Géolocalisation via LoRaWAN chez Bouygues Construction

Cent employés, mille chantiers, cinq sites – des capteurs sur plus de 20 000 appareils !

En combinant différentes technologies de géolocalisation, le GPS peut être utilisé dans un environnement plus ouvert et le Wi-Fi sniffing peut être utilisé entre les bâtiments. L' e BLE permet de détecter l'environnement ainsi que d'autres petits appareils équipés de balises BLE à proximité immédiate. Ce qui est innovant, c'est l'adaptabilité de la solution.

Des machines sur plus de 1 000 chantiers

Le consortium de partenaires met en réseau des millions de données GPS

Bouygues Construction Matériel, filiale du groupe Bouygues Construction, a passé fin 2019 un contrat avec Omniscient, une start-up fondée par Bouygues SA, pour mettre en réseau 20 000 appareils afin de permettre leur gestion à distance en temps réel.

L'expertise informatique et la plateforme IoT sont fournies par Omniscient. Bouygues Telecom est responsable de la connectivité. Abeeway, une filiale de la société française Actility, fournit les capteurs LoRaWAN. Bouygues Construction Matériel est responsable de la gestion de l'ensemble des machines et équipements du groupe. Cela implique notamment de veiller à ce que chaque chantier soit équipé en temps voulu de machines et d'équipements en état de marche.

Chaque jour, des dizaines de milliers d'équipements sont entretenus et distribués sur tous les chantiers de France. À cette fin, Omniscient a développé une solution pour Bouygues Construction Matériel basée sur les traceurs multitechnologiques d'Abeeway, spécialiste des solutions de géolocalisation à très faible consommation d'énergie. Le savoir-faire informatique et la plateforme IoT proviennent d'Omniscient. Bouygues Telecom est responsable de la connectivité. Objectif : optimiser les opérations sur site pour la collecte et l'analyse des données.

Gestion d'équipements d'une valeur d'un million d'euros

Le géant français de la construction Bouygues Construction Group prévoit de réaliser des économies annuelles de 5 à 10 % dans la gestion et la maintenance de son parc grâce à la mise en place d'un réseau d'équipements équipés de capteurs. Le retour sur investissement devrait être atteint en trois ans.

Potentiel d'économies de la solution LoRaWAN :

• Facturation simplifiée : toutes les informations relatives à l'entrée/sortie des équipements ou au taux d'utilisation sont enregistrées sur tous les chantiers, ce qui accélère et facilite la facturation.

• Utilisation efficace des ressources : les équipements inutilisés sur les chantiers sont identifiés et peuvent être mobilisés afin d'éviter les locations externes.

• Cycle de vie des équipements : les appareils arrivant en fin de vie sont traités en priorité afin d'éviter les coûts de mise à niveau et d'assurer un entretien régulier des appareils pour une durée de vie plus longue.

• Réduction des coûts d'inventaire : une vue d'ensemble optimale de l' totale des stocks permet de minimiser les stocks par dépôt.

• s de gestion en temps réel : les décisions sont prises rapidement, les informations sont immédiatement disponibles et à jour, ce qui libère du temps de fonctionnement pour des tâches à valeur ajoutée.

LoRaWAN dans le secteur de la construction

Une technologie unique répondant aux exigences de transparence, de robustesse et de durabilité

La mise en œuvre de projets de construction nécessite de grandes quantités d'électricité, d'eau et de matériaux de construction, ainsi qu'un grand nombre d'employés. Le manque de clarté sur les (grands) chantiers de construction rend difficile la surveillance et la protection des équipements et des machines contre le vol.

Comment une seule technologie peut-elle répondre aux exigences de transparence, de robustesse et de durabilité ? Les portées des technologies passives, par exemple la RFID, sont trop courtes. Le GPS ne couvre pas tout l'espace intérieur. Les applications pour téléphones mobiles génèrent des coûts d'utilisation du réseau et offrent des services supplémentaires qui ne sont pas nécessaires, notamment des bandes passantes importantes et des vitesses de transmission de données élevées.

Une technologie qui répond à toutes les exigences sans augmenter les coûts d'infrastructure est le LoRaWAN. Ce réseau étendu à faible consommation d'énergie offre une norme ouverte, mondiale et interopérable. L'investissement dans l'infrastructure matérielle est faible par rapport à d'autres technologies sans fil. Les capteurs garantissent une autonomie de plus de dix ans, en fonction de la fréquence de récupération des informations. Pour les applications sur les chantiers de construction, les faibles latences combinées à des paquets de données volumineux jouent un rôle secondaire.

