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Faciliter le travail de grutier pour plus de sécurité

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Dans le monde, environ 600 000 grues participent aux travaux de construction. Elles sont indispensables pour de nombreux chantiers. Certaines mesurent jusqu’à 200 mètres de hauteur et peuvent soulever des charges de 500 tonnes. Aujourd’hui, un projet de R&D Bouygues Construction, porté par Bouygues Construction Matériel, vise à permettre le pilotage à distance des grues avec une assistance vidéo, de la réalité augmentée, et même une part d’automatisation.

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A quoi sert ce dispositif ambitieux, et que change-t-il pour le grutier et plus globalement les compagnons sur les chantiers ? La réponse avec Julien Meyer, responsable du pôle Levage chez Bouygues Construction Matériel en Île-de-France.

Le système vise à augmenter par des solutions techniques les capacités du grutier. Comment est né ce projet ?

L’idée nous est venue quand nous nous sommes aperçus que l’accès aux cabines de grue est long, complexe et peu confortable. En France, le dispositif de monte-grutier est devenu une obligation pour toutes les grues au-dessus de trente mètres en Janvier 2019. C’est un dispositif utile, mais cher et qui rend l’accès du grutier à son poste de travail particulièrement lent, surtout pour des grues de 60 à 90 mètres de hauteur !

C’est en réfléchissant aux alternatives au monte-grutier que nous avons abordé le sujet du pilotage de grue depuis le sol. Avec le pilotage à distance, un grutier pourrait commander une grue dans Paris depuis sa chambre ! Mais en explorant ce sujet, nous avons découvert beaucoup d’autres avantages.

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Quels sont ces points forts ?

Tout d’abord, la sécurité des compagnons sur le chantier. Et cela ne s’arrête pas au seul grutier qui réduira ses risques en opérant depuis le sol : pour piloter la grue à distance, différentes caméras sont positionnées au niveau de la cabine de pilotage et à d’autres points clés de la grue. Nous parvenons à afficher sur la retransmission vidéo un pointeur de la cible de la charge, mais aussi les zones interdites au survol. Nous souhaitons exploiter les images capturées par ces caméras pour mettre en place des fonctions de reconnaissance vidéo permettant par exemple de reconnaître les casques orange des compagnons sur chantier. Nous pouvons mettre en place des fonctions d’assistance au pilotage, par exemple si l’on ne souhaite pas qu’une charge lourde survole des compagnons : le système qui détecte la présence de ces ouvriers pourrait alors envoyer une alerte sonore ou visuelle au grutier, voire bloquer automatiquement les commandes si la situation l’exige.

Mais il existe beaucoup d’autres opportunités. Le captage visuel, complété par des mesures réalisées par des smart sensors, peut être exploité par des fonctions de réalité augmentée. On parvient déjà à afficher une cible sous la charge, ainsi que la distance entre la charge et le sol et d’autres informations de télémétrie. On imagine afficher d’autres informations, par exemple sur le planning de la journée, la charge de travail et son avancement, et pourquoi pas plus tard des éléments de modèle BIM du projet si nécessaire.

On peut aussi se servir de la grue comme support de collecte de données chantier, en interface là aussi avec le planning et la maquette numérique. Cela pourrait par exemple permettre au conducteur de travaux de bénéficier d’une vision d’ensemble du chantier en temps réel depuis son poste de travail. On peut aussi réaliser des timelapse montrant le chantier, des supports de communication autour des projets…

On combine donc des bénéfices économiques, de la sécurité, de l’apport data, de l’ergonomie et de la convivialité… L’ensemble contribue à la productivité de nos chantiers et in fine à de meilleurs délais de réalisation, donc une meilleure compétitivité.

 

L’expérience de travail du grutier est-elle la même que dans une cabine de pilotage ?

Je dirais même qu’elle est meilleure ! En effet, s’il travaille au sol, le grutier voit ses conditions de travail s’améliorer, avec plus de surface, un accès aux WC et à la base-vie du chantier dont il ne disposait pas dans la cabine. Le poste de travail devient aussi plus accessible aux personnes à mobilité réduite. Dans des chantiers comportant plusieurs grues, on peut alors aménager une salle de pilotage commune pour plusieurs grutiers, leur apportant une meilleure convivialité, mais aussi une plus grande facilité à se coordonner et donc une meilleure productivité.

Le grutier observe son environnement à travers deux dispositifs : une série de 3 grands écrans reproduisant le point de vue depuis la cabine de pilotage, mais aussi un écran latéral. Cette interface multi-support appelée MAGI (Moniteur Assistance Grutier Intelligent) fournit une assistance en diffusant les informations complémentaires dont le grutier a besoin pour son travail.

Au-delà de ces données visuelles, nous envisageons de reproduire des données sonores et sensorielles pour que les grutiers retrouvent les sensations de conduite au plus près de leur expérience de cabine. Les grutiers utilisent parfois leur ouïe dans le pilotage : le son de la machine, des treuils, le claquement du disjoncteur… Reproduire ces sons dans leur poste de pilotage au sol peut aider les plus expérimentés à travailler dans les meilleures conditions. Nous envisageons aussi de mettre en place des vibrations ponctuelles sur certains éléments de commande ou sur les sièges. Plus qu’une télécommande radio, nous aimerions faciliter l’appropriation du dispositif par les grutiers en reproduisant le poste de pilotage de la cabine.

 

A quelles difficultés est-on confronté ?

La première difficulté est purement technique. Il faut être capable de transmettre au grutier une vision ultra-détaillée du chantier, mais surtout, cette vision doit être en temps réel. Personne n’accepterait de prendre les commandes d’une grue avec trois secondes de retard sur ce qu’il voit ! Or, plus la définition de l’image transmise par les caméras est élevée, plus elle nécessite des débits d’information élevés, faute de quoi la diffusion est en décalage avec la réalité. Nous avons évalué à quelques millisecondes le temps de latence acceptable pour cette diffusion, pas plus. C’est un défi majeur de choisir le bon matériel, à la fois capable de capter une image de grande qualité, et de la retransmettre dans ce laps de temps ultra-court.

L’autre problématique est d’ordre organisationnel : il faut être capable de travailler avec les bons partenaires. Du côté des fournisseurs de grue, il existe une appréhension à investir. C’est un marché au volume très réduit si on le compare avec l’automobile par exemple, et donc moins tourné vers la R&D par crainte d’un manque de retour sur investissement. Du côté tech, nous travaillons avec la start-up Lextan, qui maîtrise le traitement d’image et qui nous permet d’avancer vers la reconnaissance d’éléments pour l’assistance au pilotage, et la réalité augmentée. Il faut aussi que toutes ces applications répondent aux besoins opérationnels des différents acteurs des chantiers.

Il existe enfin un défi réglementaire, avec la sécurisation des données captées par les caméras embarquées et les capteurs, et leur mise en conformité RGPD.

 

Quelles sont les prochaines étapes ?

Nous avançons ! Nous avons déjà réalisé, en 2019, un test grandeur nature sur une grue, qui a été un succès. Nous entrons dans une deuxième phase de test dans l’année 2020, avec du matériel complémentaire. Il reste plusieurs fonctionnalités à tester. En fin d’année 2020 ou courant 2021, nous souhaitons mettre en place le système sur un chantier opérationnel. Nous avons beaucoup d’idées à développer pour pousser le projet plus loin et améliorer l’efficacité et la sécurité des chantiers !

 

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