Construction 4.0 définition et enjeux pour les métiers de l’Infra

Sans réel consensus de la part des professionnels internationaux, il n’existe pas encore de définition précise de la Construction 4.0. Ceci étant, notre propos du jour tend modestement à essayer de vous faire comprendre de quoi il retourne lorsque l’on parle de Construction 4.0. Pour cela, nous vous proposons avant tout un peu de sémantique. Nous ne nous attarderons évidemment pas sur le mot « construction » mais vous expliquerons plutôt pourquoi celui-ci est associé au chiffre « 4 ».

Pour apporter du concret à tout cela, nous sommes également allés à la rencontre de la startup nantaise, Batiprint3D, qui construit des maisons avec une imprimante 3D.

Tout ceci devrait vous permettre d’obtenir une définition de ce concept et de mieux comprendre les enjeux de cette Construction 4.0 dans nos métiers de l’Infra (infractructure, aménagement urbain…).


La construction 4.0 à l’aube de la 4e révolution industrielle

Mais que représente le 4.0 ? En fait, il s’agit ici de faire référence à la 4e révolution industrielle, pas moins. Car le concept de construction 4.0 tire son origine de l’industrie 4.0.

Un peu d’histoire :
• La première révolution industrielle a eu lieu à la fin du XVIIIème siècle. Elle est liée à l’apparition de la mécanisation dans les entreprises, notamment avec l’arrivée des machines à vapeur.

• La seconde révolution industrielle apparaît entre 1890 et 1910, avec l’extraction du pétrole, l’invention de l’électricité et l’émergence de l’automobile.

• La troisième révolution date des années 1970 à 2000, avec l’électricité d’origine nucléaire et l’apparition de nouveaux matériaux (résines, silicones, céramiques. Elle est également symbolisée par la prédominance des automatisations, des ordinateurs et d’Internet.

• La quatrième, qui nous intéresse aujourd’hui (oui, nous pouvons désormais la désigner comme telle !) est celle de l’intelligence artificielle et de la robotique. On assiste à l’émergence des systèmes contrôlés par l’intelligence artificielle, d’usines autonomes et, globalement, d’un monde de plus en plus connecté.

Construction 4.0 et révolutions industrielles


La construction 4.0 : définition et enjeux

La construction 4.0 , fera partie des sujets phares du prochain BIM World, qui aura lieu à Paris, les 7 et 8 octobre prochains. Voici ce qu’en pense Alain Sevanche (fondateur du salon BIM World) :

« La construction 4.0 représente l’industrialisation de la construction, depuis les usines qui fabriquent les composants des ouvrages, jusqu’à la livraison des ouvrages. Pour mieux comprendre, il s’agit en fait de savoir, comment on industrialise l’acte de construire, comment on améliore la productivité et enfin, comment demain on va optimiser l’utilisation des ressources ».

Si nous entrons un peu dans le détail, cela veut dire que nous allons nous attacher à des problématiques de préfabrication, de fabrication hors site, d’impressions 3D, d’automatisation, de guidage machine élargi, mais aussi du « design and built ». C’est-à-dire de concevoir directement pour la mise en œuvre future.

Un autre enjeu majeur de la construction 4.0 est d’améliorer la traçabilité des matériaux dans une optique bas carbone. En effet, à compter du 1er juillet 2020, la nouvelle Réglementation environnementale (RE 2020) impose d’étudier l’impact global d’un bâtiment à toutes les étapes de sa vie, depuis sa construction jusqu’à sa démolition. La traçabilité est donc résolument au cœur du sujet.

Ainsi définie, la construction 4.0 se veut donc à la croisée des chemins du monde virtuel, de la conception numérique, de la gestion et in fine de l’industrialisation de l’acte de construire. La construction 4.0 doit permettre de construire de l’unique et du personnalisable tout en maintenant les coûts, malgré la production de petits volumes.

Dans les métiers de l’Infrastructure et de l’aménagement urbain (INFRA) c’est déjà le cas. Chaque chantier est unique, et le restera probablement. La construction 4.0 doit donc vous permettre :

  • de réduire les déchets,
  • mieux gérer les équipes,
  • gagner en productivité,
  • optimiser les délais, les coûts et la sécurité des chantiers.

Des notions qui sont éminemment liées au BIM et que nous évoquons régulièrement. Nous pouvons donc aisément en conclure que BIM et industrialisation vont résolument de pair pour répondre aux enjeux de demain. Et tout cela ne sera possible qu’en passant le cap de la transformation digitale, qui est plus que jamais indispensable.

Nous n’avons de cesse dans l’équipe de rédaction du blog de l’Infra, d’alerter les entreprises sur la nécessité à passer le cap de la transformation numérique. D’une certaine manière, ne pas tenir compte de cette 4ème révolution industrielle revient à nier les impacts de l’invention de l’électricité ou de l’automobile en leur temps.

