Le secteur de la construction est « jaloux » des robots des autres secteurs. Les « cobots » sont-ils la solution ?

Dans une usine du nord verdoyant du Massachusetts, le centre de traitement robotisé d'Amazon rationalise la livraison de colis triables destinés à être livrés dans le nord-est des États-Unis.

Une chaîne de montage pour les unités de salle de bains préfabriquées d'Onx dans leur usine située en Floride, aux États-Unis (Photos : Mitchell Keller)

Une fois qu'un article est commandé en ligne, il est automatiquement transporté à travers l'entrepôt par un chariot robotisé à quatre roues ou un robot Drive jusqu'à un travailleur humain qui le scanne et vérifie que le produit est bien le même que celui affiché sur l'écran d'ordinateur devant lui. L'article est ensuite automatiquement envoyé sur un convoyeur pour être emballé et trié par un bras robotisé appelé Robin dont la vision par ordinateur sélectionne les colis sélectionnés et les envoie via un autre robot Drive au bon quai de chargement.

Pour ceux qui tentent d’automatiser le secteur de la construction, le contraste entre le type de robotique de pointe utilisé dans les usines et les entrepôts et le type de machines automatisées utilisées pour raccourcir les délais de construction et réduire les blessures sur les chantiers est clair.

« Je suis un peu jaloux de ce qui se passe dans l’industrie automobile », déclare Aviad Almagor, vice-président de l’innovation technologique chez Trimble, basé aux États-Unis. « On voit l’automatisation complète de la chaîne de production et, pour être honnête, ils ont une tâche plus facile à résoudre car la chaîne de production est la même. »

Des innovations discrètes

Pourtant, même si les progrès de l’automatisation et de la robotique stimulent une révolution de haute technologie dans d’autres industries, les exemples de telles innovations sur les chantiers de construction sont moins faciles à trouver et, généralement, plus difficiles à repérer.

Mason Ford, directeur du développement durable et des services d'équipement chez Skanska, estime que l'avenir des robots sur les chantiers de construction relève encore pour l'essentiel de la science-fiction. Cela est dû au fait que les scientifiques ne sont toujours pas en mesure de créer des robots ou d'automatiser les machines existantes pour les rendre suffisamment rapides et agiles pour ne pas heurter les objets et les personnes dans l'environnement en constante évolution d'un chantier de construction.

« En réalité, l’automatisation est rarement réalisable dans les zones de construction à forte densité de population », explique Ford. « Dans ces projets spécifiques, l’installation de technologies d’évitement d’objets est essentielle. En plus de ces technologies, nous utilisons également de manière sélective la vidéosurveillance, ce qui nous permet de surveiller de près les projets et d’identifier les différents dangers au fur et à mesure qu’ils surviennent. »

Ford affirme que l'ajout de technologies de détection à la flotte existante de l'entreprise est en fait sa principale priorité, car cela permet aux opérateurs humains d'éviter les collisions. « Notre initiative actuelle consiste à mettre en œuvre une technologie de détection des angles morts sur chaque machine que nous possédons et exploitons d'ici 2025 », explique Ford. « Nous constatons qu'une grande partie de la technologie actuelle se concentre uniquement sur l'identification, et non sur l'évitement », ajoute-t-il.

Un drone robotisé sur un chantier de construction (Photo : Adobe Stock)

« Nous espérons que des capteurs et des technologies d'évitement seront intégrés à ces machines, détectant intelligemment les obstacles ou les individus et arrêtant les machines si nécessaire. Il est important que les leaders du secteur continuent de remettre en question le statu quo afin que nous puissions continuer à faire progresser l'innovation dans les équipements de construction pour garantir des environnements de travail plus sûrs sur tous les types de projets. »

« Nous sommes très proches de notre objectif de doter 100 % de notre parc d'équipements de technologies de rechange ou d'origine sur nos machines, mais il est crucial pour l'industrie dans son ensemble de maintenir l'élan en faveur d'équipements « plus intelligents » ; des machines qui non seulement identifient les dangers mais prennent également des mesures pour les éviter une fois identifiés. »

Néanmoins, les robots et les processus automatisés jouent un rôle clé de plus en plus important dans la bataille continue de la construction pour devenir plus productive.

Les avancées les plus importantes de ces dernières années concernent les capteurs et les caméras, des éléments clés de la robotique télécommandée et des machines automatisées. Les drones, qui peuvent être équipés de cette technologie, sont également de plus en plus utilisés.

Almagor de Trimble affirme que même si certains secteurs de l'industrie pourraient évoluer vers la préfabrication hors site ou des approches modulaires, sur les chantiers de construction dynamiques, la « cobotique » (une robotique qui nécessite une collaboration humaine) est susceptible de devenir courante.

