Logistique de construction moderne

Contexte

La mégatendance Urbanisation ou Développement urbain devrait perdurer même après la pandémie de coronavirus. On peut présumer que la demande de bureaux centraux et coûteux ira plutôt en diminuant en raison de l’accroissement des concepts de travail flexibles, comme le télétravail. En revanche, des logements urbains disposant de telles offres de « new work» seront de plus en plus demandés, qu’il s’agisse de postes de travail collectifs, d’appartements avec des pièces de travail supplémentaires, mais aussi de lieux de détente. Les projets de construction contribuent à rendre les zones urbaines plus attractives, plus durables et plus économiques. D’ici à l’achèvement des projets, de nombreux défis devront toutefois être relevés en matière de logistique de construction. Absences ou retards de livraisons, déchargement pas assez rapide des véhicules, gestion inefficace des stocks, circulation et bruit importants, ou encore absence de gestion des déchets et voies de transport inefficaces : des problèmes liés à la logistique peuvent souvent survenir et engendrer des coûts économiques et écologiques élevés et inutiles. L’optimisation des flux de ressources depuis et vers les chantiers joue donc un rôle clé déterminant pour la réussite de l’entreprise et du projet. Dans les zones urbaines en particulier, l’espace disponible sur et autour des zones de chantier est souvent limité. Une planification bien réfléchie est donc essentielle pour une utilisation optimale de l’espace de déchargement, de chargement et de manœuvre et la suppression des goulets d’étranglement. Dans ce but, des projets interétatiques sont déjà mis en place en Europe afin d’améliorer les conditions-cadres systémiques des projets de construction urbaine.

En revanche, ces mesures macroéconomiques sont (encore) peu pertinentes pour les entreprises individuelles. Comment les entreprises de construction suisses peuvent-elles obtenir des flux de ressources plus efficaces depuis et vers les chantiers ? La numérisation de la construction, qui fait l’objet de nombreuses discussions, concerne aussi dans une large mesure la logistique de construction et peut tout à fait apporter des améliorations de l’efficience et de l’efficacité. Dans les zones urbaines et densément urbanisées notamment, les livraisons sont par exemple de plus en plus coordonnées en juste-à-temps. L’échange d’informations entre les parties se fera de plus en plus par le biais de plateformes de Building Information Modeling (BIM), qui permettront aux chefs de chantier, planificateurs et architectes, entrepreneurs, clients et fournisseurs de communiquer entre eux en temps réel. Le contrôle et la gestion du chantier et de la logistique du chantier doivent ainsi évoluer vers une planification proactive et prévisionnelle, au lieu d’une résolution réactive des problèmes.

Explication des termes

Dans la conception actuelle, la logistique consiste à optimiser les flux de ressources, c’est-à-dire les objets des réseaux interentreprises et des chaînes de valeur. Le terme « logistique de construction » décrit la forme que prend la logistique pour le secteur de la construction : « La logistique de construction a pour but [...] l’approvisionnement et l’élimination des bons objets, au bon moment, dans la bonne qualité et la bonne quantité, au bon endroit et aux bons coûts, afin d’atteindre les objectifs d’un projet de construction en termes de délais, de coûts et de qualité » (Helmus et al., 2009). Elle doit également tenir compte d’aspects tels que la sécurité, la santé et l’écologie.

Les principaux objectifs de la logistique peuvent être résumés dans les sept B (anciennement six B, parfois aussi 7B+) : Le bon produit doit être dans le bon état, au bon moment, dans la bonne quantité, au bon prix et avec les bonnes informations au bon endroit ou chez le bon client.

Sur le modèle de la logistique en production de biens, on peut diviser la chaîne d’approvisionnement de la logistique de construction en trois phases : outre l’achat initial, la logistique d’approvisionnement comprend la livraison sur les aires définies à cet effet ainsi que la coordination de la circulation sur le chantier. La logistique de chantier ou de production prend le relais à partir des aires de livraison et sert à l’approvisionnement des différents niveaux en cours de construction et des entrepôts intermédiaires. La logistique d’élimination des déchets comprend enfin l’organisation et la mise en œuvre de l’élimination des déchets. La logistique de l’information supérieure sert par ailleurs à soutenir la mise en œuvre des trois phases et à garantir la qualité et le respect des coûts.

