- Découvrez 10 façons dont les technologies de construction avancées transforment les projets, avec notamment l’IA, la robotique et le BIM améliorant l’efficacité, la précision et la durabilité sur les chantiers de construction.
- La numérisation de la construction refaçonne notre secteur, en intégrant des technologies pour mettre à disposition des constructeurs des informations détaillées sur les opérations.
- En intégrant ces technologies, les entreprises de construction bénéficieront d’une efficacité améliorée ainsi que d’économies en temps et en argent.
À mesure que les technologies de construction progressent, elles finissent par converger vers un environnement de données intégré où le BIM émergera comme plateforme centrale fédératrice.
La numérisation de la construction redéfinit de manière radicale le hardware, les logiciels ainsi que le rôle de l’être humain sur les chantiers. Les méthodes de plus en plus fines et sensibles de collecte et d’organisation des données provenant des déchets tels que les poussière et la saleté sur un chantier de construction donnent aux constructeurs une idée de plus en plus claire de la manière de rendre leurs opérations plus efficaces.
Mais ces progrès spectaculaires ne se produisent pas de manière isolée. De plus en plus, les chantiers de construction de pointe d’aujourd’hui sont marqués par la forte intégration de nombreuses nouvelles technologies qui s’informent et se nourrissent mutuellement.
Par exemple, avant que la construction ne commence sérieusement, les algorithmes d’apprentissage automatique pourraient optimiser les appels d’offres pour les matériaux, en proposant le meilleur prix pour le meilleur matériau, au meilleur moment. Au fur et à mesure que la construction commence, un robot s’apprentant à un animal sur quantre pattes pourrait parcourir le site, en utilisant l’intelligence artificielle (IA) et des technologies de capture de la réalité pour naviguer afin d’éviter les dangers et les pièges, et d’inspecter le site pour détecter les travaux terminés et les risques de sécurité, tout en utilisant les informations qu’il collecte afin de mettre à jour un modèle BIM dynamique du bâtiment. Ces remontées pourraient être utilisés afin de contrôler un robot d’impression 3D qui extruderait des objets our parties de bâtiment en béton à faible teneur en carbone. Au fur et à mesure que le béton durcirait, les progrès pourraient mis à jour dans le modèle.
Ces technologies donnent aux entreprises générales la possibilité de savoir ce qui se passe dans chaque partie et phase de leurs projets de construction avec des détails inégalés, ce qui leur permet d’économiser du temps et des coûts en cours de route. Les nouveaux outils promettent de nouveaux niveaux de précision et de rapidité qui peuvent créer un environnement bâti meilleur et plus durable.
1. Minimiser les risques du projet grâce à l’apprentissage automatique
L’apprentissage automatique est un sous-ensemble de l’IA qui utilise des algorithmes pour détecter des modèles dans les données ou dans l’environnement, réagissant dynamiquement à des observations afin d’affiner les performances. Dans de nombreux cas, ces algorithmes trient les données de construction téléchargées ou générées en coulisses dans le logiciel que vous utilisez. Ils examinent les logiciels de suivi de projet, les dessins, les modèles, les approbations et autres documents pour détecter des tendances, des conflits potentiels ou des risques pour la sécurité. Ces informations peuvent être utilisées pour optimiser les appels d’offres pour un projet ou pour résoudre les risques liés aux coûts ou au planning avant le début de la construction.
EarthCam est l’un des principaux fournisseurs de technologies, de contenus et de services de caméras en direct. Les équipes de construction utilisent EarthCam pour surveiller et documenter leurs projets. Du contenu de webcam et de la vidéo en direct, aux timelapses accélérés de construction impressionnants, EarthCam fournit un écosystème complet de solutions de données visuelles pour améliorer la gestion de projet et promouvoir la transparence.
EarthCam utilise également une IA de pointe côté serveur et une visualisation par ordinateur de pointe, qui dépassent la capacité visuelle des observateurs humains. L’entreprise utilise la détection d’objets en IA pour automatiser les alertes, les balises et les visualisations. Cela signifie que les équipes peuvent passer moins de temps à observer manuellement les projets et investir plus d’énergie à agir.
