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COOCK 3D Applications de mesure 3D numérique pour un processus de construction industrialisé dans la nouvelle construction et la rénovation

Dans le cadre de plusieurs workshops des clusters « industrialisation de la construction » et « BIM », l’analyse des besoins concrets à l'origine de nombreux processus d'industrialisation a clairement démontré qu’il était invariablement fait référence aux questions liées aux mesures numériques.

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Quasiment chaque matériau ou élément de construction est mesuré d'une manière ou d'une autre, et souvent de manière répétée, pour différentes phases ou raisons : estimation grossière pour la réalisation d’un devis, mesure précise pour la commande, mesure supplémentaire (parfois) pour les contrôles à la livraison, mesures auxiliaires à l'installation, mesures de contrôle (ponctuelles) par la suite, etc. Les mesures sont effectuées à des niveaux de précision et à l’aide de techniques différentes, parfois « high tech », mais beaucoup plus souvent au moyen de simples mètres (rubans) et d’un traitement analogique sur papier. Bien que la méthode de travail actuelle utilisée dans le cadre de l'application spécifique soit généralement considérée comme efficace (l’utilisation d’un mètre ruban ou d’un distomètre suffit actuellement pour une mesure approximative et ponctuelle de la hauteur d’une baie de fenêtre), ce n’est pas le cas dans un environnement plus industrialisé et numérisé. Une application beaucoup plus large et plus systématique de ces techniques numériques et du lien avec des modèles est donc nécessaire pour toutes les étapes de la construction afin de suivre à la fois l'avancement et les tolérances, si possible en temps réel, pour l'évaluation de la situation sur chantier, la préparation des plans et des commandes, pendant et après la pose des matériaux et des éléments et pendant la durée de vie des constructions. L'intégration de tels outils et contrôles dans les méthodes de construction industrialisées de demain devra devenir un réflexe.

Dans le cadre de plusieurs workshops des clusters « industrialisation de la construction » et « BIM », l’analyse des besoins concrets à l'origine de nombreux processus d'industrialisation a clairement démontré qu’il était invariablement fait référence aux questions liées aux mesures numériques. Quasiment chaque matériau ou élément de construction est mesuré d'une manière ou d'une autre, et souvent de manière répétée, pour différentes phases ou raisons : estimation grossière pour la réalisation d’un devis, mesure précise pour la commande, mesure supplémentaire (parfois) pour les contrôles à la livraison, mesures auxiliaires à l'installation, mesures de contrôle (ponctuelles) par la suite, etc. Les mesures sont effectuées à des niveaux de précision et à l’aide de techniques différentes, parfois « high tech », mais beaucoup plus souvent au moyen de simples mètres (rubans) et d’un traitement analogique sur papier. Bien que la méthode de travail actuelle utilisée dans le cadre de l'application spécifique soit généralement considérée comme efficace (l’utilisation d’un mètre ruban ou d’un distomètre suffit actuellement pour une mesure approximative et ponctuelle de la hauteur d’une baie de fenêtre), ce n’est pas le cas dans un environnement plus industrialisé et numérisé.

Un écosystème basé sur le BIM servira de plus en plus de plate-forme centrale et établira des liens vers les phases de conception, de production, de construction et d'exploitation. Les informations relatives à la planification, aux commandes, à la logistique et aux contrôles de la qualité, entre autres, passeront par de telles plates-formes. Elles offrent de nombreuses opportunités mais posent également des défis et des problèmes.

Entre-temps, les entrepreneurs et les partenaires de la construction lancent également de nombreuses petites expériences pour toutes sortes de phases de chantier, afin d’examiner dans quel cas ils peuvent appliquer telle ou telle technique de mesure numérique. Ces tests montrent le potentiel des technologies et entraînent déjà un flux de questions plutôt ponctuelles (destinées aux instituts de recherche et aux entreprises de technologie). Toutefois, le lien structurel avec les processus de construction fait toujours défaut, tout comme les fondements, l'approfondissement et la documentation d'une série d'applications-types évidentes. L'un des (nombreux) défis consiste, par exemple, à transformer les processus sériels actuels (par exemple, la mise en place du gros œuvre puis la prise de mesures en vue de la commande de menuiseries) en processus plus parallèles (par exemple, la commande immédiate de menuiseries sur la base de modèles numériques). Cela est déjà possible mais reste assez occasionnel pour de nombreux chantiers. Il n’est pas encore question d'une approche structurelle.

Afin d’atteindre cet objectif, une application beaucoup plus large et plus systématique de ces techniques numériques et du lien avec des modèles est donc nécessaire pour toutes les étapes de la construction, afin de suivre à la fois l'avancement et les tolérances, si possible en temps réel, pour l'évaluation de la situation sur chantier, la préparation des plans et des commandes, pendant et après la pose des matériaux et des éléments et pendant la durée de vie des constructions. L'intégration de tels outils et contrôles dans les méthodes de construction industrialisées de demain devra devenir un réflexe. Cela comprendra à la fois des solutions « high-tech » (par exemple des manipulations par le biais de nuages de points et la photogrammétrie/des scans) et des solutions plutôt « low-tech » (par exemple la simple utilisation d'un distomètre ou d'applications basées sur un GSM pour l’établissement d’un devis) en fonction des corps de métier et des situations de construction.

