Jumeaux numériques dans le secteur de la construction : avantages, cas d’utilisation et bonnes pratiques

La technologie des jumeaux numériques, qui permet de créer une représentation numérique du monde réel, est en train de devenir un facteur de différenciation majeur pour les entreprises du secteur de l’architecture, de l’ingénierie et de la construction. À la suite du confinement lié à la pandémie de COVID-19, les entrepreneurs ont été confrontés à une demande croissante de nouvelles installations avec des conceptions sophistiquées pour répondre aux exigences de modernisation en matière de personnel hybride. Les jumeaux numériques peuvent vous aider tout au long des étapes de planification, de budgétisation, de conception et de construction.

La construction est un secteur complexe qui implique une variété de parties prenantes, notamment les architectes, les ingénieurs, les entrepreneurs, les propriétaires immobiliers, les représentants des propriétaires et les municipalités. Les jumeaux numériques permettent à chacun de gérer et de partager des données, d’éviter le cloisonnement des informations et d’améliorer la prise de décision basée sur les données, au-delà des barrières physiques et des différents services impliqués. En effet, Forrester Research rapporte que 55 % des décideurs mondiaux du secteur des technologies logicielles ont déjà adopté les jumeaux numériques et les utilisent dans un grand nombre de domaines allant de la conception à la maintenance. 

Qu’est-ce qu’un jumeau numérique dans le secteur de la construction ?

Dans le domaine de la construction, les jumeaux numériques sont des représentations virtuelles interactives de bâtiments physiques ou de projets d’infrastructure. Ces répliques virtuelles sont créées à l’aide de modèles de simulation avancés et intègrent des données en temps réel provenant de diverses sources, telles que des capteurs, des modèles BIM et d’autres dispositifs IoT. Ainsi, les jumeaux numériques permettent de mieux comprendre le processus de construction, d’améliorer la prise de décision et d’optimiser les performances tout au long du cycle de vie d’un projet.

Les jumeaux numériques sont des modèles virtuels qui permettent aux équipes de projet d’accéder en temps réel et de façon immersive aux données clés d’une structure et de bénéficier ainsi de plusieurs avantages notables :

• Une collaboration plus rapide et plus facile entre les parties prenantes ;

• Une productivité accrue ;

• Des flux de travail plus efficaces entre les sous-traitants et les professionnels ;

• Réduction des problèmes et des demandes d’information. 

En intégrant des jumeaux numériques au processus de modélisation des données d’un bâtiment (Building Information Modelling, ou BIM), les sous-traitants et les entreprises d’architecture et d’ingénierie peuvent relever les défis les plus urgents du secteur, notamment la faible productivité, la rentabilité, les problèmes de performance ainsi que les taux élevés d’erreurs et d’accidents. Dans le secteur de la construction, les jumeaux numériques peuvent également aider les entreprises à réduire les frais de conception et de construction virtuelles et, potentiellement, à remporter davantage d’appels d’offres.

Fonctionnement des jumeaux numériques

La création d’un jumeau numérique s’appuie sur une gamme de technologies, notamment les scanners laser en 3D, les capteurs, les caméras et d’autres dispositifs IoT. La création d’un jumeau numérique pour un projet de construction comporte trois étapes principales :

Numérisation

Tout d’abord, les images qui composeront un jumeau numérique peuvent être capturées à l’aide d’une variété de caméras numériques, y compris les smartphones. Pour vous lancer facilement et à moindres frais, vous pouvez utiliser l’application Matterport sur votre appareil mobile. Vous pouvez également utiliser plusieurs caméras à 360° panoramiques compatibles pour générer des jumeaux numériques. Pour les projets qui nécessitent une précision absolue, les caméras de la série Matterport Pro offrent des capacités de numérisation avancées pour les espaces intérieurs et extérieurs. 

Modifier, documenter et baliser les actifs d’une construction

Utilisez des outils d’édition tels que l’effet flou ou le recadrage pour modifier votre jumeau numérique à des fins de clarté et de sécurité. Cela permet de visualiser facilement et précisément les espaces réels, avec des mesures et des zones personnalisables.

Des MatterTags et des notes peuvent être ajoutés au modèle pour compléter les données en temps réel associées à des actifs spécifiques. Ces informations pourraient s’avérer précieuses lors de la livraison du projet au propriétaire.  Par exemple, les fiches de données de sécurité, la garantie et les PDF d’installation peuvent être importés et joints à une note placée sur un appareil de traitement de l’air ou d’autres systèmes mécaniques.

