Le BIM ouvre des possibilités nouvelles pour les chantiers.

Associée à la robotisation, la maquette numérique se positionne comme la clé de voute de la révolution numérique de la construction.

Exemple d'utilisation sur un chantier

Guidage automatique des engins de terrassement

La robotique et les engins de travaux publics ont bien des choses en commun et ces deux secteurs industriels collaborent déjà entre eux pour converger vers des produits utiles à eux deux. La catastrophe de Fukushima a rappelé à tout le monde l’importance d’avoir des robots d’intervention capable de faire du terrassement et d’entrer au sein de bâtiments en milieu radio-contaminé à la place de l’homme.

La convergence entre la robotique et les engins de chantier se traduit par de notables gains en sécurité pour les opérateurs. On assiste ainsi à la naissance d’engins téléopérés pour des opérations délicates en milieu hostile. D’autre part les systèmes d’exploitation en temps réel, qui permettent aux robots d’intervention de réagir en moins de 100 ms, se transfèrent vers les engins de chantier. A l’avenir les machines pourraient également caractériser en continu les sols : nature du matériau, évaluation de son module, de son état hydrique, estimation de la densité atteinte après compactage… Le tout situé dans une « maquette numérique de VRD » permettant de comparer ces valeurs à celles indiquées dans le rapport de sol. Les incohérences permettront ainsi d’être mieux décelées et si nécessaire les alertes seront lancées pour que le dimensionnement de l’infrastructure à construire soit révisé.

Mais la robotique couplée au BIM peut aller bien plus loin. A terme les conducteurs d’engins seront substitués par des « superviseurs d’engins » autopilotés Comment ?

Le terrassement est modélisé en 3 dimensions et géoréférencé dans un système géodésique de référence (RGF93 par exemple). L’engin de terrassement est géopositionné dans ce même système grâce à ses capteurs GPS, ou pour être plus précis, grâce à une station totale automatisée visant le toit de l’engin. L’ordinateur de bord tient compte de l’inclinaison et de l’orientation de l’engin, de la longueur de déploiement de chaque vérin du bras ou de la lame pour positionner précisément la zone de contact entre le terrain et le godet ou la lame.

Des engins de terrassement autopilotés
L'engin n'a plus besoin de conducteur et interprète directement la maquette numérique pour travailler

L’ordinateur de bord possède alors toutes les données nécessaires à une action 100% automatisée. La communication entre les engins de terrassement leur permet d’interagir : le tombereau automatisé recule automatique à la position demandée par la pelleteuse automatisée, cette dernière vide son chargement et lorsque le tombereau est plein (capteurs de poids dans les essieux) il envoie un signal à la pelleteuse automatisée qui stoppe le chargement, puis il va décharger automatiquement à la zone de stockage sur site.

Dans cet usage (encore à dominante futuriste à l’heure actuelle) la maquette tridimensionnelle est essentielle car elle sert directement de consigne à la machine, qui doit tout de même se montrer porteuse d’une intelligence artificielle pour prendre des décisions adéquates en cas de conflit entre la conception et la réalité.

Exigences matériellesDes engins de terrassement équipés d’ordinateurs de bord connectés à une maquette numérique, aux autres engins, à un système de géopositionnement et à Internet. Une intelligence artificielle embarquée permettant de prendre des décisions basiques sans l’intervention humaine.
Exigences logiciellesUn logiciel de maquette numérique urbaine, un logiciel de supervision de machines
Exigences BIMLa maquette doit être parfaitement dessinée. Les couches géologiques doivent être intégrées. Les zones de circulation autorisée des véhicules doivent être matérialisées ainsi que les lieux de dépôt des matériaux.

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