Recherche en Génie Civil

Stratégie  recherche

 « Est-ce que le Génie-Industriel (GI) est un outil structuré pour accompagner le DD, Développement Durable, et la RSE, Responsabilité Sociale des Entreprises ? Cas de la construction »

Introduction

Le contexte environnemental est complexe.

Alors que l’urgence climatique est le défi majeur de l’Humanité, les émissions de gaz à effet de serre, au lieu de diminuer, ne cessent d’augmenter, y compris en France. 

Le secteur de la construction et de l’immobilier représente plus de 40% de la consommation énergétique du pays et plus de 25 % des émissions nationales de CO2.

Ce secteur fait partie des leviers d’action majeurs pour réussir à respecter les engagements de la France en matière de transition énergétique.

Dans un même temps, la performance de ce secteur n’évolue pas contrairement à ce qui a été constaté dans d’autres secteurs comme l’industrie et le numérique. Une étude réalisée par le McKinsey Global Institute en 2017, montre que, tandis que la productivité industrielle progresse, celle de la construction stagne. Ainsi, à l'échelle mondiale, la croissance de la productivité dans le secteur de la construction s'est établie en moyenne à 1% par an au cours de ces deux dernières décennies, contre 3,6% pour le secteur manufacturier.

L’amélioration de la performance étant au cœur des préoccupations du Génie-Industriel (GI) d’une part et le secteur de la construction ayant des objectifs d’amélioration en termes de Développement Durable d’autre part, la problématique de recherche est la suivante : « est-ce que le Génie Industriel peut être un outil structuré pour accompagner les acteurs de la construction dans leur stratégie de Développement Durable et/ou de Responsabilité Sociale des Entreprises ? »

Grenoble INP donne la définition suivante du génie Industriel : «Le génie industriel vise l'optimisation de la performance globale des entreprises et des organisations industrielles ». Pour être très concret concernant le secteur du BTP, le Génie-Industriel englobe les démarches d’amélioration de la performance, la numérisation dont le BIM, le lean-construction, la construction hors-site, la robotique et l’impression 3D.

 - Innovation organisationnelle

 Aujourd’hui, dans le secteur de la construction, l’innovation et la recherche sont essentiellement centrées sur le produit (infrastructures, bâtiments, …), sur les matériaux (procédés d’obtention, matériaux bas carbone, matériaux biosourcés) et sur les équipements (dimensionnement des engins, sobriété des équipements, choix énergétiques). Pourtant, l’amélioration du bilan carbone des ouvrages et des chantiers passe également par des solutions organisationnelles, notamment par la digitalisation des processus et une meilleure prise en compte des parties prenantes (travail collaboratif).

A titre d’exemples, ces solutions organisationnelles auront un impact sur :

 - Le respect des délais (voire l’amélioration des temps de construction) avec des résultats très significatifs sur le bilan carbone et la réduction des nuisances (chantier plus court et maitrisé pour les riverains et la sécurité : logistique juste à temps, environnement sonore, poussière, nombre d’engins, planification collaborative, …).

 - La technicité des installations qui permettra d’améliorer la qualité, la maintenabilité, la durabilité, la performance de l’infrastructure.

 Autour de la numérisation et du travail collaboratif, il s’agit de repenser le processus global de construction en ré-imaginant les méthodes de travail pour réaliser le programme, concevoir l’infrastructure, organiser, suivre et réaliser le chantier.

 - Organisation de la recherche

 Pour conduire cette recherche et répondre à la problématique, la démarche initiée à l’ENISE est la suivante :

• Comprendre le contexte de la construction : Trois élèves de 5^ème année (GP, GM, GC) ont travaillé sur cette question. Il s’agissait de faire un état des lieux de l’application du GI dans le secteur de la construction, de comprendre les moteurs et les freins à l’application de cette discipline dans ce secteur, de comparer avec l’industrie et de proposer des solutions organisationnelles et numériques. Les principaux freins concernent les relations contractuelles avec le maître d’ouvrage public, la réalisation d’objets uniques contrairement à l’industrie qui fabrique en série (même s’il faut prendre en compte des exceptions comme l’aéronautique ou l’industrie navale) et la maturité des entreprises vis-à-vis du travail collaboratif et du numérique.

• Réaliser un diagnostic : L’étude de Guido De PALMA sur le sujet de l’entreprise 4.0 (ou Industrie du Futur) avec notamment l’approche « maturité du territoire > maturité industrielle > maturité du manager » ouvre un champ de réflexion tout-à-fait nouveau et propose une boucle vertueuse, appliquée aux entreprises industrielles de la Loire lors de la crise de 2009. Cette étude est renforcée par le référentiel Industrie du futur (http://www.referentiel-idf.org/constructic/fr-fr) qui prend notamment en compte les objets connectés, les technologies de production avancées (robotique, impression 3D, composants intelligents, surveillance et captation, …), l’organisation et le management innovant, les relations clients et fournisseurs intégrées et les nouveaux modèles économiques. Ces éléments sont la base d’une évaluation du niveau de maturité des entreprises concernant le GI, le DD et la RSE.

• Mettre en place des indicateurs de performance : La question qui est alors posée est la suivante : Comment mesurer les impacts des innovations sur les ODD ? Les projets de construction conduisent à la réalisation d’un objet unique, parfois de toutes petites séries (cas de maisons individuelles). Chaque construction étant unique (contrairement à une activité en grande série et donc répétitive), la mesure est moins objective et la comparaison devient alors plus difficile. A titre d’exemple, il existe un nombre limité d’études qui démontrent les impacts du lean-construction.

