Construction modulaire: Comment avancer tout en atténuant les risques

La modularité et la préfabrication promettent une production plus rapide et une construction à moindre coût. Mais est-ce toujours le cas ? Dans ce guide, le Groupe Altus évalue les obstacles et les opportunités.

Qu’est-ce que la construction modulaire ?

Préfabriqué, DfMA, construction hors site et modulaire ne sont que quelques-uns des termes utilisés pour décrire la production d'un bâtiment en usine. Alors, que veulent-ils dire ?

• Construction modulaire, 3D ou volumétrique : Des modules entiers, tels que des pièces, des pods ou même des maisons, sont fabriqués et assemblés en usine puis livrés sur un site pour installation. Un bâtiment peut être construit entièrement à partir de modules, ou certaines parties peuvent inclure une construction conventionnelle. Les bâtiments modulaires peuvent être en bois, en acier, en béton ou une combinaison de ceux-ci, et avoir autant d'étages que le permettent les codes du bâtiment.

• Construction préfabriquée (préfabriquée): Tout élément d’un bâtiment – ​​plat ou modulaire – fabriqué en usine puis transporté et installé sur un chantier.

• Conception pour la fabrication et l'assemblage (DfMA) : Cela combine la fabrication de composants de construction, tels que les systèmes de murs et les façades, dans un environnement d'usine sûr, propre et efficace, avec l'assemblage de construction sur site. Essentiellement, le produit est un « kit de pièces » conçu pour faciliter la fabrication et l’assemblage.

• Construction en panneaux : Les panneaux plats tels que les murs, les sols et les plafonds sont fabriqués en usine puis transportés et assemblés sur site pour former des espaces tridimensionnels.

Quelle est la taille du marché de la construction modulaire ?

Le marché de la construction modulaire et de la préfabrication varie d'un pays à l'autre. Mais chaque marché partage une caractéristique : la croissance.

Un rapport récent prédit le le marché mondial de la construction modulaire et préfabriquée dépassera les 200 milliards de dollars d’ici 2027. Un autre suggère le maisons préfabriquées Le marché atteindra 153,7 milliards de dollars américains d’ici 2026, soit un taux de croissance annuel composé de 6,4 %.

Certains pays, comme les États-Unis, la Chine et les pays scandinaves, disposent de marchés modulaires bien établis. D’autres, comme la Chine et le Canada, sont en phase de démarrage.

À quoi ressemblent les meilleures pratiques en matière de construction modulaire ?

Des merveilles modulaires sont construites partout dans le monde. Voici quelques exemples inspirants…

• Résidentiel: La Ten Degrees Croydon, haute de 135 mètres, dans le sud de Londres – actuellement la plus haute tour résidentielle modulaire au monde – comprend 546 maisons réparties dans une paire de tours de 38 et 44 étages. Diverses méthodes de construction modernes ont été utilisées, notamment la réalité virtuelle et l'impression 3D pour le prototypage rapide de la façade modulaire inclinée.

• Résidentiel : La tour d'appartements australienne 323 La Trobe Street s'élève à 133 mètres au-dessus du centre-ville de Melbourne et culmine à 44 niveaux impressionnants. La structure principale de ce gratte-ciel de 95 millions de dollars a été achevée en huit mois, soit deux fois plus vite qu'une construction traditionnelle. Doté de modules de salle de bains modulaires, de dalles de béton préfabriquées et de fenêtres pré-fixées fabriquées hors site.

• Famille mono-parentale: IKEA et Skanska se sont associés pour produire des maisons préfabriquées durables, de qualité et à faible coût sous la bannière BoKlok. Plus de 14 000 logements en Suède, en Finlande, en Norvège et au Royaume-Uni ont été livrés selon un modèle qui coûte environ 40 % de moins que la construction traditionnelle et est livré en huit à 12 mois.

