Des solutions de coffrage et d'étaiement plus intelligentes, plus sûres et plus durables

Grâce aux progrès des matériaux et de la technologie, les systèmes de coffrage et de structure sont devenus plus efficaces, durables et adaptables, répondant aux exigences évolutives des projets de construction modernes.

Robert Hauser, PDG de Doka, comprend que la technologie est la clé de l'avenir et l'entreprise favorise le développement de produits et de services innovants pour les utilisateurs du secteur.

Hauser explique que les outils numériques tels que le BIM (Building Information Modelling) permettent à Doka de créer des modèles 3D pour les coffrages, optimisant ainsi l'utilisation des matériaux et garantissant ainsi un ajustement parfait.

Doka optimise également les outils numériques avec Concremote. Le système de surveillance du béton de l'entreprise utilise des capteurs pour mesurer la température et calculer la résistance à la compression de la structure en béton.

Un ingénieur de Costain utilise la technologie des capteurs de béton (Photo : Costain)

Capteurs de béton

L'entreprise de construction Costain utilise également des capteurs de béton Maturix pour surveiller la température et la résistance du béton en cours de prise dans les projets de coffrage.

La technologie a été mise en œuvre dans plusieurs projets Costain dans les secteurs routier, maritime et ferroviaire.

Les capteurs Gaia 200, aussi grands qu'un smartphone, envoient en temps réel des données de température et de résistance sans fil aux ingénieurs, aux concepteurs de travaux temporaires et à d'autres entrepreneurs spécialisés.

Costain affirme que ces informations peuvent aider les utilisateurs à prendre des décisions plus rapides et plus éclairées. Par exemple, ils peuvent décider quand retirer le coffrage après le coulage du béton.

En moyenne, l’introduction de ces capteurs aurait permis de réduire le temps de mise en place du coffrage d’environ 33 %.

Un projet Costain a déjà utilisé les capteurs pour plus de 80 coulées et structures différentes, éliminant ainsi la nécessité d'effectuer des tests destructifs sur environ 500 cubes de frappe.

Bhavika Ramrakhyani, responsable des matériaux chez Costain, a commenté : « Nous avons un rôle important à jouer pour maximiser l'efficacité de nos clients sans compromettre la qualité ou la sécurité. Il est important que nos ingénieurs aient un accès instantané aux bonnes informations au bon moment, les informations cruciales étant envoyées directement sur leurs appareils et ordinateurs portables.

« Cela signifie qu'ils peuvent prendre des décisions éclairées pour déterminer avec précision le moment le plus sûr pour retirer les structures provisoires et le coffrage après un coulage. »

Ramrakhyani ajoute : « Nous avons déjà constaté d'énormes gains d'efficacité. La vitesse de livraison des programmes s'est considérablement améliorée, avec des temps de frappe réduits d'un tiers sur les sites où nous avons utilisé les capteurs.

« En même temps, la technologie nous permet de réutiliser davantage de nos structures temporaires, ainsi que de réduire la quantité de matériaux utilisés, diminuant ainsi notre empreinte carbone, ce qui constitue un autre avantage majeur. »

Potentiel d'innovation

Comme Costain, Hauser reconnaît qu’il existe un immense potentiel d’innovation pour révolutionner la manière dont les coffrages sont fabriqués et utilisés sur les chantiers de construction.

Il ajoute que les avancées telles que le BIM, les techniques de préfabrication et l’intégration de l’automatisation améliorent déjà l’efficacité, la sécurité et la qualité des processus de construction et que nous en verrons davantage à l’avenir.

L'entreprise de robotique Saeki tente d'introduire de nouvelles technologies dans le secteur du coffrage. Les robots de l'entreprise fabriquent des coffrages imprimés en 3D pour fabriquer des éléments de construction non standard et personnalisés sans risque.

Andrea Perissinotto, PDG et fondateur de Saeki (Photo : Saeki)

Saeki affirme que cela constitue une solution rentable et durable pour la production en faible volume d'éléments en béton non standard.

La startup fonctionne actuellement avec seulement deux robots qui travaillent de manière indépendante pour créer des coffrages. Ces derniers sont expédiés directement aux entreprises de construction pour être utilisés sur les chantiers ou aux fabricants qui préfabriquent les éléments en béton et les vendent aux entrepreneurs.

Cependant, l’objectif ultime de l’entreprise n’est pas d’agir en tant que fabricant de coffrages imprimés en 3D, mais plutôt de vendre des abonnements à ses services d’impression 3D de coffrages et d’autres composants.

Dans le cadre de ce modèle commercial, baptisé « robotique en tant que service », Saeki prévoit de développer plusieurs centres d’impression 3D, chacun composé d’au moins 10 robots. Cela permettra aux clients du monde entier de réserver du temps avec les robots pour répondre à des commandes régulières.