Logistique d’approvisionnement

La logistique d’approvisionnement sert à approvisionner le chantier dans les délais avec un large éventail d’objets logistiques nécessaires. Pendant l’aménagement du chantier, il faut surtout transporter des coffrages, des conteneurs, des étaiements et des engins de chantier, tandis que pendant l’exécution du projet, il s’agit plutôt de matériaux de construction tels que métaux, ciment et béton. En revanche, les objets logistiques tels que le personnel, les données et les informations sont transportés tout au long du processus de construction.

Le processus de la logistique d’approvisionnement se termine avec l’arrivée des objets logistiques sur le chantier, soit à l’entrée du chantier, soit sur les aires de livraison définies. La logistique de chantier prend le relais immédiatement après.

Logistique de chantier

La logistique de chantier proprement dite débute dès la livraison des objets logistiques sur le chantier. Elle comprend l’ensemble des tâches logistiques sur le chantier exécutées avec les équipements les plus divers (chariots élévateurs, ascenseurs, grues, pompes à béton, etc.). Comme les transports verticaux constituent souvent des goulots d’étranglement critiques en termes de temps dans les immeubles de hauteur, les temps de chargement et de transport sont généralement planifiés et exécutés tous les quarts d’heure. Une livraison juste-à-temps est donc primordiale ici, d’autant plus que les bâtiments ne disposent généralement que de surfaces d’entreposage limitées.

Logistique d’élimination des déchets

La logistique d’élimination des déchets s’occupe, d’une part, de la suppression et de la valorisation des déchets de chantier tels que matériaux de démolition, matériaux d’excavation, autres déchets de chantier et déchets spéciaux, et, d’autre part, du retour des équipements de chantier tels que les engins, les coffrages et les étaiements. L’élimination des déchets en particulier est un facteur de coût à ne pas sous-estimer, car les déchets de chantier doivent en principe être valorisés en premier lieu et doivent donc être triés et conservés dans des récipients différents. La réutilisation des éléments de construction et le recyclage des matériaux de construction au sens de l’économie circulaire peuvent donc aussi donner lieu à des incitations financières.

 

Défis de la logistique de construction

Les projets de construction nécessitent une multitude de matériaux et de ressources, qui doivent arriver au bon endroit en temps voulu. En outre, ils sont généralement soumis aux conditions-cadres suivantes, qui ont un impact sur la planification et l’exécution de la logistique :

• Fabrication à l’unité: chaque chantier a besoin d’une nouvelle configuration logistique, car les projets de construction sont généralement uniques du fait de leur architecture et de leurs combinaisons de matériaux individuelles.
• Dépendance du site: comme le site du projet de construction change d’un projet à l’autre, les circonstances associées en matière de géologie, de circulation, de topographie et de conditions météorologiques varient également.
• Capacité de stockage: les chantiers consomment beaucoup de matières et sont livrés de manière irrégulière et en fonction de la phase du projet. Sur le chantier lui-même, l’espace est généralement limité.
• Dépendances de projet: les projets de construction sont généralement exécutés de manière séquentielle, ce qui signifie que tout retard dans une activité se répercute sur les activités suivantes.
• Dépendance de la météo: les projets de construction étant tributaires des conditions météorologiques, le processus de construction peut subir des perturbations de courte durée et des variations saisonnières, ce qui se répercute sur la logistique de construction .
• Fragmentation: En raison de la forte fragmentation, avec de nombreux acteurs sur le marché, de nombreuses méthodes de travail différentes s’opposent souvent dans la construction.

En conséquence, il y a souvent trop de véhicules en circulation pour l’ensemble de la logistique de construction, ce qui génère des inefficacités en termes de coûts, de circulation, de gaz d’échappement et de bruit. Les points cités ci-dessus entraînent donc les défis ci-dessous.

Responsabilités floues entre le chantier et l’entrepôt

L’absence de procédures précises pour les véhicules, ce qui les contraint à attendre d’autres instructions à leur arrivée sur le chantier et empêche leur chargement et déchargement immédiats, peut entraîner des engorgements sur et autour du chantier. L’absence des matériaux dont les entrepreneurs ont besoin sur le chantier entraîne des retards dans le projet. De plus, pendant le temps d’attente, les véhicules ne sont pas disponibles pour d’autres utilisations.

