Plus d'investissements non rentables grâce à la simulation de chantier

Anticiper au lieu de réagir

Le secteur des entrepreneurs est soumis à une pression croissante. Les projets doivent être réalisés plus rapidement, à moindre coût et de manière plus durable, tandis que la complexité des chantiers ne cesse d'augmenter. L'augmentation du nombre de machines, les délais plus serrés, les exigences de sécurité plus élevées et les normes d'émission plus strictes font qu'il est de plus en plus difficile de travailler "à l'instinct". Dans cette zone de tension, la surveillance et la simulation des chantiers gagnent rapidement en importance. Il s'agit de technologies qui permettent de simuler, d'analyser et d'optimiser numériquement un chantier de construction, dans le cas de la simulation, avant même que le premier coup de bêche proverbial ait été donné et qu'un euro ait été dépensé. De telles applications ne doivent certainement pas coûter des fortunes, ni nécessiter une flotte gigantesque. Elles méritent donc au moins d'être envisagées, d'autant plus que les gains d'efficacité peuvent être très importants.

Surveillance du site versus simulation

Par simulation de site, nous entendons la modélisation numérique d'un chantier et de ses processus. En pratique, il s'agit d'une copie numérique dynamique de l'environnement de travail dans laquelle les machines, les personnes, les flux de matériaux, la planification et l'utilisation de l'espace sont simulés.

Ce concept est très proche de celui du jumeau numérique dans le contexte de la surveillance des chantiers, mais avec une différence importante: alors qu'un jumeau numérique reflète principalement l'état actuel du chantier, la simulation de site va plus loin en étant également capable de calculer des scénarios hypothétiques.

En d'autres termes, vous pouvez créer différents scénarios en modifiant les paramètres. Les paramètres modifiés montrent immédiatement l'impact sur l'objectif de production, le coût total de possession ou la composition de la flotte. Par exemple, vous pouvez simuler ce qui se passe si vous déployez des grues supplémentaires, si vous choisissez un itinéraire différent pour les tombereaux ou si vous divisez un chantier en plusieurs phases. La simulation montre alors où se trouvent les goulets d'étranglement, où les machines attendent, où il y a des risques de conflits et de retards. Le grand avantage par rapport au suivi de chantier est qu'en tant qu'entrepreneur, vous n'avez pas besoin d'investir ou d'expérimenter immédiatement sur le chantier lui-même.

Qu'est-ce que la simulation apporte?

Les deux méthodes fournissent des informations similaires, mais la simulation a une longueur d'avance sur le suivi de chantier traditionnel. En exécutant et en analysant virtuellement les processus actuels ou, dans le cas de la simulation, les processus futurs, vous pouvez voir où le temps est perdu, où les flux de matériaux se croisent et où les machines ne sont pas utilisées de manière optimale. Cela conduit souvent à des conclusions surprenantes: il s'avère parfois qu'une machine supplémentaire ne rapporte rien, mais qu'elle crée des temps d'arrêt supplémentaires parce que d'autres maillons du processus ne parviennent pas à suivre. En outre, des analyses solides permettent de mieux contrôler les coûts.

Chaque minute d'immobilisation d'une grue ou d'un tombereau coûte de l'argent. En rendant visibles les temps d'attente, les détours et les erreurs de planification, vous pouvez réduire ces pertes. Parallèlement, un chantier plus efficace contribue à réduire les émissions, la consommation de carburant et les mouvements inutiles. En résumé, il s'agit d'une forme extrême d'optimisation des processus. Comme le suivi porte sur des chantiers existants avec des données réelles, nous pouvons leur attribuer des gains de productivité concrets. Naturellement, cela varie d'un chantier à l'autre, mais des gains de productivité de 20 à 25% ne sont pas inconcevables. Pour un parc de seulement six machines, cela représente facilement 1 400 par jour, en tenant compte du coût total de possession (coût du leasing, contrat d'entretien, consommation de carburant et coût de l'opérateur).

Surveillance de chantier: du relativement simple au très complexe

Les possibilités de la technologie sont presque illimitées, mais il faut bien sûr décider jusqu'où l'on veut aller et quelles sont les données utiles. La taille du chantier joue notamment un rôle à cet égard. En Afrique, les mines et les carrières sont si gigantesques qu'il est rentable d'investir massivement dans de telles plateformes. Ce n'est pas un hasard si l'on y trouve les premières applications de machines entièrement autonomes. Nous ne voyons (encore) rien de tel en Europe, et encore moins en Belgique. Ici, les applications sont beaucoup plus modestes et donc beaucoup moins complexes. Pourtant, nous avons choisi d'en montrer tout le potentiel. Principalement à des fins d'inspiration.

