Autres Chantier du futur

La lame de fond du numérique arrive dans la construction

Loin d’être des gadgets, les drones, scanners 3D et autres tablettes rendent les interventions sur les chantiers plus efficaces et plus sûres. Le terrain saura-t-il s’adapter à ces nouveaux outils ?

Les méthodes de mise en œuvre des matériaux de construction sur les chantiers de bâtiment ont peu évolué depuis soixante-dix ans. Pour autant, avec l’arrivée du numérique, elles sont sur le point de connaître un bouleversement majeur. Que l’on parle de capteurs noyés dans le béton, de tablettes, de scanners laser 3D ou de drones, les objets connectés sont en passe de devenir incontournables. S’agit-il de gadgets ou bien sont-ils réellement utiles ? Comment vont-ils modifier les pratiques actuelles ? Sans que l’on puisse prédire l’avenir, certaines tendances se dégagent déjà.

Les imprimantes 3D pour le béton constituent l’élément le plus spectaculaire. Elles permettent déjà d’imprimer des formes complexes par superposition de cordons de béton. « L’enjeu réside dans la rhéologie du matériau, souligne Philippe Morel, président de la start-up XTreeE. La pâte cimentaire doit être formulée de façon à ce que le béton soit assez liquide pour être extrudé tout en permettant un début de prise très rapide afin que le matériau tienne sous son poids propre. » La start-up, qui a passé un accord de partenariat avec Lafarge-Holcim, vise l’obtention d’une appréciation technique d’expérimentation (Atex) de type A en 2016. Elle concernera des poteaux structuraux, avec des cavités périphériques remplies de béton fibré à ultra-haute performance (BFUP), dont le coffrage perdu aura été réalisé à l’imprimante 3D. « La convergence entre l’impression 3D et le Building Information Modeling (BIM) semble logique, voire nécessaire, d’ici une dizaine d’années », estime d’ailleurs Vincent Pessey, responsable de mission chez Alcimed, cabinet de conseil en innovation.

BIM, drones et exosquelettes.

Certes le BIM n’est pas encore devenu une pratique courante en conception. Pour autant, Autodesk constate un doublement des usages de son logiciel Revit, entre mai 2015 et avril 2016, par rapport à la même période un an plus tôt, preuve de l’intérêt que suscite cette méthode de travail. « Les majors veulent maintenant faire entrer le BIM sur les chantiers, ce qui devient possible grâce à la maturité à la fois du cloud et des technologies mobiles », note Nicolas Mangon, directeur international de la stratégie et du marketing pour les métiers du BTP chez Autodesk. Autre innovation spectaculaire, les exosquelettes. Encore cantonnés aux chantiers expérimentaux, « ils améliorent la sécurité du compagnon, tout en lui faisant gagner en productivité », souligne Philippe Robart, directeur de l’ingénierie et de l’innovation chez Vinci Construction France. Des qualités qui pourraient les voir arriver un jour sur le terrain. Les drones eux, survolent déjà de nombreux chantiers. « Tout ce qui concerne la topographie est parfaitement mature aujourd’hui, tandis que les missions de surveillance et d’inspection se développent avec comme objectif la reconnaissance automatique d’images », rappelle Benjamin Benharrosh, cofondateur de Delair-Tech. Un enjeu qu’a déjà saisi FinalCad, entreprise qui développe des logiciels pour faciliter les levées de réserves sur tablettes. Lors de l’édition 2016 du salon BIM World à Paris, la société présentait la dernière mise à jour de son application : à présent, le logiciel reconnaît automatiquement des éléments récurrents, tels que prises électriques, interrupteurs, têtes de sprinklers, luminaires, serrures, etc., et fait ainsi gagner de précieuses minutes lors des opérations répétitives.

« Le traitement des énormes quantités de données collectées par les tablettes va servir à identifier les problèmes de façon préventive », estime Philippe Lessault, directeur général adjoint chez Léon Grosse. En attendant, les entreprises de construction envisagent le chantier du futur comme un chantier sans accident, un chantier « zéro réserve » où les technologies sont au service des compagnons. Jusqu’ici, ces nouveaux outils ne se sont, pour la plupart, pas encore démocratisés. Par manque de connaissance et de formation des entreprises, mais aussi, et peut-être surtout, du fait d’un coût encore souvent prohibitif. La diffusion sur les chantiers des outils numériques et des objets connectés semble pourtant inexorable, tant ils prouvent, jour après jour, leur pertinence et leur utilité.

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« La formation devient un enjeu majeur »

« Nous constatons que la main-d’œuvre française, en particulier chez les artisans, est globalement moins qualifiée que celle de nos voisins européens. Parallèlement, les réglementations évoluent et demandent davantage de qualité et de maîtrise dans les opérations. Pour résoudre ce paradoxe, les entreprises peuvent recourir à l’industrialisation et à la mécanisation, qui permettent de transférer les savoir-faire à l’usine ou de diminuer le besoin en main-d’œuvre. Mais qu’ils soient sur le chantier ou dans un atelier, les opérateurs doivent dans tous les cas monter en compétence. Leur formation apparaît donc comme un enjeu majeur. »

Pierre Gadrat, directeur de business unit chez Alcimed, cabinet de conseil en innovation.