Gestion inefficace de l’inventaire

Une gestion insuffisante des données du fait d'entrées manuelles dans les journaux et de l’absence d’un système global de gestion de l’inventaire ainsi que la mauvaise planification de la chaîne d’approvisionnement conduisent à des stocks inutilement élevés et à un trop grand nombre de mouvements de camions vers et sur le chantier. Les nombreux temps morts et la maintenance réactive des engins et des machines génèrent en outre des coûts supplémentaires dans la gestion de l’inventaire.

Logistique inefficace sur le chantier

Un contrôle insuffisant des matériaux et des équipements sur le chantier entraîne la perte ou le vol d’objets, et donc des coûts supplémentaires et des retards. En outre, il faut encore plus de transports pour réparer les erreurs, ce qui conduit à encore plus d’inefficacité.

 

Conditions pour la numérisation de logistique de construction

Comme dans de nombreux domaines, la numérisation offre différentes approches en logistique de construction pour améliorer l’efficience et l’efficacité des processus d’affaires et relever les défis mentionnés plus haut. Pour ce faire, diverses conditions liées à la technique, aux processus et à la culture d’entreprise doivent toutefois être remplies. Les conditions pour une logistique de construction numérisée sont expliquées ci-après sur la base de Simbeck et al. (2018). Il s’agit d’un ensemble constitué d’éléments de bases différents. Il convient donc de noter que tous les aspects ne doivent pas nécessairement être remplis pour pouvoir tirer parti des mesures de numérisation. Selon la devise Plus il y en a, mieux c’est, ils aident à surmonter les obstacles à la numérisation et à tenir compte des caractéristiques propres à la branche de la chaîne de valeur de la logistique de construction.

Accès mobile à Internet

Un accès à Internet rapide et mobile est une condition de base pour la numérisation de la logistique de construction , car l’ensemble des données et des systèmes doivent pouvoir être consultés en ligne à tout moment et de manière fiable. Il convient donc de garantir au moins l’accès 4G et de doter les collaborateurs du projet de smartphones, de tablettes ou d’ordinateurs portables.

Compétences informatiques

Une logistique de construction numérique n’est viable qu’avec les connaissances appropriées. La formation continue du personnel existant dans les domaines de la numérisation et des TI ainsi que le recrutement de spécialistes, complétés d'une assistance sélective par des professionnels externes, sont nécessaires à l’acquisition de compétences numériques. Les grandes entreprises du secteur de la construction et de la logistique de construction possèdent leurs propres services informatiques, tandis que les petites entreprises font plutôt appel à des prestataires externes.

Numérisation des processus d’affaires

Dans la mesure du possible, les processus logistiques doivent pouvoir être conçus et gérés intégralement sous forme numérique. Cela implique que la gestion des processus d’affaires numériques ait lieu tout au long de la chaîne de valeur. Les processus numériques comprennent la coordination et la communication, la planification de la demande de ressources et des livraisons ainsi que la documentation sur le chantier. Des solutions de gestion de projet, des systèmes ERP complets ainsi que des plateformes de communication et de collaboration telles que Teams y contribuent.

Implication active de toutes les parties prenantes

La chaîne de valeur de la logistique de construction est complexe et comprend généralement de nombreuses parties prenantes différentes. Afin d’éviter autant que possible les ruptures de média, toutes les personnes concernées devraient être impliquées le plus tôt possible. Des SLA (Service Level Agreement) permettent par exemple d’intégrer les personnes extérieures à l’entreprise qui sont également impliquées dans les processus d’affaires.

Gestion du risque et confiance

Une logistique de construction efficace et moderne est décentralisée et offre donc moins de possibilités de surveillance et de contrôle. La gestion des risques et l’instauration de la confiance sont des tâches de la direction et requièrent la mise en place d’une culture d’entreprise globale, caractérisée par une pensée constructive. La confiance doit donc être présente aussi bien du côté de la direction que du côté des collaborateurs. Des entretiens de feed-back constructifs, comme le feed-back à 360 degrés, peuvent y contribuer.