La construction 4.0 est donc une étape supplémentaire pour tous les métiers de l’Infra déjà bien bousculés, mais une étape inéluctable car la transformation digitale est en cours et elle ne s’arrêtera pas de si tôt !


Zoom sur Batiprint3D et ses maisons imprimées en 3D

Zoom sur Batiprint3D et ses maisons imprimées en 3D

Voici avec Batprint un exemple concret de construction 4.0. Nous sommes allés interroger Hedy Zouaoui Co-Fondateur / CEO Batiprint3D et Fanny Buyens CTO – Experte management de projet.

Batiprint3D est une start-up Deeptech, c’est-à-dire issue des laboratoires de recherche, dont l’enjeu est l’innovation de rupture, notamment autour de l’acte de construire. La start-up a vu le jour en Décembre 2019 suite aux travaux universitaires mené par 2 laboratoires de l’Université de Nantes, en lien avec des solutions de dépose de mousse polymère isolante utilisée comme coffrage perdu.

Une innovation qui participe à l’accélération de la construction 4.0. Après des essais en laboratoire, Nantes Métropole Habitat a rapidement imaginé avec eux la construction d’une maison. C’est ainsi qu’est née Yhnova, la première maison construite grâce à la robotique et l’impression 3D XXL.

Hedy Zouaoui nous explique :

« Il s’agit d’une véritable rupture technologique. Le robot dépose une mousse polymère pour imprimer les murs à partir des informations contenues dans la maquette numérique. L’impression 3D XXL permet de proposer des formes arrondies, permettant des projets architecturaux originaux et complexes, avec des performances énergétiques accrues ».

Depuis début 2020 la société poursuit son développement. De nouveaux chantiers de construction de maisons individuelles sont prévus fin 2020 – 2021 près d’Angers, d’autres projets sont également attendus en France dans d’autres régions. Leur mousse polymère peut être utilisée dans la construction de maisons mais aussi dans les métiers de l’Infra.


Les enjeux pour la construction de demain sont de taille :

  • L’Agilité : C’est l’usine qui se déplace sur le site. Avec le robot on évite la construction d’une usine, la mousse étant fabriquée sur le chantier.Maisons imprimées en 3D
  • La vitesse et la sécurité sur les chantiers : Les murs d’une maison sont finalisés en une semaine,
  • La lutte contre la pénibilité au travail : Batiprint3D ambitionne de vendre sa technologie aux maçons de demain. « Nous les aiderons à construire différemment, pour suivre le sens de l’histoire en réduisant la pénibilité d’une part et pallier la pénurie de main-d’œuvre d’autre part » précise Hedy Zouaoui.
  • Un coût maîtrisé : il s’agit ici d’un process industriel. Cette technologie associée au BIM permet de rapprocher le monde de la construction des process industriels, tels que la construction des avions, des voitures par exemple pour lesquelles tout est déjà digitalisé.
  • Une forte performance énergétique : la mousse polymère est un excellent isolant et la souplesse de l’outil permet d’optimiser l’isolation car tout est personnalisable. En modélisant le positionnement de la maison en fonction de l’ensoleillement, on peut imaginer récupérer des calories par exemple et optimiser ainsi le confort thermique.
  • Adaptabilité du sol et du site : l’agilité du procédé et la liberté formelle de l’impression 3D permettent de prendre en compte les éléments environnementaux, et par exemple contourner des arbres et préserver l’environnement en place.
  • Une démarche environnementale : la mousse des prochains projets est issue du recyclage du PET (bouteilles plastiques). L’entreprise cherche également des matériaux écologiques.
  • Une démarche participative, les primo accédants participent à la construction de leur maison.
  • Un procédé de construction aux normes Eurocodes : Il existe une quinzaine d’entreprises dans le monde qui utilisent l’impression XXL pour la construction. Toutes utilisent un mortier de résine, pour construire les murs, là où Batiprint3D utilise du béton coulé dans sa coque isolante faite en mousse. Le mur est structurant et répond donc aux normes Eurocodes.

Construction 4.0 et Philosophie !

Cette nouvelle révolution aura sans nul doute des impacts majeurs sur nos sociétés et sur la société en général. Outre la technologie, le 4.0 touche également l’économie, le social, la politique et bien entendu l’environnement. Mais cette 4e révolution pose une question fondamentale : celle de la place de l’Homme.
Nous n’avons évidemment pas la réponse à cette question, mais plus que jamais il nous semble primordial d’y réfléchir ensemble…

Sources image Julien Le Digou

Vous voulez réagir à cet article ? N’hésitez pas à poster votre commentaire, nous sommes friands de vos avis et réflexions sur le sujet !

 


Pour ne pas manquer nos prochaines publications, inscrivez-vous à notre newsletter !

flèche vers le bas

Recevez mensuellement les derniers contenus publiés sur le blog de l'infra