Smart Building for Smart City : les enjeux de l'adoption du BIM et de l'IoT
Résumé
Si de premières expériences ont pu être identifiées dans les dernières décennies du XXème siècle, le
concept de Smart City ou « Ville Intelligente » en français s’est particulièrement développé à partir des
années 2000, notamment à la faveur d’initiatives portées par de grands industriels comme IBM ou Cisco
(Sharifi et al. 2021). La rapide diffusion de ce concept dans le monde s’explique notamment par la
recherche de solutions aux défis de l’urbanisation croissante, du changement climatique et de la
raréfaction des ressources. L’intelligence de la Ville, entendue au sens de la cité grecque (« polis »), se
situerait ainsi dans sa capacité à anticiper, accompagner et résoudre les problèmes de sécurité,
d’infrastructures et de transport, d’éclairage urbain, d’arrosage des parcs et jardins, de lien social, de
durabilité, de santé, etc. (Agbali et al., 2019 ; Azevedo et al., 2018 ; Mosannenzadeh et Vettorato, 2014).
Les recherches sur cette thématique et les projets de Villes Intelligentes ou de Territoires Intelligents se
sont multipliés, notamment depuis 2015 (Sharifi et al., 2021). La pandémie de COVID-19 a impulsé un
élan supplémentaire en faveur des solutions urbaines intelligentes pour améliorer la résilience face à la
crise. Deux grandes approches de la Smart City co-existent (Picon, 2015) : celle centrée sur
l’optimisation des fonctions urbaines par le recours massif aux technologies numériques, et celle centrée
sur une mobilisation de ces technologies pour favoriser la production et le partage des connaissances au
service d’une amélioration de la qualité de vie, d’un développement du capital humain (Nam et Pardo,
2011). Nos travaux se situent ainsi à l’interface entre ces deux approches en se centrant sur le bâtiment
que nous proposons de considérer comme un sous-système de la ville et un de ses éléments constitutifs
de base. Le bâtiment est en effet à la fois infrastructure et cadre de vie, autonome et intégré dans un
écosystème urbain et territorial. Les bâtiments sont responsables de 40 % de la consommation totale
d'énergie en Europe et de 24% des émissions de gaz à effet de serre. Leur performance énergétique est
un élément déterminant de la qualité de vie et de travail de tous les citoyens (Apanaviciene et al., 2020).
Le télétravail, le maintien à domicile, l’optimisation énergétique, la qualité de l’air, etc. passent par les
bâtiments. L’enjeu est donc fort. Pour être durable et intelligent au niveau des villes, il faudrait l’être au
niveau des bâtiments.
Pourtant, peu d’études existent sur les relations entre Smart Building et Smart City et la pertinence de
considérer le bâtiment comme premier maillon de la Smart City. La littérature sur les Smart Buildings
ou « Bâtiments Intelligents » est essentiellement consacrées aux enjeux en termes de technologies et
d’usages des deux grandes technologies que sont le Building Information Modeling (BIM) et l’Internet
des objets (IoT, pour Internet of Things selon la terminologie Anglo-Saxonne). Le BIM recense dans un
environnement numérique partagé, assorti de modalités de restitution en trois dimensions (3D) voire
plus (4D, 5D, 6D, etc.) tous les « objets » du bâtiment au sens large, mais aussi les modalités
d’interventions des différentes acteurs du projet, à toutes les étapes de son cycle de vie (Emmerich,
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2020). L’Internet des objets (IoT, pour Internet of Things selon la terminologie Anglo-Saxonne), en
interconnectant différents dispositifs dotés de capteurs, apparaît comme une condition préalable
fondamentale pour parvenir à la réalisation de bâtiments intelligents (Fokaides et al., 2018 ; Malagnino
et al., 2021 ; Jia et al., 2019). Les objets connectés génèrent en effet une quantité importante de données
qui va permettre de créer de l’intelligence à l’échelle du bâtiment (contrôle et gestion des performances
énergétiques) puis d’un quartier (optimisation des lignes de bus en fonction de la fréquentation par
exemple). Utilisées de façon stratégique ces données pourraient changer les façons de produire, de
consommer et d’habiter la ville.
Dans ce sens, plusieurs entreprises ont lancé des solutions de bâtiments intelligents (IBM, Intel,
Schneider notamment). Pour autant, en France comme en Europe, la mise en œuvre du BIM parmi les
acteurs industriels européens reste limitée. En Europe, 29 % des entreprises de construction utilisent le
BIM 3D tandis que 61 % ne l'ont jamais utilisé. Les chiffres s'aggravent en ce qui concerne le BIM 4D,
avec seulement 6 % des entreprises qui l'appliquent (European Construction Sector Observatory 2019).
Ainsi, alors que la capacité des technologies numériques à changer et à améliorer la vie des gens
(Feenberg, 2019 ; Sadowski, 2020) et leur potentiel à fournir un environnement bâti intelligent et durable
aux citoyens a été démontrée, comment comprendre la faible adoption du BIM et des Bâtiments
Intelligents ? Les réalités spécifiques au secteur (production artisanale, unicité des projets), la
complexité de l’industrie de la construction (Joensuu et al., 2020) et des difficultés propres à l’adoption
des technologies IoT (Pal et al., 2021 ; Yang et al., 2017) font probablement partie des facteurs
explicatifs de la faible transition numérique. En fait, peu de recherches se sont intéressées à l’adoption
du BIM et de l’IoT dans le secteur du bâtiment. Il existe peu d’études qui adressent les problématiques
managériales et organisationnelles auxquelles les acteurs sont confrontés.
Notre intention à travers cette recherche est ainsi de comprendre comment favoriser l’adoption de
ces solutions technologiques pour contribuer au développement des bâtiments intelligents, dans
une dynamique d’intégration et d’interaction avec les Villes et les Territoires Intelligents ? Quels
sont les facteurs limitatifs au déploiement de ces solutions ? La question doit-elle être traitée uniquement
au niveau des acteurs de la filière Bâtiment et Travaux Publics (BTP) ou intégrer la vision des clients et
des autorités publiques ? Comment ces dernières (Etat, Centres Hospitaliers, Collectivités territoriales)
peuvent-elle contribuer à favoriser l’adoption des solutions BIM / IOT au service de bâtiments
intelligents ?
Pour répondre à ces questions, nous avons d’abord procédé à une revue de la littérature relative aux
Bâtiments Intelligents et à leur intégration dans les Villes Intelligentes afin de proposer un modèle de
recherche exploratoire (1). Ensuite, comme nous le présentons en seconde partie (2), nous avons procédé
à une étude qualitative exploratoire permettant de mettre en évidence de premiers résultats et de préciser
notre modèle de recherche.
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