Stratégie et vision numérique de l’entreprise

La numérisation devrait être ancrée dans la stratégie de l’entreprise également dans le domaine de la logistique. À l’avenir, les entreprises de construction prendront elles-mêmes en charge leurs tâches logistiques et devront donc connaître des notions telles que le « just in séquence », l’impression 3D, la production de fabrication et la construction modulaire.

La protection des systèmes et des données propres à l’entreprise doit donc également être prise en compte et une stratégie de sécurité informatique globale doit être élaborée. La SSE propose une aide à cet effet avec la liste de contrôle Cybersécurité.

Culture d'entreprise ouverte

Enfin, il est bon de rappeler que la transformation numérique ne sera jamais achevée, même dans la construction et la logistique de construction . Pour garantir l’avenir dans un environnement concurrentiel comme celui du secteur suisse de la construction, il est nécessaire d’améliorer continuellement son propre portefeuille de prestations. Pour ce faire, une entreprise doit être capable d’identifier et d’évaluer les nouveaux produits et services numériques, de mener une gestion active et ouverte des connaissances et d’identifier à temps les tendances et les innovations. Pour ce dernier point, la SSE les aide avec son radar de tendances interactif.

Applications numériques dans la logistique de construction

Les techniques et technologies suivantes constituent des domaines d’application possibles pour une logistique de construction numérique. Dans chaque domaine d’application, une distinction est faite entre planification et préparation d’une part et exécution et gestion de l’autre. Certaines solutions s’appliquent à l’ensemble du processus ainsi qu’à la documentation, tandis que d’autres offrent une aide plus ciblée dans certains domaines.

Planification et préparation

La planification et la préparation de la logistique de construction créent les conditions nécessaires pour que les entreprises puissent fournir leurs prestations de manière coordonnée et sans se gêner mutuellement. Les solutions suivantes peuvent par exemple être utilisées à cette fin.

 

CAO 2D

La conception assistée par ordinateur permet d’établir rapidement et simplement des plans pour l’approvisionnement du chantier. Il est ainsi possible, par exemple, de planifier et de visualiser des itinéraires vers et sur le chantier vus à vol d’oiseau. Autodesk 2D-CAD propose à cet effet plusieurs logiciels payants qui couvrent également de nombreuses autres fonctionnalités. QCAD propose même une application Open Source qui peut être utilisée gratuitement.

 

Plateforme de projets en ligne

Les plateformes de projet virtuelles sont utilisées dans tous les domaines de la logistique à des fins de coopération, de collaboration et de documentation. Elles jouent notamment un rôle important lors de la préparation, afin de permettre un déroulement ultérieur sans problème. Des solutions logicielles, telles que xitavis basé sur le cloud, permettent de créer en quelques heures des images numériques du chantier, ce qui permet à tous les sous-traitants et fournisseurs de réserver eux-mêmes en ligne leurs créneaux horaires pour la livraison et l’utilisation des moyens auxiliaires et des engins de chantier. Toutes les informations, telles que les plans d’installation et d’accès ou les règles de chantier, sont consultables en ligne à tout moment par toutes les personnes concernées.

 

Simulation de déroulement

Des simulations de déroulement animées permettent de représenter la planification de l’installation du chantier en fonction du temps d’avancement des travaux. Des entreprises telles que Simplan proposent des solutions et des services dans le but de maximiser l’utilisation des machines et des équipements et de minimiser les besoins en ressources nécessaires.

Exécution et gestion

Système télématique

Les systèmes télématiques collectent en permanence des données GPS sur les unités mobiles des véhicules et les envoient à un serveur. Les données sont traitées, puis analysées pour formuler des recommandations d’action. Ces données sont ensuite mises à la disposition des conducteurs et des collaborateurs en temps réel. La télématique est déjà la norme dans les transports. Dans la construction, elle peut être utilisée aussi bien pour les livraisons depuis et vers les chantiers que pour la surveillance des engins de chantier sur place, par exemple comme protection contre le vol ou pour le contrôle de la consommation de carburant. Des entreprises comme Savvy ou fleet.tech proposent leurs propres solutions.