Matterport est une société leader de données spatiales axée sur la numérisation et l’indexation du monde bâti. Matterport permet aux équipes de construction de créer et de partager des jumeaux numériques, qui peuvent être utilisés pour concevoir, construire et exploiter n’importe quel espace. L’IA joue un rôle essentiel au sein de la plateforme Matterport, l’IA Cortex de Matterport servant d’épine dorsale à l’ensemble de son cadre technologique.
Construction IQ d’Autodesk (qui fait partie d’Autodesk Construction Cloud) utilise également l’apprentissage automatique pour prédire les risques potentiels pour les projets avant qu’ils ne deviennent des impacts coûteux en aval, en suggérant automatiquement les causes profondes et en associant un niveau de risque potentiel. Construction IQ examine les risques en termes de conception, de qualité, de sécurité et de gestion de projet et permet aux utilisateurs de créer un tableau de bord qui classe les problèmes par facteurs de risque au niveau d’un projet et entre projets.
Par exemple, Construction IQ signalera les sous-traitants qui ont été confrontés à des problèmes de sécurité dans le passé ou classera l’urgence des demandes d’informations, le tout depuis Autodesk Construction Cloud. Construction IQ donne aux équipes de projet des informations exploitables sur les points où leur projet pourrait mal se passer, prévenant ainsi par anticipation les chefs de chantier au moment opportun.
2. Intégrer la robotique aux nouvelles technologies de construction
Le succès de la robotique en tant que technologie de construction dépend de l’avancement des autres secteurs technologiques de la construction et de leur intégration les uns aux autres. Quel que soit le travail physique effectué par un robot de construction (cartographie et inspection du site, livraison de matériaux ou installation de composants) sur le chantier de construction numérisé d’aujourd’hui, ce travail ne peut être couronné de succès que si ces robots comprennent où ils se trouvent dans un espace physique, comment les conditions autour de lui changent et comment ce qu’ils font se rapporte à l’ensemble du site de construction. Cela signifie une intégration transparente avec les plateformes de capture de réalité, les logiciels de gestion de chantier, l’IA, le BIM, etc.
Actuellement, les robots basés sur l’IA sont capables d’effectuer une seule tâche, mais manquent souvent de flexibilité. Par exemple, le Hilti Jaibot est spécialement conçu pour percer les plafonds. Il comprend comment modifier le couple pour arriver à transpercer différents matériaux et il sait aussi quoi faire s’il heurte des barres de ferraillage. Tybot d’Advanced Construction Robotics relie les barres d’armature horizontales à un système de portique. Le BUNKER de Weston Robot, un robot de livraison et de transport à double voie, navigue à l’aide du LIDAR, peut transporter 60 kgs de charge et dispose de quatre heures de charge de batterie.
L’un des rôles les plus courants des robots sur les chantiers de construction est celui d’inspecteur de chantier autonome. Le viBOT de viACT est un scanner 3D à quatre roues capable de détecter l’utilisation de l’EPI requis ainsi que les niveaux d’incendie et de fumée ; suivre le progrès; reconnaître les visages; et émettre des alertes de glissade, de trébuchement et de chute. Spot de Boston Dynamics, récemment mis sur le marché, utilise des pieds articulés pour accéder aux endroits où les roues ne peuvent pas accéder.
3. Contrôler les données du projet avec la construction connectée
La construction connectée est une approche de numérisation de toutes les activités de construction, qui accélère toutes les nouvelles façons dont les activités de construction sur site sont traduites en données. De manière générale, la construction connectée fait référence aux technologies qui permettent un meilleur contrôle et une meilleure organisation des données de construction. Ces technologies peuvent être étendues, suivre et gérer les délais et plannings des projets, les flux de matériaux et l’utilisation des équipements, ou elles peuvent être plus granulaires.
Autodesk Takeoff, qui fait partie de Construction Cloud, examine la manière dont les responsables de chantier génèrent les quantités de matériaux dont ils auront besoin pour un projet. Cette fonctionnalité peut analyser des plans et des modèles, en rassemblant le nombre de composants, simplement en définissant une zone ou une projection linéaire. Il peut également appliquer des coûts unitaires aux estimations budgétaires.
