Veille technologique
Équipements de construction autonomes : Communications sur le chantier
Avec le développement des engins de chantier autonomes et commandés à distance, la structure de la communication sur les chantiers joue un rôle essentiel. Vijay Ramasamy, ingénieur en chef de la division Commande à distance et autonomie des industries de la construction chez Caterpillar, suit depuis longtemps l'évolution des réseaux de données mobiles sur les chantiers. Voici comment il les voit prendre forme.
Durée de lecture estimée : 5 minutes
Communications Des Données Pour Les Chantiers De Construction
Qu’on soit prêt ou non, les systèmes d'équipement automatisés arrivent sur les chantiers de construction. Les machines commandées à distance permettront aux opérateurs de travailler à proximité ou sur de longues distances. Les systèmes semi-autonomes prendront en charge les tâches clés des opérateurs humains. Les machines entièrement autonomes accompliront les tâches par elles-mêmes.
Et tous ces systèmes autonomes fonctionneront à partir de la même source : les données.
Un réseau de communication de chantier robuste est essentiel — avec des connexions de données à la fois sur le site et hors du site — pour permettre de:
- Transmettre des vidéos et des données sur les machines aux opérateurs à distance
- Communiquer l'emplacement et l'état des machines entre elles
- Partager les informations sur la bande passante avec les sous-traitants
- Fournir des informations sur la production à l'entrepreneur général.
- Et tout cela de manière fiable et pratiquement instantanée.
Alors, comment créer un réseau de données et de communication de chantier capable de relever tous ces défis, sans se ruiner ?
« De quoi ont besoin tous les systèmes de machines automatisées ? De données. Avec des connexions de communication fiables sur site et hors du site. »
Les Chantiers Dynamiques Posent Des Défis
Les équipements automatisés ont déjà fait leurs preuves sur les sites miniers du monde entier. Les camions de transport minier entièrement autonomes travaillent en toute sécurité et de manière productive depuis près de dix ans. Mais les conditions beaucoup plus dynamiques d'un chantier de construction posent un certain nombre de défis très différents.
Pensez à ce qui se passe sur un chantier de construction typique : Toutes sortes de machines se chargent chaque jour de tâches différentes. Les sous-traitants vont et viennent sur le site, parfois sans prévenir. Le site lui-même change, passant du déblaiement et du nivellement grossier à l'excavation et à la finition.
Et lorsque le projet est terminé, tout doit être remballé et emporté. Bien sûr, le prochain chantier peut être très différent. Peut-être se trouve-t-il dans une zone urbaine dense plutôt que dans une zone dégagée et éloignée. Le parc d'équipements est peut-être beaucoup plus important, avec une combinaison différentes de machines.
On est loin de la constance à long terme d'un site minier. Les mineurs peuvent travailler sur un même site pendant des décennies, et peuvent donc se permettre d'investir de manière substantielle dans l'infrastructure permanente du site.
Pour les entreprises de construction, l'infrastructure du site devra posséder trois qualités uniques:
1. La modularité — Elle doit pouvoir être reconfigurée en fonction des différentes flottes, des différents travaux et des conditions du site.
2. La portabilité — Elle doit pouvoir être déplacée facilement d'un chantier à l'autre au fur et à mesure de l'achèvement des projets.
3. La rentabilité — un investissement relativement faible par rapport à l'infrastructure minière doit suffire.
Le Point À Point Est Le Point De Départ
La bonne nouvelle est que certains systèmes d'équipements de construction autonomes ne nécessitent que peu ou pas d'infrastructure de communication. Une grande partie de l'intelligence opérationnelle sera intégrée à l'équipement, plutôt qu'embarquée dans un back-office.
Par exemple, un opérateur sur site peut contrôler une excavatrice commandée à distance à partir d'une console portable et autonome. Dans ce cas, l'opérateur s'appuiera sur des fonctions d’« assistance » automatisées pour simplifier la commande de la machine (commande automatique de la lame pour les tracteurs, par exemple).
Ou encore, un opérateur peut travailler depuis l'intérieur d'un tracteur pendant qu'un compacteur autonome travaille sur une zone récemment nivelée. Dans les deux cas, il suffit d'une communication sans fil point à point entre les deux machines.
Mais que se passe-t-il lorsque l'opérateur se déplace hors du site, peut-être vers un poste de commande à distance situé à des kilomètres de là ? Les choses se compliquent un peu plus.
Une solution consiste à installer un centre de communication central sur le site. L'équipement automatisé communique avec le centre, qui assure la connexion à l'Internet, au cloud ou à un réseau terrestre.
REPRISE DE CONTACT
À partir de là, un système plus vaste peut inclure un certain nombre de remorques satellites. Celles-ci sont placées sur le chantier à des endroits où elles peuvent « communiquer » entre elles. Les remorques forment un réseau point à point qui couvre l'ensemble du site, relayant les données et les commandes depuis et vers le centre de communication.
Et si une machine n'est pas connectée au réseau pendant quelques secondes ou minutes (par exemple parce qu'elle se trouve derrière une colline ou un bâtiment), elle peut, une fois le contact rétabli, se « connecter » à nouveau et recevoir des données.
« La technologie de commande à distance permettra aux opérateurs de faire évoluer leur carrière en tant que gestionnaires de systèmes d'équipement lourd. »
Réduction Des Coûts Et Découpage Du Réseau
Les sites miniers utilisent généralement des tours fixes et une technologie de communication de haute qualité pour faire fonctionner les équipements automatisés. Les chantiers du futur, en revanche, devraient plutôt miser sur les nouvelles générations de technologies, qui sont actuellement la norme dans les voitures : des caméras et des capteurs pour maintenir la trajectoire et la distance avec les véhicules qui précèdent.
Ces technologies seront plus simples, avec un investissement initial beaucoup plus faible. L'objectif des entreprises est ici de rendre ces technologies accessibles à toutes les entreprises de construction performantes. Elles doivent être suffisamment abordables et fiables pour que les entreprises de construction — ainsi que les propriétaires/exploitants — puissent en tirer les avantages potentiels en termes de sécurité et de commodité.
LES NOUVELLES TECHNOLOGIES DE COMMUNICATION GAGNENT DU TERRAIN
De nouvelles avancées dans la technologie cellulaire 5G contribueront également à maintenir les coûts à un bas niveau. Au fur et à mesure que la 5G devient la norme, ce que l'on appelle le découpage de réseau donne à chaque site la possibilité de disposer de sa propre bande passante Internet dédiée.
Les technologies basées sur le cloud joueront également un rôle majeur à l'avenir. En hébergeant un plan de site numérique complet – un jumeau virtuel du chantier – le cloud permettra aux machines et aux sous-traitants de se connecter au réseau sans serveurs ni matériel sur place. De plus, il permettra une configuration initiale plus rapide et une reconfiguration au fur et à mesure de l'évolution du chantier.
Avec la possibilité de communiquer instantanément, de partager des données solides et de faire fonctionner ou de gérer des équipements depuis n'importe où dans le monde, les technologies avancées de communication sur site vont devenir la norme sur les chantiers du monde entier.
Le moment est venu de s'intéresser à ces technologies. Plus tôt vous commencerez à réfléchir à la manière dont vous pouvez utiliser des machines autonomes sur vos chantiers, mieux vous serez préparés si vous voulez profiter des avantages des sites de travail connectés dans un avenir pas si lointain.
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