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Les chantiers de demain 4.0

Le secteur de la construction en France est en continuelle extension notamment avec l’évolution des outils, des équipements et des méthodes de construction ; de part la transition numérique adoptée par les entreprises de bâtiment. La numérisation et l’automatisation prennent progressivement la main sur les choix décisionnels. 

Les métiers de construction subissent, à leur tour, un impact important avec l’émergence de nouveaux métiers dans l’ère de la construction 4.0. Alors qu’en est-il, des chantiers de demain ?

Les chantiers d’aujourd’hui en France : enjeux et perspectives

À l’heure de la transformation numérique, de multiples entreprises de construction, en France, se sont impliquées dans une évolution plus dynamique grâce aux outils numériques d’assistance à la gestion d’entreprise et d’autres technologies permettant de minimiser la pénibilité et les délais.

Les métiers du chantier demeurent, néanmoins, en manque d’inspiration et sont assez retirés des opportunités du numérique.

Le numérique au service de la construction

Le numérique connaît un avancement à grande vitesse dans les sociétés de BTP. Une multitude de solutions numériques est déjà employée ; notamment celles d’aide à la gestion d’entreprise (bureautique, finance, logiciel de comptabilité, facturation, devis et de gestion RH).

Ces solutions numériques sont encore plus exploitées par le second œuvre et les travaux publics que par le gros œuvre (logiciels spécialisés BTP, station GPS, CAO/DAO…). La maquette numérique partagée (BIM), le carnet numérique du bâtiment, l’imprimante 3D ou l’exosquelette représentent des possibilités diverses de transition numérique appliquées dans la construction.

Des enjeux capitaux pour le développement du secteur en France

Les nouveaux bâtiments en France connaissent des enjeux divers à l’instar du choix de matériaux respectueux de l’environnement, la diminution des gaz à effet de serre, les exigences énergétiques ainsi que les nouvelles normes.

On s’oriente davantage vers les bâtiments écoresponsables à énergie positive qui bénéficient davantage d’énergie qu’ils en consomment.

C’est dans ce contexte que les sociétés de construction visent non seulement au respect des normes écologiques et des exigences environnementales, mais aussi à gagner en productivité.

En 2017, un programme de recherche et développement nommé « Gros-Œuvre 4.0 » est lancé en France. Ce nouveau projet, qui vient reconsidérer la réalisation des bâtiments, vise à étudier de nouveaux modes constructifs des chantiers de demain parmis elle, l’impression 3D. Celle-ci ouvre les portes à de récentes expérimentations architecturales, et ce, à des coûts et des impacts plus maîtrisés.

Les constructions de demain

ingénieur bet

Automatisation et numérisation des chantiers

Le futur de la construction dépendra, intimement, de l’évolution technologique et de la volonté des entreprises de bâtiment de suivre le cap en recourant aux nouvelles techniques de production innovantes dont l’image numérique et la robotique.

En effet, on se dirige au fur et à mesure vers les chantiers automatisés et optimisés. Une large opération de robotisation de chantiers a été lancée aux États-Unis et au Japon causé par la pénurie de travailleurs dans le secteur.

La Fédération japonaise des entrepreneurs de la construction a annoncé une réduction de 1,28 M de travailleurs, dans le secteur, pour l’exercice 2025 comparé à 2014. De leurs côtés, Les Etats-Unis se heurtent à une problématique semblable : 200 000 postes demeurent non pourvus dans le secteur fin février 2017.

Le pilotage des chantiers est cependant assuré par des tablettes grâce à la modélisation des données du bâtiment (BIM), permettant à tous les intervenants, comme le conducteur de travaux et le chef de chantier, de consulter la même maquette numérique 3D.

En France, la première maison « habitable », imprimée en 3D, a été réalisée en 54 heures, sous la houlette de Benoît FURET (chercheur à l’université de Nantes) : une véritable prouesse architecturale.

Les robots et les drones, remplaceraient-ils, l’Homme ?

