La numérisation dans le secteur de la construction n'est pas encore très avancée. Certains essaient de développer des technologies modernes de planification et de fabrication dans un concept intégré. Entretien avec l'architecte Hans Drexler sur les nouveaux outils et leur utilisation.
Numérisation de l'industrie de la construction: le projet de construction de l'architecte Hans Drexler
L'architecte de Francfort Hans Drexler, avec le professeur d'architecture de Stuttgart Achim Menges, a conçu le prototype d'une petite maison pour l'exposition internationale de construction IBA Thuringe. D'une part, l'objectif était de démontrer le potentiel du matériau de construction régional bois à l'aide d'outils numériques de pointe. Et deuxièmement, un flux de travail entièrement assisté par ordinateur - de la conception à l'exécution sur le chantier. En bref: le projet de construction a testé les possibilités de numérisation de l'industrie de la construction. Les architectes ont conçu différentes formes géométriques et ont immédiatement simulé les étapes suivantes sur l'ordinateur en ce qui concerne le temps de construction, la consommation de matériaux, l'isolation ou les dimensions du bâtiment.
Pour leur prototype, ils ont eu recours à l'idée classique de la maison en rondins. Cependant, ils ont varié le concept. Au lieu de l'empilement horizontal habituel, ils ont disposé les poutres en bois verticalement et sous une forme libre. En utilisant des outils numériques, les composants en bois peuvent être assemblés de manière très précise et étanche. Les valeurs d'isolation du matériau sont nettement meilleures. Cela a permis de fabriquer Your-Best-Home.net presque exclusivement à partir de bois. Ici, le bois est à la fois structure porteuse, coque et isolation. Cette méthode de construction est durable dès le départ - et facilite le recyclage plus tard.
Le projet de maquette montre également que la planification et la production numériques intégrées rendent également possibles de nouvelles formes, au-delà de la construction rectangulaire typique des petites maisons. Le prototype, toujours debout, a des murs et des plafonds légèrement tordus. Cela donne à la petite maison une balançoire inhabituelle.
La conception paramétrique et les méthodes de construction ont permis à la Timber Prototype House, qui a été présentée à l'IBA Thuringia à Apolda, d'avoir une courbe dynamique. Les outils numériques des architectes et des entreprises de construction conduisent également à de nouvelles formes - la petite maison le montre très bien.
L'architecte Hans Drexler dans une interview sur la numérisation de l'industrie de la construction
Nous avons discuté avec l'architecte Hans Drexler des opportunités de construire avec des outils numériques et des chantiers intelligents.
Les bureaux d'architecture planifient à l'aide d'ordinateurs depuis plus de 30 ans. Mais les étapes suivantes ne sont guère affectées par la numérisation. quoi de neuf?
L'interface entre planification et production est particulièrement intéressante aujourd'hui. Nous avons traité de cela dans notre projet IBA en Thuringe. Nous avons examiné comment la planification intelligente en trois dimensions du bureau d'architecture peut être utilisée directement comme base de production. De grands gains d'efficacité sont possibles. Par exemple, lors d'échanges d'idées entre artisans, planificateurs spécialisés et bureaux d'architectes. Mais le saut vraiment intéressant serait de réduire les pertes par frottement entre la conception et le chantier.
Qu'est-ce qui vous intéresse?
Aujourd'hui, beaucoup de choses se font deux et trois fois dans la construction: d'abord nous, les architectes, planifions au bureau, puis l'ingénieur en structure recommence et fait sa propre planification en trois dimensions et quelqu'un d'autre fait la planification en deux dimensions de l'équipement technique du bâtiment, le TGA. Ensuite, les sociétés d'exécution viennent, souvent avec leur propre planification. Entre ces métiers, nous avons alors toujours un contrôle qualité complexe. C'est cher et beaucoup de travail.
Comment cela pourrait-il être rationalisé?
Pour que cela se produise, la numérisation dans le secteur de la construction devrait être considérablement poussée plus loin. De nombreux métiers fonctionnent encore très manuellement. Pendant la construction de la coque, des robots et toutes sortes de processus d'automatisation sont également expérimentés. Mais c'est loin d'être pertinent dans la pratique. La numérisation dans la construction se limite aujourd'hui principalement à l'approvisionnement en matériaux, à la logistique et au contrôle de la qualité.
Pourquoi la construction avance-t-elle si lentement?
Lors de la construction d'une maison, vous avez généralement affaire à des objets uniques. L'automatisation et la numérisation sont particulièrement intéressantes si vous pensez en termes de séries plus importantes. Lorsque je construis des dizaines de milliers de quelque chose, un flux de travail rationnellement conçu est bien sûr plus intéressant que lorsqu'il s'agit d'un maximum de quelques copies.
