Malgré les prouesses technologiques de ces trois dernières décennies, le secteur du bâtiment et des travaux publics prend encore du retard notamment en termes d’adoption des nouvelles technologies.
D’après l’institut McKinsey, le bâtiment figure parmi les « secteurs les moins digitalisés au monde », tout en affirmant qu’il est possible d’augmenter la valeur du secteur de 1,6 billion de dollars, soit près de 2 % de l’économie mondiale.
Cependant, le BTP est un secteur particulièrement ouvert aux innovations. Ces nouvelles technologies procurent tant de bénéfices pour le secteur, tant sur la partie technique que financière : réduction des coûts, rapidité et précision des opérations, sécurité renforcée sur les chantiers, optimisation de l’organisation du travail…
Ces avancées technologiques ont notamment pour conséquence de modifier la manière de travailler ou de concevoir un chantier.
Le BIM, la maquette numérique qui révolutionne la construction
On peut définir le Building Information Modeling (Modélisation des données du bâtiment) comme une maquette numérique intelligente qui rassemble l’ensemble des processus liés à un projet ou à un ouvrage.
Le BIM sert à modéliser toutes les données relatives à la construction du bâtiment, permettant alors une meilleure collaboration entre les différents corps du métier ainsi qu’une baisse des coûts de construction et d’exploitation. Grâce à la maquette numérique, les informations sont partagées et diffusées en temps réel à tous les intervenants, et ce, tout au long de la conception et de la construction d’un bâtiment.
Le béton qui s’auto-répare
En partant du constat que le béton est sujet à la corrosion et avec les années, il se fissure, le microbiologiste Henk Jonkers a eu l’idée d’ajouter des bactéries qui produisent du calcaire au mélange avec lequel on fabrique le béton. Ces bactéries sont ainsi capables de réparer les micro brèches avant qu’elles ne prennent de l’ampleur.
Ce procédé n’est pas encore démocratisé à grande échelle à cause du contexte économique difficile. Ce béton auto-réparateur, 50% plus cher que le béton classique, semble devenir une excellente alternative pour les bâtiments exposés à des problèmes de fuite ou de corrosion.
Les machines de chantier « verts »
Dans une optique de réduction des émissions de ses engins, le secteur du BTP tente d’intégrer de nouvelles machines adaptées à la demande de respect de l’environnement tout en perfectionnant ses équipements. Les engins de chantier passent donc au « vert ». De par leur vertu éco-responsable et aussi, de par leur coût d’exploitation, ceux-ci permettront de réduire les émissions de gaz à effet de serre et la pollution.
De nombreux motoristes et constructeurs se sont déjà lancés dans la fabrication de nouveaux moteurs à l’instar de Stage V, créé par Volvo Penta ou encore la pelle de 22 tonnes HB215 par Komatsu. La réduction des émissions passe aussi par une série de bonnes pratiques à l’instar des systèmes d’arrêt automatique des moteurs servant à réduire les émissions comme celui imaginé par Volvo Construction Equipment, qui coupe un moteur au ralenti au bout de 4 minutes.
L’avènement des robots constructeurs
Les robots constructeurs se déploient petit à petit sur les chantiers de construction pour assister les ouvriers dans leurs tâches quotidiennes, souvent répétitives et pénibles.
Ce concept révolutionnaire du BTP est lancé comme une réponse aux différentes contraintes de temps liées à la vitesse de construction du chantier et au besoin de réduire les coûts de main d’œuvre. Certains fabricants ont déjà amorcé la commercialisation de quelques-uns, susceptibles de poncer, de percer ou encore de tailler des pierres. On a eu droit aussi à des robots de démolition télécommandés dont Brokk et Husqvarna DXR ou encore Crabot, le robot grue imaginé par Google pour la fabrication de son nouveau siège dans la Silicon Valley.
Cependant, la véritable innovation du secteur s’appelle Hadrian, un robot constructeur capable de construire une maison entière en un temps record, d’une à deux journées.
Des matériaux intelligents « connectés »
De nos jours, les matériaux utilisés dans la construction n’échappent pas aux nouvelles technologies. C’est le cas de Lafarge et d’Edycem, tous deux fabricants de béton, qui ont intégré des puces RFID encapsulées et des capteurs dans leurs matériaux.
On a désormais la possibilité de connaître la nature du matériau, sa date et son lieu de fabrication, le nom du constructeur ou encore, sa résistance mécanique, via un smartphone.
Les matériaux connectés permettent ainsi de garantir une traçabilité efficace des matériaux, d’en savoir plus sur leurs caractéristiques techniques à tout moment et de suivre l’évolution des matériaux et de leur structure.
Avec les objets connectés, les bâtiments deviennent intelligents
Les objets connectés et l’Internet des objets (IoT) ont déjà envahi pas mal de secteurs dont le bâtiment et les travaux publics. Cette prouesse technologique propose de nouvelles opportunités pour les métiers du BTP.
En effet, ces objets connectés sont capables de collecter, de stocker des quantités considérables d’informations pour les exploiter ensuite dans le contrôle et la gestion des bâtiments, pour l’analyse des données, pour la formation et la sécurité des ouvriers.
