Qu’est-ce que la construction numérique et comment les technologies numériques dans la construction améliorent-elles la productivité ?

Introduction à l’architecture et à la construction numériques

La construction numérique peut sembler un terme relativement évident à première vue. Ce qui est surprenant ici, c’est l’étendue de ce terme et le fait qu’aucune définition de la construction numérique ne fasse l’objet d’un consensus universel. La raison principale en est que la construction numérique a une signification différente pour pratiquement chaque participant à un projet de construction, ce qui rend extrêmement difficile de déterminer ce que le terme lui-même signifie dans son ensemble.

C’est pourquoi nous ne pouvons qu’émettre des hypothèses sur la signification générale de la construction numérique avant d’entrer dans les détails. La construction numérique est un processus qui consiste à améliorer les différentes étapes d’un projet de construction en utilisant divers outils et/ou applications numériques tout au long de la création du projet. Dans sa définition la plus abstraite, l’objectif de la construction numérique est d’améliorer l’environnement de travail global pour les différentes étapes du projet – en améliorant la collaboration, en augmentant l’efficacité, en créant un environnement plus sûr, etc.

Ce processus peut également prendre une multitude de formes différentes, y compris les solutions les plus banales possibles (Skype, Whatsapp, etc.) ou certaines solutions ou logiciels plus spécifiques – logiciels de gestion de chantier, plateformes de CAO, solutions de gestion de la construction, etc. Même certaines des technologies de pointe les plus complexes peuvent être considérées comme faisant partie de la sphère « architecture et construction numériques » si elles sont bénéfiques pour le projet de construction en question – cela inclut la robotique, l’intelligence artificielle, l’utilisation de drones (ou véhicules aériens sans pilote, comme on les appelle parfois) pour la surveillance/le balayage sur site, l’impression 3D, et ainsi de suite.

Pourquoi la numérisation de la construction est-elle une nécessité ?

En même temps, la construction numérique ne consiste pas seulement à utiliser les avancées technologiques pour améliorer les résultats du projet. Un changement culturel est également un élément important de ce processus, car les nouvelles technologies offrent souvent des capacités et des avancées qui n’ont jamais été utilisées auparavant, ce qui permet d’utiliser des modèles d’entreprise nouveaux et inhabituels.

De nombreuses entreprises ne pourraient pas être maintenues sans les avancées technologiques à l’intérieur et à l’extérieur de leur marché spécifique, comme la livraison le jour même d’Amazon, ainsi que des entreprises telles qu’Uber et Airbnb. En ce qui concerne le secteur de la construction en particulier, l’un des plus grands changements apportés par la construction numérique dans son ensemble a été la popularisation du BIM (Building Information Modeling), qui est une approche reposant beaucoup plus sur la collaboration au sein du projet que sur n’importe laquelle des tactiques de construction existantes auparavant.

L’ensemble du terme est une hypothèse générale basée sur la connaissance collective de la façon dont il a changé l’industrie de la construction. L’utilisation du mot « construction » dans ce terme n’est pas tout à fait correcte car ce processus particulier peut être appliqué à n’importe quelle étape du projet, depuis les premières phases de conception jusqu’à la maintenance post-construction et tout ce qui se trouve entre les deux. Le mot « numérique » est encore moins spécifique et peut avoir une myriade de définitions différentes en fonction du contexte dans lequel il est utilisé.

Ce terme étant très large, il est difficile de couvrir tout ce qu’il peut signifier. La construction numérique peut améliorer les résultats de chacun d’entre eux d’une manière très spécifique et souvent unique.

L’ingénierie numérique et la construction numérique sont-elles le même processus ?

L’ingénierie numérique et la construction numérique ne sont pas des termes identiques, même s’ils présentent des similitudes. La plus grande différence réside dans le champ d’application : la construction numérique s’applique à l’ensemble du projet, du début à la fin. En revanche, l’ingénierie numérique est un processus qui s’applique principalement à la phase de conception, couvrant diverses questions d’infrastructure pour le modèle de projet initial. Ce modèle est ensuite utilisé pour la construction, d’où l’importance de l’ingénierie numérique.

