Guidage d'engins - Les bases

Afin de comprendre comment le guidage d'engins révolutionne le secteur de la construction, il nous faut tout d'abord comprendre ce que ce terme signifie ainsi que les raisons pour lesquelles il a été créé. En un mot, les solutions matérielles et logicielles du guidage d'engins ont été conçues pour déterminer la position actuelle de l'engin sur le terrain et la comparer avec la surface de conception souhaitée. En utilisant des données fournies par les satellites ou les stations totales et les modèles 3D, la technologie permet aux opérateurs de positionner l'engin, de contrôler le nivellement, d'automatiser les fonctions d'équipement et de collecter des données. Grâce à l'utilisation de nombreux capteurs de positionnement et d'un écran, le guidage d'engins indique aux opérateurs une référence claire entre la position des godets ou des lames de l'engin et la surface de conception. 

Utilisé par le secteur de la construction sur les équipements de terrassement depuis la fin des années 1990, cette technologie permet de prendre des décisions basées sur des données, et non sur les méthodes traditionnelles défaillantes ou sur les compétences et l'expérience de l'opérateur. Par conséquent, le guidage d'engins augmente considérablement la productivité et la précision des opérateurs. 

Les performances précises et renforcées des solutions de guidage d'engins pour les excavatrices, les bulldozers et les niveleuses, comme MC-Max de Topcon, permettent aux opérateurs d'économiser du temps, de l'argent et du carburant. Grâce à l'utilisation de plateformes de solutions telles que MC-X, les opérateurs ont accès à une technologie qui combine toutes les solutions de positionnement standard du chantier et bénéficient ainsi d'une certaine souplesse pour associer les stations totales ou GNSS aux excavateurs, bulldozers et niveleuses. 

Le guidage d'engins prend de l'ampleur dans différents types d'équipement de construction, dont les niveleuses, les bulldozers et plus récemment les excavatrices. Avant son adoption, les opérateurs devaient contrôler les nivellements manuellement et positionner les engins eux-mêmes. Ce procédé était moins précis, plus chronophage et comportait des risques plus élevés en raison de la proximité des contrôleurs de nivellement et des grutiers avec les engins. Lorsque les technologies 2D et 3D ont commencé à se développer, la technologie de guidage d'engins a également fait son apparition. En donnant un accès à des guides visuels simples aux opérateurs, cette première technologie utilisait souvent des systèmes d'indication pour montrer la profondeur à couper. Elle leur permettait aussi de contrôler et de maintenir au niveau les lames des bulldozers et des niveleuses. 

Pour que cela fonctionne, des lasers rotatifs ont été installés de manière à transmettre des signaux détectables par les capteurs situés sur les bulldozers ou les niveleuses. Les opérateurs disposaient ainsi des informations essentielles nécessaires au fonctionnement de leur engin. Pour autant, contrairement aux guidages d'engins récents, ces premiers systèmes demeuraient très limités en matière de précision et d'exhaustivité, en plus d'être souvent trop coûteux ou complexes.

Les défis à relever par le secteur aujourd'hui 

Avance rapide jusqu'à nos jours : le secteur de la construction fait face à des problèmes de taille. Il est indéniable que les nouveaux talents manquent dans cette industrie. Les entrepreneurs peinent notamment à attirer des jeunes profils et, par conséquent, les opérateurs se retrouvent moins nombreux dans la profession. 
Si cette tendance persiste, le secteur va connaître une pénurie d'opérateurs fiables et expérimentés, qui entraînera par la même occasion une baisse de la qualité et de la productivité des projets. Afin d'atteindre les objectifs de construction et de pallier ce manque de personnel qualifié, le secteur se tourne vers le guidage d'engins automatisé pour améliorer encore davantage le flux de travail. 

Guidage d'engins automatisé 

Le guidage d'engins automatisé ne se limite pas à fournir aux opérateurs un guide visuel pour la position du godet ou de la lame, il maintient également la lame à niveau en communiquant avec les systèmes hydrauliques de l'engin. Contrairement au guidage d'engins conventionnel, la technologie de guidage d'engins automatisé place résolument la responsabilité de la précision et de la vitesse entre les mains de la technologie chargée d'améliorer les performances. Cela signifie que, grâce à l'utilisation de cette technologie, les opérateurs plus ou moins expérimentés sont capables de travailler comme des professionnels, et de leur côté, les opérateurs les plus expérimentés peuvent fournir un travail plus rapide et qualitatif. 

À quel point le guidage d'engins automatisé a-t-il été intégré ? 