Différentes formules possibles
Les applications et les programmes de ce type se présentent sous différentes formes. Presque tous les équipementiers en disposent en interne. Parfois, vous pouvez les utiliser gratuitement comme une sorte de service supplémentaire à l'achat d'une machine, parfois l'accès aux données est (au fil du temps) payant. D'autres applications fonctionnent de manière totalement indépendante de la marque. Outre les différentes accentuations et interprétations qui en découlent, cette distinction importante a principalement un impact sur la manière dont on accède aux données de la machine et sur le matériel nécessaire pour ce faire. Les applications qui ne sont pas liées à une marque ont l'avantage de pouvoir en principe analyser l'ensemble de votre parc de machines, mais sans installation supplémentaire d'un ordinateur de bord, elles ne peuvent accéder qu'aux données API que les équipementiers sont légalement tenus de publier. Les codes d'erreur, par exemple, n'en font pas partie.

Modèles d'entrée de gamme

Pour ceux qui veulent commencer sans trop de difficultés, il y a l'option très simple de la source et de la destination. Dans ce cas, il n'y a pas grand-chose de plus que le suivi des camions à l'aide de traceurs GPS. Ceux-ci sont d'ailleurs assez bon marché. Il faut compter un investissement d'environ 200 euros par traceur.

Qu'est-ce que cela peut vous apprendre? Prenons l'exemple des tombereaux. Leur capacité est connue. Sur la base des données suivies, vous pouvez parfaitement calculer le terrassement sur une journée. Il n'y a pas encore d'optimisation des processus, mais ces informations limitées peuvent s'avérer utiles dans le cadre de la facturation. Pour les sous-traitants en particulier, elles permettent d'éviter les discussions car elles sont basées sur des performances objectivement démontrables. Pour ceux qui veulent s'engager dans l'optimisation des processus, il existe d'autres traceurs GPS qui sont légèrement plus chers à l'achat que l'option source et destination mais qui, en combinaison avec des algorithmes (plus)intelligents, ouvrent la porte aux horodatages. Combien de temps ont duré le chargement et le déchargement? Combien de temps a-t-il fallu pour aller du point A au point B? Ces données révèlent notamment les goulets d'étranglement.

Jumeau numérique

Contrairement aux modèles d'entrée de gamme mentionnés ci-dessus, il s'agit d'une analyse et d'une forme (limitée) de simulation, puisqu'il est possible d'effectuer une simulation d'augmentation de la production sur la base des données obtenues et des améliorations proposées. Les équipementiers sont légalement tenus de publier quelque 20 données ISO API. Ces données comprennent le temps de marche au ralenti, la consommation de carburant et les émissions de CO2. Pour accéder à ces données, il suffit donc d'une connexion. En d'autres termes, il n'est pas nécessaire d'installer du matériel supplémentaire, et encore moins si vous travaillez avec la plateforme du fabricant de la machine (voir aussi l'encadré).

Le jumeau numérique offre une vue d'ensemble de votre flotte. En s'appuyant sur le GPS et en délimitant des zones dans un programme comme Google Maps, par exemple, l'utilisateur peut localiser les machines sur le chantier et les affecter à un chantier. Il est ainsi possible d'utiliser l'application comme outil de planification ou de lier des documents tels que des inspections et des certificats aux machines, accessibles via un code QR sur la machine.

Ordinateurs de bord

Si vous souhaitez avoir accès à toutes les données API des machines et travailler avec une plateforme indépendante de la marque (voir également l'encadré), vous devrez investir dans des ordinateurs de bord supplémentaires. Outre les données de la machine déjà mentionnées, vous pourrez alors lire les codes d'erreur et les informations concernant, par exemple, le comportement de votre opérateur en matière de freinage. Pour votre responsable technique chargé de la gestion de la flotte, ces données sont particulièrement intéressantes, car elles permettent d'identifier une éventuelle utilisation incorrecte des machines et l'usure excessive qui en résulte.

Comme les machines sont souvent affectées à certains opérateurs, il sait immédiatement qui peut prétendre à une formation complémentaire. L'installation d'un ordinateur de bord sur les différentes machines de production ajoute certes une nouvelle couche de données intéressante, mais elle a un coût élevé. L'investissement est au moins dix fois plus élevé qu'avec les options précédentes.