• Éducation: Construite en 2017, la Murray Middle School en Californie comprend 68 000 pieds carrés de bâtiments modulaires permanents - des salles de classe standard aux laboratoires scientifiques, un bâtiment de musique et d'art à un centre multimédia, une bibliothèque, un gymnase et un bâtiment administratif. Le bâtiment polyvalent de l’école présente une conception antiterroriste « force de souffle ». L'ensemble du projet a été achevé en seulement 319 jours.

• Soins de santé: À Victoria, en Australie, le gouvernement de l'État a utilisé trois méthodes de construction modulaires pour le Northern Hospital, le Sunshine Hospital et le McKellar Centre. Au Centre McKellar, par exemple, une approche « à froid » – dans laquelle la charpente en acier, les éléments de façade et le toit ont été construits hors site, et les éléments d'aménagement interne réalisés sur place – a permis à l'entrepreneur principal Lendlease d'installer 137 modules en seulement huit semaines. .

• Bureau: Le complexe de bureaux de la zone protégée Bruce Power de 75 000 pieds carrés en Ontario, construit par NRB à Tiverton, a été achevé en 378 jours. Fabriqué avec des planchers en acier et en béton pré-coulé, le bâtiment administratif de deux étages peut accueillir 1 200 employés. Le bâtiment a été placé en partie sur des canalisations souterraines qui ne pouvaient pas être perturbées par un système de fondations.

Quels sont les avantages et les contraintes de la construction modulaire ?

Par rapport aux méthodes de construction traditionnelles, la modularité offre des avantages et des contraintes. Ceux-ci inclus:

Avantages

• Délais de construction sur site plus courts : La construction intérieure n'est pas gênée par les intempéries. Parallèlement, la démolition, l'excavation et les fondations des bâtiments peuvent avoir lieu sur place. Cela peut se traduire par des délais de livraison plus courts, des économies plus importantes, une occupation plus rapide et un retour sur investissement plus rapide.

• Une plus grande certitude en matière de coûts : L'efficacité de la construction, associée à une plus grande capacité à contrôler les coûts, la main-d'œuvre, les calendriers et les livraisons, peut signifier moins de dépassements de budget.

• Meilleur contrôle qualité : Les composants modulaires sont fabriqués dans des installations à température contrôlée, ce qui protège les matériaux de l'exposition aux conditions météorologiques dommageables. Les équipements et logiciels de fabrication de précision, combinés à une supervision continue des processus de production, soutiennent la livraison de produits cohérents et de qualité.

• Travail et sécurité optimisés : Moins d'activités professionnelles et moins de travailleurs sont nécessaires sur site, tandis que l'utilisation de la technologie et des méthodes de chaîne d'assemblage dans l'usine rationalise les processus, améliore la productivité et optimise la sécurité.

• Normes plus élevées de durabilité environnementale : La préfabrication – avec son engagement envers la précision – peut produire moins de déchets et émettre moins d’émissions de gaz à effet de serre. Les composants modulaires réduisent le temps et l'intensité de la construction sur site, ce qui réduit les déchets, les émissions, la pollution sonore, le trafic de construction et les fermetures de routes.

• Personnalisation croissante : Les progrès dans les logiciels de conception de construction et les outils numériques prennent en charge la personnalisation, avec des conceptions, des caractéristiques et des options de bâtiments de plus en plus comparables à la construction sur site.

• Avantages pour les utilisateurs finaux : Pour les acheteurs, locataires et autres utilisateurs finaux, la préfabrication modulaire offre des bâtiments plus abordables, des matériaux et composants de haute qualité, une construction plus rapide et des délais plus fiables.

Contraintes

• Limites de capacité : La plupart des marchés disposent encore d'une capacité de fabrication modulaire modeste parmi un nombre relativement restreint de fabricants de modules. Alors que la plupart des usines peuvent construire des modules pour tout type de bâtiment, le réoutillage et l’adaptation des compétences des travailleurs à différents types de produits peuvent s’avérer coûteux. Étant donné que les projets de construction modulaire n’impliquent généralement qu’un ou quelques fournisseurs, cela augmente le risque d’exécution.

