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TABLE DES MATIÈRES Page INTRODUCTION ..........................................

TABLE DES MATIÈRES Page INTRODUCTION .....................................................................................................................1 CHAPITRE 1 INDUSTRIE 4.0 ET CONSTRUCTION 4.0 ...............................................6 1.1 Les principes de l’industrie 4.0 ......................................................................................6 1.2 Une définition de la Construction 4.0 ............................................................................9 CHAPITRE 2 QUATRE PILIERS POUR DÉFINIR LA CONSTRUCTION 4.0 AU QUÉBEC ............................................................................................13 2.1 Chronologie des piliers suivant le modèle du Royaume-Uni ......................................13 2.1.1 Approches intégrées .................................................................................. 15 2.1.2 Lean Construction ..................................................................................... 17 2.1.3 DfMA ........................................................................................................ 18 2.1.4 BIM et construction virtuelle .................................................................... 20 2.2 Processus et approches intégrées dans un environnement numérique .........................24 2.2.1 La synergie BIM - Lean Construction ...................................................... 24 2.2.2 BIM et DfMA ........................................................................................... 24 2.2.3 Cadre conceptuel ....................................................................................... 28 2.3 La filière bois, catalyseur de la Construction 4.0 .........................................................29 2.3.1 Le retour du bois dans la construction au Québec .................................... 30 2.3.2 La VISION 2030 du Québec ..................................................................... 32 2.3.3 LeanWood, programme de recherche européen ....................................... 32 2.4 Discussion ....................................................................................................................33 CHAPITRE 3 MÉTHODOLOGIE DE RECHERCHE ....................................................37 3.1 Premier volet : recherche exploratoire, descriptive et explicative ...............................37 3.2 Deuxième volet : études de cas ....................................................................................38 3.2.1 Critères de sélection des projets ................................................................ 38 3.2.2 Collecte de données .................................................................................. 39 3.3 Analyse suivant le cadre TOPiC ..................................................................................44 3.3.1 Contexte .................................................................................................... 44 3.3.2 Technologies ............................................................................................. 46 3.3.3 Organisation .............................................................................................. 46 3.3.4 Processus ................................................................................................... 46 3.4 Validation des données et de l’étude ...........................................................................46 CHAPITRE 4 DES CRITÈRES DE LA CONSTRUCTION 4.0 DANS DES RÉALISATIONS CANADIENNES .........................................................49 4.1 1ER Projet : Origine (Pointe-aux-Lièvres) ...................................................................51 4.1.1 Contexte .................................................................................................... 51 4.1.1.1 Caractéristiques du site et cadre réglementaire .......................... 51 XIV 4.1.1.2 Le choix du bois ......................................................................... 52 4.1.2 Organisation .............................................................................................. 52 4.1.2.1 Équipes du projet ....................................................................... 52 4.1.2.2 Financement du projet ................................................................ 54 4.1.3 Technologies ............................................................................................. 54 4.1.4 Processus ................................................................................................... 56 4.1.5 Productivité et Innovation ......................................................................... 57 4.2 2e Projet : Arbora (Montréal) ......................................................................................60 4.2.1 Contexte .................................................................................................... 60 4.2.1.1 Caractéristiques du site et cadre réglementaire .......................... 60 4.2.1.2 Le choix du bois ......................................................................... 61 4.2.2 Organisation .............................................................................................. 62 4.2.2.1 Équipes du projet ....................................................................... 62 4.2.2.2 La formation du manufacturier .................................................. 64 4.2.3 Technologies ............................................................................................. 66 4.2.3.1 Les exigences du donneur d’ouvrage ......................................... 66 4.2.3.2 Portée de la modélisation et des technologies utilisées ............. 