Comment Le Stockage DNA Préserve En Permanence Les Dessins Architecturaux Et Les Données BIM

Pour le secteur de la construction, il existe d’énormes dessins de conception, modèles BIM, dossiers de construction et données de maintenance qui doivent être stockés pendant une longue période, voire de manière permanente. Cependant, les supports de stockage électroniques traditionnels présentent des limites en termes de durée de vie, de densité et de consommation d'énergie. En tant que technologie émergente de stockage de biomolécules, le stockage de l’ADN passe progressivement du laboratoire aux applications pratiques. Il fournit une solution avec un grand potentiel pour l’archivage à long terme des données de construction grâce à une densité d’informations extrêmement élevée et étonnante et une grande stabilité.

Comment fonctionne la technologie de stockage de l'ADN

Le principe de base du stockage de l’ADN est de mapper les codes binaires des informations numériques, c’est-à-dire 0 et 1, aux quatre bases de la molécule d’ADN. Par exemple, A et C peuvent être utilisés pour représenter 0, et G et T peuvent être utilisés pour représenter 1. Avec cette règle de codage, tout fichier numérique, qu'il s'agisse de texte, d'image ou de modèle tridimensionnel, peut être converti en une séquence composée de A, T, C et G. Par la suite, des méthodes chimiques sont utilisées pour synthétiser cette séquence d'ADN, et elle est encapsulée dans de minuscules particules ou séchée sur un support pour compléter « l'écriture » de l'information.

Lorsque les données doivent être lues, la technologie de séquençage génétique, telle que le séquençage de nouvelle génération, est utilisée pour séquencer les molécules d'ADN stockées afin d'obtenir la séquence de bases originale. Par la suite, à l'aide du processus de décodage inverse, la séquence de base est à nouveau traduite en code binaire et finalement restaurée dans le fichier numérique d'origine. L’ensemble du processus est actuellement lent, mais il garantit un stockage et une restauration précis des données au niveau moléculaire.

Pourquoi les données de construction ont besoin d'un stockage ADN

Les données produites par les projets de construction sont massives et multidimensionnelles, commençant par les esquisses conceptuelles initiales, suivies par des calculs structurels détaillés, ainsi que par des modèles complexes de BIM ou d'informations sur le bâtiment, couvrant les images d'avancement, les rapports d'essais de matériaux pendant la construction et des décennies de journaux d'exploitation et de maintenance après l'achèvement. Ensemble, ces données créent un « jumeau numérique » du bâtiment. Ces informations sont extrêmement critiques pour la gestion actuelle du projet et constituent un document indispensable pour les futures reconstructions, restaurations ou recherches historiques.

La durée de vie physique des supports de stockage traditionnels tels que les disques durs et les bandes est limitée, généralement quelques décennies seulement, et ils sont facilement affectés par les champs magnétiques, l'humidité et les dommages mécaniques. Les données des bâtiments emblématiques à haute valeur patrimoniale culturelle devront être préservées pendant des centaines d’années, voire plus. L'ADN est extrêmement stable lorsqu'il est stocké dans la chimie de l'information et peut être conservé pendant des dizaines de milliers d'années dans des conditions fraîches, sèches et sombres, ce qui en fait un support idéal pour l'archivage permanent des données du patrimoine architectural.

Quels sont les avantages du stockage des données de construction par l’ADN ?

L’avantage le plus important du stockage de l’ADN est sa densité d’informations sans précédent. Théoriquement, un gramme d'ADN peut stocker environ 215 pétaoctets (Po) de données, ce qui équivaut à la capacité de millions de disques Blu-ray haute définition. Pour stocker des modèles architecturaux BIM couvrant des textures fines et d'énormes informations géométriques, ainsi que des données de nuages ​​de points de numérisation panoramique, le stockage ADN peut considérablement comprimer l'espace physique requis pour le stockage, résolvant ainsi les problèmes d'entreposage causés par la croissance explosive des données.

Une fois les molécules d’ADN synthétisées et entièrement préservées, presque aucune énergie n’est consommée pour maintenir l’état des données. Cela contraste fortement avec les centres de données qui nécessitent une alimentation électrique et un refroidissement continus. Cette fonctionnalité entraîne une réduction significative du coût total de possession du stockage de données à long terme. Pour les archives architecturales importantes qui doivent être scellées pendant plus de cent ans, le stockage ADN constitue une méthode de stockage écologique qui « ne nécessite presque aucun entretien après écriture ».

Quels sont les défis du stockage ADN des données de construction ?

