Jumeau numérique dans le domaine de la construction

Aperçu de l’article : Une entreprise multinationale de construction a révolutionné ses projets en utilisant des logiciels SIG et d'autres technologies pour optimiser la coordination des tâches quotidiennes et accélérer la réalisation de ses chantiers.

Pour les experts chevronnés dans le domaine de l'infrastructure, la prouesse la plus remarquable en cours de réalisation n'est pas un pont ni un gratte-ciel, mais bel et bien une représentation numérique du chantier lui-même.

Dans les chantiers du monde entier, les camions déchargent leur cargaison, les grues dirigent le ballet des imposantes poutres métalliques dans le paysage urbain, tandis que les pelleteuses déplacent d'immenses quantités de terre. Ce qui impressionne désormais, c'est la capacité des visionnaires de la construction à utiliser des jumeaux numériques pour surveiller et anticiper les événements sur le terrain.

Les dirigeants peuvent surveiller l'avancement grâce à des modèles numériques réalistes créés à partir d'images de drones. Les capteurs intégrés aux tableaux de bord SIG révèlent les perturbations de la chaîne d'approvisionnement en temps réel, permettant ainsi aux gestionnaires de réagir rapidement. Grâce à l'émergence de la construction modulaire intégrée, les planificateurs utilisent des logiciels pour visualiser les séquences d'installation et coordonner les livraisons juste à temps, garantissant ainsi un processus de construction fluide.

"Nous abordons la nécessité de transformer votre approche d'une entreprise de construction classique à un modèle axé sur la logistique ou la fabrication," explique Paul Evans, directeur exécutif et CTO chez Gammon, une entreprise de construction et d'ingénierie novatrice à Hong Kong. "Pour cela, nous devons utiliser de nouveaux outils pour réussir cette transition avec succès."

Grâce à l'utilisation de la technologie SIG de pointe, les experts du secteur de la construction mettent en place des jumeaux numériques qui intègrent des données et des systèmes dans des représentations virtuelles des actifs. En combinant cette technologie avec un logiciel de modélisation des informations du bâtiment (BIM), il devient possible de visualiser non seulement la structure physique, mais aussi l'environnement qui l'entoure, offrant ainsi une vision opérationnelle des voies maritimes, des impacts environnementaux et des conditions météorologiques. Grâce à cette intelligence avancée, les gestionnaires peuvent planifier de manière plus efficace, réduisant les déchets et les coûts, tout en anticipant et en prévenant les risques sur le chantier. 

« Depuis un ou deux ans, la composante SIG commence vraiment à s'intégrer aux activités commerciales plus larges que vous faites », explique Evans. Cela donne à Gammon un avantage concurrentiel sur un marché en pleine effervescence.

Comment les jumeaux numériques enrichissent la conscience opérationnelle ?

Les sociétés d'architecture, d'ingénierie et de construction (AEC) intègrent désormais des jumeaux numériques basés sur les SIG pour diverses raisons. Ces outils sont utilisés pour optimiser la gestion de projets en 5D, anticiper les besoins en infrastructure sur les 20 prochaines années des campus d'entreprise et favoriser une plus grande transparence entre les propriétaires et les clients. Les jumeaux numériques sont plébiscités pour leur capacité à simplifier la gestion et le partage des données, ainsi que pour faciliter le reporting des projets.

À Hong Kong, les autorités gouvernementales et le Conseil de l'industrie de la construction (CIC) ont incité les entreprises AEC à intégrer les jumeaux numériques pour renforcer la sécurité et les rapports des projets, une initiative à laquelle Gammon a immédiatement répondu. "Gammon s'efforce toujours d'être à la pointe de l'industrie," déclare le Dr Stewart Wan, responsable de l'innovation chez Gammon et leader de l'équipe de développement des jumeaux numériques au sein de l'entreprise.

Gammon a opté pour la technologie SIG pour la création de ses jumeaux numériques, en raison de son efficacité dans la planification logistique, une priorité pour les projets CMI (voir la vidéo ci-dessous). Dans le domaine de la construction modulaire, les éléments préfabriqués des bâtiments sont assemblés ailleurs avant d'être installés sur site. La gestion de la logistique hors site pour ces modules est cruciale pour respecter les délais des projets. L'évolution de la main-d'œuvre et les coûts élevés des matériaux ont favorisé l'adoption croissante de la construction modulaire.
Le SIG a fourni aux gestionnaires de Gammon un modèle 3D de la ville, du réseau routier environnant et du bâtiment en construction. Avec ce jumeau numérique, ils ont pu optimiser la planification des itinéraires pour s'assurer que les remorques arrivant de différents sites de la Chine continentale par voie maritime pouvaient se réunir sur le site aux moments appropriés. Une telle efficacité a également aidé les efforts de Gammon pour réduire les émissions de véhicules.