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Cyber-chantier - Déferlante d’objets connectés

Si le Building Information Modeling (BIM) n’est pas (encore ?) obligatoire en France, il séduit un nombre croissant de maîtres d’ouvrage. L’hôpital d’Ajaccio a ainsi été conçu en BIM, tandis que la Ville de Bussy-Saint-Georges (Seine-et-Marne) s’apprête à mener une première instruction de permis de construire grâce à la maquette numérique du projet. En attendant que cette méthode collaborative entre réellement dans les mœurs, les techniques se développent pour transférer les données du numérique sur les chantiers. Les scanners laser 3D numérisent l’existant afin d’utiliser le nuage de points pour réaliser une maquette numérique. Une fois le gros œuvre construit, les stations totales avec système de positionnement rapide indiquent par faisceau laser l’emplacement exact des points en vue de l’installation d’un réseau de gaines, par exemple. Enfin, les drones, dont les algorithmes de reconnaissance automatique d’images s’améliorent régulièrement, permettent de suivre l’évolution de la construction de façon globale. A l’intérieur du bâtiment, les applications mobiles sur tablette se multiplient pour accélérer les levées de réserves. Et les données ainsi collectées permettent déjà de mener des analyses prédictives afin de réduire la sinistralité sur les prochains chantiers.

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Sécurité des compagnons - Améliorer les conditions de travail

« Travaux répétitifs et sans intérêt pour le compagnon, transport et manipulation de charges lourdes, troubles musculosquelettiques… Tout cela sera un jour de l’histoire ancienne sur les chantiers », prédit Philippe Richard, directeur R & D Innovation chez Bouygues Bâtiment Ile-de-France et responsable du pôle outils chantiers, qui veut que les sites de construction deviennent des « lieux de bien-être ».
En attendant, les majors commencent à recourir à des robots pour remplacer les opérateurs dans des tâches répétitives ou à des exosquelettes afin de soulager les compagnons ou de démultiplier leurs capacités. En même temps, les casques ne servent plus simplement à protéger la tête. Equipés de processeurs, de système d’éclairage, de centrale inertielles et de caméras, ils deviennent protection active, objet de communication, voire envoient des informations en affichage tête haute sur la visière.

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Béton connecté - Les capteurs s’installent dans le béton

S’il est encore un peu tôt pour parler d’une invasion des objets connectés sur les chantiers, le numérique arrive néanmoins sous forme de capteurs, afin d’évaluer les caractéristiques du béton en temps réel. Ainsi, le groupe américain Grace Construction Products commercialise le service Verifi LLC, qui calcule et enregistre huit paramètres dans et en sortie des toupies : température, temps écoulé depuis la fabrication, concentration en eau et en adjuvants, vitesse de rotation de la toupie, nombre de révolutions, position du camion et affaissement. Un système permet même de rajouter automatiquement de l’eau et des adjuvants pendant le transport.
Dans la même veine, Giatec Scientific a développé les capteurs SmartRock, qui s’installent sur les armatures avant le coulage et transmettent les informations de température à un smartphone par Bluetooth. Bouygues Construction surveille également certains bétons spécifiques qui requièrent des mesures de chlorures ou de carbonatation. Toujours afin d’améliorer la traçabilité du béton, Lafarge a mis au point des puces RFID robustes. Noyées dans le matériau, elles conservent leurs données pendant toute la durée de vie de l’ouvrage.

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Chantier en kit - L’impression 3D, un procédé d’avenir

Penser dès la conception à l’emplacement final des prémurs et des prédalles, organiser la production en usine pour que le déchargement des camions s’effectue au fil des besoins du chantier, et anticiper l’ensemble des étapes grâce au Building Information Modeling (BIM) pour réaliser un édifice sur mesure sans oublier l’architecture : la préfabrication d’aujourd’hui n’a plus rien à voir avec celle des années 1960, synonyme de standardisation et de faible qualité.
« Désormais, industrialiser la production d’un bâtiment signifie réduire les coûts de 5 à 10 % avec une très faible sinistralité », pointe Frédéric Celdran, directeur général de la promotion du groupe GA. L’entreprise réalise actuellement l’immeuble tertiaire Luminem à Bobigny (Seine-Saint-Denis) au rythme d’un plateau de 3 000 m² tous les quinze jours. Spécialiste des procédés industrialisés pour le tertiaire, le groupe veut diversifier ses activités, pour construire notamment des hôtels et des résidences étudiantes. « Afin de pousser plus loin l’industrialisation, nous envisageons de produire des blocs de salles de bains en usine, dont la coque extérieure sera réalisée à l’imprimante 3D », poursuit Frédéric Celdran.
Une idée qui ne peut qu’enthousiasmer Philippe Morel, dirigeant de la start-up XTreeE, spécialisée dans l’impression 3D en béton : « Si la technologie est encore réservée aux géométries complexes, les coûts baissent régulièrement. D’ici à quelques mois, nous produirons un abri de 25 m² en usine, car l’impression 3D sera bientôt rentable même pour les pièces simples. »

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