Les ingénieurs en construction numérique

Chaque projet de construction est une entreprise de grande envergure, avec de nombreux éléments et facteurs différents à prendre en compte. Si l’on ajoute à cela le fait que de nombreuses entreprises de construction ont tendance à jongler avec plusieurs projets de construction en même temps, il est facile de comprendre pourquoi tout changement radical serait extrêmement difficile à mettre en œuvre dans ce secteur.

C’est pourquoi il existe désormais un poste entièrement nouveau pour les entreprises, appelé « ingénieur en construction numérique ». Il est facile de comprendre ce que ce poste implique : veiller à ce que les nouvelles technologies soient mises en œuvre et utilisées régulièrement pendant les projets de construction. La personne qui occupe ce poste doit maîtriser les différents logiciels, y compris les dernières avancées technologiques. Elle doit également travailler avec tous les participants au projet pour s’assurer que les nouvelles technologies sont utilisées comme prévu.

Cependant, bon nombre de ces compétences sont axées sur la gestion de toutes les opérations au sein du projet de construction à l’aide de logiciels de pointe. C’est là qu’intervient le thème de la gestion numérique de la construction.

Gestion de la construction numérique

Ce terme est tout aussi vague que celui de « construction numérique », car il faut beaucoup de contexte pour chaque perspective possible pour qu’il soit un tant soit peu pertinent. Toutefois, nous pouvons dire que la gestion numérique de la construction fait référence aux progrès technologiques qui peuvent aider à gérer les tâches de manière spécifique.

Ces progrès sont généralement concentrés dans les plateformes de gestion numérique de la construction – des applications logicielles et des plateformes de services qui offrent des capacités étendues de gestion de projet à l’aide des technologies et des méthodes les plus récentes. Une telle plateforme présente généralement de nombreux avantages par rapport aux stratégies de gestion plus traditionnelles, dont les trois plus importants sont un meilleur suivi des projets, une meilleure visibilité et une meilleure collaboration.

Un meilleur suivi du projet est obtenu grâce à des outils intégrés pour le contrôle de la qualité, la planification, le suivi du budget et tous les autres aspects d’un projet. Une meilleure transparence est obtenue grâce à l’approche globale qui permet à chaque membre de l’équipe de voir à tout moment l’état actuel du projet, ce qui permet d’éviter les retards, d’identifier les problèmes, etc. D’autre part, une meilleure collaboration est obtenue grâce à un moyen facile de partager des informations entre les participants d’un projet via une plateforme numérique de gestion de la construction, ce qui permet une bien meilleure coordination que jamais auparavant.

Comme vous pouvez le constater, bon nombre de ces avantages correspondent à la manière dont les gens décrivent habituellement les avantages d’un logiciel de gestion de l’information sur les bâtiments – un concept très similaire est suivi ici, mais il y a aussi des différences. Le logiciel de gestion de chantier numérique est plus large dans ses capacités, offrant des avantages liés au BIM et agissant comme un environnement de données connecté, ainsi que d’autres avantages possibles pour le projet.

Toutefois, il convient de mentionner que si la BIM est plus populaire aujourd’hui qu’elle ne l’a jamais été, de nombreuses entreprises ne l’utilisent encore qu’aux premiers stades du projet, c’est-à-dire lors de la conception et de la pré-planification. Pour qu’une solution BIM puisse atteindre son plein potentiel, tous les participants au projet doivent avoir l’intention de travailler ensemble, d’interagir et de collaborer régulièrement – c’est ainsi que la BIM peut devenir un véritable lieu centralisé qui contient toutes les informations relatives au projet et qui peut être utilisé d’une myriade de façons différentes à chaque étape de la réalisation du projet, de la conception à la maintenance après la construction.

La possibilité de créer un jumeau numérique du bâtiment physique permet aux participants au projet de construction de traiter les différents problèmes plus rapidement et plus facilement que jamais. Cela s’applique à la fois aux problèmes initiaux qui surviennent pendant la phase de conception et à tout ce qui peut apparaître plus tard au cours du processus de construction, donnant à l’entreprise de construction la possibilité de résoudre le problème dès qu’il est détecté.

