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La préfabrication dans le domaine de la construction bois

Quand cela vaut-il la peine d'investir dans une installation compacte pour une entreprise de charpente ?

Actuellement, le domaine de la construction bois est marqué par une activité croissante et des demandes spécifiques de la part des clients. Cette tendance est soutenue par un niveau de préfabrication de plus en plus élevé. Lorsqu'elles décident d'opter pour une production automatisée, de nombreuses entreprises réfléchissent en termes de rentabilité et de flexibilité.

Actuellement, le plus grand nombre d'entreprises bénéficie d'une charge de travail élevée. Le développement positif des maisons préfabriquées y joue un grand rôle. La BDF (Bundesverband Deutscher Fertigbau, Association allemande pour les constructions préfabriquées) a récemment rapporté que le nombre de permis de construire au cours du premier semestre 2017 a augmenté de 4,1 % pour atteindre une valeur record, tandis que la part de marché des maisons préfabriquées a augmenté de 19,3 %. Pour répondre aux besoins et pouvoir fabriquer les capacités nécessaires, il s'agit de posséder une technologie de production adéquate. La question de la rentabilité doit être posée, mais aussi celle de la flexibilité. Même dans le cas des entreprises de plus petite taille, la plupart des commandes sont déjà fortement individualisées et une fabrication de lots unitaires est nécessaire. C'est pourquoi il existe des technologies qui sont spécialement conçues pour répondre aux exigences de la construction bois. Parmi celles-ci, on trouve par exemple les tables de montage ou les ponts multifonctions.

Processus de fabrication automatisé

La solution souvent utilisée dans les entreprises de charpente est ce que nous appelons une installation compacte. Celle-ci comprend un pont multifonctions ainsi qu'une table de retournement " papillon " composée de deux tables de montage. En raison de l'espace souvent limité des entreprises, l'installation compacte, construite pour un espace réduit, peut être installée dans un petit atelier. Tous les éléments sont fabriqués sur une surface d'à peine 34 x 9 m². Le processus de fabrication se déroule de la manière suivante :

  • L'ossature est d'abord fabriquée manuellement sur la table de montage, différentes variantes d'équipements permettant de simplifier ce processus. Ainsi, les butées et les dispositifs de serrage indiquent par exemple les positions d'insertion, et les lisses et les montants sont placés l'un par rapport à l'autre selon un angle adapté.
  • Une fois le revêtement posé, celui-ci est fixé et usiné de manière automatique à l'aide du pont multifonctions. La fixation peut être effectuée, au choix, avec des clous, des agrafes ou des vis.
  • Lors de la phase d'usinage, le chant extérieur est mis au format et les ouvertures pour les portes, fenêtres et prises sont réalisées. Celles-ci peuvent être effectuées sous forme de fraisages, de découpes à la scie, de perçages, etc. Pour ce faire, le pont multifonctions est équipé d'un changeur d'outils à 12 positions, lequel stocke les outils nécessaires et les met en place directement et rapidement. La réalisation d'ouvertures de montage avec feuillure, de canaux d'installation et de perçages pour prises dans l'espace d'installation, ou bien des marquages et inscriptions est possible aisément.
  • Une fois le premier côté de l'élément terminé, celui-ci est retourné à l'aide de la table de retournement " papillon ", les installations nécessaires et l'isolation sont réalisées et l'élément est fermé.
  • Le deuxième côté de l'élément est également fixé et usiné de manière automatique à l'aide du pont.