Actuellement, le premier obstacle à l’application à grande échelle de la technologie de stockage de l’ADN est le coût. La synthèse de l’ADN, qui est le processus d’écriture, et le séquençage, qui est le processus de lecture, restent extrêmement coûteux. Le coût de stockage de chaque Go de données est bien plus élevé que celui des disques durs traditionnels. Pour la sauvegarde quotidienne des données du bâtiment, cette situation n'est pas économique. La réduction des coûts dépend des progrès de la biotechnologie vers la production industrielle, et atteindre cet objectif nécessite des investissements longs et continus dans la recherche et le développement.

Un autre défi très critique est la rapidité relative de l’accès. La synthèse et le séquençage de l'ADN sont des processus biochimiques complexes, et il n'existe aucun moyen d'obtenir un accès aléatoire à l'échelle de la milliseconde comme le stockage électronique. Par conséquent, le stockage ADN est plus approprié comme lieu de stockage pour les « données froides » ou les « données d'archives », utilisées pour stocker des données qui ne sont pas fréquemment consultées mais qui doivent être conservées pendant une longue période, telles que des ébauches de conception complètes et des enregistrements historiques de projets terminés, plutôt que de pouvoir être utilisées sur des données de projets actifs qui doivent être récupérées fréquemment.

Comment mettre en œuvre l'ADN pour stocker les données du bâtiment

Pour stocker des données architecturales dans DNA, les données doivent d'abord être prétraitées, ce qui inclut la normalisation et la compression efficace des fichiers dans divers formats (tels que DWG, RVT, PDF, données de nuages ​​de points). Il est ensuite converti en une séquence de bases adaptée à la synthèse de l'ADN à l'aide d'un algorithme de codage. Afin de gérer les erreurs possibles lors de la synthèse et du séquençage de l’ADN, un puissant codage de correction d’erreurs doit être ajouté pour garantir l’exactitude de la restauration des données.

D'un point de vue pratique, il n'est pas nécessaire qu'un cabinet d'architecture ou d'archives construise son propre laboratoire biologique. Vous pouvez coopérer avec des fournisseurs de services professionnels de stockage de données ADN et leur envoyer la séquence numérique codée pour la synthèse de l’ADN. Les échantillons d'ADN synthétisés sont généralement stockés dans un environnement sec et à basse température. Lorsqu'il sera nécessaire d'accéder aux données à l'avenir, les échantillons seront envoyés au fournisseur de services pour séquençage et décodage, et les fichiers originaux seront restaurés. Ce processus crée une boucle fermée complète des nombres aux êtres vivants et retour aux nombres.

L’avenir du stockage ADN des données de construction

Avec le développement rapide de la biologie synthétique et les progrès rapides de la technologie de séquençage des gènes, le coût du stockage de l'ADN devrait diminuer considérablement au cours de la prochaine décennie et la vitesse de lecture et d'écriture augmentera progressivement. D’ici là, il est fort probable qu’elle passera d’une technologie de pointe à une option d’archivage de données standard dans le secteur de la construction, notamment dans les domaines des grands projets et de la protection du patrimoine culturel. Les grands instituts de design et les archives nationales pourraient être les premiers à l’utiliser pour construire des « capsules temporelles moléculaires » pour des bâtiments emblématiques.

Dans une perspective à plus long terme, le stockage de l’ADN a le potentiel de transformer complètement la façon dont nous conservons les archives de la civilisation. Imaginez que le concept complet d'un grand bâtiment, son processus de construction spécifique, toutes les informations liées aux matériaux et même les histoires culturelles qu'il véhicule sont concentrés et compressés dans une petite bouteille d'ADN, qui est soit enfouie dans la pierre angulaire du bâtiment, soit envoyée à l'entrepôt de gènes pour attendre que les générations futures le lisent des milliers d'années plus tard. Il ne s’agit pas d’un simple stockage de données ordinaire, mais de l’héritage éternel de la vie et des informations du bâtiment sous sa forme physique la plus essentielle.

Selon vous, dans le cadre de l’architecture, quel type de données mériterait le plus d’être préservé pendant des milliers d’années grâce à la technologie ADN ? S'agit-il d'un livre de calcul structurel exquis et détaillé, d'un manuscrit dessiné par le concepteur lui-même ou d'un enregistrement image de l'ensemble du cycle de vie du bâtiment ? Vous êtes les bienvenus pour partager vos opinions personnelles dans la zone de commentaires. Si vous pensez que cet article vous inspire, aimez-le et partagez-le avec davantage de pairs.