Intelligence artificielle, automatisation et béton imprimé : la construction entre dans une nouvelle ère

Le secteur de la construction est l'un des plus grands au monde, mais aussi l'un des plus lents à adopter les technologies. Selon McKinsey, entre 2000 et 2022, la productivité dans le secteur s'est améliorée à un rythme nettement inférieur à celui de l'industrie et de l'économie générale. Parallèlement, ces dernières années, des technologies ont fait leur entrée dans le secteur pour tenter de changer la donne : systèmes de planification avancés, intelligence artificielle, automatisation et impression 3D de béton.

L'un des changements les plus marquants est le passage d'un plan montrant à quoi ressemblera la maison à un modèle numérique contenant des informations sur ce qui est nécessaire pour la construire. Les systèmes BIM permettent aux architectes, ingénieurs et entrepreneurs de travailler sur un modèle commun, et dans des systèmes plus avancés, il est possible de connecter à la planification des données sur les quantités, les coûts et les calendriers. L'étape suivante consiste à relier ces informations à ceux qui construisent la maison.

L'un des exemples provient du groupe israélien Kaplanikov, spécialisé dans les technologies d'impression 3D de béton, qui a récemment développé le Laycon Builder. Le nom Laycon associe Layers (couches d'impression) et Construction. L'outil permet de définir les caractéristiques de la maison, de choisir les spécifications et les niveaux de finition, et d'obtenir une estimation des coûts de construction en fonction des choix effectués.

Ce besoin découle d'un problème connu dans le secteur. Il est aujourd'hui possible d'obtenir une visualisation très détaillée de la maison avant même le début des travaux, mais il est beaucoup plus difficile de connaître son coût final. Un changement dans les fenêtres, le revêtement de sol, la cuisine, la surface ou le niveau de finition peut affecter considérablement le budget, et cet impact n'est pas toujours évident au moment de la prise de décision.

Le lien entre planification et tarification n'est qu'une partie du changement. Dans l'impression 3D de béton, l'information numérique passe également à l'étape de la production. Un modèle conçu sur ordinateur est transmis à un système qui l'analyse, le découpe en couches et crée les trajectoires d'impression. De là, les instructions sont transférées à l'imprimante, qui dépose le mélange de béton couche par couche selon le plan. Le fichier numérique, en d'autres termes, ne se contente plus de décrire la structure, il devient des instructions de production.

Cela rapproche la construction des mondes de la fabrication avancée. Dans l'industrie automobile, par exemple, le lien entre conception assistée par ordinateur et production automatisée existe depuis des années. Dans la construction, la transition est plus complexe, notamment parce que chaque projet est différent, que les conditions du terrain changent et qu'une grande partie du travail est encore effectuée sur site.

Cela a également une signification économique. Une étude de McKinsey a révélé que pendant deux décennies, la productivité du travail dans le secteur mondial de la construction a augmenté d'environ 1 % par an en moyenne, contre 2,8 % dans l'économie générale et 3,6 % dans l'industrie. Une étude plus récente de la société a révélé qu'entre 2000 et 2022, l'amélioration cumulée de la productivité dans la construction n'a atteint qu'environ 10 %, contre 50 % dans l'économie générale et 90 % dans l'industrie. Dans une réalité de pénurie de main-d'œuvre et de coûts d'exécution élevés, l'automatisation n'est plus seulement une histoire technologique, elle devient une question économique.

L'intelligence artificielle devrait également approfondir ce changement. À mesure que les systèmes de construction accumulent des informations sur les plans, les spécifications, les quantités et les coûts, elles peuvent être utilisées pour comparer des alternatives et identifier, dès la phase de planification, les décisions susceptibles d'augmenter le coût du projet. Par la suite, de tels systèmes pourraient également fonctionner dans le sens inverse : recevoir un budget, une surface et des exigences, et proposer des alternatives de planification adaptées au cadre défini.

« Le changement intéressant ne réside pas dans une seule technologie, mais dans la connexion entre elles », déclare Yohanan Kaplanikov. « S'il est possible de planifier une maison numériquement, de comprendre ses coûts plus tôt et de transférer ensuite une partie de la planification directement vers des systèmes de production et d'impression de béton, nous commençons à parler d'une autre façon de construire ».

Cette vision pourrait trouver en Israël une expression plus large qu'une simple maison ou un projet ponctuel. Au sein du groupe Kaplanikov, des contacts sont déjà établis avec des promoteurs concernant la possibilité de créer dans le Néguev et en Galilée des projets de nouvelle implantation, incluant des localités et des communautés basées sur un modèle de kibboutz, tout en intégrant l'impression 3D de béton comme partie intégrante de la méthode de construction. L'idée est d'utiliser la technologie non seulement pour accélérer l'exécution, mais aussi pour permettre la construction efficace de dizaines et de centaines d'unités de logement, basées sur un système de construction commun mais sans être obligatoirement des copies identiques les unes des autres.

C'est précisément dans les projets à unités multiples qu'un autre avantage de la construction numérique pourrait apparaître : la capacité de passer d'une standardisation rigide à une personnalisation à grande échelle. Comme la structure est conçue et produite à partir d'un modèle numérique, il est possible d'adapter relativement rapidement les murs, les espaces et les détails de conception aux besoins, préférences et style de chaque client, sans renoncer aux avantages d'un processus industrialisé et répétitif. Ainsi, un projet de dizaines de maisons peut reposer sur le même système technologique, tout en permettant à chaque maison d'avoir son propre caractère, et transformer la structure, d'une partie d'une série, en une signature personnelle de ceux qui y habiteront.

Après que la numérisation a changé la banque, le commerce et l'industrie, elle atteint aussi le béton. Cette fois, son résultat ne reste pas sur l'écran. Il devient un mur.