En termes d’applications plus larges, les utilisations les plus courantes en matière de gestion de projet numérique sont la cartographie de la réalité et l’intégration de données. Des plateformes telles que Evercam, NavVis, Oculo et OpenSpace observent ce qui se passe sur un chantier de construction et vérifient les progrès.
4. Évaluer la sécurité du site et le flux de travail du projet avec la réalité augmentée
Proche cousine de la réalité virtuelle (VR), une représentation visuelle entièrement synthétique et immersive d’un environnement, la réalité augmentée (RA) dans la construction superpose des modèles de composants de bâtiment 3D sur des sites du monde réel. Cette avancée majeure signifie que les constructeurs peuvent apporter leurs données BIM sur site et les parcourir et expérimenter spatialement.
Ce processus se déroule à différents niveaux d’immersion, car les plateformes sont intégrées à des appareils portables (tels que des smartphones et des tablettes) ou à des casques et des lunettes qui déterminent l’ensemble du champ de vision d’un constructeur. Ces visuels augmentés sont utilisés pour évaluer la sécurité de la construction, le flux de travail du projet et la détection des conflits.
GAMMA AR superpose des modèles BIM 3D sur le chantier de construction à l’aide de la RA, vous permettant de détecter les erreurs avant la construction du bâtiment, réduisant ainsi les erreurs et les allers-retours inutiles entre les parties. Il peut également être utilisé pour visualiser des modèles et des conceptions avant la construction.
Les équipes de chantier qui utilisent GAMMA AR pour suivre la progression sur le chantier peuvent relier les données collectées sur le terrain aux ressources d’Autodesk Build. Une fois liées, les données de progression GAMMA AR collectées sur site peuvent être visualisées directement dans les modèles BIM gérés dans Build.
Grâce à l’intégration Resolve, les équipes peuvent examiner leurs modèles hébergés dans Autodesk Construction Cloud en VR. Les équipes peuvent laisser des commentaires en VR grâce à la synthèse vocale, extraire des documents 2D critiques pour valider les modèles et ouvrir de grands projets BIM sur des appareils VR autonomes. Resolve aide les projets à s’impliquer davantage dans les actifs BIM existants pour construire des actifs plus sûrs, plus efficaces et plus durables.
vGIS.io transforme les données spatiales (BIM, SIG et numérisations 3D) en jumeaux numériques et de RA de qualité construction. vGIS est livré avec des plug-ins pour Autodesk Civil 3D, Revit et Navisworks et s’intègre directement à Autodesk Construction Cloud pour réduire ou éliminer la préparation manuelle des données pour la RA.
Workshop XR d’Autodesk permet de mettre en place une table ronde d’équipe de projet où des avatars virtuels peuvent inspecter les modèles BIM et les explorer à l’échelle 1:1. Tout en collaborant dans cet espace virtuel, les membres de l’équipe peuvent zoomer et dézoomer sur les modèles, les faire pivoter et extraire des couches de données intégrées pour diagnostiquer les problèmes et mettre en évidence les problèmes de flux de travail. Grâce à des casques VR, Workshop XR offre de nouveaux niveaux d’immersion et de représentation, puisque la même équipe, représentée par ses avatars, peut entrer dans le modèle pour l’observer de plus près. Entièrement intégrée à Autodesk Construction Cloud, cette plateforme fournit un environnement de données commun aux collaborateurs techniques et non techniques, créant une représentation intuitive des travaux construits qui devient accessible plus que jamais auparavant.
XYZ Reality permet aux équipes chantier de visualiser et de positionner des hologrammes de modèles BIM sur site avec une précision de 3 à 5 millimètres, de valider en temps réel et de prendre des décisions immédiates sur le terrain pendant toutes les phases de construction. Combinant une technologie RA de niveau ingénierie et des contrôles de projet complets, XYZ Reality offre aux propriétaires et aux entreprises un moyen précis et objectif de gérer et de réaliser des projets et permet aux équipes de les construire correctement du premier coup.
