Aujourd’hui l’informatique et le numérique en général sont devenu indispensable dans notre vie. On le retrouve dans tous les secteurs d’activité mais également dans notre quotidien, c’est pourquoi un retour en arrière est impossible.

Aujourd’hui nous pouvons constater la présence d’une nouvelle vague numérique sur le paysage économique. En effet, depuis peu il a été développé des nouvelles technologie numériques qui touchent profondément les stratégies, les pratiques et les usages pour les métiers liés au bâtiment. En fait, ce secteur connaissait un retard dans la « révolution digitale ». Il ne fait que le rattraper.

C’est pourquoi, dans le cadre de notre projet informatique, nous avons décidé de présenter la culture numérique autour du génie civil afin d’être déjà prêts à appréhender le monde professionnel actuel et d’avoir une meilleure vision des outils numériques utilisés et à venir.

Tout d’abord le BIM

En effet le BIM est entre autre  » the outil  » pour le secteur du génie civil (en savoir plus) et devrait être de plus en plus utilisé dans le futur par exemple : L’usage du BIM serait généralisé en France pour les constructions neuves d’ici 2022, dynamisé par la commande publique. L’outil sera plébiscité pour les nouveaux bâtiments à énergie positive et bas carbone attendus en 2020.

Exemple de maquette utilisée avec le BIM (source )

Or mi le BIM, les logiciels informatiques optimisent également le secteur du GC par le biais de programmation. Généralement utilisé pour des tâches à accomplir de manière répétitive.

Parmi ces programmations on y retrouve notamment le VBA (virtual basic for applications). Utilisé notamment par exemple sur Excel afin d’automatiser des tâches par le biais de feuilles de calculs qui ont pour objectif de :

  • Suivre l’évolution de l’état du béton
  • Calculer, dimensionner des structures.

Ces feuilles de calculs sont souvent assez appréciées dans la mesure où elles sont flexibles et utilisables par tous. De fait, elles représentent un gain de temps intéressants.

D’autres part, le VBA est aussi utilisé sur des logiciels de modélisation 3D tels qu’ Autodesk Revit.

Il peut dans ce cas :

  • Ajouter aisément des éléments pour une construction
  • Automatiser des familles paramétriques ; celles-ci permettent de créer des structures (type, dimensions, matériau utilisé…)
  • Automatiser des nomenclatures ; une nomenclature permet de quantifier, analyser et gérer l’ensemble des composants d’une maquette

Ces opérations sur Autodesk Revit peuvent aussi être réalisées par l’usage des langages Python, Ruby ou encore C#. Ce dernier offre d’ailleurs davantage de possibilités à l’utilisateur.

De nombreux outils numériques pour le Génie Civil

Mise à part ces extraordinaire révolution numérique, le monde de la construction voit l’apparition de très nombreux outils numériques. Ces outils sont au service des entreprises mais également des indépendants. Ces derniers renforcent cette nouvelle vague numérique et poussent le secteur du BTP au changement. Parmi eux on y retrouve notamment:

Le drone

Le drone dans le secteur du bâtiment (source)

L’utilisation du drone à de nombreux avantages dans le BTP. Tout d’abord, il est idéal pour un suivi de chantier puisqu’il a une très grande rapidité de mise en œuvre et un moindre coût. De plus il est souvent équipé d’un GPS ce qui lui permet de prendre des photos depuis le même point à différents moments d’un chantier par exemple. En outre, en prenant de multiples photographies nous pouvons facilement les assembler et les géoréférencer avec précision et réaliser des mesures de terrain plus facilement. Il est également utile dans d’autres zones de travaux tel que les carrières car avec les images prises et assemblées on peut facilement reconstituer le terrain en 3D et ainsi calculer le volume des stocks de granulats par exemple. Cette procédure est peu complexe, rapide et plus économique. Toujours avec l’assemblage des photographies il est également possible de réaliser une modélisation 3D de bâtiment par photogrammétrie avec l’aide de nombreux logiciels tels que : Pix4D, AliceVision Meshroom, Agisoft Metashape, et bien d’autres encore… L’utilisation des drones est un avantage également dans l’inspection des zones difficiles d’accès tel que les pylônes haute tension puisqu’il réduit les couts de logistique tout en étant plus rapide et plus souple lors des mission. Il est aussi avantageux lors des diagnostiques d’éléments hauts tel que des toitures ou encore des façades puisque malgré sa faible autonomie il parvient à voler très haut et très proches des éléments sans danger ce qui permet de faire une inspection détaillée à faible coût.

Les exosquelettes

Exemple d’exosquelette utilisé lors d’un chantier (source)

Bien que le travail manuel ne puisse jamais être entièrement remplacé par des machines, il existe aujourd’hui des outils capables d’aider l’homme lors de ses taches : les exosquelettes. Ils ont été inventé en 1960 par l’armé, puis utilisé en médecine et arrive aujourd’hui dans le secteur du BTP. Ces derniers sont des machines qui permettent d’assister l’homme lors de certaines tâches en réduisant la pénibilité au travail et en améliorant l’efficacité. En effet, le geste reste 100% manuel mais couplé avec l’exosquelette l’effort est diminué ou plus précis ce qui permet d’améliorer la condition de travail des ouvriers en limitant les contraintes musculaires.