Exemples d'applications basées sur LoRaWAN sur les chantiers de construction

• Géolocalisation et suivi des équipements, des matériaux de construction/véhicules de transport et du personnel

• s d'optimisation de l'utilisation et de surveillance de l'état des véhicules et des machines de chantier

• Plans de maintenance prédictive basés sur les données capturées telles que le kilométrage, les heures de fonctionnement du moteur, la consommation d'énergie et le temps d'inactivité

• Acquisition de données de mesure telles que les températures, l'humidité ou les vibrations provenant du chantier

• Prévention des collisions et détection des véhicules de chantier

• Surveillance de la pollution et de la qualité de l'air intérieur et extérieur

• Surveillance des zones de sécurité pour les équipements et les travailleurs (géorepérage)

• Capture de la consommation d'énergie et d'eau

Pourquoi utiliser LoRaWAN sur les chantiers ?

LoRaWAN fonctionne dans des bandes de fréquences non soumises à licence qui peuvent être utilisées gratuitement. La communication s'effectue dans des gammes de fréquences différentes selon les régions dans les bandes ISM et SRD – en Europe, par exemple, dans les gammes 433,05 à 434,79 et 863 à 870 MHz.

Cette technologie combine les caractéristiques de la connectivité cellulaire et Wi-Fi (longue portée, communications sécurisées et performances élevées en intérieur) avec une longue durée de vie des batteries des appareils finaux. LoRaWAN offre au secteur de la construction la possibilité d'intégrer différentes solutions de suivi, de localisation ou de collecte de données par capteurs.

Entretien avec Nicolas Lemaire et Stéphane Sisse

Mise en réseau des équipements de chantier avec LoRaWAN

Potentiel d'économies, fonctions d'analyse, autres possibilités de mise en œuvre : Nicolas Lemaire et Stéphane Sisse nous donnent un aperçu du projet LoRAWAN chez Bouygues Construction Matériel.

Nicolas Lemaire travaille dans le secteur des télécommunications depuis 15 ans et est PDG d'Omniscient, une plateforme de surveillance des opérations dédiée au secteur de la construction.

Stéphane Sisse est titulaire d'un diplôme d'ingénieur en mathématiques et d'un MBA d'une école de commerce. Il occupe actuellement le poste de directeur commercial chez Actility.

Interview

1. Quel est l'objectif de Bouygues Construction Matériel avec l'intégration des capteurs LoRaWAN ?

Lemaire : La mise en œuvre de projets de construction implique un grand nombre d'employés et d'appareils ou de machines. Elle consomme d'importantes quantités d'électricité, d'eau et de matériaux de construction, et la complexité des chantiers rend difficile le suivi de l'état et de l'emplacement des machines. Bouygues Construction Matériel souhaitait développer une solution qui apporterait de la transparence à toutes les opérations logistiques, protégerait les équipements contre le vol et faciliterait également la maintenance.

2. Quand le consortium technologique a-t-il lancé le projet LoRaWAN ?

Lemaire : Les premières discussions entre les trois partenaires ont débuté en 2019, suivies d'une validation du concept. Le projet a ensuite été officiellement lancé en juin 2020. Le lancement a suivi début 2021. Environ 3 000 capteurs sont déjà installés à l'heure actuelle et 10 000 capteurs au total devraient être intégrés d'ici la fin 2021.

3. Quels sont les avantages de cette solution et quelles économies potentielles envisagez-vous ?

Sisse : La solution apporte des avantages opérationnels et financiers significatifs. Au total, elle permet d'économiser environ 5 à 10 % des coûts de maintenance chaque année. Tout d'abord, le processus de facturation est grandement simplifié, car toutes les informations (entrées et sorties d'équipements, ainsi que taux d'utilisation) sont enregistrées sur tous les chantiers. Les ressources sont identifiées plus efficacement, car les équipements de chantier inutilisés peuvent être immédiatement mis à disposition.

Lemaire : De plus, le temps de fonctionnement et les intervalles de maintenance des appareils et des machines sont documentés avec précision. Cela permet une utilisation ciblée de toutes les machines.

Une fois la première phase des 20 000 équipements connectés terminée, il y aura en moyenne environ 70 appareils connectés par chantier. Ce chiffre peut atteindre 300 pour les grands projets.

Le prochain défi consistera à connecter les 50 000 appareils plus petits suivants. Un appareil peut durer jusqu'à 10 ans. Nous visons une durée de vie minimale de 5 ans pour la batterie de l'appareil, afin de ne devoir la changer qu'une seule fois. La vue d'ensemble efficace et précise de l'inventaire total minimise les stocks dans le dépôt et réduit ainsi les coûts d'inventaire. La gestion en temps réel garantit des processus décisionnels rapides. Toutes les informations sont à jour et immédiatement disponibles. Le travail du personnel concerné est ainsi rationalisé et un temps de travail précieux est libéré pour d'autres tâches.

Sisse : Grâce à l'analyse et à la surveillance, il est possible de dresser un inventaire en temps réel de tous les équipements, qu'ils soient utilisés sur place ou encore stockés sur l'un des sites. Il s'agit d'une petite révolution pour les équipes opérationnelles. En mettant en réseau les chantiers de construction et en offrant une visibilité sur place, les performances de l'ensemble du secteur sont considérablement optimisées.

