Conception modulaire : Le logiciel, le processus, l'avenir
Anthony Gude est le directeur des opérations de R & S Tavares Associates, une société basée à San Diego, en Californie. Fondée en 2002 par Ralph et Silvana Tavares, l'entreprise fournit des services de conception, d'ingénierie structurelle, de conseil et de gestion de projet à des clients du secteur de la construction dans l'ensemble des États-Unis. La plupart des travaux de l'entreprise concernent la conception et l'ingénierie de bâtiments préfabriqués.
Conception initiale
Anthony Gude insiste sur le conseil bien connu de réunir tous les acteurs clés d'un projet dès le début du processus de conception. "Tout le monde le dit - parce que c'est vrai ! explique M. Gude. "Personne ne dispose de toutes les informations nécessaires dès le départ, en particulier pour les projets novateurs ou de grande envergure. Il n'est pas rare qu'une conférence téléphonique réunisse 20 ou 30 personnes qui donnent leur avis au stade de la préconception.
"Il y aura de nombreuses itérations de la conception pendant que l'équipe explore la faisabilité du projet et il est important de rester flexible au cours de ce processus. "Les changements de conception - par exemple, concevoir un bâtiment entier en acier puis le redessiner en bois, ou vice versa - se produisent souvent parce que quelqu'un s'est engagé trop tôt dans une direction particulière", explique M. Gude. "Il faut donc commencer par une discussion de groupe et mettre toutes les informations et les contraintes sur la table dès le début.
Si l'équipe de conception est intégrée trop tard ou si le mauvais fabricant est choisi pour un projet, "vous vous exposez à un échec".
Processus et exécution
En ce qui concerne les échecs, M. Gude explique que lorsque la construction modulaire a été critiquée pour ses mauvais résultats, c'est souvent sans tenir compte des causes de ces résultats. "Nous devons faire la distinction entre les processus de conception et de construction modulaires, d'une part, et l'exécution de ces processus, d'autre part. Les problèmes d'exécution des processus peuvent entraîner de mauvais résultats, mais cela ne signifie pas qu'il y a quelque chose qui ne va pas dans les processus eux-mêmes", explique M. Gude. "C'est comme si quelqu'un n'arrivait pas à destination en vélo parce qu'il est tombé. Ce mauvais résultat ne signifie pas qu'il y a quelque chose d'intrinsèquement mauvais dans le processus d'utilisation de la bicyclette. Cela signifie qu'à cette occasion, il y a eu un problème dans l'exécution de ce processus".
Il est particulièrement important de s'assurer que tous les membres de l'équipe d'un projet sont bien adaptés à celui-ci. Par exemple, un propriétaire peut avoir besoin d'une grande terrasse en porte-à-faux au dernier étage d'un bâtiment. Un fabricant spécifique peut être mieux placé pour concevoir et fabriquer ce bâtiment sur mesure, car il a l'expérience des détails des connexions requises. Toutefois, si le propriétaire a passé un contrat avec un fabricant qui n'a pas cette expérience, "le projet risque de ne pas pouvoir surmonter la contrainte de conception en raison de l'inadéquation des capacités". Dans ce cas, l'insuffisance n'est pas due à la conception modulaire et aux processus de fabrication eux-mêmes, mais plutôt aux décisions spécifiques prises par les responsables du projet.
De même, les entreprises en phase de démarrage peuvent ne pas disposer des connaissances et de l'expérience nécessaires. Elles peuvent avoir un type de produit final en tête, mais ne pas correspondre au type de fabrication ou de matériau qu'elles souhaitent utiliser. "Par exemple, les conteneurs d'expédition ne conviennent pas à tous les types de produits finis", explique M. Gude. "Il arrive un moment où il faut tellement retravailler ou revoir la conception structurelle des conteneurs que l'équipe du projet aurait dû utiliser l'une des autres solutions disponibles dans l'industrie modulaire volumétrique.