67 4.2.4 Processus ................................................................................................... 67 4.2.5 Productivité et innovation ......................................................................... 69 4.3 3e PROJET : Brock Commons (Vancouver) ................................................................73 4.3.1 Contexte .................................................................................................... 73 4.3.1.1 Caractéristiques du site .............................................................. 73 4.3.1.2 Le choix du bois ......................................................................... 74 4.3.2 Organisation .............................................................................................. 74 4.3.2.1 Équipes du projet ....................................................................... 74 4.3.2.2 Financement du projet ................................................................ 76 4.3.3 Technologies ............................................................................................. 76 4.3.4 Processus ................................................................................................... 77 4.3.5 Productivité et innovation ......................................................................... 79 4.4 Rappel des critères de la Construction 4.0 observés dans les trois projets ..................81 4.4.1 Bénéfices des approches intégrées et du Lean Construction (piliers 1 et 2) ............................................................................................ 82 4.4.2 Bénéfices du DfMA et du BIM (piliers 3 et 4) ......................................... 83 4.5 Discussion ....................................................................................................................84 CHAPITRE 5 PROPOSITION D’UNE FEUILLE DE ROUTE POUR LA CONSTRUCTION 4.0 AU QUÉBEC .......................................................89 5.1 Les axes majeurs de trois initiatives pour la compétitivité de la construction au Québec .....................................................................................................................89 5.1.1 Axes majeurs de la Vision 2030 ............................................................... 89 5.1.2 Axes majeurs du MESI pour « accroitre la performance de la filière québécoise de la construction par le virage numérique » ......................... 90 5.1.3 Axes majeurs de la feuille de route pour le BIM au Canada .................... 90 5.2 Stratégies 4.0 et Actions 4.0 ........................................................................................92 5.3 Feuille de route Construction 4.0 .................................................................................97 XV CONCLUSION ......................................................................................................................101 RECOMMANDATIONS ......................................................................................................103 ANNEXE I INITIATIVES ET PROGRAMMES NOTABLES AUTOUR DE LA CONSTRUCTION BOIS EN EUROPE ..................................................105 ANNEXE II QUESTIONNAIRES DES ENTREVUES SEMI DIRIGÉES ................107 ANNEXE III TABLEAU COMPARATIF DES TROIS PROJETS .............................111 ANNEXE IV BIM ET LOD ...........................................................................................113 LISTE DE RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES.............................................................115 LISTE DES TABLEAUX Page Tableau 2.1 Les utilisations fréquentes du BIM VDC et les bénéfices .........................23 Tableau 3.1 Points abordés dans l'étude de cas comparative .........................................45 Tableau 4.1 Principales caractéristiques des projets ......................................................50 Tableau 4.2 Équipes du projet Origine ..........................................................................53 Tableau 4.3 Contexte du projet ......................................................................................61 Tableau 4.4 Équipes du projet ARBORA ......................................................................63 Tableau 4.5 Les processus utilisés sur chaque phase du projet .....................................67 Tableau 4.6 Équipes du projet .......................................................................................75 Tableau 4.7 Tableau de synthèse des critères de la Construction 4.0 ............................82 LISTE DES FIGURES Page Figure 1.1 Les quatre révolutions industrielles et leurs principales innovations ..........6 Figure 1.2 Les trois volets de l'Industrie 4.0 .................................................................7 Figure 1.3 Les neuf technologies de l'industrie 4.0 Figure 1.4 Adaptation de trois volets de l'industrie 4.0 à la construction 4.0 ...............9 Figure 2.1 Quatre piliers pour la définition de la construction 4.0 .............................14 Figure 2.2 Caractéristiques et comparaison de différentes approches ........................16 Figure 2.3 Exemple d’amélioration de conception et fabrication ...............................18 Figure 2.4 Approche traditionnelle vs approche DfMA pour la phase de construction ................................................................................................19 Figure 2.5 Le BIM et le cycle de vie de l’ouvrage ......................................................21 Figure 2.6 Key BIM actions for the DfMA approach at the various stages ................25 Figure 2.7 Model development and data required at the various stages .....................26 Figure 2.8 Cadre conceptuel proposé pour la Construction 4.0 au Québec ................28 Figure 2.9 Exemples de bois massif d’ingénierie (s.d.; n.r.) .......................................31 Figure 2.10 Le processus de LeanWOOD (2015) .........................................................33 Figure 2.11 La Seine Musicale en cours de réalisation .................................................34 Figure 3.1 Répertoire des entrevues et rôles des entités ..............................................40 Figure 3.2 Données quantitatives Projet 1 ...................................................................41 Figure 3.3 Données quantitatives Projet 2 ...................................................................42 Figure 3.4 Événements publics pédagogiques autour des trois projets .......................43 Figure 4.1 Site de Origine dans le quartier Pointe-aux-Lièvres ..................................51 Figure 4.2 Machine à commande numérique à Chibougamau ....................................54 Figure 4.3 Visualisation 3D des séquences de montage 1 à 9 de la structure bois .....55 XX Figure 4.4 Visualisation 3D des séquences de montage 10 à 16 de la structure bois .56 Figure 4.5 Représentation du modèle 3D des éléments principaux du concept structurel ....................................................................................................58 Figure 4.6 Mur de refend mis à l’essai en laboratoire chez FPI ..................................59 Figure 4.7 Localisation de ARBORA, Quartier de l’Innovation, Griffintown ...........60 Figure 4.8 Plan masse du projet Arbora ......................................................................62 Figure 4.9 Photo du chantier Arbora 1 – Phase 1 ........................................................64 Figure 4.10 Prototype du complexe plancher bois-béton ..............................................65 Figure 4.11 Prototypes des complexes des parois verticales .........................................65 Figure 4.12 Logiciels utilisés pour le projet Arbora .....................................................66 Figure 4.13 Logiciels et plates-formes utilisées sur les différentes phases ...................66 Figure 4.14 Synthèse des niveaux de maîtrise des outils et processus utilisés .............68 Figure 4.15 Arbora 1 - Dalle de balcon préfabriquée ....................................................69 Figure 4.16 Évolution du chantier Arbora 2 ..................................................................70 Figure 4.17 Arbora 3 – Début du chantier de la phase 3 ...............................................71 Figure 4.18 Arbora 1 – Intérieur d’un logement ...........................................................72 Figure 4.19 Vue aérienne du site du projet Brock-Commons. ......................................73 Figure 4.20 Les principes réunis pour le développement de TWH ...............................74 Figure 4.21 Collaboration et boucles de rétroaction entre les équipes du projet ..........76 Figure 4.22 Exemple de modèle produit par l’intégrateur BIM VDC CadMakers .......77 Figure 4.23 Centralisation des données chez l’intégrateur BIM VDC ..........................78 Figure 4.24 Prototype échelle 1 pour les tests d’assemblage ........................................79 Figure 4.25 Portion de façade d’angle préfabriquée en manutention ............................80 Figure 4.26 Construction 4.0 Champs et piliers, interactions et hiérarchie ..................84 Figure 5.1 Feuille de route de bS Canada pour l’adoption du BIM (2014) ................91 XXI Figure 5.2 Éléments de la Vision 2030 qui relèvent de stratégies 4.0 et d’actions 4.0...............................................................................................................93 Figure 5.3 Les 5 axes et 22 initiatives du MESI (2018) ..............................................95 Figure 5.4 Éléments repris de la feuille de route bS Canada répertoriés ....................97 Figure 5.5 Feuille de route pour l’adoption de la construction 4.0 au Québec ...........98 LISTE DES ABRÉVIATIONS, SIGLES ET ACRONYMES AECO Architecture, Engineering, Construction and Operations BIM Building Information Modeling CCB / CWC Conseil Canadien du Bois / Canadian Wood Council CCQ Commission de la Construction du Québec CLT Cross Laminated Timber DfMA Design for Manufacturing and Assembly DfX Design For X FHS Fabrication Hors Site FPI FPInnovations GES Gaz à Effets de Serre GRIDD Groupe de Recherche en Intégration et Développement Durable IDM Information Delivery Manual MEP Mécanique, électrique et plomberie MVD Model View Definition NBIMS National BIM Standards NTIC Nouvelles technologies de l’information et de la communication PCI Processus de Conception Intégrée QRT Question et Réponse Technique R&D Recherche et développement SHQ Société d’Habitation du Québec TI Technologies de l’information TOPiC Technology Operation Process in Context XXIV TQC Tel que construit VDC Virtual Design and Construction (conception et construction virtuelles) WEF World Economic Forum INTRODUCTION Contexte de la recherche L’industrie de la construction continue d’accuser depuis quelques décennies un ralentissement de productivité contrairement à d’autres industries en croissance exponentielle. Le McKinsey Global Institute (2017) montre que cette situation n’est pas spécifique au Québec et liste quelques causes de ces faibles performances du secteur, communes à plusieurs pays : une réglementation lourde qui participe à la fragmentation de cette industrie, une dépendance large à des marchés publics et des contrats qui comportent des disparités dans la répartition des risques et des avantages. On relève une mauvaise gestion et une mauvaise exécution des réalisations de projets qui résultent des processus inappropriés en phases de conception et de développement. De plus, l’industrie de la construction est polluante et des freins économiques et uploads/Ingenierie_Lourd/ ahm-2-clic-423.pdf