Si l'on observe le secteur actuel de la construction, on constate que, malgré des avantages certains, l'automatisation du guidage d'engins n'a pas été adoptée pour tous les engins à une échelle égale. En fait, bien que l'automatisation ait été adoptée par les engins tels que les niveleuses et les bulldozers, son intégration a été beaucoup plus lente pour les excavatrices, estimée à environ 10 % en Europe, contrairement aux bulldozers dont l'adoption de ce système est estimée à 50 %. Par le passé, ce phénomène n'était pas surprenant, puisque le secteur, qui comptait une main d'œuvre expérimentée, ne nécessitait pas une automatisation de ces engins. Aujourd'hui, l'augmentation de la productivité des excavatrices peut être expliquée par une augmentation de la précision et une surexcavation réduite qui sont relativement faciles à prouver. Néanmoins, il est clair que le secteur doit à présent réévaluer les besoins en matière d'excavatrice. Alors que les exigences en termes de productivité ne cessent de croître et que les opérateurs expérimentés viennent à manquer, le domaine de la construction doit commencer à tirer profit des avantages offerts par le guidage d'engins automatisé. 

Le secteur a aujourd'hui l'occasion de transformer le flux de travail de la construction en investissant dans des systèmes d'excavation automatisés, faisant ainsi le premier pas vers un chantier entièrement automatisé. 

La solution MC-Max Pelle de Topcon, par exemple, étend le système de guidage d'engins d'origine avec l'ajout d'une interface hydraulique ultra souple. Facile à contrôler du bout des doigts, cette technologie est conçue pour fournir un guidage approfondi automatisé lorsque vous creusez pour niveler des surfaces plates, en gradin ou inclinées. Ce système permet aux opérateurs expérimentés d'améliorer leurs compétences, tandis que les plus débutants pourront réaliser un travail digne d'un professionnel. 

En tirant simplement sur le bras, les opérateurs peuvent automatiquement contrôler la profondeur de l'excavation, la hauteur de la rampe et l'angle du godet, leur permettant de toujours être à niveau et d'éviter la surexcavation. Il permet aux opérateurs de gagner à la fois du temps et de l'argent, avec un gain de productivité estimé à environ 30 %. Cette technologie signifie également que les opérateurs déplacent seulement la terre nécessaire, ce qui limite donc la surexcavation, les coûts supplémentaires du carburant ainsi que le transport de matériaux inutiles. 

Les systèmes de guidage d'engins 3D automatisés tels que MC-Max présentent également des avantages en matière de sécurité sur le chantier. En utilisant les technologies et capteurs de positionnement GNSS les plus avancés et précis, les opérateurs bénéficient d'un affichage en temps réel et dynamique de l'emplacement du godet et du profil. L'accès aux conceptions en temps réel signifie que les opérateurs peuvent travailler de manière plus précise et comparer des conceptions complexes depuis leur cabine, ce qui évite d'effectuer un contrôle de nivellement depuis la tranchée. 
Grâce à la connectivité embarquée, ce type de systèmes de guidage d'engins automatisé peut également être associé à un logiciel de gestion de chantier tel que le service Sitelink3D de Topcon. Les équipes peuvent ainsi accéder à distance aux excavatrices et générer des rapports depuis chaque engin pour les centraliser. Il est possible de partager les rapports, les données mais aussi les conceptions entre le bureau et l'écran de la cabine, afin de s'assurer que les opérateurs sont au courant des modifications apportées en temps réel et ainsi éviter les remaniements inutiles. Donner des informations à jour sur la performance aux équipes permet de veiller à ce qu'elles puissent surveiller le progrès sur le chantier et modifier les conceptions en temps réel, même en cas de travail à distance. 

L'avenir du guidage d'engins automatisé 

L'automatisation ne représente que la première étape du guidage d'engins. À l'avenir, l'automatisation contrôlera non seulement l'angle et la profondeur des machines, mais il est très probable qu'elle touchera également le processus d'excavation dans son intégralité, contribuant ainsi à une productivité accrue sur tout le flux de travail de construction. En utilisant une technologie de guidage d'engins automatisé telle que MC-Max et des outils de gestion du chantier comme le service Sitelink3D, les engins pourront faire office de capteurs. Il sera alors possible de surveiller en temps réel l'avancement de chaque projet et de partager des rapports précis en matière de productivité. Pour le flux de travail de construction au sens large, ces rapports seront ensuite utilisés pour se synchroniser à d'autres fonctions du projet et à des équipements associés, tels que les camions, afin d'optimiser le processus de construction et d'éviter les retards de projet. 

À l'heure actuelle, l'ajout ou non d'excavatrices reste une décision qui doit être prise par des humains, qui doivent prendre en compte le calendrier à respecter et les distances à parcourir afin de déterminer le nombre de camions-bennes nécessaires. À l'avenir, les flux de travail de construction entièrement automatisés permettront aux chefs de projets d'évaluer l'avancement avec précision, et de gérer l'opération correctement. 

Les professionnels de la construction doivent s'attacher à former leur main d'œuvre à l'utilisation de cette technologie et à tirer parti des avantages que cette dernière apporte aux projets, puisque les flux de travail de construction automatisés semblent être la réponse aux objectifs d'infrastructure de demain.