La technologie BIM offre un potentiel considérable lorsqu’elle est utilisée correctement. La différence entre une mise en œuvre BIM simple et un processus de construction entièrement assisté par BIM peut être énorme, car de nombreux avantages reposent sur les entrepreneurs et les sous-traitants qui interagissent régulièrement avec un modèle BIM, y ajoutant des informations utiles tout en utilisant ce même modèle pour améliorer leur propre efficacité.

Le cloud en tant que technologie de la construction numérique

L’un des principaux arguments en faveur de l’adoption du cloud dans le secteur de la construction est le partage des données entre les différentes parties. Par exemple, le partage de données avec l’équipe de conception peut être un véritable cauchemar étant donné que la plupart de ces équipes travaillent à distance. Dans ce contexte, l’utilisation du nuage comme outil de communication est un excellent moyen de créer un canal de communication facile et pratique.

Les taux d’adoption de l’informatique dématérialisée témoignent d’une dynamique extrêmement positive, et ce depuis un certain temps déjà. Il s’agit là d’une nouvelle fantastique compte tenu des nombreux avantages qu’offre la technologie du nuage.

Arguments en faveur de la construction numérique

La pandémie ayant été l’un des principaux catalyseurs de l’évolution des entreprises vers le concept de construction numérique, de nombreux doutes subsistent quant à cette approche particulière des techniques et méthodes existantes. Pour tenter de dissiper ces doutes, voici quelques avantages de la numérisation de la construction :

Rationalisation des activités

La numérisation de la construction va devenir une nouvelle norme pour le secteur de la construction ; ce processus est plus ou moins inévitable – et il a déjà commencé. Chaque avancée technologique que vous pouvez utiliser avant vos concurrents est un coup de pouce massif à la réussite de votre entreprise – les outils d’automatisation des flux de travail, les drones, les systèmes ERP et les robots ne sont que quelques exemples de la façon dont la transformation numérique affecte déjà l’industrie dans son ensemble. Commencer le processus de changement vers la rationalisation de votre entreprise plus tôt que tard est une entreprise purement avantageuse pour n’importe quelle entreprise en ce moment.

Amélioration des flux de travail

L’amélioration du flux de travail est une bataille constante pour presque toutes les entreprises du secteur de la construction, et l’amélioration de ce flux est un grand avantage pour tout le monde – et un avantage massif des technologies numériques dans la construction dans son ensemble, offrant une visibilité sur l’ensemble du flux de travail et plus de capacités d’intégration des données. Certaines solutions offrent une aide pour le suivi des courriels, des problèmes, des soumissions, des avis, etc.

Marques

L’image de marque n’est pas l’exemple le plus évident de la construction numérique, mais elle peut néanmoins constituer un avantage considérable. Étant donné qu’une grande partie de la numérisation dans le secteur de la construction vise à offrir une meilleure expérience finale au client, les entreprises qui ont déjà mis en œuvre l’avantage de la construction numérique ont de meilleures chances d’attirer davantage de clients à l’avenir, à mesure que cette tendance devient de plus en plus populaire, et de passer à une nouvelle « habitude » à un moment donné dans le futur.

Une évolution vers les services en nuage

Le terme « nuage » a été le signe avant-coureur de l’innovation pour de nombreux secteurs, y compris celui de la construction. Il permet des améliorations générales en termes d’utilisation des ressources, tout en permettant de stocker en toute sécurité des données importantes en dehors du site physique de l’entreprise, ce qui améliore la sécurité et allège le fardeau que représente le maintien de services physiques sur le site actuel ou à proximité de celui-ci. L’ajout du nuage dans le mélange améliore tous les paramètres, de la performance générale du travail aux aspects spécifiques de la gestion de l’entreprise de construction, offrant un excellent moyen pour les entreprises d’être en avance sur leur concurrence.

Automatisation

La mise en œuvre de nouvelles technologies est une méthode éprouvée pour rester en tête de la concurrence depuis un certain temps, et le secteur de la construction n’échappe pas à la règle. Dans ce secteur, de nombreuses tâches répétitives et chronophages peuvent être au moins partiellement automatisées, ce qui stimule considérablement la productivité globale. Cela permet également aux experts et aux professionnels du secteur de consacrer plus de temps à la réussite globale d’un projet.