Partage et collaboration

Vous pouvez partager des modèles de jumeaux numériques avec des équipes et des bureaux à distance afin de réduire les visites sur site et les frais de déplacement. En outre, cela permet de favoriser des pratiques commerciales plus respectueuses de l’environnement au sein du secteur de l’architecture, de l’ingénierie et de la construction. Cela aide également les équipes éloignées les unes des autres à collaborer et à se coordonner plus efficacement grâce à une technologie accessible.

Sept avantages des jumeaux numériques pour le secteur de la construction

Grâce à leur haut degré d’interopérabilité et d’automatisation, les jumeaux numériques ont le potentiel de révolutionner plusieurs aspects du secteur de la construction. Dans cette section, nous aborderons quelques-uns des principaux avantages que présentent les jumeaux numériques pour cette industrie. 

1. Gestion améliorée des ressources de construction 

L’utilisation de jumeaux numériques peut améliorer le processus d’achat et réduire les blocages de la chaîne d’approvisionnement, favoriser l’harmonisation entre les progrès en cours et les résultats futurs et aider les entreprises de construction à mieux allouer leurs ressources et leurs actifs physiques.

2. Communication simplifiée avec les parties prenantes 

Grâce au logiciel Matterport, les chefs de projet peuvent exporter des nuages de points, des fichiers OBJ, des plans de niveau haute résolution et des plans de plafond projetés vers 3ds Max, ReCap, Revit et bien d’autres outils. Ainsi, les parties prenantes peuvent se tenir informées des dernières avancées et signaler les éventuels problèmes à chaque étape du processus de construction.

3. Une prise de décision et une planification plus éclairées 

Les jumeaux numériques sont un outil de planification proactif qui permet aux clients ou aux propriétaires d’un bâtiment de donner leur avis avant que les marteaux-piqueurs n’entrent en jeu ou que les cloisons sèches ne soient posées. Les ingénieurs peuvent également effectuer des évaluations plus approfondies pour des éléments tels que l’emplacement des conduits ou des installations d’eau, de gaz et d’électricité, tandis que les architectes peuvent anticiper les aspects esthétiques, comme la couleur de la peinture ou la disposition de l’éclairage. En permettant aux collaborateurs de dire adieu aux rapports PDF et aux photos et en leur fournissant une vue immersive pour mieux comprendre les conditions d’un site et les problèmes potentiels, les jumeaux numériques pour le secteur de la construction aident les équipes à améliorer l’évaluation des risques de conception et les relevés en l’état des constructions.

4. Suivi automatisé de l’avancement des travaux

Il est essentiel de documenter l’avancement des nouveaux projets de construction, et les jumeaux numériques permettent aux responsables de suivre les chantiers à distance. Les maîtres d’œuvre et les propriétaires de bâtiments ont besoin de documents pour vérifier que le chantier avance conformément aux normes et au projet de conception. Une documentation complète réduit également les erreurs et le besoin de retouches. Le fait de pouvoir suivre en détail l’avancement d’un projet permet aux équipes de construction de transférer le chantier de façon adéquate aux responsables des installations à la fin des travaux.

5. Hypothèses et prédictions plus précises 

En éliminant la nécessité de se rendre sur le site tout en offrant une vue d’ensemble complète de l’environnement bâti, les responsables peuvent obtenir des devis plus précis et plus rapides de la part des sous-traitants. Ils peuvent également créer des listes de contrôle virtuelles en ajoutant des notes, des liens, des photos et des vidéos au sein du modèle 3D.

6. Contrôles de sécurité simplifiés sur les chantiers 

Les inspections à distance permettent aux chefs de projet de mieux superviser les procédures de sécurité. De plus, les jumeaux numériques fournissent des mesures précises et virtuelles d’environnements dangereux ou difficiles d’accès, ce qui signifie que les employés n’ont pas à prendre de risques inutiles sur le site.   

7. Une solide documentation pour la livraison du projet au propriétaire

Matterport permet aux sous-traitants de collecter des données concernant l’état d’un bâtiment tout au long de l’avancement des travaux et de compléter ensuite le modèle avec des données intégrées liées aux systèmes MEP. Ainsi, lors de la livraison du projet, les propriétaires pourront disposer d’une documentation numérique solide leur permettant de simplifier la gestion du bâtiment dès le premier jour.  

Les défis liés à la création d’un jumeau numérique pour les projets de construction

Pour déployer efficacement des jumeaux numériques, certaines entreprises de construction devront peut-être surmonter des défis de longue date. Dans cette section, nous aborderons les principaux défis à relever lors de la mise en œuvre des jumeaux numériques dans le secteur de la construction. 

Manque de connaissances concernant les contrats 

Comprendre les nuances d’un contrat est un aspect fondamental de tout projet de construction, et l’intégration de nouvelles technologies, comme les jumeaux numériques, peut considérablement modifier le processus. En conservant un registre concernant la portée du projet et les principaux objectifs du client, les jumeaux numériques peuvent aider les entreprises à s’assurer que les exigences d’un contrat de construction sont respectées et comprises par toutes les parties. 