5. Utiliser l’IA pour réduire les délais et les coûts des projets
À l’instar de la robotique avec laquelle elle est souvent associée, l’IA constitue un domaine de recherche incroyablement vaste qui est le plus souvent appliqué aux chantiers de construction de manière très ciblée. L’IA alimente les plateformes technologiques qui détectent et prédisent les risques de sécurité, surveillent les plannings de construction et signalent les retards, coordonnent les réseaux Internet des Objets (IoT), font voler des drones et extrapolent de nouvelles couches de métadonnées à intégrer dans les modèles BIM. Dans la plupart des cas, ces algorithmes d’IA recherchent des gains de temps et financiers, ainsi que des moyens de minimiser les émissions de carbone.
La plateforme d’identification et d’approvisionnement de produits Bimmatch utilise l’IA pour sélectionner les matériaux et composants idéaux pour un projet donné, en les évaluant en fonction du coût, de l’empreinte carbone, etc. La plateforme (qui fonctionne comme un plug-in Autodesk Revit) peut générer automatiquement une nomenclature et promet de réduire de 75 % le temps passé à rechercher manuellement des matériaux et des composants.
6. Gérer les coûts, la planification et bien plus encore grâce aux capacités BIM étendues
Les solutions BIM tels qu’Autodesk BIM Collaborate, Revit et Navisworks gagnent régulièrement du terrain en tant que représentations tridimensionnelles de projets AECO connectés aux données provenant des chantiers de construction.
Dans le même temps, le BIM évolue vers des dimensions plus complexes qui vont au-delà de la pure représentation visuelle. Ces nouvelles itérations approfondissent les couches plus granulaires de la gestion de projet. Les niveaux BIM (ou « dimensions ») s’étendent pour intégrer les calendriers et plannings de projet, les budgets, etc., ajoutant tous de nouveaux types de métadonnées au modèle.
Par exemple, le BIM 4D est généralement défini comme intégrant la planification et le séquençage du projet, permettant aux constructeurs de voir comment les éléments individuels de construction s’alignent sur le plan global et de vérifier leur installation correcte et séquentielle en temps réel.
Le BIM 5D intègre des données de coûts, attribuant des valeurs financières à des éléments individuels et générant des budgets mis à jour en réponse aux changements sur le chantier de construction. Par exemple, Galliford Try Costain et Atkins, une coentreprise, ont utilisé le BIM 5D pour agrandir une usine de traitement d’eau vieillissante à Liverpool, au Royaume-Uni, qui dessert 600 000 personnes. À l’aide de Navisworks Manage et d’Autodesk Construction Cloud, l’équipe commune a utilisé son modèle numérique pour répéter les séquences de construction avant la construction et a extrait des estimations de coûts à partir des modèles, aidant ainsi à valoriser les stations de pompage et d’autres éléments.
Les prochaines dimensions du BIM sont moins définies, bien que le BIM 6D ait été défini comme la gestion de la durabilité et de l’empreinte carbone des éléments de construction, et que le BIM 7D ait été identifié comme intégrant les données de maintenance, de gestion et d’exploitation, jonglant avec les calendriers de maintenance, les garanties et les inspections et plus encore.
À terme, comme toutes les phases de conception, de construction et d’exploitation seront intégrées dans l’univers du numérique, le BIM englobera toutes les autres technologies évoquées ici à mesure qu’elles se connectent et communiquent entre elles via la plateforme.
7. Suivre les appareils en réseau / connectés avec l’IoT
L’Internet des objets (IoT) dans la construction et la mise en réseau / connexion du matériel sur un chantier, deviennent fondamentaux afin de coordonner les données nécessaires pour gérer un site de manière rentable et rapide. La robotique et les drones (peut-être en analysant un site à la recherche de travaux incomplets) ont besoin de l’IoT pour signaler leurs activités au modèle numérique en vigueur. Les capteurs de chute et autres appareils portables en réseau peuvent rendre les chantiers de construction beaucoup plus sûrs. Les outils de construction et les véhicules individuels peuvent également bénéficier du réseau IoT, qui peut surveiller l’utilisation ou les besoins d’entretien et de réparation.
L’entreprise de construction suédoise Skanska a développé une plateforme d’apprentissage automatique qui optimise la façon dont les transporteurs de gros chargements (camions) circulent sur les chantiers de construction, en les mettant en réseau afin de maximiser l’efficacité et les coûts. En collaboration avec Ditio, une entreprise technologique norvégienne, Skanska construit une plateforme d’IA qui optimisera les itinéraires des camions afin de minimiser les temps d’arrêt et de départ, la consommation de carburant et les dépenses de maintenance.