Fabrication de lots unitaires

A ce stade, on peut se demander comment la fabrication de différents éléments est possible avec cette technologie. Comme cela a été décrit précédemment, la gamme de produits est très large pour les entreprises de charpente et il n'est pas rare d'avoir des éléments de différentes dimensions ainsi que des cloisons différentes, par exemple en fibre de bois tendre, en placoplâtre ou en OSB. Le pont multifonctions est construit et équipé de telle sorte qu'il puisse tout usiner : différentes dimensions et différents éléments de pignons, jambettes ou toits/plafonds. Qu'il s'agisse de fabriquer un bâtiment à plusieurs étages pour la ville ou bien une maison individuelle, cette technologie permet une fabrication en lots unitaires. La société Engelhardt & Geissbauer GmbH a, par exemple, transformé son espace d'installation, passant de poutrelles à des panneaux de fibres sur l'ensemble de la surface, dans lesquels les canaux d'installation sont fraisés. Cela n'a nécessité aucune adaptation au niveau de la technologie des machines. Dans le cas où d'autres usinages sont nécessaires par la suite, une adaptation ultérieure est possible aisément, différentes options peuvent aussi être intégrées par la suite, une unité d'encollage ou de vissage, par exemple.

Flux de données constant - de la CAO à la machine

L'introduction d'une technologie de fabrication automatisée entraîne tout d'abord une préparation du travail plus importante. Dès lors que les données ont été créées une fois, elles peuvent toujours être réutilisées. De nombreux détails concernant les cloisons et les raccordements sont disponibles dans les systèmes de CAO. Les données CAO créées sont transférées à la machine et l'utilisateur peut démarrer la machine directement après l'ouverture de l'enregistrement correspondant. Autre avantage en cas de transfert direct à la machine : la continuité des données. Aucune erreur de transfert ne survient, les mêmes données sont utilisées dans tous les processus. Le maître charpentier Daniel Hamdorf, qui a automatisé sa production en 2008, en décrit les effets de la manière suivante : " L'investissement en termes de préparation du travail a augmenté. Toutefois, ceci est largement compensé par les temps de fabrication et de montage plus courts rendus possibles grâce à l'amélioration de la précision des composants et du niveau de préfabrication. " Stefan Bauereiß, fondé de pouvoir pour la société Engelhardt & Geissbauer GmbH, chiffre l'augmentation de l'investissement en termes de préparation du travail par maison à 8 heures. Cela signifie qu'avec seulement 6 % d'investissement en plus au niveau de la planification, l'entreprise obtient jusqu'à 40 % de capacité en plus. La façon dont on en arrive à cette valeur est expliquée dans le paragraphe suivant.

Un investissement rentable

Afin d'évaluer la valeur ajoutée purement mesurée au niveau des chiffres, la société WEINMANN Holzbausystemtechnik a posé le calcul d'amortissement suivant pour l'investissement dans une installation compacte. Ces calculs se basent tous sur l'installation compacte décrite précédemment. En partant d'une capacité de production de 1 944 m² par mois, une entreprise qui produit manuellement a besoin de 4 employés par jour pour atteindre ce chiffre. Cela signifie que les coûts de production de cloison par m² sont de 10,3 €/m², en se basant sur des coûts de personnel annuels par employé de 60 000 €. Si l'entreprise produit la même quantité de manière automatisée avec une installation compacte, elle n'a besoin que de 2 personnes. Les coûts par cloison sont ainsi de 6,27 €/m², tout compris, lesquels correspondent à l'investissement dans la machine ainsi qu'aux coûts de personnel. L'entreprise réalise ainsi une économie de presque 40 % et ce, dès la capacité mensuelle de 1 944 m² susmentionnée. En se basant sur ce calcul, l'investissement dans une installation compacte est amorti dès 16 maisons par an. Ceci est également démontré par le rapport d'expertise d'un cabinet de conseil indépendant de la société suisse Koch AG. Selon ce rapport, l'installation compacte fonctionne de manière rentable et l'entreprise fabrique tout juste 12 maisons par an. Cela signifie que l'installation est amortie même avec un petit nombre de pièces et offre ainsi une plus grande capacité. En cas de fabrication exclusive d'éléments de cloison, il est possible de produire jusqu'à 70 maisons par an avec une installation compacte. Si tous les types d'éléments (cloison, toit, plafond) pour la maison sont complètement produits, la capacité est d'environ 30 maisons. Cette capacité est quasiment impossible à atteindre sans l'automatisation correspondante car le personnel requis est très difficile à trouver et le manque de main-d'œuvre qualifiée est de plus en plus important, même dans ce secteur. Bien entendu, un tel calcul des coûts doit toujours être adapté à chaque entreprise. En effet, l'amortissement de l'investissement dépend de facteurs tels que le mode de production, le type de construction, la taille de la maison, les coûts de main-d'œuvre et bien d'autres encore. L'exemple de la société Brockhaus, qui a investi dans une installation compacte WEINMANN en 2016, peut être illustré de la manière suivante. Avant l'automatisation, Brockhaus produisait de 4 à 5 éléments par jour. Aujourd'hui, 7 éléments par jour sont fabriqués avec l'installation compacte. Brockhaus a ainsi augmenté sa capacité de production de 40 %. Autre exemple : la société Engelhardt & Geissbauer GmbH. A l'époque où elle a investi dans l'installation compacte, la direction de l'entreprise envisageait d'atteindre 60 maisons par an sur le long terme. Avec actuellement 50 maisons, elle est déjà sur la bonne voie, également au niveau du calcul de rentabilité mentionné précédemment. Stefan Bauereiß (fondé de pouvoir) explique : " Nous avions estimé qu'avec l'installation, nous allions augmenter notre productivité d'environ 15 à 20 %, ce que nous avons respecté. L'installation compacte est en tous cas un investissement qui a compté pour nous. " Pour la production d'un plus petit nombre de pièces, le fabricant WEINMANN propose depuis peu le pont de maître charpentier WMS 060. Cette solution équipée de deux dispositifs de fixation pour agrafeuses ou cloueurs, ainsi que d'une unité de fraisage offre une plage d'application légèrement moindre, mais pour laquelle les coûts d'acquisition sont nettement moins élevés. Ce pont peut être combiné à une unité de fabrication à l'aide d'une table de retournement " papillon ". Une production annuelle de 10 maisons est suffisante pour que cette solution soit amortie.

