Sujet de Postdoc
Titre :
Synchronisation des chaînes d'approvisionnement et des processus logistiques de la construction en panneaux préfabriqués sur site et hors site, pilotée par les jumeaux numériques.
Dates :
2024/10/26 - 2026/11/30
Etudiant :
Encadrant(s) :
Description :
Contexte du projet : Les projets de rénovation sont cruciaux en France en raison du vieillissement du parc immobilier, de l'augmentation des coûts énergétiques et de l'engagement du pays à réduire les émissions de gaz à effet de serre conformément aux objectifs climatiques européens (Sebi et al. 2019). Le secteur de la construction représente à lui seul 42 % de la consommation énergétique du pays et 26 % de ses émissions de carbone (Chau et al. 2015). Bien que la France ait mis en place des réglementations ambitieuses, telles que la RE 2020, pour améliorer la performance énergétique des nouveaux bâtiments, la rénovation des bâtiments existants reste lente, avec seulement 1 % du patrimoine bâti renouvelé chaque année (MTES 2020). Cela souligne l'importance urgente de se concentrer sur le vaste parc immobilier existant, où les améliorations de l'efficacité énergétique sont essentielles pour atteindre les objectifs nationaux de durabilité.
Une priorité clé dans ces efforts de rénovation est l'isolation des façades, qui représente 25 à 30 % des pertes d'énergie, comme l'indique le guide des recommandations du Diagnostic de performance énergétique (DPE) du ministère de la Transition énergétique (MTE) (MTES 2018). Pour y remédier, la construction en panneaux préfabriqués a émergé comme une solution efficace. Les panneaux isolants extérieurs préfabriqués peuvent être fabriqués hors site et installés rapidement sur des bâtiments existants, améliorant ainsi considérablement la performance thermique tout en minimisant les perturbations sur site. Cette méthode accélère le processus de rénovation et renforce l'efficacité énergétique, en faisant un élément essentiel des efforts de la France pour industrialiser les pratiques de rénovation (Iturralde et al. 2023).
Cependant, la construction hors site présente ses propres défis. Le transport des panneaux préfabriqués vers les chantiers augmente les émissions de CO2, complexifie les chaînes d'approvisionnement et la logistique, et ajoute des coûts (Martínez et al. 2013). Pour surmonter ces limitations et améliorer l'efficacité des projets de rénovation, le projet BYWall a été lancé. Financé par l'ADEME, BYWall réunit un consortium d'experts et de parties prenantes pour développer des solutions innovantes tout au long de la chaîne de valeur de la rénovation. Le projet propose un processus complet pour l'isolation des façades, qui comprend :
Des études de site optimisées et automatisées, utilisant la numérisation 3D des façades pour la production en usine.
Un nouveau système avancé d'isolation des façades.
Un système de gestion intégré et multi-niveaux pour les projets de rénovation, combinant des usines hors site classiques avec des unités locales de fabrication et un concept d'usine éphémère.
Des équipements robotiques d'installation pour plus d'efficacité et de précision.
L'une des innovations clés du projet BYWall est le concept de "Modern Flying Factory". Cette approche établit des unités de fabrication mobiles temporaires à proximité des chantiers afin de réduire les besoins de transport, de minimiser les émissions et d'offrir une plus grande flexibilité dans la production, adaptée aux conditions spécifiques du site (Haukka et Lindqvist 2015).
Dans un tel système, la synchronisation des chaînes d'approvisionnement et des processus logistiques entre la fabrication hors site et l'installation sur site devient essentielle. Un Jumeau Numérique, modèle virtuel du processus de construction, offre une surveillance en temps réel, une optimisation et une coordination des activités de production et d'installation. Cela garantit des opérations fluides, réduisant les goulets d'étranglement et les inefficacités. Cette synchronisation s'aligne avec les livrables du laboratoire CRAN au sein du projet BYWall et les missions du post-doc :
Conduire une analyse approfondie de la littérature existante sur l'optimisation de la logistique des chantiers.
Développer des solutions numériques pour le suivi et la traçabilité des flux logistiques.
Créer un modèle de synchronisation en temps réel des chaînes d'approvisionnement hors site et sur site à l'aide de la technologie des Jumeaux Numériques.
Développer des modèles de simulation et de visualisation pour représenter et analyser les flux logistiques.
Optimiser les opérations sur site, y compris le mouvement des équipements, des travailleurs et des matériaux, en utilisant le Jumeau Numérique pour le contrôle dynamique des flux.
Bibliographie
Chau, C. K., Leung, T., and Ng, W. (2015). "A review on life cycle assessment, life cycle energy assessment and life cycle carbon emissions assessment on buildings." Applied energy, 143, 395-413, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.01.023.
Haukka, S., and Lindqvist, M. (2015). "Modern Flying Factories in the Construction Industry." Master of Science in Engineering Technology Architecture, sl Master's Thesis, Lulea University of Technology, Lulea, Sweden.
Iturralde, K., Das, S., Srinivasaragavan, A., Bock, T., and Holst, C. (2023). "An Automated Prefabricated Facade Layout Definition for Residential Building Renovation." Buildings, 13(12), 2981, https://doi.org/10.3390/buildings13122981.
Martínez, S., Jardón, A., Gonzalez Víctores, J., and Balaguer, C. (2013). "Flexible field factory for construction industry." Assembly Automation, 33(2), 175-183, https://doi.org/10.1108/01445151311306708.
