchets, détecter les fuites d’eau et identifier les défaillances techniques.
Des capteurs pourraient surveiller l’état des ascenseurs, des systèmes de ventilation, des réseaux électriques, des canalisations et d’autres infrastructures. Les informations seraient transmises à un jumeau numérique, ce qui permettrait d’effectuer la maintenance non seulement après une panne, mais également de manière préventive, sur la base de prévisions relatives à l’usure des équipements.
Cela ne supprimerait pas la nécessité du travail humain. Toutefois, les opérations dangereuses, physiquement exigeantes et répétitives pourraient être confiées aux machines, tandis que les êtres humains conserveraient la responsabilité du contrôle, des réparations, de la conception et de la prise de décision.
Participation des futurs habitants
Un modèle numérique de la ville pourrait être accessible non seulement aux architectes et aux ingénieurs.
Les futurs habitants pourraient évaluer différentes variantes d’aménagement, laisser des commentaires et associer leurs propositions à des bâtiments, des rues, des itinéraires ou des espaces publics précis.
Avant le début de la construction, plusieurs emplacements possibles pour les écoles, les établissements médicaux, les arrêts de transport et les zones de loisirs pourraient être testés. Après l’installation des habitants, le modèle numérique pourrait continuer à recevoir des données sur le fonctionnement des systèmes urbains ainsi que les avis de la population.
La ville ne resterait donc pas figée après la fin de sa construction. Ses infrastructures pourraient être progressivement améliorées en fonction des besoins réels de ses habitants.
Parallèlement, un tel système nécessiterait des règles claires en matière de protection des données personnelles, de cybersécurité et de contrôle public. La technologie devrait aider les personnes à prendre des décisions éclairées, et non transformer l’environnement urbain en un instrument de surveillance permanente.
D’un prototype unique à un réseau de villes
Une fois le prototype numérique d’une ville créé, il ne serait pas nécessaire de le reproduire intégralement.
Certaines solutions éprouvées — modules résidentiels, systèmes énergétiques, pôles de transport, installations de traitement de l’eau, serres ou centres logistiques — pourraient être utilisées dans d’autres régions, en tenant compte du climat local, de la culture, de la législation, des ressources disponibles et des besoins de la population.
Chaque projet réalisé produirait de nouvelles données. Les informations relatives aux coûts, à la fiabilité, à la consommation énergétique, au confort et à la maintenance pourraient être utilisées pour améliorer les projets suivants.
Cela pourrait conduire à la création d’une bibliothèque de solutions urbaines éprouvées, accessible aux architectes, aux collectivités, aux gouvernements, aux entreprises de construction et aux organisations internationales.
Un modèle BIM mondial comme outil de planification
Un modèle BIM mondial ne doit pas être compris comme un ordinateur centralisé unique contrôlant l’ensemble de la planète. Une approche plus réaliste consisterait à créer un réseau compatible de modèles numériques locaux et régionaux.
Chaque ville, collectivité ou pays pourrait conserver le contrôle de ses propres données tout en utilisant des normes techniques communes. Il serait ainsi possible d’évaluer les besoins mondiaux en logements, en énergie, en nourriture, en eau, en transports et en capacités de production sans transférer toute l’autorité de gestion à un centre unique.
Ces modèles pourraient être utilisés pour tester différents scénarios : déterminer où construire des logements après une catastrophe naturelle, comment moderniser des infrastructures obsolètes, comment réduire la consommation des ressources, où implanter de nouvelles entreprises ou comment fournir des services essentiels à des territoires connaissant une croissance rapide.
Il ne s’agit pas d’une solution complète à tous les problèmes sociaux, économiques et environnementaux. La technologie ne peut pas, à elle seule, éliminer les conflits, les inégalités ou la pauvreté. Des décisions politiques responsables, une coopération internationale, l’éducation, le financement et la confiance de la société sont également nécessaires.
Cependant, les jumeaux numériques, le BIM, l’automatisation et la production modulaire permettent déjà d’identifier les besoins avec davantage de précision, de comparer les différentes solutions et de les tester avant d’y investir des ressources considérables.
Un modèle BIM mondial peut donc être considéré non comme une vision imaginaire d’un avenir lointain, mais comme une orientation possible du développement de technologies qui existent déjà — depuis le modèle numérique d’un bâtiment individuel jusqu’à un système interconnecté de planification des villes, des régions et des infrastructures mondiales.
Invitation à devenir partenaire
Nous recherchons des organisations d’architecture, de construction, d’ingénierie, de recherche scientifique et de protection de l’environnement, ainsi que des développeurs de solutions BIM, de jumeaux numériques et de technologies urbaines modernes, afin de participer à la création du long métrage de fiction Le Film qui changera le monde.
L’objectif de cette collaboration est de montrer à un public international comment les technologies existantes peuvent être appliquées à la conception de villes écologiques, de logements, de systèmes de transport, d’installations de production et d’infrastructures.
Les partenaires peuvent apporter des consultations professionnelles, des modèles BIM, des solutions technologiques, des documents de recherche ou participer à l’élaboration du concept visuel de la ville du futur.
Leur participation contribuera à rendre l’univers présenté dans le film réaliste et techniquement fondé, tout en permettant de présenter des innovations à un large public international.