Andrea Perissinotto, l'un des cofondateurs de l'entreprise, s'est confié à Construction Briefing. Selon lui, si les coffrages imprimés en 3D sont adoptés à grande échelle, ils pourraient changer fondamentalement le processus de construction et de conception et réduire la quantité de béton utilisée.

« Jusqu’à 80 % des matériaux utilisés dans un bâtiment moderne n’ont pas besoin d’être là », explique Perissinotto.

« Il n'est pas nécessaire de couler 30 centimètres de béton dans un bâtiment, c'est tout simplement peu coûteux car le béton est bon marché. En optimisant la géométrie d'un bâtiment et les charges qui y sont appliquées, on peut réduire considérablement la quantité de béton du bâtiment.

« À l’heure actuelle, ces détails de connexion sont très coûteux, car si vous créez une colonne optimisée, elle comportera des détails complexes et il sera tout simplement moins cher de couler une dalle plus épaisse. Mais avec les coffrages imprimés en 3D, ces limitations géométriques ne sont plus des limitations. »

Développements durables

La durabilité est également au cœur des dernières innovations du secteur, comme en témoigne le développement de systèmes de coffrage légers et réutilisables qui minimisent les déchets et l’impact environnemental.

Pour Hauser de Doka, l'avenir des échafaudages et des coffrages passe par des solutions plus intelligentes, plus sûres et plus durables.

Concremote utilise des capteurs pour mesurer la température et calculer la résistance à la compression de la structure en béton (Photo : Doka)

Pour Doka, les solutions durables sont au cœur de ses préoccupations. L’entreprise cherche à réduire ses émissions. Hauser souligne que l’entreprise autrichienne utilise la durabilité basée sur les données pour mesurer les émissions de gaz à effet de serre (GES) générées par ses produits au cours des phases pertinentes du cycle de vie des matériaux.

De cette façon, les utilisateurs peuvent mieux comprendre leur impact environnemental et envisager les options pour réduire leurs émissions en sélectionnant des produits et des systèmes plus respectueux de l’environnement.

Pour Hauser et Doka, l’objectif ultime est de créer des produits intrinsèquement durables qui sont essentiels pour atteindre la stratégie d’émissions nettes nulles de l’entreprise d’ici 2040.

Il ajoute : « Les matériaux avancés contribuent non seulement à rendre les produits plus respectueux de l’environnement, mais aussi à améliorer la maniabilité grâce à l’utilisation de matériaux plus légers et de fonctions de sécurité améliorées. »

Il existe actuellement de nombreuses tendances notables et passionnantes dans le domaine de la construction durable, mais l’une d’entre elles qui se démarque pour Doka est la réduction de l’impact environnemental du béton, en particulier de ses importantes émissions de CO2.

Hauser déclare : « Sa résistance, sa durabilité, sa disponibilité et d’autres caractéristiques en font un matériau de construction indispensable dans le secteur de la construction pour de nombreuses années à venir. Trouver de nouvelles façons de rendre les bâtiments en béton plus durables nécessitera l’attention sérieuse de tous les acteurs de notre secteur. »

Béton à faible teneur en carbone

Selon Hauser, une option prometteuse est l’utilisation de mélanges de béton à faible teneur en carbone, qui utilisent moins de clinker mais présentent des temps de durcissement prolongés, en particulier dans les climats plus froids.

Il existe actuellement de nombreuses tendances notables et passionnantes dans le domaine de la construction durable (Photo : AdobeStock)

« Cette période de durcissement prolongée pose de réels problèmes de coût et d'efficacité, car elle affecte les délais du projet et nécessite que le coffrage reste en place pendant des périodes plus longues.

« De récents projets de recherche collaborative avec des leaders du secteur tels que Strabag et Holcim en Autriche visent à développer des solutions qui maintiennent les normes de performance du béton à faible teneur en carbone. »

La contribution de Doka à des projets comme celui-ci comprend le développement d'un prototype de coffrage chauffant intelligent visant à accélérer le développement précoce de la résistance et à faciliter la mise en œuvre pratique du béton à teneur réduite en CO2.

« Cela comprend l’utilisation de matériaux plus durables, la réduction des déchets, l’économie circulaire et la minimisation de l’empreinte carbone des projets de construction », explique Hauser.

« La plupart des solutions dont nous avons besoin pour atteindre la neutralité carbone existent déjà, mais d’autres doivent être explorées et innovées. C’est là que réside le plus grand potentiel : comprendre la durabilité comme un catalyseur pour le développement de nouveaux modèles commerciaux, produits ou services. »

Selon Hauser, il est clair que l’industrie a la possibilité de montrer l’exemple en adoptant des pratiques respectueuses de l’environnement pour l’avenir des coffrages et des structures préfabriquées.