MTES (2018). "Plan de r´enovation ´energ´etique des batiments." Ministère de la Transition écologique (MTE).
MTES (2020). "RÉGLEMENTATION ENVIRONNEMENTALE DES BÂTIMENTS NEUFS (RE2020)." Ministère de la Transition écologique (MTE), France.
Sebi, C., Nadel, S., Schlomann, B., and Steinbach, J. (2019). "Policy strategies for achieving large long-term savings from retrofitting existing buildings." Energy Efficiency, 12, 89-105, https://doi.org/10.1007/s12053-018-9661-5.
Une priorité clé dans ces efforts de rénovation est l'isolation des façades, qui représente 25 à 30 % des pertes d'énergie, comme l'indique le guide des recommandations du Diagnostic de performance énergétique (DPE) du ministère de la Transition énergétique (MTE) (MTES 2018). Pour y remédier, la construction en panneaux préfabriqués a émergé comme une solution efficace. Les panneaux isolants extérieurs préfabriqués peuvent être fabriqués hors site et installés rapidement sur des bâtiments existants, améliorant ainsi considérablement la performance thermique tout en minimisant les perturbations sur site. Cette méthode accélère le processus de rénovation et renforce l'efficacité énergétique, en faisant un élément essentiel des efforts de la France pour industrialiser les pratiques de rénovation (Iturralde et al. 2023).
Cependant, la construction hors site présente ses propres défis. Le transport des panneaux préfabriqués vers les chantiers augmente les émissions de CO2, complexifie les chaînes d'approvisionnement et la logistique, et ajoute des coûts (Martínez et al. 2013). Pour surmonter ces limitations et améliorer l'efficacité des projets de rénovation, le projet BYWall a été lancé. Financé par l'ADEME, BYWall réunit un consortium d'experts et de parties prenantes pour développer des solutions innovantes tout au long de la chaîne de valeur de la rénovation. Le projet propose un processus complet pour l'isolation des façades, qui comprend :
Des études de site optimisées et automatisées, utilisant la numérisation 3D des façades pour la production en usine.
Un nouveau système avancé d'isolation des façades.
Un système de gestion intégré et multi-niveaux pour les projets de rénovation, combinant des usines hors site classiques avec des unités locales de fabrication et un concept d'usine éphémère.
Des équipements robotiques d'installation pour plus d'efficacité et de précision.
L'une des innovations clés du projet BYWall est le concept de "Modern Flying Factory". Cette approche établit des unités de fabrication mobiles temporaires à proximité des chantiers afin de réduire les besoins de transport, de minimiser les émissions et d'offrir une plus grande flexibilité dans la production, adaptée aux conditions spécifiques du site (Haukka et Lindqvist 2015).
Dans un tel système, la synchronisation des chaînes d'approvisionnement et des processus logistiques entre la fabrication hors site et l'installation sur site devient essentielle. Un Jumeau Numérique, modèle virtuel du processus de construction, offre une surveillance en temps réel, une optimisation et une coordination des activités de production et d'installation. Cela garantit des opérations fluides, réduisant les goulets d'étranglement et les inefficacités. Cette synchronisation s'aligne avec les livrables du laboratoire CRAN au sein du projet BYWall et les missions du post-doc :
Conduire une analyse approfondie de la littérature existante sur l'optimisation de la logistique des chantiers.
Développer des solutions numériques pour le suivi et la traçabilité des flux logistiques.
Créer un modèle de synchronisation en temps réel des chaînes d'approvisionnement hors site et sur site à l'aide de la technologie des Jumeaux Numériques.
Développer des modèles de simulation et de visualisation pour représenter et analyser les flux logistiques.
Optimiser les opérations sur site, y compris le mouvement des équipements, des travailleurs et des matériaux, en utilisant le Jumeau Numérique pour le contrôle dynamique des flux.
Bibliographie
Chau, C. K., Leung, T., and Ng, W. (2015). "A review on life cycle assessment, life cycle energy assessment and life cycle carbon emissions assessment on buildings." Applied energy, 143, 395-413, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.01.023.
Haukka, S., and Lindqvist, M. (2015). "Modern Flying Factories in the Construction Industry." Master of Science in Engineering Technology Architecture, sl Master's Thesis, Lulea University of Technology, Lulea, Sweden.
Iturralde, K., Das, S., Srinivasaragavan, A., Bock, T., and Holst, C. (2023). "An Automated Prefabricated Facade Layout Definition for Residential Building Renovation." Buildings, 13(12), 2981, https://doi.org/10.3390/buildings13122981.
Martínez, S., Jardón, A., Gonzalez Víctores, J., and Balaguer, C. (2013). "Flexible field factory for construction industry." Assembly Automation, 33(2), 175-183, https://doi.org/10.1108/01445151311306708.
MTES (2018). "Plan de r´enovation ´energ´etique des batiments." Ministère de la Transition écologique (MTE).
MTES (2020). "RÉGLEMENTATION ENVIRONNEMENTALE DES BÂTIMENTS NEUFS (RE2020)." Ministère de la Transition écologique (MTE), France.
Sebi, C., Nadel, S., Schlomann, B., and Steinbach, J. (2019). "Policy strategies for achieving large long-term savings from retrofitting existing buildings." Energy Efficiency, 12, 89-105, https://doi.org/10.1007/s12053-018-9661-5.
Mots clés :
Jumeau Numérique, Chaine logistique, hors site et construction sur site.
Département(s) :
| Modélisation Pilotage des Systèmes Industriels |