4. Comment la solution est-elle conçue ?

Sisse : La solution peut être utilisée aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur. Les capteurs utilisés ont une durée de vie de plusieurs années. Cela signifie que l'investissement est rentable à long terme. Le concept multimodal permet une adaptation et une configuration faciles pour un large éventail de cas d'utilisation. L'intégration des appareils dans des environnements isolés et parfois difficiles est également garantie par la large gamme de technologies disponibles. Par exemple, la technologie LoRaWAN offre l'avantage d'une autonomie énergétique de plusieurs années. En même temps, elle permet une communication bidirectionnelle et une capacité de pénétration élevée dans les bâtiments ainsi que dans les sous-sols.

5. Quelles sont les caractéristiques et les performances des traceurs multitechnologiques ?

Sisse : Les traceurs multitechnologiques sont basés sur une consommation d'énergie ultra-faible et sont extrêmement polyvalents. Le traceur est équipé de capteurs intégrés : GPS, GPS à faible consommation, sniffer Wi-Fi, BLE et technologie de géolocalisation LoRaWAN TDoA. L'appareil offre plusieurs modes de fonctionnement et permet un suivi transparent des objets, une surveillance du taux d'activité et une détection de proximité. La détection de zone géographique permet de diviser l'appareil en zones spécifiques. Des rapports de position peuvent être reçus au début et à la fin d'un mouvement. Compact et robuste, cet appareil peut résister aux conditions environnementales difficiles d'un chantier de construction.

6. La plateforme IoT est un pilier fondamental du projet. Veuillez décrire les caractéristiques de cette plateforme.

Lemaire : Les développeurs de la plateforme IoT, employés d'Omniscient, ont des années d'expertise dans le secteur de la construction. L'objectif principal de la plateforme : cartographier l'ensemble de l'écosystème d'un chantier de construction. Cela a un impact sur la productivité globale. Cela inclut la gestion numérique de la flotte, qu'il s'agisse de petits équipements actionnés manuellement ou de grues pesant plusieurs tonnes. D'un simple clic, les travailleurs peuvent naviguer sur une carte virtuelle.

L'emplacement de chaque équipement est visualisé en temps réel. La collecte en temps réel des données de géolocalisation et d'activité des moteurs nous permet de surveiller les processus de construction en temps réel. La plateforme Omniscient fournit aux chefs de projet un tableau de bord prêt à l'emploi qui leur donne des informations en temps réel sur leur projet, les aide à identifier les goulots d'étranglement dans le processus et à prendre les bonnes décisions pour que leurs projets respectent le calendrier prévu. Elle peut également être utilisée pour contrôler les configurations des équipements sur le chantier.

Sisse : Cependant, la caractéristique clé et l'innovation la plus importante de cette solution est son incroyable adaptabilité. En effet, la combinaison de différentes technologies de géolocalisation permet d'utiliser le GPS dans un environnement ouvert et le Wi-Fi sniffing entre les bâtiments. Le BLE est utilisé pour scanner l'environnement et détecter d'autres petits appareils également équipés de la technologie BLE.

7. Vous avez expliqué les fonctions de la plateforme IoT de manière intéressante. Pouvez-vous nous expliquer les fonctions d'analyse ?

Lemaire : Les algorithmes développés en interne permettent et simplifient de nombreuses fonctions d'analyse. Par exemple, les données collectées par les capteurs sont utilisées pour calculer et évaluer avec précision les indicateurs de performance pour la gestion de la flotte. Il s'agit notamment du nombre de rotations, de l'utilisation des équipements, de l'inventaire par base technique et de l'inventaire par emplacement et par nombre de jours facturables.

8. Pour finir, une question sur vos perspectives d'avenir : quelles autres perspectives et possibilités de mise en œuvre voyez-vous pour les technologies IoT sans fil dans le secteur de la construction ?

Lemaire : La coopération entre nos trois entreprises offre un potentiel supplémentaire. Il existe un large éventail de possibilités pour des solutions supplémentaires qui peuvent accroître l'efficacité. Il s'agit notamment de mesurer la productivité des machines, d'optimiser les itinéraires de transport et d'accroître la sécurité du personnel. Prenons l'exemple de la sécurité au travail. Des capteurs installés peuvent délimiter des zones spécifiques et les surveiller en temps réel. Ainsi, le personnel peut être averti via le système back-end s'il s'apprête à pénétrer dans des zones réglementées ou si le taux d'occupation du personnel dans cette zone est trop élevé. Ce dernier concept est particulièrement essentiel pour les mesures de distanciation sociale et est actuellement d'autant plus demandé. Les avertissements configurables offrent des options supplémentaires d'action et de mesures de sécurité pour le déploiement du personnel sur les chantiers de construction.