« Avec le SIG, vous pouvez accéder aux données en temps réel du réseau routier », explique Evans. "Vous pouvez même recevoir des alertes en cas d'embouteillages et d'autres incidents."

La conscience spatiale est cruciale dans les rues animées de Hong Kong. Avec la gestion logistique activée par les SIG, les planificateurs peuvent éviter les blocages de la circulation en amenant les remorques dans des zones de stockage désignées et en les envoyant sur le site de manière juste à temps.

La géolocalisation permet également de maintenir les livraisons de modules sur la bonne voie. Les itinéraires des différents conducteurs sont programmés dans le SIG. Si, pour une raison quelconque, ils s'écartent de ces chemins, la technologie alerte automatiquement le conducteur et le superviseur.

Ce que nous voyons maintenant, c'est de plus en plus d'applications des SIG entrant dans l'industrie de la construction. – Paul Evans, Gammon

Acquérir de nouvelles perspectives sur le cycle de vie de la conception des bâtiments

Les premiers jumeaux numériques de Gammon ont élargi la conscience opérationnelle au-delà du chantier jusqu'aux routes et au paysage urbain environnants. Alors que Wan, Evans et l'équipe des jumeaux numériques envisageaient de nouvelles applications pour la technologie, ils ont réalisé qu'ils pouvaient repousser les limites encore plus loin. Par exemple, en reliant le tableau de bord du jumeau numérique aux caméras de vidéosurveillance dans les usines du continent où les modules sont assemblés, ils pourraient surveiller le processus de fabrication de bout en bout.

Sur place, les SIG et le BIM ont permis à un gestionnaire de superposer un modèle 3D de plancher d'un projet modulaire avec le planning d'installation. En analysant les mouvements des travailleurs et des machines via une carte intelligente, ils ont pu accroître la sécurité et utiliser l'espace de manière plus efficace.

Les dirigeants de Gammon ont fini par apprécier le jumeau numérique basé sur les SIG comme une interface centrale pour la planification et la conception. Sur un seul tableau de bord, ils pouvaient synthétiser les données provenant de drones, de capteurs, de caméras et d'autres technologies. "Il s'agit du cycle de vie complet du développement du bâtiment," explique Wan.

Avec l'évolution de la technologie GTwin, de nouvelles applications ont émergé. Les gestionnaires peuvent rapidement analyser et mesurer les dimensions d'un chantier dans un jumeau numérique. Armés de cette intelligence de localisation, les dirigeants de Gammon peuvent économiser des coûts en optimisant la taille de l'équipement et en prévoyant mieux la durée pendant laquelle ils auront besoin d'équipements loués. Les données des capteurs suivis avec les SIG permettent la détection de proximité, réduisant le risque de collisions entre les opérateurs d'équipement et les employés à pied.

GTwin est une plateforme qui commence dès la planification et la conception, se poursuit pendant la construction, et mène également à l'exploitation. - Dr. Stewart Wan, Gammon

La rencontre entre une technologie de transformation et une industrie en mutation

À Hong Kong, où le foisonnement de l'innovation produit de nombreuses nouvelles technologies, les décideurs comme Evans sont fréquemment exposés à de nouvelles idées et à des solutions de pointe. Mais pour le directeur technique de Gammon, une technologie est finalement aussi bonne que le problème qu'elle résout. "Il y a tellement de choses que vous pourriez faire, et cela semblerait vraiment bien sur un diaporama ou une démo en direct, mais où se situe la véritable valeur tirée de cela en fonction de l'investissement ?" explique-t-il.

Pour Evans et Wan, les jumeaux numériques basés sur SIG résolvent les véritables problèmes du processus de construction, aidant les équipes de Gammon à s'adapter et à trouver de nouveaux avantages concurrentiels dans le secteur de l'AEC en évolution rapide.

« Il faut vraiment s'attaquer à la proposition de valeur », explique Evans. « Nous y sommes certainement parvenus grâce à la technologie SIG que nous avons superposée à l'usine, aux équipements et aux véhicules, et nous l'avons certainement obtenu grâce au suivi de la logistique en dehors de l'usine. »

Cet article est une adaptation de l'article publié par Esri.

A PROPOS DE L'AUTEUR

Kathleen Kewley

Kathleen Kewley est la directrice du développement commercial mondial pour le secteur AEC chez Esri. Elle possède plus de 20 ans d'expérience professionnelle au sein de la direction exécutive de sociétés mondiales d'ingénierie, d'architecture, de conseil et de construction.