La conception modulaire du point de vue de la construction
À propos de l'auteur : Nick Gomez, de Lowney Architecture, a plus de 15 ans d'expérience dans le domaine des logements collectifs et des projets modulaires pour des clients à but lucratif et non lucratif. En tant que directeur du studio multifamilial de l'entreprise basée à Oakland (Californie), Nick a géré des projets primés, du développement de la conception à l'administration de la construction.
Le Mayfair à El Cerito, CA.
Tout au long de cette série en trois parties(Partie 1, Partie 2), nous avons étudié l'optimisation des projets pour la construction modulaire. Dans les parties précédentes, nous avons exploré la construction modulaire du point de vue de la conception et de la fabrication. Nous allons maintenant nous pencher sur les aspects de la construction qui permettront aux projets de tirer pleinement parti de la valeur associée à cette méthode de construction. Pour vous apporter le point de vue d'un entrepreneur, Lowney Architecture a collaboré avec Mark Zaleski et Deanne Tipton de Cahill Contractors pour le contenu de cet article.
Contrairement aux projets traditionnels de construction sur site, les projets modulaires nécessitent une coordination préalable importante, non seulement au niveau de la conception, mais aussi du calendrier du projet et de l'appel d'offres de l'usine. Nous pensons que les équipes de développement bénéficieront d'une meilleure compréhension de certaines considérations de l'entrepreneur propres à l'approche modulaire.
Appel d'offres et sélection de l'usine
Idéalement, l'appel d'offres pour une usine modulaire devrait avoir lieu pendant la phase de conception schématique afin d'optimiser les avantages du partenariat, et un fournisseur doit être en jeu au plus tard à 50 % de la phase de développement de la conception. Parmi les variables clés de la sélection d'une usine figurent le prix, le calendrier, le carnet de commandes, le bilan, la capacité de cautionnement et les exigences du propriétaire. Il est essentiel que l'usine choisie ait la capacité non seulement de produire les modules, mais aussi de le faire au moment où le calendrier du projet exige qu'ils soient prêts à être installés sur le site.
Les exigences du propriétaire peuvent également déterminer le choix d'un fournisseur de produits modulaires. Les relations existantes, les coûts, le cautionnement, les accords contractuels et les calendriers de paiement entrent tous en ligne de compte. La question de savoir si la fabrication aux États-Unis est importante ou non doit être abordée dès le départ, car il existe sur le marché des usines canadiennes et étrangères solides qui peuvent approvisionner de manière compétitive certaines régions du marché américain.
Dans le cas de la construction modulaire, les frais de transport sont un élément clé à prendre en considération. Les frais d'expédition et de camionnage varient en fonction de la géographie, de l'emplacement de l'usine modulaire et de sa proximité avec le site de développement. En outre, il est important de noter que les retards ou les livraisons anticipées nécessitant une mise en place locale des modules achevés se traduiront par une augmentation des coûts.
En général, chaque fournisseur de produits modulaires varie en fonction des détails du produit, tels que le choix des armoires et des fenêtres. C'est important car l'usine sera plus à l'aise pour acheter et installer ce qu'elle connaît bien, ce qui se traduira probablement par des économies de temps et d'argent grâce aux relations spéciales entre les usines et leurs fournisseurs de matériaux en aval. Pour cette raison, il est essentiel de travailler avec les équipes d'architectes et d'ingénieurs sur l'intention initiale de la conception et les normes de construction écologique du projet.
Compte tenu de ces éléments interconnectés, il est avantageux d'impliquer le fournisseur modulaire dès le début pour collaborer avec l'architecte, le propriétaire et l'entrepreneur général sur l'optimisation de la conception, l'ingénierie de la valeur, les détails et le calendrier du projet.
Lire aussi :
Mayfair : Une étude de cas modulaire
Auparavant utilisé comme parking de surface pour les navetteurs empruntant les transports en commun, le projet Mayfair, situé sur un îlot appartenant à la ville d'El Cerrito (Californie), apporte 223 nouveaux logements à un secteur longtemps négligé, près de la station BART (Bay Area Rapid Transit) d'El Cerrito del Norte.
Nommé d'après la chaîne de magasins d'alimentation qui occupait autrefois le quartier, le projet Mayfair a reçu sa première unité de modules empilés en octobre 2020 et a atteint sa hauteur totale de six étages après dix jours d'assemblage.