• Développer, si besoin, un référentiel « entreprise du futur » pour les entreprises du secteur de la construction : suivant les résultats de cette feuille de route, l’objectif est de rédiger un référentiel « entreprise du futur pour le secteur de la construction ». Ce référentiel s’appuiera sur celui qui a été établi dans le cadre de l’industrie du futur. Il permettra l’auto-évaluation et l’accompagnement de chaque acteur d’une part, et du processus de construction d’autre part.

 Pour conduire cette feuille de route, le Génie-Industriel dans le secteur du BTP étant une activité de recherche nouvelle à l’ENISE, la stratégie a consisté à créer ou à s’associer à différents groupes de travail constitués de maîtres d’ouvrages, maîtres d’œuvre, entreprises de construction (grands groupes et PME), clusters (INDURA et Ecobâtiment), le campus des métiers et des qualifications Design et Habitat, et, suivant les projets, des enseignants-chercheurs (Lyon 2, l’ENTPE, L’Ecole des Mines de Saint Etienne, Polytech’Clermont-Ferrand, ESTP, Ecole des Ponts, école d’architecture de Strasbourg).

Etant à la fois des lieux de réflexion et des lieux d’expérimentation, ces groupes de travail sont :

• Processus de conception : Dans le cadre des processus de construction, la conception constitue l’une des étapes les plus importantes étant donné qu’elle est considérée comme l’une des principales sources d’optimisation de l’acte de construire. C’est pourquoi, il s’agit de réfléchir à une nouvelle organisation du processus de conception, en s’appuyant notamment sur les concepts du lean-construction. Une première recherche a été conduite dans le cadre d’un master2. En allant au-delà de ce que propose le lean-construction, dans le cadre d’une thèse, il s’agit de rechercher les méthodes et outils répondant aux problématiques spécifiques de la construction.

• Construction 4.0 : « Construction 4.0 » est un réseau régional (AURA). Il s’intéresse au sujet du logement social. Les bailleurs sociaux font face à de nombreux défis : réduire la précarité énergétique, réaliser des économies de construction, préserver la biodiversité urbaine, renforcer le lien social… Animé par Lyon 2 et l’école de Mines de St Etienne, une première action s’attachera à la conduite de projet notamment pour renforcer la mobilisation des acteurs (y compris les usagers) pour définir le besoin. Une deuxième action, pilotée par Polytech’Clermont-Ferrand, l’ENTPE et l’ENISE s’attachera à optimiser les méthodes de travail en BIM et en lean pour faciliter le travail collaboratif.

• Constructic : Constructic est un réseau national qui travaille sur le thème de la constructibilité. Cette dernière se définit de la manière suivante : « la constructibilité, c’est l’anticipation optimale dans la programmation, la conception, les achats, les travaux sur chantier pour satisfaire tous les objectifs du projet et répondre au mieux aux attentes de l’usager et/ou de la société civile ». Constructic se veut être un lieu d’échanges et de structuration de projets. La feuille de route est en cours de définition. Les axes de travail concernent la finalité des projets de construction (prise en compte des usages notamment), la numérisation et l’industrialisation de la chaîne de valeur. Un objectif ambitieux est de faire naître un projet sur le thème de l’entreprise du futur entre le CETIM et une ou plusieurs entreprises.

• INDURA : INDURA (cluster des Travaux Publics en Auvergne Rhône-Alpes) souhaite travailler sur le sujet de l’optimisation de l’organisation des projets de travaux publics. Avec des actions court, moyen et long terme, l’ENISE anime la création d’un projet de recherche autour de deux axes :

• L’approche collaborative sur l’ensemble du processus de construction en intégrant toutes les parties prenantes (offre globale, nouveaux business modèles, définition collaborative d’un programme), en optimisant les processus par l’utilisation du lean-construction et en intégrant une démarche « innovative DD et RSE » afin de proposer des solutions innovantes (matériaux intelligents, géolocalisation, instrumentation des ouvrages, …),

• L’approche numérique prenant appui sur le processus BIM et intégrant progressivement la réalité virtuelle, l'intelligence artificielle, la robotique et l’impression 3D.

• Construction hors-site : l’ENISE a contribué au montage d’un dossier PIA (Plan d’Investissement d’avenir) porté par la société Patch Conseil. Ce projet doit aboutir à la Campus Hors site qui vise à diffuser les méthodes de construction hors-site en France. Ce campus de formation mettra à disposition de tous un dispositif d’apprentissage en ligne et en présentiel. Dans ce cadre, l’ENISE apportera son expertise en Réalité virtuelle pour développer des formations innovantes et son expertise en Génie-Industriel : comment évaluer l’efficience d’un projet de construction hors-site ?

Conclusion

 Cette feuille de route est ambitieuse. Les enjeux pour l’ENISE sont les suivants :

• Proposer un modèle de stratégie entrepreneuriale DD-RSE qui s’appuie sur le Génie-Industriel : pour l’entreprise, il s’agit de s’engager concrètement dans une démarche DD-RSE à partir d’un outil structuré.

• Différentier les formations de l’ENISE sur les sujets de la conduite de projet, le pilotage d’affaire et les démarches de progrès (performance) dans le secteur du BTP.

Amir SI-LARBI, directeur de la recherche et Ferdinando SALVATORE, enseignant chercheur, sont impliqués dans ce projet de recherche notamment pour garantir la démarche scientifique, suivre des étudiants de Master et enfin monter une thèse CIFRE avec l’une des entreprises partenaires.

Ferdinando SALVATORE, également responsable de la formation par apprentissage GC, compte sur les résultats de ces travaux pour faire évoluer les programmes de formation.

Ce programme de recherche est soutenu par la Fondation ENISE. Les alumni sont invités à participer à ce projet à travers leur participation à un projet (participation à un groupe de travail, accueil d’un PFE ou un master, mise en place d’une thèse, …) et/ou à travers un soutien financier.

Michel Sauzet

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