8 innovations technologiques dans le BTP qui ont changé la donne

Le 17 novembre dernier, l’institut britannique des ingénieurs de structure annonçait qui étaient les lauréats de ses Structural Awards. Les projets concernés, répartis dans le monde entier, incluaient un toit flottant pour un stade de football à Bilbao en Espagne, une structure de scène facilement transportable et modulable pour la tournée 25 d’Adèle, et un temple Bahá’í au Chili, à la fois élégant et à l’épreuve des séismes. Malgré la diversité de ces projets, ils ont en commun la créativité artistique. Ils repoussent les limites des technologies du BTP pour donner vie aujourd’hui aux projets utopiques d’hier.

Les innovations technologiques vont bon train dans tous les secteurs. Si vous exercez votre activité dans l’architecture, l’ingénierie ou le BTP, il y a de fortes chances pour quelque chose de nouveau arrive bientôt sur le marché et améliore la qualité, l’esthétique ou la rentabilité de vos projets, comme nous avons pu le constater dans ces huit inventions qui ont influencé l’année 2017.

1. L’asphalte plus vert

À partir des années 60, le secteur du BTP a commencé à utiliser avec succès du caoutchouc recyclé, principalement issu de pneus usagés, en tant qu’additif pour l’asphalte afin d’en améliorer la qualité tout en réduisant les coûts et les déchets. Ces dernières années, cette pratique s’est étendue aux bouteilles et autres plastiques à usage unique recyclés.

La ville de Rotterdam, aux Pays-Bas, a même proposé de construire une nouvelle piste cyclable en utilisant exclusivement des blocs de plastique emboîtés les uns dans les autres, à la manière des LEGO. Et des matériaux recyclés, le plastique et le caoutchouc ne sont pas les seuls à servir d’additif dans l’asphalte. Des chercheurs de l’université RMIT de Melbourne, en Australie, ont démontré que l’ajout de mégots de cigarettes peut améliorer la qualité des routes tout en retenant les métaux lourds. À Sydney, ce sont des toners d’encre recyclés qui sont incorporés à un mélange écologique pour de l’asphalte.

2. Les ponts en béton imprimé

Les imprimantes à béton par fabrication additive ne sont plus vraiment une nouveauté (Redshift a mentionné pour la première fois cette technologie en 2014), mais un véritable tournant s’est produit en 2017, avec la construction de non pas un, mais deux passerelles imprimées in situ.

La première, une passerelle piétonne à Madrid inspirée du style de Gaudí, a été conçue par l’Institut d’architecture spécialisée de Catalogne. La seconde, une passerelle cyclable aux Pays-Bas, a été conçue et réalisée par des ingénieurs de l’Université de technologie d’Eindhoven et par la société de BTP BAM Infra.

L’impression 3D offre de nombreux avantages dans ces cas : les structures ne nécessitent que la quantité de ciment qui sera utilisée (réduisant les émissions de dioxyde de carbone), ne nécessitent aucun coffrage (donc moins de déchets) et peuvent prendre des formes que jusqu’à présent, seule la magie des effets spéciaux du cinéma rendait imaginables.

3. Les robots de chantiers

En 2017, les principes ayant fait leurs preuves dans les équipements semi-automatisés (niveleuses, chargeuses sur pneus, rétrocaveuses, etc.) ont été approfondis et étendus aux technologies robotiques et de commande autonome.

Plusieurs nouvelles applications sont déjà mises en œuvre sur des chantiers. Citons comme exemple SAM (Semi-Automated Mason), le robot poseur de briques qui travaille aux côtés de maçons humains pour augmenter la productivité et réduire la fatigue physique des ouvriers. Il y a aussi le chargeur autonome de Built Robotics qui utilise les technologies LIDAR et GPS, ainsi que des fichiers numériques, pour s’orienter sur un chantier et effectuer des tâches de terrassement nécessaires.

Et bien d’autres robots de chantier sont à l’œuvre, tels que des camions, des camions à benne et même un « méga tombereau rigide » de 320 tonnes auto-piloté. Une flotte de ces géants est actuellement déployée par la société australienne Rio Tinto pour ces opérations minières et commandée à distance depuis le siège de la société à Perth, à plus de 1 500 km du chantier.

4. La réalité virtuelle en phase préparatoire des travaux

Il n’y a pas encore si longtemps, les environnements virtuels étaient limités aux jeux vidéo et aux simulations d’entraînement. Mais la réalité virtuelle et la conception immersive commencent à faire leur entrée dans le secteur du BTP. À titre d’exemple, en 2017, Layton Construction a créé 20 maquettes virtuelles afin de mener des tests d’utilisation de blocs opératoires et d’autres installations médicales cruciales pour un centre hospitalier de 45 000 m² et d’une capacité de 280 lits à Florence, en Alabama.

Grâce à cette alternative aux maquettes physiques, les propriétaires de l’hôpital ont pu économiser l’équivalent d’environ 200 000 euros tout en améliorant l’efficacité des salles construites. Depuis, Layton a utilisé cette même technologie à plus grande échelle en améliorant son rendu de la réalité à l’aide d’indications sonores, d’un retour tactile et de la réalité augmentée.