Manque de compréhension des données

De nombreuses entreprises de construction rencontrent des difficultés lorsqu’elles tentent d’exploiter efficacement les données. Elles sont confrontées à un manque de fonctionnalités qui pourraient leur permettre de générer des informations clés, utilisent des systèmes de gestion des données disparates entre IT et OT et ne peuvent pas accéder aux données en temps réel ou dans les (courts) délais impartis. L’un des avantages de Matterport est son intégration facile à d’autres flux de données. 

Le passage à la technologie BIM

Encore aujourd’hui, de nombreuses entreprises de construction utilisent une technologie de conception en 2D pour des projets de construction majeurs. L’utilisation d’un modèle BIM associé à un processus virtuel de conception et de construction nécessite une technologie de modélisation en 3D plus complexe ainsi que de nouvelles compétences.

Aucune structure ou SOP définie 

Dans certains projets de construction, les équipes manquent de processus leur permettant d’échanger des données et de résoudre les problèmes, ce qui fait de l’adoption de jumeaux numériques un nouvel obstacle à surmonter pour les parties prenantes. Mais en créant une source unique de vérité, les jumeaux numériques garantissent que toutes les personnes concernées, des sous-traitants aux inspecteurs en passant par les clients, sont sur la même longueur d’onde tout au long du cycle de vie du projet. 

Limites financières

En raison du nombre d’exigences budgétaires à prendre en compte, les entreprises de construction peuvent tout d’abord se montrer réticentes à l’idée d’investir dans la transformation numérique. Toutefois, les économies réalisées en réduisant le nombre de retouches, en optimisant la collaboration et en minimisant les frais de déplacement justifient largement l’investissement.

Exemples de jumeaux numériques dans la construction

Dans le secteur de l’architecture et de la construction, de nombreuses entreprises de référence ont misé sur les jumeaux numériques pour modifier radicalement leur façon d’aborder les projets. Voici quelques témoignages concernant de grandes entreprises du secteur de la construction. Ils vous révèlent comment ces acteurs ont tiré profit des avantages des jumeaux numériques pour améliorer leurs flux de travail.

Corgan réalise un retour sur investissement dans le domaine de la construction grâce au jumeau numérique 3D Matterport de l’aéroport international de Los Angeles

Lorsque Corgan, une entreprise de référence du secteur de l’architecture et du design, a commencé à travailler sur un projet de construction de 1,6 milliard de dollars à l’aéroport international de Los Angeles (LAX), les responsables ont intégré la technologie des jumeaux numériques au flux de construction afin d’optimiser les performances et la productivité.

Grâce à la caméra Matterport Pro2, Corgan a documenté les étapes clés, créé des listes de contrôle virtuelles et partagé des jumeaux numériques en 3D avec les propriétaires, les sous-traitants et les gestionnaires des installations. 

Les jumeaux numériques ont également aidé Corgan à surmonter l’un des plus grands défis de la phase de conception d’un nouveau projet de construction : capturer les conditions existantes du site. L’étape initiale du projet LAX consistait en un tunnel de distribution couvrant 1670 mètres carrés. Corgan a effectué 50 numérisations en une heure environ, et les équipes de projet ont divisé ces délais par deux grâce à la capacité de capture rapide de Matterport.

Takenaka mise sur les jumeaux numériques de Matterport pour effectuer des inspections à distance et optimiser la collaboration

En 2017, Takenaka Corporation est devenue l’une des premières firmes japonaises à adopter la technologie des jumeaux numériques de Matterport dans le secteur de la construction. En créant les jumeaux numériques des projets de construction et des systèmes mécaniques, électriques et de plomberie tout au long du cycle de vie d’un bâtiment, les équipes peuvent collaborer plus efficacement à chaque étape du processus.

Au départ, Takenaka a utilisé des scanners laser 3D conventionnels pour capturer des espaces de façon numérique, mais le traitement des données numérisées demandait beaucoup de temps. Il fallait également que les ingénieurs effectuent des relevés sur le site et capturent ces numérisations coûteuses. Grâce aux jumeaux numériques de Matterport, Takenaka a pu rationaliser le processus de gestion de projet de plusieurs manières : 

• Réduction de 90 % des délais nécessaires à la production de photographies à 360° ;

• Des milliers de dollars économisés pour chaque numérisation en éliminant la nécessité d’utiliser des scanners laser coûteux ;

• Réduction des frais de déplacement et de main-d’œuvre grâce à la réalisation de relevés et d’inspections à distance.