Complémentarité entre l’homme et la machine

Ceci dit, l’idée étant de rechercher une réelle complémentarité entre l’Homme et la machine. L’automatisation totale des chantiers n’est pas envisagée. La robotisation de tout un chantier n’est pas si aisé vu le changement des conditions météorologiques, le coût de ses gadgets et, entre autres, la complexité des tâches à réaliser d’un chantier à un autre.

Dans cette optique, et avec le développement à grande échelle du BIM, source de données pour les robots et drones, ces derniers seront chargés graduellement des missions les plus dangereuses, difficiles ou répétitives.

Transformation progressive des métiers du BTP

L’intérêt croissant au développement durable, aux économies d’énergie et, bien évidemment, le numérique et le progrès technologique ont métamorphosé les métiers du BTP. De nouveaux métiers ont vu le jour. D’autres métiers vont émerger dans les prochaines années. On parlera alors de BIM manager, de technicien BBC ou encore d’Energy Manager. Parmi les métiers qui verront aussi une certaine évolution arrive le conducteur de travaux, en pole position, puisque celui-ci assure tous les moyens matériels et humains pour l’exécution des travaux dans les meilleures conditions de délai, de sécurité, de qualité et de rentabilité.
L’intégration du numérique dans la construction induit un changement majeur au niveau de la formation. En France, l’Education Nationale inclus petit à petit des volets numériques spécifiques à la construction dans les programmes qui mènent aux métiers du secteur, notamment sur les niveaux CAP, Bac Pro et BTS. Pour les entreprises BTP, la formation se présente comme un besoin incessant ; particulièrement pour les nouveaux outils spécifiques à la construction et à la gestion de chantiers.

Les constructions BBC

En outre, dans un contexte d’économie énergétique et celui du développement durable, on voit apparaître la construction de Bâtiments à Basse Consommation (BBC), qui consomment beaucoup moins d’énergie pour ses besoins en chauffage et en climatisation à la différence d’une construction standard. Qu’il s’agisse d’une maison individuelle ou d’un bâtiment industriel, les constructions BBC, à la fois modernes et contemporaines, font ainsi appel à des matériaux écologiques comme la membrane respirante, l’aérogel de silice ultra isolant, le béton quasi-éternel SECC, les briques en papier, l’isolant en champignons, le bois renforcé naturellement, le plâtre antichoc et antipollution, le carrelage écologique en bioplastique, le revêtement micronal PCM et bien d’autres encore.

Avec la transition numérique et l’arrivée des drones, des robots, de l’impression 3D et du BIM, les chantiers deviennent toujours plus automatisés et optimisés, les métiers changent successivement, on s’oriente désormais vers les construction BBC et des bâtiments écoresponsables. La difficulté étant de suivre le rythme et de relever le défi du numérique, il est ainsi nécessaire de faire évoluer les différents intervenants sur le chantier (conducteur de travaux, directeur technique, …) vers l’ère du numérique et de la robotisation.

Désormais, dans un contexte d’économie énergétique et celui du développement durable, on voit naître la construction de Bâtiments à Basse Consommation (BBC), qui consomment beaucoup moins d’énergie. Ces bâtiments sont moins énergivores en termes de besoin en chauffage et en climatisation.

Qu’il s’agisse d’une maison individuelle ou d’un bâtiment industriel, les constructions BBC, à la fois modernes et contemporaines, font ainsi appel à des matériaux écologiques : membrane respirante, aérogel de silice ultra isolant, briques en papier, béton quasi-éternel SECC, isolant en champignons, plâtre antichoc et antipollution, carrelage écologique en bioplastique, bois renforcé naturellement, revêtement micronal PCM et bien d’autres encore.

Dans un souci de remporter le challenge environnemental, d’une part, et d’assurer les objectifs de production, d’autre part, les différents acteurs du bâtiment en France essaient d’innover afin maintenir l’avancée technologique et l’impact sur le changement des métiers à prévoir.

Le facteur humain reste le pilier central, malgré l’apparition de solutions automatisées, robotisées plus performantes et plus précises. La difficulté étant de monter en compétence les métiers de conducteur de travaux, chef de chantier etc… pour mieux accueillir la Construction 4.0