5. La réalité augmentée

À l’image de la réalité virtuelle, les applications de la réalité augmentée dans le domaine du bâtiment sont restées majoritairement théoriques pendant de nombreuses années. Mais plus maintenant. Il existe même une application iOS nommée AirMeasure, « l’outil ultime de mesure en réalité augmentée », qui permet d’effectuer des relevés précis in situ selon 15 modes différents, simplement à l’aide de votre smartphone.

Et à propos de réalité augmentée, vous souvenez-vous du Google Glass ? Ce système monté sur lunettes n’a jamais décollé en tant que produit de consommation, mais est discrètement devenu incontournable dans les applications industrielles et devrait également trouver sa place dans les applications de BTP. Le casque intelligent DAQRI est un autre équipement prometteur permettant à des maquettes numériques immersives en 3D de s’inviter directement sur le chantier.

6. Les modèles circulaires d’entreprise

Tenant plus de la philosophie que de la technologie, les modèles circulaires d’entreprise, prenant en compte l’intégralité du cycle de vie d’un projet, ont pris de la vitesse en 2017. Circl, construit par le groupe de BTP européen Royal BAM en tant que projet pilote, est un vaste pavillon qui a dès le départ été pensé pour être démonté. L’idée défendue est que les techniques de construction modulaires associées à un suivi minutieux des ressources devraient permettre de réutiliser quasiment l’ensemble du Circl dans d’autres bâtiments.

« Certains matériaux utilisés devraient même gagner en valeur, ajoute Nitesh Magdani, Directeur groupe du développement durable chez BAM. En réalité, nous essayons de trouver des moyens de louer les matériaux afin de pouvoir capter cette valeur à l’avenir. » Dans cette perspective, BAM est en train de développer un marché en ligne afin de permettre une réutilisation totale, ainsi que de nouvelles méthodes de passation de marchés pour mieux valoriser la réutilisation.

7. Le béton qui s’auto-répare

Dans le secteur des infrastructures, une innovation en béton a fait son apparition. Il s’agit après tout du matériau de construction le plus utilisé au monde. Imaginez que tout ce béton soit capable de se réparer lui-même lorsqu’il se fissure. Ça peut paraître incroyable, mais les Romains utilisaient déjà du béton auto-cicatrisant il y a plus de deux millénaires et des scientifiques ont trouvé le moyen d’en faire autant aujourd’hui. L’une des démarches repose sur l’utilisation de bactéries sécrétant du calcaire. Et les spécialistes des matériaux de l’Université Rutgers ont recours à des champignons produisant du calcaire, des Trichoderma reesei, en tant qu’additif visant à réparer les petites fissures dès leur formation.

Le béton auto-cicatrisant intègre des composants biologiques capables de réparer les fissures. Avec l’aimable autorisation de l’UT de Delft.

Les bactéries réparatrices survivent jusqu’à 200 ans dans le béton. Avec l’aimable autorisation de l’UT de Delft.

Le béton comble automatiquement les fissures causées par les tensions. Avec l’aimable autorisation de l’UT de Delft.

8. Les routes solaires et les autoroutes intelligentes

En 2014, la société Solar Roadways publiait une vidéo qui vantait les mérites d’un système de panneaux solaires modulaires générant de l’énergie, intégrés à la surface d’une route. En donnant à sa vidéo le nom particulièrement accrocheur de Solar FREAKIN’ Roadways (Routes solaires « de ouf »), la société a obtenu 22 millions de vues sur YouTube et a pu lever de manière participative 2 millions de dollars pour financer son projet pilote à Sandpoint dans l’Idaho.

Mais le retour de flamme fut considérable. S’appuyant sur des préoccupations en matière d’ingénierie et sur les résultats des tests pilotes, les détracteurs ont qualifié le projet d’idée folle et d’échec « de ouf. » Cependant, en 2017, le Département des transports du Missouri a adopté le projet pilote de routes solaires et l’Administration fédérale des autoroutes a accordé à Solar Roadways l’équivalent de 620 000 euros pour le développement et la mise à l’essai.

La société Solar Roadways travaille sur le développement d’un système de panneaux solaires modulaires générant de l’énergie, intégrés à la surface d’une route. Avec l’aimable autorisation de Solar Roadways.

Les panneaux de Solar Roadways sont disponibles en 16 millions de couleurs. Avec l’aimable autorisation de Solar Roadways.

La société néerlandaise SolaRoad veut elle aussi y croire lorsqu’elle teste une piste cyclable solaire à Amsterdam. Selon elle, au fur et à mesure que les technologies évoluent, les coûts baissent et les routes solaires devraient être autosuffisantes d’ici 15 ans.

La société française Colas fait équipe avec l’Institut national de l’énergie solaire pour construire la Wattway, une route de près de mille kilomètres en Normandie destinée à générer suffisamment d’énergie pour éclairer une ville de 5 000 habitants dans les cinq prochaines années. Le système Wattway est également à l’essai dans l’ouest rural de la Géorgie, aux États-Unis, dans le cadre d’un programme subventionné d’exploration des technologies renouvelables.

Et d’autres solutions pour rendre les routes à travers le monde plus intelligentes démarrent sur les chapeaux de roues : des routes capables de briller dans l’obscurité et de produire de l’énergie sont à l’essai, et des voies prioritaires à induction intégrant des champs magnétiques rechargent les voitures électriques lorsqu’elles se déplacent. Les routes de l’avenir, si elles ne sont pas toujours lisses, sont néanmoins fort brillantes.Re