Comment les étudiants se préparent-ils à l’industrie Architecture, ingénierie et construction de demain ?
En tant que première industrie au monde, l’architecture, l’ingénierie et la construction représentent environ 13 000 milliards de dollars de dépenses annuelles et est responsable de 43 à 48 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre qui contribuent au changement climatique. Ce lourd constat est dû au processus de construction, mais surtout aux coûts d’exploitation énormes.
Face à la croissance démographique, à l’urbanisation rapide et à l’explosion de la demande, en particulier dans les pays du Sud, ces chiffres appellent une réponse rapide, qui promeut une construction plus efficace, bas-carbone, dans le respect des délais et du budget, sans compromettre la qualité.
Pourquoi ne construirions-nous pas des maisons, des immeubles et des appartements de la même manière que nous construisons des voitures et des avions ?
En quoi consiste la construction modulaire ?
La construction modulaire offre une solution clé en main. Elle implique ce qu’on appelle la « productisation » de l’industrie Architecture, ingénierie et construction. Cette approche consiste à déplacer les premières étapes du processus de production du site à l’usine à l’aide de pièces paramétriquement intelligentes et adaptables, prêtes à être assemblées. Elle implique, par ailleurs, de repenser la construction en tirant parti de la technologie pour gagner en flexibilité, en durabilité et en productivité.
Mais comme dans de nombreuses grandes industries complexes, l’industrie Architecture, ingénierie et construction connaît une véritable résistance au changement et affiche le taux d’adoption technologique le plus bas. La bonne nouvelle, c’est que la donne est en train de changer… Et cela commence dans les laboratoires et les studios universitaires !
David Gerber est Professor of Practice en génie civil et environnemental ainsi qu’en architecture au sein du Sonny Astani Department of Civil & Environmental Engineering del’USC, le seul Centre d’excellence 3DEXPERIENCE Edu del’industrie Architecture, ingénierie et construction. Ses travaux sont axés sur l’utilisation de la technologie pour soutenir la conception, l’architecture, l’ingénierie, la construction et l’entrepreneuriat durables.
« Les ingénieurs civils et environnementaux, ainsi que les architectes, joueront un rôle crucial dans l’avenir de notre planète, en tirant parti des technologies émergentes pour relever les défis urgents du monde bâti et créer des solutions durables. » D.Gerber
Une nouvelle façon de construire grâce aux jumeaux virtuels
Aussi simple que des jeux de construction ?
Conception modulaire pour une personnalisation industrialisée
L’accent mis sur la construction modulaire[1] représente une véritable opportunité de changement pour l’industrie Architecture, ingénierie et construction. En passant d’une approche fragmentée, entièrement sur site, à une approche modulaire, reproductible et orientée usine, « nous transformons la façon de penser et de travailler de l’ensemble des parties prenantes. Bien que cette méthode ne soit pas la norme au sein de l’industrie Architecture, ingénierie et construction aujourd’hui, elle l’est toutefois dans les industries productisables », explique DavidGerber.
« Nous avons connu de nombreux dysfonctionnements ces 100 dernières années ! Pénurie de main-d’œuvre, processus inefficaces, retards, dépassement budgétaire… Pourquoi ? Parce que nous refusions d’adopter de nouvelles technologies et de tirer parti de la productisation et de la fabrication hors site ! » D.Gerber
Décloisonner en adoptant une approche modulaire
La construction modulaire encourage à penser les bâtiments non pas comme des projets ponctuels, mais comme des produits durables, potentiellement et partiellement reproductibles. Les blocs de préconstruction dans les usines – des murs préfabriqués aux cadres de fenêtres en passant par le câblage au sol – permettent de prévenir de nombreux retards sur site causés par les conditions météorologiques par exemple. Ils assurent également un assemblage plus cohérent, pour une planification plus précise, un meilleur contrôle des coûts et une qualité supérieure.
