Concordia propulse la transformation numérique du secteur de la construction
Le processus est à peine amorcé, mais le secteur de la construction a entrepris sa transition vers le numérique et l’automatisation.
L’adoption naissante des technologies de détection, d’analyse des mégadonnées et d’apprentissage profond pourrait accélérer la modernisation des infrastructures urbaines – routes, aqueducs, réseaux électriques – et transformer la façon de les gérer.
Au Canada, Concordia participe activement à cette transformation.
Grâce au leadership d’Osama Moselhi, pionnier du génie et de la gestion des infrastructures, l’Université s’est bâti une réputation enviable dans ce secteur.
Le professeur au Département de génie du bâtiment, civil et environnemental dirige le nouveau Centre pour l’innovation en génie et en gestion de la construction et des infrastructures (CIGGCI) de l’École de génie et d’informatique Gina-Cody.
« Concordia possède une masse critique d’expertise en durabilité et en résilience des systèmes d’infrastructures civiles », explique le professeur Moselhi, reconnu pour sa technique brevetée de diagnostic des anomalies dans les réseaux d’égouts grâce à l’intelligence artificielle ainsi que pour ses travaux sur les méthodes axées sur la valeur de gestion optimale des ressources dans son domaine.
« Nous voulons être des agents du changement pour aider le secteur traditionnel de la construction à prendre le virage numérique. » Le centre pour l’innovation témoigne de nos intentions à ce chapitre. »
Le CIGGCI collabore avec un comité consultatif formé de cadres d’Hydro-Québec, de Groupe Canam, de Hatch et de SNC-Lavalin.
« Ces entreprises sont visionnaires dans leur domaine. Elles influencent l’industrie tout entière », affirme Amir Asif, doyen de l’école Gina-Cody.
« Nous dialoguons avec elles pour connaître leurs besoins et discuter de nos projets de collaboration. »
Osama Moselhi : « Nous voulons être des agents du changement pour aider le secteur traditionnel de la construction à prendre le virage numérique. »
Dépenser judicieusement l’argent des contribuables
Les infrastructures civiles et le secteur de la construction s’entremêlent dès que les autorités municipales, provinciales ou fédérales approuvent un projet.
Le CIGGCI adhère aux principes de l’industrie 4.0 – fondés notamment sur l’utilisation de systèmes intelligents, comme les technologies de télédétection et l’imagerie numérique – pour améliorer la sécurité, la productivité et la compétitivité dans le secteur de la construction.
Parallèlement, il travaille sur des solutions pour optimiser l’octroi des crédits budgétaires municipaux consacrés à l’entretien, à la réhabilitation et au renouvellement des infrastructures civiles.
« Nous cherchons à mettre au point des méthodes créatives, non destructives et non invasives pour évaluer l’état des infrastructures et les gérer, explique le professeur Moselhi. Nous nous employons à améliorer le rapport coût-efficacité – pour que l’argent des contribuables soit dépensé judicieusement – ainsi que la sécurité et la productivité sur les chantiers. »
Osama Moselhi estime particulièrement important de protéger nos investissements collectifs dans les infrastructures existantes. En tant que contribuables, nous sommes tous concernés.
« On dit que les politiciens n’aiment pas investir sous terre parce que la population ne voit pas les résultats, ce qui explique le sous-financement des infrastructures souterraines », poursuit-il.
« Mais pour que la pression d’eau reste la même dans notre douche et notre évier, il faut continuellement investir. »
Drones, excavatrices semi-robotisées, tunnels de services publics et plus encore
Réunissant plus de 17 membres du corps professoral et 5 laboratoires, le CIGGCI se consacre à cinq principaux domaines de recherche :
- l’analyse des mégadonnées;
- l’automatisation et la robotique de la construction;
- les technologies de détection et les applications de l’Internet des objets (IdO) en génie et en gestion de la construction;
- l’industrialisation de la construction;
- l’analyse de la fiabilité et l’évaluation de l’état des infrastructures.
Amin Hammad, directeur adjoint du CIGGCI, croit qu’il existe une meilleure façon de gérer les travaux sur les chantiers et les infrastructures civiles.
