L’avenir de la construction : l’impression 3D et les technologies modulaires

Le secteur du bâtiment et de la construction s’appuie de plus en plus sur les nouvelles technologies et solutions pour répondre à ses différents impératifs : une demande croissante de surface au sol, des normes de plus en plus strictes en matière de durabilité et de sécurité, la hausse des coûts et la pénurie de main-d’œuvre qualifiée.

La demande de bâtiments résidentiels, commerciaux, industriels et de haute sécurité étant amenée à augmenter dans les années à venir, des méthodes de construction plus efficaces seront nécessaires. Aujourd’hui, le secteur se tourne entre autres vers l’impression 3D, les drones, la robotique et la construction modulaire.

Au cœur de cette évolution du secteur du bâtiment et de la construction se trouve la demande croissante en électricité, qui devrait augmenter de 20 % d’ici à 2030. Les constructions futures devront tenir compte de cette évolution, qui se traduira par un plus grand nombre de câbles électriques, de connecteurs, de systèmes et de sous-systèmes, mais aussi d’installations et d’opérations plus intelligentes et plus sûres.

L’impression 3D, qui était encore récemment une source de curiosité, est aujourd’hui un outil crédible dans le secteur de la construction. Également connue sous le nom de « fabrication additive », cette technologie est en passe de transformer le secteur, en réduisant considérablement les délais et les coûts de construction. D’autant que les avantages de l’impression 3D ne se limitent pas à la construction sur site, mais permettent aussi de préfabriquer des éléments de construction hors site : une autre application majeure, qui renforce encore son attrait.

L’une des initiatives phares dans ce domaine est la Dubai 3D Printing Strategy, qui prône l’impression 3D pour un quart des bâtiments de Dubaï d’ici 2030. Citons par exemple le complexe de bureaux de 250 mètres carrés abritant le siège de la Dubai Future Foundation (DFF) et la municipalité de Dubaï, réalisé par la société de construction robotique Apis Cor.

Les avantages de l’impression 3D dans le secteur de la construction ont été mis en évidence lors de la conférence Construction Technology ConFex de 2023 :

• Rapidité et efficacité : le processus de fabrication additive couche par couche de l’impression 3D peut réduire considérablement le temps de construction par rapport aux approches classique, permettant d’achever les projets plus rapidement.
• Réduction des coûts : en optimisant l’utilisation des matériaux et en réduisant les besoins en main-d’œuvre, l’impression 3D permet de réduire les coûts de construction.
• Personnalisation : l’impression 3D permet de créer des designs personnalisés et des éléments architecturaux complexes et uniques, difficiles à réaliser avec des méthodes de construction classiques, qui permettent aux architectes et aux concepteurs d’explorer des possibilités de conception innovantes.
• Construction durable : la fabrication additive permet d’utiliser uniquement la quantité de matériaux nécessaire, et donc de limiter le gaspillage, pour plus de durabilité dans la construction.

Toutefois, certains défis restent à relever :

• Limites en matière d’échelle et de dimensions : la mise à l’échelle de l’impression 3D pour des bâtiments ou infrastructures de grande dimension reste une difficulté. Les technologies actuelles ne peuvent pas toujours produire efficacement des structures au-delà d’une certaine taille.
• Intégrité structurelle et assurance qualité : il est essentiel de garantir l’intégrité structurelle et la durabilité à long terme des composants imprimés en 3D. Des tests rigoureux et des processus d’assurance qualité sont nécessaires pour répondre aux normes de sécurité.
• L’intégration de systèmes électriques et d’autres services dans des structures imprimées en 3D nécessite une planification et une coordination minutieuses pour garantir un bon fonctionnement.
• Considérations réglementaires et juridiques : à mesure que l’impression 3D se généralise dans la construction, des cadres réglementaires et des normes juridiques doivent être établis pour répondre aux exigences en matière de sécurité, de responsabilité et de conformité.

La technologie des robots de construction est passée de la science-fiction à la réalité en un temps record. Un rapport de MarketsandMarkets prévoit que le marché des robots de construction atteindra 166,4 millions de dollars d’ici 2023, soit un taux de croissance annuel composé de 16,8 % entre 2018 et 2023. Selon un rapport IDC publié en janvier 2020, la demande de robots de construction augmentera d’environ 25 % par an jusqu’en 2023.

Les robots offrent de nombreuses possibilités : ils peuvent poser des briques, souder, actionner des pelleteuses. Les drones autopilotés sont capables de parcourir et de cartographier les chantiers de construction et d’en surveiller l’avancement. Il est communément admis que les robots dispenseront les ouvriers d’effectuer certaines tâches répétitives et dangereuses, tout en aidant le secteur à relever les défis de la productivité et de la pénurie de main-d’œuvre.