Collaboration et communication

La possibilité de tenir toutes les parties prenantes informées à tout moment est un avantage considérable en soi, et le fait de pouvoir suivre l’avancement d’un projet permet d’éviter plus facilement de dépasser les délais. Dans le même temps, l’absence d’obstacles à la communication entre les différentes parties améliore la collaboration, ce qui se traduit par de meilleurs résultats d’ensemble pour n’importe quel projet.

Clarté et certitude

La confusion peut être un problème d’une ampleur surprenante pour un projet de construction, surtout si la communication entre les différents départements n’est pas aussi bonne qu’elle pourrait l’être. Étant donné que les technologies numériques dans la construction favorisent considérablement la collaboration, l’existence d’un mode de communication sans faille permet au projet dans son ensemble d’être beaucoup plus clair qu’auparavant, surtout si l’interaction entre les équipes se fait à distance, comme c’est la norme de facto dans l’industrie à l’heure actuelle.

Comment la construction numérique affecte-t-elle chaque étape du processus de construction ?

La modélisation des données du bâtiment est un élément important de la construction numérique dans son ensemble, car elle permet d’améliorer les résultats de chaque étape du processus de construction, depuis les premiers stades de la conception jusqu’au contrôle structurel d’un bâtiment déjà achevé et remis au client.

Avant même le début du processus de conception initial, une étape importante consiste à surveiller le futur chantier, généralement par cartographie aérienne, balayage laser ou même balayage mobile. Toutes ces données peuvent être immédiatement transférées dans le système BIM afin de disposer d’informations actualisées sur le chantier, y compris sur les complications potentielles.

Le reste de la phase de conception suit la même idée, en créant un modèle numérique qui peut être facilement partagé entre différentes parties pour s’assurer qu’il est exactement comme le client le souhaite – y compris la possibilité de visualiser l’ensemble de la future structure en 3D avec des technologies telles que la réalité virtuelle. Ce même concept facilite également la prise de diverses décisions informatives en matière de conception et la vérification du concept général par le client.

Le début du processus de construction proprement dit est un autre avantage de la BIM. Les entrepreneurs et les sous-traitants peuvent facilement voir le modèle de projet actualisé, y compris sa disposition, afin de prendre des décisions plus éclairées. Certaines des machines les plus avancées permettent également de télécharger des modèles BIM sous forme de données dans la machine en question, de sorte qu’une partie de la construction peut être réalisée automatiquement par la machine elle-même. L’existence d’une communication de machine à machine dans ce contexte permet souvent d’obtenir des résultats à la fois plus rapides et plus précis que les solutions contrôlées manuellement.

Cela confère une précision sans précédent au projet de construction et réduit le risque d’accident lorsque des travailleurs humains opèrent à proximité des machines actives. Ce n’est pas la seule façon pour le modèle BIM d’être bénéfique ici, car il aide également beaucoup d’autres opérations plus spécifiques. L’une d’entre elles est l’ingénierie MEP.

Les ingénieurs MEP bénéficient largement de l’existence des modèles BIM, qui leur permettent d’utiliser des modèles 3D riches en données dans le cadre de leur travail – en plaçant les composants MEP dans le contexte de la manière dont les murs et les colonnes d’un bâtiment sont placés dans le bâtiment. Ce même modèle peut également effectuer diverses vérifications de l’état d’avancement des travaux à plusieurs reprises au cours du processus de construction, ce qui offre de nombreuses possibilités de remarquer et de corriger des erreurs potentiellement désastreuses avant qu’elles n’affectent les résultats du projet.

Outre le bâtiment lui-même, un modèle BIM peut également aider à planifier et à créer des infrastructures de soutien – chemins de fer, tunnels, ponts, routes, etc. Dans ces cas, la documentation globale de l’environnement peut être réalisée à l’aide d’un simple téléphone portable, ce qui permet de fournir des informations factuelles aux autres participants au projet.

En ce qui concerne les informations factuelles, il est important de mentionner que le modèle BIM est toujours mis à jour tout au long de la phase de construction du projet grâce à un suivi structurel en temps réel. Un processus très similaire est également mis en œuvre après l’achèvement du projet et régulièrement pendant tout le cycle de vie du résultat d’un projet.

