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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

PLAN DE COURS

Automne 2023
BIM880 : Fabrication numérique et construction hors-site (3 crédits)

Préalables
Aucun préalable requis

Descriptif du cours

Préparer les acteurs de l’AECO à la transformation numérique de l’industrie.

Au terme de ce cours, l’étudiant ou l'étudiante sera en mesure :

de décrire la théorie du processus de la production;
d’utiliser différents types de robots pour la construction;
de réaliser un design pour la construction robotisée;
de différencier les types de préfabrication (Offsite manufacturing, Modular construction, etc.) et les contextes favorables à leur utilisation;
de comprendre l’impact de la préfabrication sur la productivité, la qualité et la sécurité du travail;
d’interpréter les règles de conception pour un projet qui sera en grande partie préfabriqué;
de distinguer les défis de la gestion des données du bâtiment ou infrastructure dans un contexte d’approches industrialisées et les méthodes à les surmonter.

Formule d’apprentissage : cours magistraux et laboratoires de travaux pratiques (individuels et en équipe) sur des logiciels et avec équipements.

Il est recommandé d’avoir réussi le cours BIM830 afin minimiser le risque d’échec dans ce cours.

Objectifs du cours

Ce cours offre un portrait de la construction hors site (types d’éléments construits hors-site; de BIM à la fabrication; planification de la construction on-site et off-site) et la fabrication numérique (automatisation de la production en construction; types de fabrication numérique; fabrication additive à grande échelle; génération algorithmique d’objets de construction). L’ÉTS a accès à des bras robotiques, ce qui donne une opportunité aux étudiants d’être au fait des avancées de l’industrie

Stratégies pédagogiques

Approche d’enseignement :

Cours théoriques sur des thèmes comme fabrication numérique, construction hors-site, BIM et interopérabilité, Conception pour la fabrication et l'assemblage (DfMA)
Meilleures pratiques - démonstration et analyse de cas pratiques de l'industrie ;
Conférenciers invités sur certains sujets;
Travaux pratiques (programmation des manipulations d'un bras robotique; transformation d'un modèle BIM en modèle pré-fabricable)

Utilisation d’appareils électroniques

Une partie des travaux nécessiteront l'utilisation d'un ordinateur et les classes se déroulont dans un laboratoire informatique de l'ÉTS.
L'étudiant pourrait utiliser un ordinateur portable personnel dans le cadre de ce cours si les logiciels nécessaires pour les travaux de laboratoire y sont installés (et si les versions de ceux-ci sont compatibles avec celles sur les ordinateurs de l'ETS).

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Jeudi	13:30 - 17:30	Activité de cours
	Jeudi	17:30 - 21:30	Deuxième activité de cours

Coordonnées de l’enseignant

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Ivanka Iordanova	Activité de cours	Ivanka.Iordanova@etsmtl.ca	A-1591
01	Ali Motamedi	Activité de cours	Ali.Motamedi@etsmtl.ca	A-3486

Cours

Cours-1	Introduction aux concepts principaux, théories de la production, systèmes industrialisés du bâtiment
Cours-1	Introduction èa la construction hors-site ou préfabriquée Du BIM au modèle de fabrication;
Cours-2	Planification et gestion d'un projet utilisant CHS, logistique (JiT), Types de systèmes constructifs industrialisés
	*Conférencier invité - préfabrication en béton*
	Demo et laboratoire avec StrucSoft (plugin de Revit)
Cours-3	Robots pour la construction - 1 Fabrication numérique (Additive, Subtractive, Hybrid Manufacturing - 4D printing)
	*Conférencier invité - fabrication numérique*
	Demo et laboratoire avec robot Niryo Demo et laboratoire avec Grasshopper (plugin de Rhino3D)
Cours-4	Robots pour la construction - 2 (Robotic control - Sensing - Robotic learning - Adptive robotics - Collaborative Robotics - Robot Safety - Swarm robotics)

	Plateformes de DfMA, modèle d'affaires
	*Conférencier invité; démo de CadWork*
Cours-5	Défis de la robotisation, roboéthique
	Personnalisation, mass customization, adaptabilité, circularité, durabilité
	*conférencier invité; laboratoire avec Grasshopper*
Cours-6	Fabrication numérique pour la construction hors-site
	*conférencier invité*
	présentations des étudiants
	*feed-back sur le cours*

Laboratoires et travaux pratiques

Laboratoire:

Cours-2: Laboratoire sur le logiciel StrucSoft

Cours-3: Démonstration - robot Nyrio; Laboratoire sur Rhino.Inside.Revit; Grasshopper

Cours-4: Laboratoire sur Rhino.Inside.Revit; Grasshopper

Évaluation

L'évaluation sera faite sur des travaux pratiques (individuels et en groupe), ainsi que sur des quiz.