« Nous avons des projets où l’apprentissage profond est mis au service de la détection d’équipement, de la reconnaissance d’activités et de la surveillance de la sécurité. Et en ce qui concerne la gestion des infrastructures, nous menons des travaux visant à optimiser la consommation d’énergie dans les immeubles intelligents, en fonction des besoins des occupants. »
« Nous utilisons aussi la réalité virtuelle et augmentée pour améliorer l’inspection et l’entretien des bâtiments. »
Parmi les améliorations potentielles en matière de gestion des infrastructures municipales, le professeur Hammad cite en exemple la construction de tunnels à usages multiples, qui abriteraient tuyaux, égouts et câbles dans les zones à haute densité.
Cette approche représente un bond en avant considérable par rapport au chaotique réseau de « spaghetti » souterrain actuel, dont la réparation entraîne l’excavation fréquente des rues.
« La ville intelligente se développe. Il apparaît donc sensé de construire des tunnels de services publics intelligents et d’y installer une multitude de capteurs pour faciliter les opérations et améliorer la sécurité », croit Osama Hammad.
« Évidemment, les coûts initiaux sont beaucoup plus élevés, mais chaque fois qu’on éventre une rue, à combien s’élèvent les coûts et les dommages collatéraux sous forme de bruit, d’empreinte environnementale, de circulation automobile et de pertes de revenus pour les commerçants locaux? »
Nouvelle ère de modélisation 4D
Pour Mazdak Nik-Bakht, directeur des communications et de la diffusion externe au CIGGCI, l’avenir de la construction passe par le jumelage numérique – concept connu sous le nom de modélisation des données d’un bâtiment (BIM, en anglais).
« La modélisation des données sert à produire un modèle de bâtiment en 3D, que l’ajout d’informations sur les délais et les coûts transforme respectivement en modèles 4D et 5D », explique M. Nik-Bakht, professeur adjoint au Département de génie du bâtiment, civil et environnemental.
« Un modèle 4D, par exemple, est une animation créée à l’étape de la planification, qui nous permet de prévoir ce qui doit se passer chaque jour sur le chantier. Quand les travaux débutent, nous pouvons créer un autre modèle numérique sur le chantier avec des balayages laser, de l’imagerie numérique et des drones équipés de caméra et de dispositifs de balayage. »
« Nous pouvons ensuite comparer les deux modèles pour mesurer les progrès. Une fois la construction terminée, la modélisation des données peut être transmise au gestionnaire de l’immeuble à des fins de surveillance et de gestion, au moyen d’appareils de détection et de dispositifs IdO liés au modèle numérique. »
Un des objectifs du CIGGCI est de collaborer avec l’industrie pour identifier les dispositifs IdO utiles et suggérer des moyens d’utiliser les mégadonnées pour détecter des schémas latents dans les relevés.
« Nous devons renseigner les intervenants sur l’univers numérique et les moyens d’exploiter les mégadonnées pour améliorer les processus de construction, ce qui ne peut que contribuer à la revitalisation des infrastructures urbaines », ajoute-t-il.
Journées de formation
Le CIGGCI s’emploie aussi à former du personnel hautement qualifié.
« Notre programme d’études supérieures en construction et en infrastructures civiles est le plus important au pays, affirme le professeur Moselhi. Nous comptons un vaste bassin d’étudiants des cycles supérieurs motivés, talentueux et dynamiques, encadrés par des professeurs aux horizons diversifiés. »
Le cadre de formation est par ailleurs enrichi par la nature interdisciplinaire du carrefour, auquel ont accès les professeurs et les chercheurs de toute la communauté de Concordia.
« Nous serions par exemple ravis d’accueillir des chercheurs de la Faculté des arts et des sciences désireux d’étudier la dimension sociale des infrastructures et leurs incidences sur la qualité de vie, déclare Osama Moselhi, toujours ouvert à la discussion entre collègues. J’encourage tout le monde à venir nous voir. »
Si vous souhaitez vous joindre au nouveau Centre pour l’innovation en génie et en gestion de la construction et des infrastructures de Concordia, communiquez avec Osama Moselhi.
Renseignez-vous sur l’École de génie et d’informatique Gina-Cody.