De nombreux experts du secteur ont tendance à oublier que le modèle BIM ne devient pas complètement inutile dès que le projet en question est achevé et remis, puisque ce même modèle peut être utilisé pour surveiller l’état général de la structure à différents stades de son cycle de vie. Certains systèmes peuvent même créer des alertes pour les parties prenantes si l’état général de la structure est inférieur à la limite prévue.

Aussi surprenant que cela puisse paraître, un modèle BIM peut également aider le bâtiment à la toute fin de son cycle de vie, en offrant une mine d’informations sur l’état actuel de la structure et d’autres informations nécessaires à sa démolition ou à sa rénovation, selon le choix du propriétaire.

Pourquoi la construction numérique est-elle populaire ?

La numérisation est considérée comme inévitable pour le secteur de la construction depuis un certain temps déjà, ce secteur étant l’un des plus conservateurs de la planète. Alors que de nombreux secteurs d’activité ont commencé à se numériser il y a longtemps, le secteur de la construction a connu un événement mondial très spécifique que de nombreux experts considèrent comme le catalyseur de changements soudains et massifs dans ce secteur précis. Cet événement a été le début de la pandémie de COVID-19.

Bien entendu, cela ne veut pas dire que le secteur de la construction n’a pas eu sa part de problèmes avant même que tout cela ne se produise. Chaque projet de construction est une entreprise de grande envergure, avec des dizaines d’entrepreneurs et de sous-traitants, des délais serrés, des budgets limités, des normes gouvernementales strictes, des problèmes de sécurité sur le site, etc.

La question de la main-d’œuvre qualifiée se pose également depuis un certain temps déjà – une enquête réalisée en 2021 par la National Association of Home Builders a montré que l’âge médian des travailleurs du secteur de la construction est de 42 ans. Si l’on suit cette logique, un grand nombre de travailleurs expérimentés prendront leur retraite d’ici 2029, et le nombre de jeunes dans l’ensemble de l’industrie ne semble pas suffire à compenser cette situation – étant donné que les diverses avancées technologiques ont conduit de nombreux jeunes à choisir d’autres secteurs d’activité au lieu de celui de la construction.

Bien entendu, ce problème est toujours d’actualité dans d’autres pays, et pas seulement aux États-Unis. Par exemple, une enquête menée par l’Institut Grattan en Australie a révélé que près d’un projet ferroviaire ou routier sur deux présentait des dépassements de budget d’au moins 30 %, voire plus. Ces statistiques deviennent encore plus terrifiantes lorsque l’on se souvient que seuls les projets dont le budget est estimé à 1 milliard de dollars australiens ou plus ont été pris en compte dans cette analyse.

Pour ce qui est de la situation mondiale, un rapport CRUX Insight de 2021 a examiné plus de 1 400 projets dans le monde entier et a conclu que la valeur moyenne des réclamations s’élevait à près de 50 % des dépenses d’investissement budgétées, tandis que les réclamations liées aux prolongations de délai ont allongé un projet de construction moyen d’environ 70 % par rapport à l’estimation initiale.

Avec autant de problèmes à l’intérieur de l’industrie sur tant de fronts différents, et le problème général d’une pandémie mondiale apparaissant de nulle part, l’industrie de la construction n’avait pas d’autre choix que de commencer à s’orienter vers la numérisation de la construction à un rythme accéléré, avec une compréhension assez claire que l’incapacité à s’améliorer dans ces circonstances serait en mesure de couler même certains des plus grands acteurs dans le domaine en raison de l’énorme quantité de potentiel manqué qui pourrait être au moins partiellement résolu avec diverses solutions numériques.

En conclusion

Les technologies numériques dans la construction peuvent représenter un énorme bond en avant pour le secteur de la construction si les entreprises sont prêtes à s’y engager, à admettre que des problèmes existent et que cela peut être un moyen de les résoudre. Bien entendu, l’adoption de technologies entièrement nouvelles peut s’avérer extrêmement coûteuse, en particulier pour les grandes entreprises, mais les améliorations globales apportées au projet feront que cet investissement en vaudra la peine tôt ou tard. La partie « tôt » pourrait même être plus rapide que les entreprises ne l’espèrent, compte tenu de la quantité d’argent et de temps que le secteur de la construction a perdu depuis des décennies maintenant.