Un exemple : le robot de chantier semi-autonome Jaibot de Hilti. Conçu pour aider les entrepreneurs en mécanique, électricité et plomberie (MEP), Jaibot utilise les données BIM pour localiser et percer des trous pour les installations d’électricité et de plomberie en intérieur.

Certaines technologies, qui n’avaient pas été immédiatement adoptées par le secteur de la construction ces deux dernières années, ont maintenant trouvé leur place. D’un objet de curiosité, elles sont devenues un outil crédible.

Le câblage modulaire, dont les origines remontent au milieu des années 1990, révolutionne le paysage électrique en proposant une technologie plug-and-play au lieu des méthodes d’installation classiques. Il s’agit d’une solution à la fois rapide, sûre et facile pour connecter les circuits depuis le tableau électrique jusqu’au point de connexion final. Le câblage modulaire, initialement utilisé dans les bâtiments de haute sécurité tels que les établissements de santé, est aujourd’hui largement utilisé dans les écoles et les bâtiments publics, où il apporte des solutions à la pénurie de main-d’œuvre et aux impératifs réglementaires.

Au cours des 30 dernières années, le câblage modulaire a gagné en popularité pour devenir une alternative rentable et pratique aux installations électriques classiques. Il offre de nombreux avantages tout au long du processus de construction, depuis la conception et l’exploitation, jusqu’à la fin de vie. Les gouvernements, les constructeurs et les entrepreneurs en électricité ont progressivement acquis une certaine confiance dans la sécurité, la rentabilité et l’efficacité du câblage modulaire, tant dans le cadre des nouvelles constructions que des rénovations.

Pour répondre à la demande croissante de surface au sol, les architectes et les constructeurs s’appuient de plus en plus sur les techniques de la construction modulaire. Selon une étude récente de MarketsandMarkets, le marché mondial de la construction modulaire devrait passer de 91 milliards de dollars en 2022 à 120,4 milliards de dollars en 2027, soit une augmentation de 5,7 % entre 2022 et 2027.

Cette tendance est motivée par le besoin d’approches innovantes et la pénurie constante de main-d’œuvre qualifiée. Le câblage modulaire, au même titre que d’autres sous-ensembles et composants, peut contribuer à améliorer la productivité et les performances, tout en offrant une vision globale des coûts, y compris pour la fin de vie, les déchets et la sécurité. À mesure que le secteur s’oriente vers la préfabrication et la construction hors site, le câblage modulaire progresse, apportant des réponses aux exigences gouvernementales, aux impératifs de réduction des coûts, aux questions de qualité et de sécurité, tout en réduisant les effets sur l’environnement.

Les plus grands défis pour le secteur, à l’avenir, seront le changement des mentalités face aux nouvelles technologies et méthodes de construction, ainsi que l’apparition de critères de mesures plus complets.

Dans ce nouveau contexte, les câbles électriques ne devraient pas être considérés comme une simple marchandise et, à ce titre, être sélectionnés sur d’autres critères que leur seul prix, comme leur modèle, leurs matériaux, leur niveau de sécurité, etc. Ce changement de système de mesure prend en compte la performance, le risque et la durabilité comme des critères essentiels dans l’évaluation globale d’un projet de construction.

En Océanie, Nexans accompagne ses clients dans leur démarche de transition énergétique en leur proposant une solution complète de câblage modulaire. Il s’agit d’une solution efficace et durable pour réduire les déchets électriques sur les sites et les coûts d’installation. Elle englobe également les tableaux électriques, le câblage des couloirs, le câblage intérieur et les accessoires en bout de circuit.

La gestion de l’information et la conception des bâtiments étant de plus en plus détaillées dès le stade de la conception, le câblage modulaire gagne du terrain. En outre, les difficultés de l’approvisionnement et les coûts des matériaux incitent les professionnels de l’électricité à inclure le câblage modulaire dans leurs appels d’offres et leurs phases de conception.

Les solutions de câblage modulaire sont prometteuses et devraient continuera à gagner en popularité, en raison des avantages qu’elles offrent en termes de réduction des coûts, de fiabilité, de facilité d’installation, de sécurité, de qualité et de durabilité.

Souvent considéré comme une industrie de commodité, le secteur de la construction n’échappe pas à la tendance des nouvelles technologies et de l’innovation. Il a aujourd’hui à sa disposition une multitude d’outils et de solutions qui révolutionnent non seulement les processus, mais aussi les méthodes de travail et la préparation des chantiers. De nombreuses innovations s’avèrent déjà indispensables pour améliorer l’organisation des chantiers, la qualité du travail et l’efficacité des équipes. Les projets sont de plus en plus souvent conçus et réalisés en un temps record.

Développement durable, sécurité accrue sur les chantiers, solutions technologiques permettant de gagner du temps et de l’argent, outils numériques pour construire des structures plus respectueuses de l’environnement… L’innovation est omniprésente dans le secteur de la construction.