Portée de la construction de l'usine
L'évaluation de la part de la construction qui peut être réalisée hors site est un élément essentiel pour tirer parti de la construction modulaire. En général, plus le fournisseur modulaire peut en construire dans sa propre usine, plus les économies réalisées sur les coûts de construction sont importantes. Cela doit être négocié non seulement en termes monétaires, mais aussi en fonction de l'impact sur les documents de permis des équipes d'architectes et d'ingénieurs, qui sont divisés entre le site et l'usine.
Il est important de s'assurer que le fournisseur de modules se trouve dans sa zone de confort. Les usines ont la possibilité de fournir des parapets, des murs d'obturation de puits de couloir et d'autres éléments fournis par l'usine et installés sur le site pour l'entrepreneur. Il faut éviter de forcer l'usine à fournir des éléments qui pourraient être moins coûteux pour la séquence et l'installation sur site de l'entrepreneur.
Pour tirer le meilleur parti d'une construction modulaire, il est essentiel de limiter les travaux sur site à l'intérieur des unités finies en usine. Les exceptions les plus courantes à cette règle sont les stores, les dispositifs de sécurité et les coutures au niveau des ouvertures et des portes entre les modules dans les unités à plusieurs pièces.
Évaluation du site et logistique
Pour les entrepreneurs, l'évaluation du site et l'élaboration d'un plan logistique correspondant constituent une première étude critique nécessaire pour confirmer que la construction modulaire est une méthode de livraison sensée. Les dimensions maximales des modules constituent un élément essentiel - propre aux constructions modulaires - qui conditionne de nombreux autres aspects logistiques : 72' x 16' de large x 12'-6" de haut. Ces dimensions sont principalement régies par les limites imposées aux camions sur les autoroutes, car tout ce qui est plus grand nécessite des dispositions spéciales. Par exemple, la Californie exige que les chargements surdimensionnés soient escortés par la patrouille routière, ce qui rend les coûts prohibitifs.
Contrairement aux projets traditionnels de construction sur site, les projets modulaires nécessitent une coordination préalable importante, non seulement au niveau de la conception, mais aussi du calendrier du projet et de l'appel d'offres de l'usine. Nous pensons que les équipes de développement bénéficieront d'une meilleure compréhension de certaines considérations de l'entrepreneur propres à l'approche modulaire.
Livraison du site et séquençage
Dans le cas d'une construction modulaire, les soumissions et les demandes d'information doivent être examinées et approuvées, et les propriétaires doivent choisir les finitions bien plus tôt que dans le cas d'une construction sur site classique. L'usine devra réaliser des dessins d'atelier qui seront examinés et approuvés par le propriétaire, l'architecte et les ingénieurs, avant la production des modules prototypes. L'usine demandera un "verrouillage de la conception" avant d'acheter les matériaux pour le prototype du module, un processus qui a généralement lieu au moins six mois avant la production complète.
Processus de construction d'une usine
À moins que le propriétaire n'engage directement l'usine, la construction des modules hors site ne diminue pas la responsabilité de l'entrepreneur. En fait, la nécessité d'un contrôle et d'une surveillance de l'entrepreneur est tout aussi cruciale dans le contexte modulaire. L'usine modulaire dispose généralement de son propre plan écrit de contrôle et d'assurance qualité, qui doit être approuvé par l'État. L'entrepreneur général doit superviser les efforts de l'usine en matière de CQ. Il est également recommandé que l'architecte et ses consultants participent aux efforts de CQ, mais ces parties ne sont pas responsables du CQ - un facteur qui peut varier en fonction des fonds disponibles et de l'emplacement de l'usine.
Le processus de liste de contrôle peut également varier en fonction de l'emplacement de l'usine par rapport au propriétaire, à l'architecte, à l'entrepreneur et au chantier. En règle générale, le prototype fait l'objet d'une liste de contrôle à laquelle le propriétaire, l'architecte, les consultants en conception, l'entrepreneur général, le représentant du propriétaire et les éventuels inspecteurs du prêteur doivent participer afin de "définir les attentes". Il existe également une liste de contrôle pour la production principale des modules, qui est généralement réalisée par le fournisseur de modules en collaboration avec l'entrepreneur général. Le propriétaire et l'architecte peuvent également effectuer des visites périodiques à l'usine.