• Des coûts initiaux: Pour les fabricants, l'achat et l'installation des installations ainsi que pour la construction modulaire représentent un investissement initial important. Cela peut restreindre la viabilité financière des petits projets. La construction modulaire nécessite également davantage de conception et d’ingénierie à réaliser dès le départ.

• Lacunes de compétences : La réussite des projets modulaires dépend d'architectes, d'ingénieurs et d'entrepreneurs qualifiés, mais certains marchés disposent encore d'un nombre limité d'équipes de conception et de construction expérimentées.

• Financement et trésorerie : De nombreux prêteurs ne connaissent pas les projets de construction modulaire, ce qui peut rendre difficile l'obtention d'un financement. Un prêteur fournit généralement du capital en une série de tranches sur un projet de construction traditionnel, et le bâtiment sur place devient de plus en plus précieux en tant que garantie. En revanche, un projet modulaire nécessite une grande partie du capital total initial, et le prêteur n'a qu'un terrain vide en garantie. C’est pourquoi les prêteurs exigent souvent des garanties, des garanties et des assurances supplémentaires. Les développeurs doivent également adopter une nouvelle approche en matière de flux de trésorerie, car les fabricants exigent généralement des dépôts avant la conception finale, puis avant la fabrication.

• Proximité des fournisseurs et logistique de transport: La proximité géographique de l'usine de fabrication est essentielle à la construction modulaire. Le transport de grands modules sur de longues distances peut compenser les économies réalisées grâce aux gains d’efficacité de la main-d’œuvre. Un accident pendant le transport pourrait également nécessiter des réparations, des remplacements ou des retards inattendus dans le projet.

• Coordination du calendrier et de la planification du projet comprimé : Pour bénéficier des avantages en termes de temps et d'économie des modules fabriqués en usine, il faut une planification préalable approfondie au projet, une réalisation précoce de la conception technique et une gestion de projet étroite. La fabrication en usine nécessite également que la conception et l'ingénierie des unités soient finalisées dès le début du processus de fabrication, ce qui implique de s'engager dès le début dans la conception finale. Étant donné que l’assemblage et l’installation sur site sont accélérés, le calendrier des composants et des entrepreneurs doit également être soigneusement coordonné.

Comment pouvons-nous récolter les fruits de la construction modulaire ?

Les gouvernements, les investisseurs, les fabricants, les promoteurs, les constructeurs, les architectes, les financiers et les consommateurs peuvent tous bénéficier de la construction modulaire – et il existe plusieurs façons de travailler ensemble pour éliminer les obstacles et en récolter les fruits. Voici les trois premiers :

1. Défendre les avantages : Le manque de sensibilisation aux avantages de la construction modulaire constitue un frein à la croissance. Jouez un rôle actif pour défendre cette évolution dans le secteur de la construction et les gains potentiels à venir.

2. Éduquer les prêteurs et les assureurs : Certains prestataires de financement et d’assurance considèrent encore que les prêts et les polices d’assurance pour les projets préfabriqués sont plus risqués car ils sont développés hors site. Un cadre de risque clair et cohérent pour la construction modulaire peut contribuer à garantir des options de financement et d’assurance plus abordables pour ces projets.

3. Collaborez pour construire à grande échelle : Les relations productives sont au cœur d’un pipeline de construction modulaire fiable. Les alliances peuvent faire progresser la capacité, l’innovation et l’investissement en capital. Envisagez de rejoindre l’association compétente de votre pays ou de vous impliquer dans des initiatives de recherche menées par l’industrie.

La dynamique prend forme. La construction modulaire est sur le point de transformer la construction avec des délais réduits, des coûts réduits, des sites plus sûrs et des constructions de meilleure qualité. Des signes positifs pointent à l’horizon, mais les entreprises qui en récolteront les fruits seront celles qui sauront également gérer les risques.