Swinerton utilise les jumeaux numériques de Matterport pour faire avancer ses projets

Pendant les confinements liés à la pandémie de COVID-19, Swinerton, une entreprise de construction basée à San Francisco, a dû veiller à ce que ses clients puissent suivre l’avancement des chantiers dans un contexte où la distanciation sociale limitait l’accès aux ressources physiques et aux sites de construction.

À l’aide de la caméra Matterport Pro2, Swinertona produit des numérisations 3D très détaillées d’un espace de 1 850 mètres carrés en quelques heures. Les numérisations ont été envoyées à des clients, à des architectes, à des ingénieurs et à des sous-traitants pour leur permettre d’explorer virtuellement l’espace et de suggérer des modifications en temps réel. L’utilisation de jumeaux numériques a permis à Swinerton de suivre ses projets de différentes manières :

• Plus aucun déplacement sur site pour le client ; 

• Nombre de déplacements sur site divisé par deux pour les experts MEP ; 

• Moins quatre semaines d’éventuels retards pour les projets ;

• Des milliers de dollars économisés par le client grâce à la réduction des frais liés aux erreurs et aux retouches.

Quatre conseils pour mettre en œuvre la technologie des jumeaux numériques dans vos projets

Vous recherchez le meilleur rapport qualité-prix pour utiliser des jumeaux numériques dans vos projets de construction ? Voici quelques conseils pour commencer :

1. Familiarisez-vous avec les règles et les réglementations

Avant d’utiliser des jumeaux numériques sur un chantier de construction, les entreprises doivent s’assurer qu’elles respectent les lois et les réglementations locales. Cependant, les jumeaux numériques devraient permettre aux entrepreneurs d’accélérer le processus d’approbation et d’obtention de permis, et de générer plus rapidement des plans testables.

2. Investissez dans de nouveaux programmes de formation du personnel 

Traditionnellement, le secteur de la construction a mis du temps à adopter les nouvelles technologies. Il se peut que les entreprises aient besoin de mettre en place de nouveaux programmes de formation pour permettre au personnel d’acquérir les compétences requises pour exploiter tout le potentiel des jumeaux numériques. Des sessions spéciales sur la cybersécurité peuvent également être nécessaires pour les employés qui sont responsables de la protection des informations confidentielles.

3. Élaborez une feuille de route architecturale pour le jumeau numérique

Disposer d’un plan stratégique qui décrit la façon dont les jumeaux numériques contribueront à atteindre les objectifs du projet est un bon moyen de s’assurer que toutes les parties prenantes sont sur la même longueur d’onde. Ces feuilles de route architecturales peuvent servir de point de référence tout au long du cycle de vie du projet, permettant ainsi aux équipes de se concentrer sur leur travail et de respecter les objectifs fixés.

4. Intégrez des technologies pertinentes 

Les jumeaux numériques de Matterport s’intègrent parfaitement à des programmes tels que SketchUp, Revit, AutoCAD et d’autres logiciels de conception BIM couramment utilisés. Les responsables de la construction peuvent exporter leur nuage de points et le partager facilement dans Revit ou d’autres outils BIM. Ils peuvent également générer des fichiers OBJ et des nuages de points pour la documentation du chantier et le dossier des ouvrages exécutés.

Matterport vous aide à construire une base solide pour le prochain projet de construction

La plateforme de données 3D de Matterport est un moyen puissant et efficace de documenter le processus de construction d’un bâtiment physique ou d’une propriété et de collaborer au sein du projet. Avec une caméra compatible, vous pouvez créer un modèle numérique de petits ou grands espaces avec un niveau de détail presque aussi élevé que celui qui pourrait être obtenu lors d’une visite en personne du site. Ces modèles sont présentés sous la forme d’une vue explorable et au rendu photoréaliste qui utilise des technologies brevetées de vision par ordinateur et d’IA connues sous le nom de Cortex AI.

Avec la plateforme de jumeaux numériques de Matterport, vous pouvez également exporter facilement des formats de fichiers supplémentaires dans d’autres logiciels tiers, ce qui vous permet de gagner beaucoup de temps et de réduire les tâches manuelles. 

Avec Matterport, vous pouvez :

• Documenter et communiquer les étapes clés rapidement et efficacement ;

• Éliminer les temps de trajet en partageant et en annotant le modèle ; 

• Réaliser des contrôles de qualité à distance, effectuer des relevés sans vous déplacer et réduire le nombre de visites sur place en capturant toutes les données en une prise.

Consultez le site Web de Matterport pour en savoir plus

Pour en savoir plus sur la façon dont les jumeaux numériques peuvent vous aider à rationaliser vos projets, à améliorer la collaboration et le processus de documentation ainsi qu’à réduire les coûts de conception et de construction, rendez-vous sur le site Web de Matterport : https://matterport.com/industries/architects-engineering-construction