Il convient de noter que le sous-traitant de l'entrepreneur général chargé de la conception et de la construction du système d'extinction automatique est le seul à travailler à l'intérieur de l'usine modulaire et sur le site. L'usine modulaire doit accueillir le sous-traitant en sprinklers pour l'installation du système de sprinklers dans les modules et pour les essais du système dans l'usine. Pour cette raison, l'entrepreneur choisira généralement un sous-traitant en systèmes d'extinction automatique qui connaît bien l'usine et se trouve à proximité du site.
Les extincteurs automatiques, les alarmes incendie, l'entretien extérieur des bâtiments (EBM) et les systèmes de communication radio pour les intervenants d'urgence (ERRCS) doivent être conçus à l'avance pour être coordonnés avec la production modulaire - et les mesures de sécurité incendie doivent être soumises à l'État pour l'obtention d'un permis. Les consultants en matière d'extincteurs automatiques et d'alarmes incendie, qui interviennent généralement au cours de la construction, devront être avancés afin de coordonner la conception et l'obtention des permis de l'usine.
La séquence de production et de livraison entre l'usine et le site est également cruciale. L'idéal est de synchroniser le calendrier de production des modules de l'usine et le début de la mise en place des modules afin de minimiser le temps de stockage entre les deux. Lors de la création du calendrier du projet, deux calendriers sont nécessaires : un pour la construction en ligne avec ses permis et un autre pour le processus modulaire avec ses permis. Ils sont ensuite combinés et ajustés pour être coordonnés avec le processus de l'usine et les autorisations de l'équipe de conception.
Quelques précisions sur le calendrier modulaire : Prévoyez du temps pour les soumissions, l'approvisionnement en matériaux et la production de prototypes. En général, l'obtention des permis d'État ("modulaires") prend moins de temps que l'obtention des permis de construire. Le calendrier doit tenir compte des conditions météorologiques lors de la mise en place des modules, notamment en prévoyant suffisamment de temps pour poser un toit sur la structure avant la saison des pluies.
Écoute connexe :
Conception architecturale modulaire avec Lowney Architecture
Dans cet épisode d'Inside Modular, Nick Gomez, directeur de studio chez Lowney Architecture, nous appelle pour parler de la conception de bâtiments modulaires et des avantages pour les architectes.
Inspections d'usines et de sites
L'État est responsable des inspections des modules produits dans l'usine, et l'usine se charge d'engager et de rémunérer la société d'inspection tierce approuvée par l'État, telle que la NTA. Cela fait partie de l'offre des fournisseurs. La société d'inspection examine les modules et le programme de contrôle qualité de l'usine. L'inspecteur n'inspecte pas nécessairement chaque module à chaque étape du processus de production, mais son intention est d'inspecter les systèmes structurels et de sécurité incendie. Une fois qu'un module est inspecté et approuvé, il est physiquement estampillé et la société d'inspection fait rapport à l'État.
Les autorités locales ne procèdent généralement pas à l'inspection ou à l'examen de l'intérieur des unités modulaires, à l'exception des systèmes de sécurité des personnes et des travaux installés sur le site, tels que les couloirs communs, les connexions structurelles et les détails relatifs à la continuité de la protection contre l'incendie au niveau des connexions entre les modules.
Les inspections supplémentaires réalisées à l'usine sont effectuées par le propriétaire, le(s) prêteur(s) du propriétaire, l'architecte, ses consultants et l'entrepreneur général. Le nombre d'inspections dépend de l'emplacement de l'usine et des préférences du propriétaire en matière de supervision.
Au moins un module prototype doit être construit avant la production de masse et servir de "maquette". En fin de compte, ce module sera installé de manière permanente dans le bâtiment, il doit donc être inspecté et approuvé par la société d'inspection de l'État. Le module prototype "fixe la barre" et doit être inspecté de près par toutes les parties au projet. Idéalement, les prototypes devraient couvrir les types d'unités standard et les types d'unités entièrement accessibles du projet, ainsi que toutes les conditions particulières que le propriétaire ou l'équipe de conception pourrait vouloir examiner avant la production.