Dispatching

L'application la plus complexe va encore plus loin. Sur la base des données en temps réel, l'algorithme optimisera tous les mouvements et dirigera les conducteurs par le biais du dispatching. En d'autres termes, l'application indiquera au conducteur la zone dans laquelle il doit se rendre, avec combien de tonnes de matériaux, etc. Une telle application ne fonctionne que si le site dispose d'un réseau 5G privé ou d'un réseau Wi-Fi maillé qui fonctionne bien. Pour de nombreux chantiers, c'est loin d'être évident. Souvent, cela nécessite même un investissement supplémentaire important.

Quelles sont les erreurs qui apparaissent dans le suivi de chantier?

Quelques points reviennent souvent. Tout d'abord, il est frappant de constater que le facteur humain est souvent à l'origine d'une productivité sous-optimale: commencer trop tard ou s'arrêter trop tôt, des pauses trop longues... même des écarts mineurs pèsent lourd dans la facture finale. En termes de sécurité, il apparaît également que les opérateurs ne respectent pas toujours les limitations de vitesse fixées par zone. Un troisième constat est que la largeur nécessaire pour passer confortablement est souvent sous-estimée. Ainsi, un temps précieux est perdu parce qu'une machine doit attendre. Enfin, le surdimensionnement se limite principalement aux machines  affectées aux stocks. On le voit beaucoup moins dans les machines de production.

Mise en place d'un modèle de simulation

Étant donné que la simulation consiste à anticiper des situations, il n'est pas possible de partir des données réelles saisies pour les analyser, comme c'est le cas pour le suivi de chantier. Au lieu de cela, la première étape de la mise en place d'un modèle de simulation consiste invariablement en une discussion approfondie avec le client, afin de recueillir autant d'informations que possible sur la flotte actuelle, les caractéristiques du matériau à traiter, les moyens de production, les objectifs, les horaires de travail... et ainsi de suite.

Il existe plusieurs options pour saisir les itinéraires. Cela peut se faire manuellement, en mesurant sur le terrain, mais on peut tout aussi bien enregistrer les itinéraires à l'aide d'un GPS.

Même les scans de drones sont déjà utilisés pour créer un modèle 3D, éventuellement à des moments différents afin de procéder à des ajustements sur la base des données actuelles. L'ensemble forme ainsi un environnement numérique vivant dans lequel il est possible de tester, de prévoir et d'optimiser. Sur la base des informations recueillies, la plateforme peut effectuer une simulation de la manière dont l'entrepreneur travaille actuellement.

Cette méthode de travail est d'abord analysée, puis d'autres scénarios sont simulés numériquement afin que l'effet des changements soit immédiatement visible. L'objectif final est bien sûr d'arriver à la situation la plus favorable. Comme dans tout système, le résultat dépend de la qualité des données introduites. Des données incorrectes ou insuffisantes ne donneront pas une image précise de la situation actuelle et conduiront par conséquent à de moins bons résultats dans la simulation et les recommandations. À l'instar des applications de suivi de chantier, les applications de simulation se caractérisent également par une complexité croissante, les plus simples ne permettant d'introduire qu'un seul itinéraire de A à B. En revanche, les modèles plus avancés permettent d'introduire un seul itinéraire de A à B.

En revanche, les modèles plus avancés permettent de simuler des situations beaucoup plus complexes. Pensez à des itinéraires avec des limitations de vitesse et des rues à sens unique ou à la combinaison de différentes affectations avec différentes flottes.

Conclusion

Lorsqu'ils commencent à s'influencer mutuellement et que de petites perturbations ont des conséquences majeures, il devient important d'analyser correctement les flux de processus. Diverses applications peuvent constituer un outil puissant à cet effet. Les gains seront peut-être un peu plus importants pour les grands et moyens chantiers, mais cela n'enlève rien au fait qu'ils peuvent également apporter une valeur ajoutée significative pour les projets plus petits, par exemple pour optimiser la logistique ou le phasage. À cet égard, le suivi de chantier par simulation a toujours une longueur d'avance. Alors que le suivi de chantier n'intervient que lorsque les coûts ont déjà été encourus, la simulation permet de détecter à l'avance les erreurs et les inefficacités. La simulation permet de voir quels choix sont réellement payants et quels choix n'entraînent que des temps d'arrêt et des coûts supplémentaires. Ainsi, les investissements non rentables sont évités avant même qu'ils ne pèsent sur le chantier. Il s'agit de passer de la réaction à l'anticipation.

En collaboration avec SmartFleet^DX (BIA Group) et SMT Belgium (Volvo).