Plusieurs entreprises et startups s’intéressent de plus en plus à l’IoT en ciblant principalement le secteur du bâtiment. De nombreuses solutions ont émergé comme l’armoire intelligente, les gants connectés ou encore le casque à réalité virtuelle. D’autres exemples sont disponibles comme la solution Selex permettant de déterminer les inefficacités, renforcer la maintenance préventive et faire diminuer ainsi la consommation énergétique. De son côté, le boitier de commande GX-55 du constructeur Topcon fournit des informations en temps réel durant les opérations d’excavations.
Le logiciel CAT Connect, conçu par Caterpillar, permet d’optimiser l’utilisation de leurs machines. L’entreprise Sopra RH a développé également un outil capable d’identifier les niveaux de bruit, de pression ou encore de température auxquels sont exposés les ouvriers.
La réalité augmentée pour une meilleure visibilité sur les chantiers
La réalité augmentée représente une réelle innovation sur les chantiers. Cette technologie, permettant d’inclure en temps réel des informations en superposition de la réalité, offre plusieurs avantages pour les professionnels du bâtiment.
On peut, entre autres, visiter virtuellement un bâtiment, visualiser l’avancement des travaux, obtenir une aide à la lecture d’un plan ou encore coordonner les artisans.
La réalité augmentée s’avère très bénéfique aussi bien sur le plan technique que commercial, en vue de réaliser une vente. Les futurs acheteurs et les constructeurs, visualisent en temps réel le bâtiment et peuvent ainsi mieux s’y projeter.
Il est possible également aux différentes équipes d’artisans évoluant sur le chantier d’identifier rapidement si des modifications doivent être apportées à l’ouvrage et de réduire ainsi les erreurs de construction.
Les drones : nouveau gadget du chantier
Conçu à l’origine pour le domaine militaire, puis exploité principalement dans la sécurité, la santé et l’aéronautique, le drone s‘est déployé rapidement dans le secteur du bâtiment et des travaux publics.
Capable de se faufiler partout, ce petit gadget assiste les professionnels du bâtiment et des corps de métiers sur le chantier. Peu coûteux et facile d’utilisation, il est capable de fournir des modèles 3D, réaliser des relevés topographiques, faire des diagnostics sur des ouvrages inaccessibles, suivre les évolutions sur les chantiers et effectuer des diagnostiques énergétiques.
En recourant au drone, l’inspection des lieux se fait en temps réel. Par sa rapidité et sa précision, cet appareil novateur offre une meilleure productivité, des économies d’échelle et une amélioration de la sécurité sur les chantiers.
L’impression 3D : le futur de la construction
Qui aurait cru, il y a des trois décennies, que des bâtiments résidentiels, professionnels et autres infrastructures seraient bâtis grâce à des imprimantes 3D.
L’utilisation de l’impression 3D sur un chantier permet de limiter les accidents, avoir un meilleur contrôle des différentes étapes et gagner en temps et en argent. Les exemples de son succès sont multiples : un pont pour vélo à Amsterdam et un autre, pour piétons, en Espagne, entièrement conçu avec des matériaux issus du recyclage.
Il y a eu aussi des constructions aux Émirats Arabes Unis mais également en Italie où, fin 2018, 3D Wasp a fabriqué Gaia, une maison imprimée en 3D avec des matériaux entièrement naturels.
La réalisation la plus marquante reste tout de même celle du groupe chinois Winsun qui a réussi à imprimer un immeuble de 6 étages via une imprimante de 40m de long.
Du côté de l’Hexagone, Constructions-3D espère terminer l’impression de l’accueil de son nouveau siège social fin 2019. Le francilien XtreeE, à son tour, participe, lui, à Plurial Novilia, le premier projet français de construction d’habitations en impression 3D, cinq maisons destinées au logement social dans un écoquartier de Reims (Marne).
Le Big Data : quel apport pour la construction ?
Pour parvenir à créer un modèle de construction unique et sur-mesure, les professionnels du bâtiment recourent au Big Data pour la collecte et l’analyse de données volumineuses et non structurées.
Ceci permet par la suite de déterminer les meilleures pratiques et d’homogénéiser les opérations sur tous les chantiers, sur tous les projets et dans toutes les zones géographiques.
Le « Smart Grid» compte parmi les plus célèbres exemples d’application du Big Data au BTP. Celui-ci permet de mettre de l’intelligence sur le réseau électrique des bâtiments pour faciliter et optimiser la gestion de l’énergie et des appareils électriques sur le réseau.
L’économie collaborative appliquée au BTP
L’économie collaborative, ou l’économie du partage s’appuie sur la mutualisation et l’échange de services, de ressources, de biens, de temps, de savoirs et de compétences. Ce nouveau modèle économique a bouleversé les modes de consommation traditionnels, y compris celui du secteur BTP.
En effet, les entreprises choisissent de louer du matériel BTP plutôt que d’en acheter, en raison des coûts élevés et du taux d’utilisation trop peu important en termes de rentabilité.
Les plateformes collaboratives comment ainsi à émerger permettant la mise en relation pour la location de matériel BTP entre professionnels.