 

RFID & codes-barres

La technologie RFID (« Radio-Frequency Identification ») permet d’identifier des données par ondes radio sans qu’une liaison visuelle directe soit nécessaire. En revanche, les codes-barres sont lus directement avec l’appareil photo du smartphone. Les données sont traitées en temps réel et sont ainsi toujours à la disposition des personnes concernées. Des solutions telles que Hilti ON !Track permettent de piloter en ligne et en toute fiabilité la gestion de flotte et des équipements.

En Allemagne, le groupe de travail sur la gestion de l'information (AKIM) de la fédération allemande de l'industrie du bâtiment a établi un code QR standardisé pour les bons de livraison de béton et d'asphalte. Dès la livraison, les données essentielles d'une livraison peuvent être extraites et mises à disposition à l'aide d'un smartphone. Dans l'entreprise de construction, ces données QR extraites peuvent être traitées au format XML dans les processus existants. L'avantage est que des activités manuelles telles que la saisie des données du bon de livraison peuvent ainsi être supprimées. En Suisse aussi, il existe déjà des approches en ce sens - il s'agit de les faire accepter et utiliser encore plus largement à l'avenir.

 

Véhicules autonomes

Même s’il faudra encore quelques années avant que des véhicules entièrement autonomes ne se déplacent depuis, vers et sur le chantier sans intervention humaine grâce à l’intelligence artificielle et à la robotique, il existe déjà différentes approches de véhicules autonomes ou semi-autonomes. Les principaux fabricants d’engins de chantier tels que Caterpillar, Liebherr, Volvo et Komatsu investissent déjà pour équiper les engins traditionnels de la technologie GPS nécessaire, des capacités d’apprentissage automatique (intelligence artificielle), de télécommande et de la capacité de cartographier les chantiers en 3D. Les engins de Caterpillar, par exemple, peuvent déjà être équipés de la technologie CAT Command et permettent ainsi, grâce à l’utilisation de commande à distance ou de systèmes semi-autonomes ou autonomes, d’améliorer la sécurité du conducteur, la disponibilité des machines et la productivité du site.

Microservices

Outre les tâches importantes et complexes à maîtriser, le chantier est également confronté à de nombreux petits défis. Les microservices sont des applications numériques dotées de différentes fonctions d’assistance :

• L’asset tracking aide à localiser des machines, des appareils et des équipements pendant toute leur durée de vie. Il permet également de les retrouver en cas de détournement ou de vol. Une entreprise de construction hambourgeoise, par exemple, a développé avec l’aide du fournisseur de téléphonie mobile 1NCE une solution qui géolocalise en permanence les véhicules et les engins de chantier grâce à l’internet des objets industriels (IIOT).
• Des capteurs servent à analyser le trafic et aident à la localisation des appareils et des matériaux sur le chantier. Ils permettent en outre de mesurer le rythme de travail, ce qui peut éventuellement aider à raccourcir la phase de construction. COSMO Consult, qui offre notamment des solutions globales ERP, propose un service à cet effet.
• Les boutons intelligents demandent peu d’efforts et sont polyvalents : gestion des accès, alerte, réservation d’ascenseurs, transmission de niveaux de remplissage (p. ex. en cas de ravitaillement mobile), enlèvement de conteneurs dans le cadre de la gestion de l’élimination des déchets ou encore pour les déclarations de besoins de petites pièces. IOX Lab propose par exemple ses propres solutions.

Bibliographie

Simbeck, M. Bühler (2018). « Digitalisierung in der Baulogistik » (Numérisation dans la logistique de construction ). dans « Marktorientiertes Produkt- und Produktionsmanagement in digitalen Umwelten », 2018, pp 181 - 199 (Gestion de produits et de production orientée marché dans les environnements numériques), 2018, pp 181 – 199

Helmus, A. Meins-Becker, L. Laussat, A. Kelm (2009). « RFID in der Baulogistik» (RFID dans la logistique de construction ). Vieweg+Teubner Verlag

Schach, N. Schubert (2009). « Logistik im Bauwesen » (Logistique dans la construction). Revue scientifique de l’Université technique de Dresde, n° 58

CIVIC Project (2018). «Handbook for Smart Construction Logistics». www.civic-project.eu

Sullivan, S. Barthorpe, S. Robbins (2010). « Managing Construction Logistics ». Wiley-Blackwell