Les chercheurs utilisent l’apprentissage automatique pour montrer où et pourquoi ces phénomènes se produisent
Les effondrements de bâtiments sont devenus une menace majeure à Lagos, au Nigeria. Lagos est le centre des affaires du pays et possède son plus grand port maritime et son plus grand aéroport. Avec une population estimée à 15,4 millions d’habitants, c’est la plus grande ville d’Afrique subsaharienne et la deuxième d’Afrique après Le Caire.
La ville comprend deux zones géographiques distinctes : l’île de Lagos et la partie continentale de Lagos, reliées par trois ponts. L’île de Lagos est le noyau historique de la ville. Ce quartier est réputé pour son mélange éclectique de styles architecturaux, un mélange de gratte-ciel modernes, de vestiges de structures de l’époque coloniale et de marchés traditionnels animés. Il constitue le centre des activités financières, de divertissement et d’entreprise de la ville. Ikoyi, l’île Victoria et Lekki sont généralement considérées comme une extension de l’île de Lagos.
Lagos Mainland compte des zones résidentielles, des marchés et des zones industrielles.
Il y a eu de nombreux effondrements de bâtiments dans les deux zones.
À l’aide de techniques d’apprentissage automatique, nous avons construit un modèle qui classe les facteurs affectant les effondrements de bâtiments par ordre de pertinence. Nous avons également modélisé le nombre de victimes par lieu.
L’étude a classé les causes des effondrements de bâtiments en facteurs humains, catastrophes naturelles et causes non précisées. Les facteurs humains comprenaient des matériaux de qualité inférieure, des défauts structurels, des modifications de plan sur place, une mauvaise supervision, des processus de démolition, le non-respect des normes et réglementations de construction, le manque d’informations géotechniques, un mauvais entretien, des défauts de construction et une surcharge.
Sur la base de nos résultats, nous avons tiré deux conclusions.
Premièrement, l’emplacement était le facteur le plus important contribuant aux effondrements de bâtiments à Lagos. Nous avons constaté que davantage de bâtiments se sont effondrés sur l’île que sur le continent.
Deuxièmement, les effondrements de bâtiments sur le continent ont fait plus de victimes que sur l’île.
Sur la base de nos conclusions, nous avons recommandé une inspection géotechnique appropriée sur place avant le début de la construction aux deux endroits.
Construire le modèle
Notre étude a montré l’applicabilité des modèles d’apprentissage automatique supervisé à diverses fins. Les modèles d’apprentissage automatique supervisé sont des algorithmes qui apprennent à partir de données étiquetées, où l’entrée (caractéristiques) et la sortie souhaitée correspondante (étiquettes ou cibles) sont fournies. Ces modèles sont entraînés à reconnaître des modèles et des relations dans les données, ce qui leur permet de faire des prédictions ou des classifications sur de nouvelles données invisibles.
Notre étude a fourni une analyse complète des statistiques d’effondrement de bâtiments à Lagos de 2000 à 2021. Les bâtiments allaient des bungalows aux immeubles à plusieurs étages et aux gratte-ciel.
En moyenne, quatre bâtiments s’effondrent chaque année, faisant environ 31 victimes par an.
Le plus grand nombre d’effondrements s’est produit en 2011, avec 10 bâtiments impliqués, suivi de 2000 et 2006, avec neuf chacun. Le nombre maximal de victimes, 140, a eu lieu en 2014. Il était concentré dans la région d’Ikotun-Egbe, sur le continent de Lagos.
Les différences
Notre modèle suggère que le nombre plus élevé d’effondrements sur l’île était dû au sol. Les propriétés géotechniques du sol insulaire lui confèrent une moindre capacité à supporter les charges de construction.
Nous avons identifié trois facteurs expliquant le nombre plus élevé de décès dus aux effondrements de bâtiments sur le continent :
- De nombreux propriétaires fonciers de la région continentale ont ignoré les analyses de sol parce qu’ils pensaient qu’il était sécuritaire de construire là-bas, étant donné la réputation de la région d’avoir un sol capable de supporter des charges de construction plus lourdes.
- La hauteur du bâtiment.
- La qualité des matériaux utilisés.
Pour éviter de futurs effondrements et pertes
Notre étude a souligné l’importance de comprendre les causes des effondrements de bâtiments à Lagos et le potentiel des algorithmes d’apprentissage automatique pour la prédiction.
Nous avons formulé un certain nombre de recommandations.
Premièrement, il est important d’effectuer une étude de base du sol en faisant appel aux professionnels et ingénieurs du bâtiment appropriés pour vérifier les propriétés géologiques ou la capacité portante du sol.
Ces informations permettraient d’identifier clairement le type de bâtiment que le sol peut supporter.
Deuxièmement, attribuer le bon travail au bon professionnel est primordial. Par exemple, le travail d’ingénieur civil ne devrait pas être confié à un architecte.
Troisièmement, l’éradication des matériaux de qualité inférieure est la clé d’une structure durable.
Quatrièmement, de nombreux propriétaires immobiliers ajoutent des étages et des extensions supplémentaires pour maximiser leurs profits. Mais plus le bâtiment est haut, plus les fondations sont profondes. Les propriétés géotechniques du sol détermineront le choix et la qualité de la fondation. De plus, l’emplacement doit déterminer le choix des fondations du bâtiment.
Enfin, des politiques devraient être en place pour améliorer une inspection géotechnique appropriée sur site.
Nous recommandons également l’utilisation de l’apprentissage automatique pour prédire les effondrements de bâtiments.