Réglage des modules
Le plaisir commence vraiment lorsque les modules commencent à s'empiler - une tâche souvent confiée à des entrepreneurs spécialisés qui se consacrent exclusivement à la mise en place des modules. Les modules sont posés dans un ordre préétabli afin de minimiser les mouvements de grue. Les usines modulaires produisent généralement trois à cinq modules par jour, tandis que la mise en place sur site peut accueillir 10 à 14 modules par jour. Pour une efficacité maximale, comme nous l'avons vu précédemment, la production et le stockage des modules doivent être spécifiquement coordonnés avec le calendrier de construction.
Les grues effectuent les travaux de levage lourds dans une construction modulaire, et les plus utilisées à cette fin sont les grues hydrauliques sur camion ou sur pneus. Pour les chantiers plus importants, avec de l'espace et de longues portées, une grue sur chenilles peut être utilisée, bien qu'il y ait un nombre limité de grues sur chenilles disponibles dans le pays. Les grues à tour ne sont généralement pas utilisées car le poids des modules est trop élevé.
Finition
La construction modulaire nécessite des finitions sur place, y compris l'achèvement des connexions structurelles et des inspections spéciales. Les connexions structurelles pour les murs extérieurs impliquent généralement des sangles fixées à l'extérieur des modules. Les connexions structurelles intérieures se trouvent généralement dans les couloirs et comprennent des sangles, des boulons et des systèmes d'arrimage.
Les couloirs, les escaliers et les cages d'ascenseur sont finis sur place, et même lorsqu'ils font partie du système modulaire, ils ne sont pas complètement finis. Les connexions structurelles intérieures et MEP sont réalisées dans le couloir. Les cages d'ascenseur et de vide-ordures sont livrées ouvertes ou soutenues par une structure temporaire pour l'expédition. L'entrepreneur planifiera et ordonnera les travaux de chantier et de fermeture nécessaires pour une installation et des inspections complètes.
Les connexions MEP pour les raccordements verticaux sont également réalisées sur place. Les raccordements mécaniques, électriques, de plomberie et d'extincteurs automatiques sont effectués dans le couloir commun afin d'éviter de pénétrer dans les unités finies. La seule exception concerne les dispositifs d'alarme incendie sur les boîtes en j installées en usine.
Les finitions extérieures et la toiture complètent les éléments de construction sur site. L'usine installe une membrane EPDM sacrificielle sur le dessus de chaque module pour le protéger des intempéries pendant le transport, et cette membrane est soit enlevée pendant le processus de pose, soit abandonnée sur place. L'usine inclut le revêtement extérieur, tel que le Densglass, et les fenêtres avec le solin de la membrane de fenêtre. Les parapets, les pare-soleil et les extrusions extérieures ne sont généralement pas fabriqués en usine. Enfin, tout équipement sur le toit, y compris l'énergie solaire et l'entretien extérieur du bâtiment, est installé sur place, mais devra être coordonné avec la production de l'usine pour le blocage requis ou la structure cachée installée en usine.
Une fois la construction sur site terminée, les services publics, y compris l'eau, l'électricité et la basse tension, sont raccordés et mis en service. En général, les garanties dans le contexte modulaire sont les mêmes que pour la construction sur site, bien que le début de la période de garantie doive être négocié avec le fournisseur de modules. Les fournisseurs insistent pour que la période de garantie commence lorsque les modules sont acceptés ; les propriétaires veulent qu'elle commence à l'achèvement du projet ou lorsqu'ils en acceptent la livraison.
Résumé
Dans cette série d'articles en trois parties, nous avons examiné l'optimisation des projets pour la conception, la production en usine et l'installation par l'entrepreneur. Nous espérons qu'il s'agit d'une feuille de route pour vos futurs projets de construction hors site et qu'un plus grand nombre de personnes utiliseront cette méthode de livraison - en particulier dans les régions où le marché du logement est tendu et où il est nécessaire de remédier rapidement à la pénurie.
Cet article a été publié pour la première fois dans l'édition de mai/juin 2021 de Modular Advantage.
Plus de Modular Advantage
Oasis moderne du désert : Construire l'hôtel Reset de façon modulaire
Si la construction hors site du projet de l'hôtel Reset a été soigneusement contrôlée et que tous les besoins ont été satisfaits dans l'usine de BECC Modular dans l'Ontario, au Canada, l'éloignement du site du projet a créé des défis supplémentaires pour la partie de la construction réalisée sur place.