Vue aérienne d'une excavatrice équipée d'un exosystème Built Robotics effectuant des travaux de tranchée (Photo : Built Robotics)

« Les flottes de robots ne doivent pas être constituées d'un seul robot », explique Almagor. « Les chantiers de construction auront une flotte mixte composée de drones et de grues autonomes, d'un robot plâtrier et d'un robot maçon. C'est un mélange d'outils, et chacun d'entre eux est différent et dispose d'une personne qui sait comment faire fonctionner et entretenir le robot. »

Et bien sûr, même si une telle innovation peut réduire le nombre d’humains nécessaires pour effectuer le travail sur site, l’automatisation croissante augmente également le besoin d’opérateurs et de techniciens plus qualifiés sur site.

« Il y a tellement de travail à faire. Nous devons nous assurer que ces employés seront formés pour aider le robot, car nous ne verrons pas de sites sans humains dans un avenir proche », ajoute-t-il.

Des robots sans caractéristiques humaines

Le changement le plus important de ces dernières années en matière de robotique de construction est peut-être la détermination des machines considérées comme des « robots ».

« Le terme « robotique » évoque souvent des images de robots humanoïdes », explique Advanced Construction Robotics (ACR), une société basée aux États-Unis. « Cependant, dans le secteur de la construction, la robotique implique diverses formes de machines automatisées adaptées à des tâches spécifiques, comme le liage ou la mise en place de barres d'armature. »

TyBot d'Advanced Construction Robotics (ACR) travaillant sur un pont en Pennsylvanie, aux États-Unis (Photo : ACR)

Le TyBot d'ACR – « le robot de liage de barres d'armature » – est exactement l'une de ces machines automatisées, et il ne présente pratiquement aucune caractéristiques humaines.

TyBot ressemble plus au sommet d'une grue à tour qu'à autre chose, mais c'est un robot avancé capable de détecter et de naviguer dans son environnement sans pré-cartographie, étalonnage ou entrée BIM.

Conçu pour les segments de la construction de routes et de ponts, TyBot est spécialisé dans le liage des barres d'armature ; il fonctionne à des vitesses supérieures à 1 200 attaches par heure en utilisant une bobine de fil de 15 lb (6,8 kg) et peut lier des barres revêtues d'époxy et des barres noires.

Il peut s'étirer jusqu'à une largeur de 35,7 m (117 pieds) ou fonctionner jusqu'à une largeur de 3,05 m (10 pieds). Un superviseur robotique accompagne la machine pendant ses 12 heures de fonctionnement, après quoi elle doit être ravitaillée en carburant.

« Nos solutions robotisées permettent non seulement de remédier à la pénurie de main-d’œuvre, mais elles améliorent également considérablement la sécurité sur le lieu de travail en prenant en charge les tâches les plus dangereuses, comme le levage de charges lourdes », explique Danielle Proctor, PDG d’ACR. « Cela réduit le risque de blessures et améliore la satisfaction globale au travail. De plus, en rationalisant les processus et en réduisant les déchets, nos technologies contribuent à la durabilité dans la construction, en s’alignant sur les normes environnementales. »

Modernisation de machines existantes

Les autres machines robotisées du secteur n'étaient pas initialement conçues pour être automatisées, mais grâce à Built Robotics, un fabricant américain d'équipements automatisés à grande échelle, les unités de construction existantes peuvent être équipées de capacités robotiques.

Erol Ahmed, directeur de la communication chez Built, explique : « Nous avons ce que nous appelons un exosystème, c'est-à-dire un ensemble de logiciels et de matériel que nous pourrions installer sur presque n'importe quel type d'équipement lourd et le transformer en une machine ou un robot autonome. »

Ahmed explique que Built s'est concentré sur l'utilisation de son application pour les bulldozers, les vibrateurs et les excavatrices, qui jouent tous un rôle important dans l'installation de panneaux solaires à grande échelle.

« Le solaire est un processus très automatisable », explique-t-il. « On installe des centaines de milliers d’éléments spécifiques dans les parcs solaires de manière cohérente. C’est donc l’une des rares tâches de construction qui correspond parfaitement à ce que les robots peuvent faire. »

Des tâches telles que le creusement de tranchées et le forage, avec Exosystem, peuvent être automatisées à l'aide de machines non automatisées, offrant une flexibilité aux entrepreneurs et aux groupes de location qui n'ont peut-être pas le capital nécessaire pour ajouter une robotique nouvellement développée.

Le travail des machines est aussi précis que celui d'une unité automatisée spécialement conçue, explique Ahmed.

« Lorsque nous parlons de construction solaire, nous parlons de mesures inférieures au centimètre. Nous installons selon des tolérances très strictes, ce qui nous permet d'obtenir un niveau de précision que l'on attendrait [d'une machine entièrement automatisée] », explique Ahmed, notant que les machines Exosystem permettent aux opérateurs de surveiller et de réagir à distance. Elles fonctionnent de manière plus cohérente et plus sûre. »