« Bien que les bâtiments ne puissent pas faire l’objet de la même productisation qu’une voiture, c’est déjà un énorme pas en avant en termes de gain d’efficacité », déclare David Gerber. Fort d’une solide expérience auprès de grands concepteurs tels que Zaha Hadid Architects, Gehry Technologies et ARUP, David Gerber est la preuve même qu’une création unique peut émerger de l’utilisation de méthodes avancées de fabrication, d’ingénierie et de conception digitale.
En effet, modularisation ne signifie pas standardisation ! Un module est un composant intelligent et adaptatif, configurable selon les cas et capable de changer légèrement, en étant modélisé de manière paramétrique, d’abord virtuellement, puis dans le monde réel.
Cette transition vers la conception et la construction modulaires est optimisée par les plates-formes d’innovation basées sur le cloud et les jumeaux virtuels, qui permettent une modélisation 3D hautement fiable des blocs et leur intégration intelligente à toutes les étapes (conception, ingénierie, fabrication et assemblage), à la fois hors site et sur site. « Les jumeaux virtuels offrent un référentiel de données partagé qui favorise la collaboration, les tests et le feedback en temps réel. Ils veillent ainsi à ce que les données et l’intégration des projets évoluent de manière dynamique et durable aussi bien pour les personnes que dans le temps et dans l’espace », ajoute David Gerber.
« La plate-forme 3DEXPERIENCE garantit la précision de la fabrication des produits, grâce à un système centralisé qui vous aide, vous et vos coéquipiers, à gérer l’ensemble du cycle de vie, de l’idéation à la production en passant par la conception. » D.Gerber
Modèle fédéré dans le cadre d’une approche basée sur les jumeaux virtuels
➡️ Pour en savoir plus sur la productisation, écoutez notre podcast « Disruptors Unleashed ».
Même si cela paraît difficile pour le moment, la productisation de l’industrie implique d’adopter un tout nouvel état d’esprit et de développer une compétence essentielle : l’art d’intégrer la conception et l’ingénierie à la fabrication (aussi bien dans le monde réel que virtuel). Cela représente un tournant majeur pour toutes les parties prenantes de l’industrie Architecture, ingénierie et construction.
L’objectif de David Gerber est donc de préparer les étudiants à ce nouveau paradigme.
Développer de nouvelles compétences en repensant notre façon d’enseigner et d’apprendre
La construction modulaire implique un réel changement technologique et méthodologique, nécessitant de nouveaux outils, de nouvelles méthodes et de nouvelles compétences. Si nous voulons préparer les étudiants aux défis à venir de l’industrie, nous devons intégrer ces composantes dans les programmes académiques.
« Nous n’enseignons pas de la bonne façon ! Nous devons apprendre aux étudiants à défier le statu quo à travers le prisme des données, de la technologie, de l’intégration et du développement durable afin de façonner l’avenir de l’industrie Architecture, ingénierie et construction. » D.Gerber
Préparer les étudiants à l’industrie Architecture, ingénierie et construction de demain
La philosophie d’enseignement de David Gerber, dans le cadre du Centre d’excellence 3DEXPERIENCE Edu, repose sur une approche pratique, est axée sur la construction modulaire et industrialisée, et s’articule autour de quatre grands piliers : 1. LES DONNÉES, 2. LA TECHNOLOGIE, 3. L’INTÉGRATION, et 4. LE DÉVELOPPEMENT DURABLE. C’est dans cette optique qu’il prépare les futurs leaders de l’environnement bâti.
En utilisant la plate-forme 3DEXPERIENCE en classe pour former ses élèves dans des conditions de travail réelles, David Gerber les invite à repenser la construction à chaque projet, en intégrant la modélisation de la nomenclature d’ingénierie unifiée (Engineering Bill of Materials, EBOM) avec CATIA et de la nomenclature de fabrication (Manufacturing Bill of Materials, MBOM) avec DELMIA, le tout dans un seul et même environnement connecté pour une approche de la chaîne de valeur globale.