Réalité augmentée, mixte et virtuelle

La réalité virtuelle correspond à l’ensemble des technologies permettant l’immersion d’une personne dans une reproduction numérique du monde réel ou d’un monde imaginaire grâce à différents outils numériques. Plus le nombre de sens (vue, ouïs et toucher) mobilisés est important plus la réalité virtuelle est efficace. Aujourd’hui il existe différents outils permettant cette immersion tel que des lunettes stéréoscopiques, un casque immersif (exemple) qui permet à l’utilisateur de se déplacer dans l’environnement numérique, cette immersion peut être interactive en manipulant des objets virtuels. Il est possible d’enrichir l’immersion avec des outils supplémentaires tel que des manettes, gants, volants… qui rendent les interactions plus complexes

Image illustrant la réalité virtuelle (source)

La réalité augmentée permet quant à elle d’incruster, superposer à la scène réelle des flux (son, vidéos, images…).

Pour en savoir plus

Image illustrant la réalité augmentée (source)

Ainsi, la réalité mixte, ce n’est autre que de la réalité augmenté mais utilisant des microsoft hololens (casque de réalité augmenté de microsoft) au lieu d’une tablette.

Lunettes hololens. (source)

L’impression 3D

Considérée comme la 4e révolution industrielle, elle permet une impression en 3D presque aussi simplement que pour imprimer en 2D.

Pour en savoir plus sur l’impression 3D dans le monde du bâtiment

Impression 3D d’un bâtiment

Outils de mesures numérique

Cependant, ces outils numériques restent encore en développement. Mais il existe d’autres outils, qui impact le secteur du Génie Civil à un stade avancé. En effet les méthodes de travail, d’analyse, d’observation ont changé et sont maintenant orchestrées par des outils de mesures numériques. D’après une étude menée en 2018, plus d’un tiers des ingénieurs travaillant dans différentes entreprises allant du BTP à l’éclairagisme telles que: Vinci, Colas, Eiffage, Bouygues Construction… utilisent ces outils. Les principaux cités sont les niveaux laser, les télémètres laser et les ferroscans.

Le niveau laser

Le niveau laser est employé généralement en travaux publics et construction pour le nivellement de terrain ou pour de l’alignement d’ouvrage. Il est utile pour la vérification sur chantier car les mesures se font rapidement et sont précises.

niveau laser

Télémètre laser

Aujourd’hui nous retrouvons cet outil sur tous les chantiers. En effet, il permet de mesurer et relever sur terrain des distances. Pour l’utiliser il suffit de viser une distance, un rayon laser est alors projeté sur la cible qui elle même renvoie un rayon lumineux. Un boitier calcule le déphasage entre l’émission et la réception de ce rayon et donne la distance recherchée.

Le télémètre laser, un outil indispensable pou la construction ! (source)

Le ferroscan

Le ferroscan est utile dans la phase de vérification et de contrôle. Effectivement, il permet de visualiser la position et le nombre exacte de barres d’armatures et de vérifier l’épaisseur d’une couche de béton. Cet outil est grandement utile pour éviter les dommages post-construction. 

D’après leurs réponses il en ressort de nombreux avantages comme une facilité d’utilisation en toute condition météorologique (pluie, nuit) et l’obtention d’informations sans réaliser de sondages ponctuelles coûteux.

Les outils du numériques ont actuellement une place essentielle dans la réalisation d’un chantier, ils se sont imposés par leur grande précision de mesurage et de contrôle. Il est donc supposable que dans les années à venir, il y aura une prolifération de ces outils sur nos chantiers.

Ferroscan

Depuis les applications de gestion de chantier aux drones pour réaliser des inspections de toiture ou des thermographies aériennes, en passant par l’impression 3D, la transformation digitale dans le BTP est porteuse de véritables opportunités pour les professionnels et ses effets se font de plus en plus sentir. Ces exemples, parmi tant d’autres, montrent de très belles perspectives en termes de baisse des coûts et des délais de construction, de suivi des travaux, d’amélioration de la sécurité sur les chantiers, mais aussi de commercialisation des produits et de respect des exigences environnementales.

Le mot de fin

A travers cet article nous avons mis en évidence l’importance du numérique dans le Génie Civil. Il apporte une aide précieuse à l’Homme, lui permettant in fine de gagner du temps et de l’argent.

Le développement rapide des outils numériques actuels nous laisse penser que certains d’entre eux présentés dans cet article auront des importances diverses dans le futur. Aussi, l’INSA du Havre a créé un hackerspace afin de bénéficier constamment des nouvelles technologies, comme la réalité augmentée, la réalité virtuelle ou.encore l’impression 3D.


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