Revoir le Yellowstone Canyon Village - une construction modulaire révolutionnaire - dix ans plus tard
Avec une période de construction aussi courte en raison du froid imminent, il était plus logique pour le promoteur du parc, Xanterra, d'opter pour la construction modulaire. L'affluence des visiteurs de Yellowstone a également nécessité une programmation des transports un peu particulière, car le trafic en provenance de l'entrée ouest de Yellowstone déterminait les heures auxquelles les camions pouvaient décharger les modules. Guerdon a relevé le défi.
Construit pour affronter le froid, cet immeuble de bureaux modulaire brille de mille feux
Houlton, le chef-lieu du comté d'Aroostook, dans le Maine, est une petite ville d'environ 6 000 habitants. Située le long de la frontière entre les États-Unis et le Canada, la ville est surtout connue pour ses hivers très froids. Lorsque la patrouille frontalière américaine a eu besoin de nouveaux bureaux, l'approche modulaire de Modular Genius s'est avérée être la solution idéale.
Le remplacement des panneaux ajoute des années de vie à un navire de guerre
Panel Built, Inc. a récemment remplacé tous les panneaux muraux et de toit d'un bâtiment de pont à deux étages de la marine américaine que la société avait installé il y a 30 ans, donnant ainsi une nouvelle vie au navire. Le commandant de l'unité qui utilise la barge a déclaré que la différence entre l'état et l'apparence de la barge, entre le moment où elle a quitté ses installations et celui où le projet a été achevé, dépassait ses espérances.
True Modular Building cherche à révolutionner le logement. Prochaine étape : MBI's World of Modular Europe (Le monde du modulaire en Europe)
True Modular Building (TMB) se spécialise dans la construction de logements accessibles, écologiques et confortables avec des designs modernes et des caractéristiques personnalisables, garantissant que les résidents se sentent chez eux aujourd'hui et demain.
De Toronto au Suriname : l'histoire d'une construction modulaire mondiale
Lorsque I AM Gold - une entreprise canadienne d'extraction d'or basée à Toronto, en Ontario - a voulu étendre ses activités minières au Suriname, elle savait qu'elle aurait également besoin d'étendre son infrastructure. Plus précisément, elle devait construire un complexe de services mécaniques qui permettrait à ses équipes locales d'assurer la maintenance et l'entretien des équipements essentiels à ses opérations minières. Elle savait aussi que ce serait un défi.
Une "mer de défis" pour ce développement modulaire et insulaire
Question : La construction modulaire peut-elle être utilisée pour construire une série d'immeubles d'habitation uniques et abordables, ayant tous l'air d'avoir été construits en 1845, sur une île qui accueille des personnes aisées ?
sur une île qui accueille les riches ? La réponse est, bien sûr, oui, mais comment l'équipe de Signature Building Systems et KOH ont-ils procédé ?
l'équipe de Signature Building Systems et de KOH Architecture, c'est toute une histoire.
L'économie de la construction en Amérique : Une course contre la montre
Si l'économie a pu supporter des taux d'intérêt plus élevés jusqu'à présent, il ne fait aucun doute qu'elle sera en mesure de gérer les taux d'intérêt plus bas à venir. Mais de nombreux économistes soulignent que la Réserve fédérale pourrait déjà arriver trop tard dans le jeu. Alors qu'elle réduit progressivement les taux d'intérêt, l'économie américaine pourrait rapidement décélérer, du moins si l'on se base sur des bases théoriques et non sur les données les plus récentes, pour aboutir à la récession tant annoncée. Seul l'avenir nous le dira.
Les cinq principaux avantages de l'espace de bureau modulaire
Les espaces de bureaux modulaires transforment la façon dont les entreprises conçoivent leurs environnements de travail. Ces structures innovantes offrent un mélange de flexibilité, d'efficacité et de durabilité, ce qui en fait un choix judicieux pour les entreprises qui cherchent à prendre l'avantage.
Possibilités d'innovation
Le secteur de la construction est à la croisée des chemins. En adoptant les principes de la construction industrialisée, en s'inspirant d'autres secteurs et en exploitant les technologies numériques, le secteur de la construction modulaire peut s'attaquer de front à ses principaux défis. Cette transformation promet un avenir fait d'une productivité accrue, d'une qualité améliorée, d'un contrôle des coûts et d'un environnement bâti plus durable, plus abordable et plus résilient.