Comme l’industrie des assurances, l’industrie du BTP a des fondements et des conventions très ancrées dans ses méthodes de travail. Et comme dans les autres secteurs, les constructeurs du bâtiment se méfient des technologies disruptives qui changent la façon dont les entreprises, ou des industries entières, fonctionnent. L’impression 3D, pour ne citer qu’un exemple, est l’une de ces technologies qui pousse à la digitalisation du BTP.

Une nouvelle approche pour les sites difficiles

L’industrie du BTP est confrontée à un défi majeur : comment utiliser les des sites dits inconstructibles pour remplir le besoin urgent de terrains qu’impose l’urbanisation.

Prenons l’exemple d’un site situé à Melbourne, en Australie. Une sous-station électrique qui alimentait le Central Business District se trouvait directement sous le site et toute perturbation pouvait provoquer une coupure générale. Des restrictions sont apparues :

  • seuls les droits aériens du site étaient disponibles, excluant la construction de sous-sols ;
  • les restrictions de poids ont limité la masse de tout bâtiment construit sur le site, ainsi que tout équipement de construction qui pourrait être nécessaire ;
  • l’étendue des vibrations du sol admissibles pendant la construction était minime, car des vibrations excessives pouvaient toucher la sous-station.

Vers 2008, Nonda Katsalidis (architecte) a acquis les droits aériens du site pour construire un bâtiment avec une nouvelle approche. Il voulait traiter la construction de bâtiments de moyenne à grande hauteur comme un problème de conception pour la fabrication et le montage (DFMA en anglais), plutôt que comme un problème de construction.

La conception pour la fabrication est une technique selon laquelle les produits sont conçus de manière à être faciles à fabriquer. L’approche particulière de Katsalidis sur la technique était d’architecturer le bâtiment de manière à ce qu’il puisse être divisé en un ensemble d’unités qui seraient fabriquées et transportées sur le site, puis rapidement assemblées. Cette procédure s’apparente à une construction de LEGO® Duplo. Plutôt que d’assembler des éléments de construction — des murs, par exemple — pour accélérer la construction, le bâtiment lui-même est assemblé en empilant les unités terminées.

L'assemblage du batiment One9 en Australie

Une telle approche nécessiterait la création d’un modèle digital de l’ensemble du bâtiment, précis jusqu’aux luminaires, prises de courant, portes et butées de porte — un modèle d’information du bâtiment (BIM) très développé.

Le bâtiment entièrement assemblé serait plus léger que la plupart des bâtiments de taille similaire en raison de la préférence du processus de fabrication pour l’acier plutôt que pour le béton. La seule machinerie lourde requise pour l’assembler serait une grue située dans la voie faisant face au site plutôt que sur le site lui-même. Les vibrations seraient effectivement éliminées, car la grande majorité des travaux seraient effectués sur une ligne de production extérieure au site. Le résultat serait un bâtiment et un processus de construction fonctionnant dans les limites du site.

Ce processus a non seulement respecté toutes les restrictions du site, mais a également réduit le temps de construction de plus de six mois par rapport à une approche conventionnelle. Le bâtiment de huit étages n’a pris que quatre semaines pour être érigé, à un coût comparable au procédé conventionnel.

Les apports du préfabriqué unifié

L’idée de bâtiments préfabriqués n’est pas nouvelle. Cependant, il existe trois différences importantes entre l’approche du bâtiment unifié lancée par Katsalidis, et les approches antérieures de la construction préfabriquée et modulaire hors site.

Tout d’abord, cette approche se concentre sur les immeubles de trois étages ou plus tandis que presque toutes les méthodes de préfabriqués antérieurs portaient sur des bâtiments d’un à quatre étages.

 Contrairement aux précédentes constructions préfabriquées qui proviennent d’un catalogue, le processus de construction unifiée prend comme point de départ le design d’un architecte.

Enfin, l’approche unifiée consiste à assembler un ensemble d’unités modulaires qui sont « emboîtées » ensemble sur site. Cela contraste avec l’approche du « kit en pièces » (façon IKEA) d’autres systèmes de construction préfabriqués, qui nécessitent plus de main-d’œuvre sur place pour assembler les murs et remplir la structure.

La mise en place d'une unité préfabriquée
La mise en place d'une unité préfabriquée

De nombreux constructeurs et fabricants expérimentent avec l’intégration de techniques de fabrication dans la construction. En Chine, par exemple, Broad Sustainable Building utilise un système de construction modulaire pour construire des bâtiments toujours plus hauts dans des délais de plus en plus courts. L’entreprise a construit un bâtiment de 30 étages en 15 jours et un bâtiment de 220 étages en seulement 90 jours.

Les avantages de la construction unifiée

Un processus de construction unifiée à la pointe de la technologie est moins cher, plus rapide, plus sûr et indiscernable d’un bâtiment construit de façon conventionnelle.

L’approche est moins chère et plus rapide, car il y a moins de déchets pendant la construction.

La majorité des travaux sont effectués dans un environnement contrôlé qui n’est pas sujet aux retards météorologiques ou aux problèmes de gestion des déchets qui affligent les chantiers de construction.

Le travail sur site est également plus efficace, tous les workflows étant modélisés et testés en réalité virtuelle avant de se rendre sur site.

Outre ces avantages, cette approche unifiée permet également une nouvelle approche de l’exportation. En effet, la propriété intellectuelle à la base du processus est accessible à distance.

L’équipe de conception, l’usine de fabrication, les ouvriers, et l’équipe d’installation peuvent accéder au modèle à distance, que ce soit sous forme de dessins et d’instructions imprimés, d’une représentation numérique interactive sur une tablette, en réalité virtuelle, ou en réalité augmentée.

Au-delà de la digitalisation du BTP

Les entreprises de construction affinent continuellement leurs pratiques et intègrent de nouvelles technologies telles que les drones, les robots et le suivi GPS pour rationaliser et automatiser les processus de construction.

La plus grande opportunité n’est pas simplement d’améliorer les processus de construction existants, mais d’explorer de nouvelles approches radicalement différentes de la construction. Plutôt que de simplement digitaliser les pratiques de construction existantes, il est plus judicieux de digitaliser les fondements de l’activité de construction.

La digitalisation du BTP : une industrie en pleine disruption

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