Tenna fabrique des dispositifs de suivi des actifs qui peuvent être apposés sur les équipements et les véhicules. Les outils incluent des trackers de flotte pour les gros véhicules tels que les camions, des trackers GPS sans fil pour les grosses machines, des trackers Bluetooth pour les petits équipements et des QR codes pour les petits objets comme les outils électriques. Les gestionnaires peuvent voir l’emplacement de leurs actifs sur une carte et consulter l’historique d’utilisation et de maintenance passée.
8. Creuser plus en profondeur avec des outils d’analyse avancés
La valeur des nouvelles technologies de construction ne se limite pas aux représentations visuelles de ce qui se passe sur le site. De nombreuses applications de gestion de documents et de contrats permettent aux membres de l’équipe d’AECO de suivre les changements au fil du temps et des projets, d’examiner les préqualifications des sous-traitants, de les faire correspondre aux projets, de vérifier la conformité au droit du travail et de partager rapidement des informations avec toutes les parties concernées.
Grâce à l’outil Data Connector d’Autodesk Construction Cloud, les équipes peuvent exploiter leurs données au-delà des rapports de base ou des tableaux de bord prêts à l’emploi. Data Connector permet aux équipes d’extraire des données de la plateforme pour les analyser en profondeur et de manière ponitue dans d’autres outils de business intelligence. De plus, grâce à Data Connector, il existe une intégration rationalisée avec Microsoft Fabric pour extraire facilement des données et les combiner avec d’autres sources de données afin de libérer le potentiel de toutes les données et de jeter également les bases d’une croissance potentielle de l’IA.
Toric propose aux équipes chantier des outils de visualisation de données détaillées compatibles avec le BIM, intégrant et interprétant les données de plus de 20 applications, d’Autodesk Civil 3D à Pinterest, et les organisant dans des formats intuitivement lisibles (graphiques, tableaux, modèles, texte, etc.) , sans aucune expertise en codage nécessaire.
9. Générer des modèles 3D détaillés avec LIDAR et des drones
Tout comme la robotique, les drones deviennent du matériel essentiel pour les entreprises qui doivent optimiser la gestion efficace de leurs chantiers de construction. Le marché des drones grand public a connu une croissance explosive et pléthore d’applications de photogrammétrie polyvalentes, utilisées pour créer des cartographies ultra détaillées des sites et surveiller l’avancement des travaux.
Mais les temps de vol des drones ont été sévèrement limités par la technologie des batteries lithium-ion qui les alimentent, à 30 minutes maximum pour les drones grand public. C’est pourquoi la société de piles à hydrogène H2GO applique sa technologie de pile à combustible compacte aux drones aériens. Les cellules de puissance sûres et légères de H2GO durent trois fois plus longtemps que les batteries lithium-ion classiques et ne génèrent aucune émission de carbone.
Une nouvelle génération de drones intègre la technologie LIDAR pour créer des modèles 3D détaillés depuis les airs, à l’aide de drones à voilure fixe et quadricoptères. Le LIDAR, qui assemble des modèles à partir de nuages de points créés par des lasers projetés sur une cible des milliers de fois par seconde, offre des détails formels et texturaux bien plus détaillés que la photogrammétrie classique, ce qui le rend mieux adapté à l’arpentage des forêts et du feuillage, ainsi qu’aux sites à topographie complexe. De plus, les bâtiments présentant des caractéristiques formelles complexes et des éléments articulés de manière unique qui doivent être régulièrement inspectés nécessiteront le LIDAR.
DroneDeploy est une plateforme de réalité de chantier leader au niveau des entreprises. Le logiciel convertit les chantiers, les structures et les actifs en représentations numériques faciles à comprendre, générant ainsi des informations précieuses pour les équipes de construction. Grâce à la cartographie, à la modélisation 3D, à l’analyse et au reporting, DroneDeploy fournit une réplique numérique détaillée et précise de n’importe quel site (bâtiments et terrassements intérieurs ou extérieurs), permettant aux équipes de projet d’agir, de gagner du temps et de réduire les coûts imprévus. Les cartes aériennes haute résolution et les images 360 de DroneDeploy peuvent être exportées vers Autodesk Build, Autodesk Docs ou BIM 360.