Deux livrables de projets réalisés avec des logiciels (50% au total)

- avec StrucSoft (add-in sur Revit) - 20%

- avec Rhino3D et Grashopper - 30%

Un travail final réalisé en groupe - 30%
- cartographier le processus de production chez un fabricant d'éléments de construction et proposer une amélioration de ce processus

Deux quiz sur des lectures pour 10% (20% au total)

Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

*Chaque jour de retard entraine une réduction de 10% de la note du livrable en question

Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0).

Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Documentation obligatoire

Bianconi, Fabio, Marco Filippucci, and Alessandro Buffi. 2019. “Automated Design and Modeling for Mass-Customized Housing. A Web-Based Design Space Catalog for Timber Structures.” Automation in Construction 103:13–25. doi: 10.1016/j.autcon.2019.03.002.

Bock, Thomas, and Thomas Linner. 2010. “Individualization of Design Variation in Construction.” ISARC, Batislava, Slovakia.

Bonev, Martin, Michael Wörösch, and Lars Hvam. 2015. “Utilizing Platforms in Industrialized Construction: A Case Study of a Precast Manufacturer.” Construction Innovation 15(1):84–106. doi: 10.1108/CI-04-2014-0023.

Mossman, Alan. 2019. “Just-in-Time Delivery Requires Just-in-Time Production X2 – Sychronising Factory and Site for Successful Prefabrication.” Modular and Offsite Construction (MOC) Summit Proceedings 124–32. doi: 10.29173/mocs85.

Bock, T. (2015). The future of construction automation: Technological disruption and the upcoming ubiquity of robotics. Automation in Construction, 59, 113–121. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2015.07.022

Craveiro, F., Duarte, J. P., Bartolo, H., & Bartolo, P. J. (2019). Additive manufacturing as an enabling technology for digital construction: A perspective on Construction 4.0. Automation in Construction, 103, 251–267. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2019.03.011

Delgado Camacho, D., Clayton, P., O’Brien, W. J., Seepersad, C., Juenger, M., Ferron, R., & Salamone, S. (2018). Applications of additive manufacturing in the construction industry – A forward-looking review. Automation in Construction, 89, 110–119. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2017.12.031

Labonnote, N., Rønnquist, A., Manum, B., & Rüther, P. (2016). Additive construction: State-of-the-art, challenges and opportunities. Automation in Construction, 72, 347–366. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2016.08.026

Melenbrink, N., Werfel, J., & Menges, A. (2020). On-site autonomous construction robots: Towards unsupervised building. Automation in Construction, 119, 103312. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2020.103312

Wu, P., Wang, J., & Wang, X. (2016). A critical review of the use of 3-D printing in the construction industry. Automation in Construction, 68, 21–31. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2016.04.005

Petersen, K. H., Napp, N., Stuart-Smith, R., Rus, D., & Kovac, M. (2019). A review of collective robotic construction. Science Robotics, 4(28), eaau8479. https://doi.org/10.1126/scirobotics.aau8479

Siciliano, B., & Khatib, O. (Eds.). (2016). Springer Handbook of Robotics (2nd ed.). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-32552-1

Xu, Y., Zhou, Y., Sekula, P., & Ding, L. (2021). Machine learning in construction: From shallow to deep learning. Developments in the Built Environment, 6, 100045. https://doi.org/10.1016/j.dibe.2021.100045

Xu, S., Wang, J., Shou, W., Ngo, T., Sadick, A.-M., & Wang, X. (2021). Computer Vision Techniques in Construction: A Critical Review. Archives of Computational Methods in Engineering, 28(5), 3383–3397. https://doi.org/10.1007/s11831-020-09504-3

Ouvrages de références

Beddiar, Karim, Aurélie Cléraux, and Pascal Chazal. 2021. Construction hors-site: DfMA, modulaire, BIM l’industrialisation du bâtiment. Malakoff: Dunod.

Bock, Thomas, and Thomas Linner. 2015. Robotic Industrialization: Automation and Robotic Technologies for Customized Component, Module, and Building Prefabrication. New York: Cambridge University Press.

Goulding, Jack S., and Farzad Pour Rahimian. 2019. Offsite Production and Manufacturing for Innovative Construction: People, Process and Technology. Milton, UNITED KINGDOM: CRC Press LLC.

Smith, Ryan E., and John D. Quale, eds. 2017. Offsite Architecture: Constructing the Future. London?; New York: Routledge, Taylor & Francis Group.

CECOBOIS (2016) Guide technique sur la conception de bâtiments de 5 ou 6 étages à ossature légère en bois

FPInnovation (2019) Manuel Canadien sur le CLT

BCG (2019) The Offsite Revolution in Construction

McKinsey & Co (2019) Modular Construction: from projects to products

CITB (2017) Faster, Smarter, More Eefficient: Building Skills for Offsite Construction

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Briden Wood - website (https://www.brydenwood.co.uk/platformdesignbooks/s114123/)