La construction en bois est un pas de plus, n'est-ce pas?
Oui, l'automatisation est plus avancée dans la construction en bois. La proportion de préfabrication en usine est nettement plus élevée. Dans la menuiserie, il y a souvent des lignes de production contrôlées par ordinateur et des robots. Vous pouviez à peine conduire sur le chantier avec de tels appareils. Ce serait trop sujet aux erreurs. La construction en bois comporte de nombreux processus, tels que la coupe, qui conviennent à la commande numérique. Il existe déjà des robots qui peuvent déplacer ou attacher des pièces. L'automatisation fait son chemin ici étape par étape. Il existe un grand potentiel pour des processus de construction efficaces à l'avenir.
Est-ce pour cela que vous avez choisi le bois comme matériau pour votre maison d'essai?
Nous voulions obtenir les données pour la production directement à partir d'un modèle 3-D dans l'ordinateur. Il n'y avait pas non plus de plans classiques du bâtiment, seulement le modèle dans l'ordinateur. De là, nous avons obtenu les données de contrôle de la fraiseuse CNC. Afin de pouvoir travailler ainsi, nous avons décidé de réaliser l'ensemble du bâtiment à partir d'un seul matériau. Dans ce cas, du bois local.
Le bois doit pouvoir faire beaucoup!
Oui, il doit s'agir d'une structure porteuse, c'est-à-dire qu'il doit prendre en charge la statique, mais aussi l'isolation thermique et les joints structurels. Par exemple, nous avons développé des nœuds de menuiserie traditionnels afin qu'ils puissent également être produits avec une fraiseuse CNC. Les pièces en bois sont placées sur la machine, fraisées et ensuite je mets le tout ensemble. C'est fondamentalement comme un grand système Lego en bois - même s'il a l'air très différent. Tout se passe sans vis ni colle.
Les joints développés pour la petite maison sont fraisés par ordinateur. Leur précision permet de s'affranchir des adhésifs ou des connexions métalliques. Les rainures fraisées dans les parois lors de la même opération forment un coussin d'air calorifuge. Cette combinaison de matériaux et de technologie est à la pointe de la technologie: la production robotisée permet une production efficace de composants en grandes quantités ainsi qu'un nouveau langage de conception.
Le bois fait-il également l'isolation pour vous?
Oui, nous avons fraisé des chambres à air dans les composants pendant la fabrication. Ces chambres améliorent la conductivité thermique. Vous devez l'imaginer comme un bloc creux. L'effet d'isolation est amélioré par les inclusions d'air. La même chose est faite avec les profilés en bois. De cette façon, nous avons réussi à obtenir de nombreuses fonctionnalités pour le bâtiment en une seule étape de production numérique. Nous n'avons appliqué la coque extérieure hydrofuge qu'à l'extérieur. C'est encore un peu difficile dans le bois.
Que signifie la numérisation pour la construction de maisons privées?
Dans la construction de maisons préfabriquées, de nombreuses sous-étapes sont déjà numérisées. Mais cela pourrait aller beaucoup plus loin. Et jusqu'à présent, il n'y a pas de système uniforme, mais chacun fait un peu son propre. Néanmoins: dans l'industrie des maisons préfabriquées, il y a déjà eu des gains d'efficacité significatifs grâce à la nouvelle technologie. Et le marché en profite déjà sensiblement.
En ce moment, on parle beaucoup dans l'industrie de la construction du BIM, la modélisation des informations du bâtiment. Qu'est-ce que cela signifie pour le constructeur?
Cela s'appliquera également aux maisons unifamiliales. Car c'est maintenant plus de travail de le faire différemment que de planifier un bâtiment en BIM. Cependant, je parle ici d'un BIM simplifié. Cela signifie que vous travaillez avec un modèle tridimensionnel intelligent, dans lequel les architectes et les planificateurs peuvent extraire leurs dessins et leurs dimensions. Je pense qu'au moins la moitié des bureaux fonctionnent déjà de cette façon. Et bientôt tout le monde le fera, y compris dans la construction de maisons unifamiliales.
Combien de temps faudra-t-il avant que la numérisation de l'industrie de la construction n'ait progressé au point où les robots font partie du quotidien sur les chantiers?
Je pense que 15 à 20 ans est une période réaliste jusqu'à ce que l'on puisse parler d'un processus de production numérique entièrement automatisé. Il ne faut pas oublier que toutes les normes, toutes les directives, toutes les méthodes de calcul et de vérification pour la construction sont basées sur des techniques artisanales traditionnelles. Tout doit être ajusté. Le matériel sera également repensé. Il reste encore beaucoup de travail de développement à faire. Les robots qui construisent des maisons seront de la science-fiction pendant longtemps.