Cintoo Cloud transforme les données de scan laser terrestre en données de réalité compatibles BIM. Les données peuvent être partagées, annotées, visualisées, mesurées et distribuées pour les flux de travail de numérisation vers le BIM. Plus intéressant encore, chaque position de numérisation peut être transformée en un maillage 3D jusqu’à 20 fois plus petit que le nuage de points source, améliorant ainsi la précision de vos fichiers de conception. Les équipes de projet peuvent restaurer un ensemble de numérisations, une zone de travail, des tranches et des recadrages ou l’ensemble du projet dans son format de nuage de points d’origine pour une utilisation dans des applications de bureau telles qu’Autodesk Revit, Autodesk AutoCAD ou Navisworks.
Hammer Missions crée des logiciels de drones pour cartes, modèles et rapports d’inspection. La société propose une suite standard d’applications d’inspection pour les façades, les toits, les éoliennes, les antennes relais, les panneaux solaires, etc., ainsi qu’une fonction unique de mesure des stocks. Cette fonction permet aux constructeurs de mesurer en quelques clics le volume exact de granulats de construction meubles (sable, gravier, terre, sel) après une inspection aérienne. Le logiciel peut créer un plan de vol automatisé pour un site donné et en assembler un modèle 3D. À partir de là, l’utilisateur définit les limites du stock et le logiciel calcule son volume.
10. Concevoir de manière plus efficace grâce à une préfabrication de niveau supérieur
Le rêve éternel de bâtiments assemblés avec la modularité intuitive des Legos est un souhait qui s’est souvent soldé par des échecs, mais les pionniers de la préfabrication d’aujourd’hui se sont concentrés sur la science des matériaux et la robotique pour contourner le manque d’évolutivité ayant empêché les innovateurs du passé.
La construction modulaire est toujours bien vivante. La société d’ingénierie britannique Bryden Wood a utilisé des processus de conception pour la fabrication et l’assemblage (DfMA) pour construire une série de couloirs modulaires pour les aéroports londoniens d’Heathrow et de Gatwick. Ceux-ci ont été construits dans une usine de fabrication à proximité du chantier et mis en place par grue.
Plusieurs jeunes entreprises se tournent vers l’impression 3D pour offrir la combinaison gagnante d’une standardisation précise et efficace et d’une flexibilité de conception pour la construction modulaire. Mighty Buildings propose un processus hybride d’impression 3D et de construction modulaire hors site. L’entreprise utilise un matériau de construction exclusif à faibles émissions composé à 60 % de verre recyclé, qui, selon elle, représente 70 % du poids du béton et est cinq fois plus résistant. Ce matériau est durci hors site à l’aide de lumière ultraviolette et peut être défini dans une large gamme de formes sur mesure.
Icon Build crée des maisons imprimées en 3D fabriquées à partir d’un béton à faible teneur en carbone appelé Carbon X, qui génère 42 % d’émissions de carbone en moins que le mélange précédent de l’entreprise. Selon le MIT Concrete Sustainability Hub, il s’agit de la méthode de construction la plus faible en carbone qui existe sur l’ensemble du cycle de vie. Elle se compare même avantageusement aux maisons à ossature standard, produisant 2 à 6 % d’émissions de carbone en moins qu’une maison à ossature classique. Et tandis que le robot d’impression 3D initial d’Icon Build était un portique à un seul étage, sa dernière itération, Phoenix, est un bras robot articulé à plusieurs étages. D’une longueur de 33 mètres, il peut être transporté par camion sur et hors site et construire des éléments au-delà de l’enveloppe du bâtiment, tels que des fondations et des toits.
À mesure que ces technologies gagnent en maturité et augmentent leurs performances techniques, elles perdront leur définition en tant que produits et outils distincts, pour finalement être intégrées dans un environnement de données global. Le BIM assumera probablement ce rôle de fédérateur principal. Ce faisant, la fonction du BIM passera d’un outil visuel à une solution holistique de gestion de la construction.