Crédit photo : KTGY Architects
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Réutilisation d'éléments de conception
L'un des principaux avantages de la construction modulaire est la possibilité de réutiliser des éléments de conception sur plusieurs projets, ce qui permet de réduire les coûts. R & S Tavares a récemment mis cela en pratique dans le cadre des projets HOPE, qui sont des projets de logements supervisés dans la région de Los Angeles.
Ces projets ont été parrainés et soutenus par des gouvernements locaux qui se sont engagés à mettre en place une filière plus longue, et non pas seulement un ou deux projets. Cela signifie que l'ensemble de l'équipe de conception et de construction peut également s'engager dans plusieurs projets et tenir la promesse d'un logement modulaire plus économique. "Comme l'équipe s'est investie dans plusieurs projets, nous avons développé des modèles de base qui peuvent être reconfigurés de différentes manières pour s'adapter au mieux à chaque projet individuel", explique M. Gude.
Logiciel de conception
M. Gude mentionne certains logiciels, tels que Archistar, Hypar et Kreo, qui "aident à tout faire, depuis la faisabilité du site jusqu'à la conception et la modélisation paramétriques". Ces logiciels créent des rendus basés sur "les paramètres généraux du bâtiment - comment les modules se connectent, le type de bâtiment, le nombre d'étages, les charges de vent, les charges de neige, etc.
R & S Tavares travaille sur un portail où les clients peuvent choisir dans une bibliothèque d'éléments préconçus et, en combinaison avec l'entrée de contraintes de conception de haut niveau, le logiciel rendra un avant-projet de modèle à utiliser comme base pour les premières discussions. L'avant-projet fonctionne comme une étude de faisabilité initiale pour le client.
"Grâce à cette technologie, nous pouvons télécharger l'arbre de décision de faisabilité de nos premiers projets et demander à un algorithme de faire ces hypothèses pour nous", explique M. Gude. "Nous pouvons ensuite procéder à la conception détaillée sur la base de l'ébauche de modèle qui en résulte, au lieu d'investir du temps et des efforts dans une conception détaillée qui s'avère plus tard ne pas convenir au client.
Dessins numérisés partageables
Selon M. Gude, les conceptions numérisées partageables contribueront à faire évoluer la construction modulaire vers une conception et une fabrication véritablement industrialisées, ce qui rendra le secteur plus efficace et réduira les coûts. Selon lui, la fabrication modulaire n'est pas encore suffisamment homogène pour permettre un large partage des conceptions et il prédit que, dans un premier temps, "les sociétés d'ingénierie spécialisées dans la fabrication et la production apprendront à posséder et à distribuer les détails de leurs conceptions sous forme de produits numériques".
L'un des problèmes posés par le partage de dessins numérisés est que le concepteur original peut perdre le contrôle du dessin. "L'utilisation illégale de détails de conception est monnaie courante dans les secteurs de l'architecture, de l'ingénierie et de la construction", explique M. Gude.
La solution réside dans les grands livres technologiques, explique M. Gude. Cela permet au code de servir de code-barres unique attaché à un produit numérique, qui agit comme un certificat d'authenticité. Ces certificats peuvent garantir que le concepteur original bénéficiera d'un certain avantage chaque fois que quelqu'un acquiert une copie du dessin - comme les redevances versées à un auteur chaque fois qu'une copie de son livre électronique est vendue.
"Toute la technologie nécessaire existe déjà", explique M. Gude. "Lorsqu'elle sera plus largement adoptée, elle changera la donne pour les processus de délivrance des permis et de conception. Elle nous permettra à tous de maximiser les avantages de la modularisation et de la conception industrielle dans le domaine de la construction.
Cet article a été publié pour la première fois dans l'édition de mai/juin 2021 de Modular Advantage.
A propos de l'auteur : Zena Ryder est rédactrice indépendante, spécialisée dans la rédaction d'articles sur la construction et pour les entreprises de construction. Vous pouvez la trouver sur Zena, Freelance Writer ou sur LinkedIn.
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