Définition de l’EBOM et de la MBOM dans le cadre de la conception pour la fabrication et l’assemblage (DFMA)
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Même si cela paraît difficile pour le moment, la productisation de l’industrie implique d’adopter un tout nouvel état d’esprit et de développer une compétence essentielle : l’art d’intégrer la conception et l’ingénierie à la fabrication (aussi bien dans le monde réel que virtuel). Cela représente un tournant majeur pour toutes les parties prenantes de l’industrie Architecture, ingénierie et construction.
L’objectif de David Gerber est donc de préparer les étudiants à ce nouveau paradigme.
Développer de nouvelles compétences en repensant notre façon d’enseigner et d’apprendre
La construction modulaire implique un réel changement technologique et méthodologique, nécessitant de nouveaux outils, de nouvelles méthodes et de nouvelles compétences. Si nous voulons préparer les étudiants aux défis à venir de l’industrie, nous devons intégrer ces composantes dans les programmes académiques.
« Nous n’enseignons pas de la bonne façon ! Nous devons apprendre aux étudiants à défier le statu quo à travers le prisme des données, de la technologie, de l’intégration et du développement durable afin de façonner l’avenir de l’industrie Architecture, ingénierie et construction. » D.Gerber
Préparer les étudiants à l’industrie Architecture, ingénierie et construction de demain
La philosophie d’enseignement de David Gerber, dans le cadre du Centre d’excellence 3DEXPERIENCE Edu, repose sur une approche pratique, est axée sur la construction modulaire et industrialisée, et s’articule autour de quatre grands piliers : 1. LES DONNÉES, 2. LA TECHNOLOGIE, 3. L’INTÉGRATION, et 4. LE DÉVELOPPEMENT DURABLE. C’est dans cette optique qu’il prépare les futurs leaders de l’environnement bâti.
En utilisant la plate-forme 3DEXPERIENCE en classe pour former ses élèves dans des conditions de travail réelles, David Gerber les invite à repenser la construction à chaque projet, en intégrant la modélisation de la nomenclature d’ingénierie unifiée (Engineering Bill of Materials, EBOM) avec CATIA et de la nomenclature de fabrication (Manufacturing Bill of Materials, MBOM) avec DELMIA, le tout dans un seul et même environnement connecté pour une approche de la chaîne de valeur globale.
Pour David Gerber, les étudiants en architecture et en ingénierie de l’industrie Architecture, ingénierie et construction doivent en effet développer toute une gamme de nouvelles compétences, au-delà de leur savoir-faire initial et technique.
- Communication : cette compétence est essentielle.Pour David Gerber, les leaders de demain doivent non seulement être capables de calculer et de concevoir, mais aussi de préparer une présentation efficace, de diriger des équipes et de faciliter la collaboration entre les disciplines.
- Modélisation et simulation : maîtriser la visualisation et savoir tester les conceptions en temps réel est primordial.
- Modélisation des processus : il s’agit également d’une compétence clé, issue d’industries manufacturières comme l’automobile ou l’aérospatiale, où les architectes et les ingénieurs doivent réfléchir à la manière dont leurs conceptions anticipent les contraintes et s’intègrent aux processus de fabrication.
- Gestion des données : Les étudiants doivent pouvoir manipuler et interpréter les données, en intégrant des outils logiciels et matériels, et en travaillant aux côtés d’experts dans divers domaines.
Ce n’est qu’en développant toutes ces compétences (la communication, la modélisation, la modélisation des processus et l’intégration des données) que les étudiants seront prêts pour le marché du travail et capables de mener à bien des projets durables, efficaces et innovants à l’ère de la construction modulaire.
En d’autres termes, cette méthode d’apprentissage gagnerait à être répliquée dans tous les établissements académiques pour l’avenir de l’industrie Architecture, ingénierie et construction.
🤫 L’avantage, c’est que 3DEXPERIENCE Edu peut vous aider !