Les connaissances de base actuelles dans le domaine de la mesure numérique (au moyen de lasers, de scans, de stations totales et de la photogrammétrie, à l’aide ou non de drones) se sont considérablement développées ces dernières années. Bien que de nombreuses techniques soient performantes lorsqu'elles sont utilisées par des spécialistes, une utilisation intuitive et structurelle sur chantier ou en usine se fait attendre. Pour y parvenir, plusieurs chaînons manquants ont été définis :

  • des plans par étapes spécifiques, des accords concernant les mesures et des solutions à la mesure des corps de métier ;
  • des liaisons intuitives avec d’autres logiciels de construction (et une base pour une intégration (approfondie)) ;
  • des exemples clairs, dans un environnement réel, pouvant être sources d’inspiration ;
  • des partenaires solides qui fonctionnent comme une interface entre la technologie/le matériel informatique et les entreprises de construction. La plupart des entreprises de construction ne peuvent se permettre d’en faire un objectif en soi : la personnalisation et le parcours d'apprentissage de divers outils (actuellement nombreux) nuisent encore fortement à la rentabilité.
COOCK 3D.

Objectifs

L’élimination de ces chaînons manquants et la démonstration concrète des possibilités sont donc au centre de ce projet. Des études de cas y sont associées et concrétisent la mise en application, tant du côté des entreprises de construction que du côté des acteurs de la technologie ou des entreprises de services. En résumé, le projet vise à mettre à disposition et à démontrer des solutions-types de mesure pour les mesures numériques dans quatre situations de construction concrètes mais globales (cf. WP 1 à WP4). Ces quatre situations couvrent un large éventail d'applications de construction :

  1. mesures numériques sur chantier pour la phase d’offre et la préparation de chantier ;
  2. mesures numériques pour le montage, la préparation de la production et la mise en place ;
  3. mesures numériques pour faciliter/automatiser les contrôles de tolérance pendant et après la pose des éléments in situ ;
  4. mesures numériques pour la reconnaissance/détection automatique d'éléments de construction, de matériaux de construction et de pathologies du bâtiment.

L'objectif comprend l’explication du matériel informatique, les niveaux de précision et les possibilités d'extrapolation. Une liste d'une vingtaine de livrables concrets a été établie (voir le Tabel 3). L'approche du projet prévoit également des résultats immédiatement applicables pendant la période du projet (démonstrations à partir de M12), avec une attention particulière accordée à l'applicabilité pour les PME (un groupe-cible important dans le secteur de la construction).

Les résultats du projet sont basés sur les connaissances disponibles et se distinguent particulièrement des connaissances existantes au niveau de la facilité d'utilisation pour les métiers de la construction et les PME en particulier. Par conséquent, une grande attention est accordée d'une part aux actions de démonstration et aux publications correspondantes telles que les plans par étapes et les accords concernant les mesures, et d'autre part à l'intégration et à l'interfacing avec les solutions logicielles existantes. Cela permettra à chaque fois de franchir un pas supplémentaire vers l'automatisation, qui peut être développée dans des cas d'innovation afin de créer de nouveaux produits (par exemple des plug-ins, des applications, etc.). À cette fin, le projet ne consistera pas à développer un logiciel approfondi (il sera fait référence aux projets d’entreprise), mais à décrire principalement les points d'attention pour entamer une telle intégration (exigences minimales en matière de données, etc.) en combinaison avec un « proof-of-concept ».

Pour les entreprises de construction, ce projet devra principalement déboucher sur la mise en œuvre et l’amélioration des processus de travail (plus fluides, plus efficaces, avec une marge d'erreur plus faible) et sur l’accélération de la numérisation et de l’industrialisation. Pour les entreprises de technologie et les prestataires de services, cela doit donner lieu à l’arrivée de nouveaux produits (notamment des applications de mesure par groupe cible) et services, par exemple un soutien global des chantiers par le biais de progiciels de mesure, de plates-formes, etc. Les connaissances issues de ce projet accélèrent fortement leur processus de développement, car elles peuvent être particulièrement axées sur les besoins des utilisateurs, et permettent dans le même temps de demander un large feedback et de créer un forum collectif.

La conversion des résultats du projet en applications et en innovations se fait étape par étape et est différenciée par type d'entreprise :

  1. Adoption immédiate pour une série d'applications facilement accessibles, donc associées à un grand nombre de nouveaux utilisateurs/implémentations, mais avec un niveau d'innovation plus faible (grand groupe, effort de connaissance plus faible, mais évidemment aussi important et nécessaire). La combinaison de démonstrateurs, de workshops et de publications accessibles devrait fournir cette première grande couche d'applications pour les entreprises de construction. à Suiveurs d'innovation
  2. Parallèlement à cette première série d'applications/adoptions, un groupe d'entreprises de construction avant-gardistes devrait aller plus loin que la simple adoption, et donc se diriger vers une plus grande intégration en utilisant des outils et logiciels actuels, y compris de nouvelles applications. Ils représentent un groupe plus restreint, qui consentira toutefois un plus grand effort en termes de connaissances. à Innovateurs
  3. Enfin, une série d'entreprises de technologie et de prestataires de services devraient proposer des produits et services complètement nouveaux pour aider les entreprises de la construction à utiliser leurs applications de mesure. à Précurseurs / Innovateurs

 

Les deux derniers groupes produiront les cas d'innovation spécifiques aux entreprises les plus ambitieux, y compris un certain nombre de dossiers d'innovation approfondis, subventionnés ou non. Le premier groupe s'appuiera principalement sur ses propres moyens et comptera dans un certain nombre de cas sur un soutien pour les formations.

Avec le soutien de

VLAIO

En collaboration avec

KU Leuven