Une qualité toujours élevée

L'économie qui résulte de l'augmentation de la qualité n'est pas encore prise en compte dans le cadre des calculs décrits ci-dessus. Le processus automatisé permet de maintenir la qualité à un niveau élevé constant. Les imprécisions et les erreurs pouvant survenir lors de mesures et de découpes manuelles sont exclues. Des écarts corrects sont garantis pour les moyens de fixation ce qui entraîne la fiabilité de la statique. Les marquages et les inscriptions sont également réalisés de manière automatisée. De ce fait, les positions des lattes de toit ou des cloisons de montage se trouvent au bon endroit, ce qui facilite énormément les étapes de travail suivantes. Les éléments préfabriqués sont montés en un rien de temps sur le chantier, ce qui permet de gérer plus efficacement le temps passé sur les chantiers et de ne plus être dépendant des conditions météorologiques. Le niveau de préfabrication élevé augmente en outre la valeur ajoutée au sein de l'entreprise. Les entreprises qui font fabriquer la majeure partie de leurs produits en externe achètent et prennent ensuite uniquement en charge le montage sur le chantier ; cela apporte une valeur ajoutée considérable, sous forme d'une augmentation des bénéfices, ainsi qu'une indépendance vis-à-vis des fournisseurs tiers. Rien qu'en regardant la difficulté à trouver du personnel compétent et qualifié, on se rend clairement compte de l'effet positif qu'a l'automatisation sur le lieu de travail. Les travaux sont nettement plus ergonomiques pour les employés. Les hauteurs de travail au niveau des tables de montage et des ponts multifonctions sont réglées de telle sorte que l'employé puisse accomplir son travail en gardant une posture bien droite et n'ait pas à monter sur l'élément. Oubliées également les opérations de levage de charges lourdes. La logistique est optimisée, le stock de matériaux est directement positionné au niveau de l'installation et les déplacements au travail sont raccourcis. L'entreprise offre à ses employés un environnement de travail attrayant et propre avec la technologie moderne CNC.

Investir dans l'avenir

Il est clair que l'automatisation des entreprises apporte une grande valeur ajoutée. Il en résulte des capacités plus élevées, une qualité améliorée et une gamme de produits plus large. Davantage de possibilités sont offertes, et ce, avec une productivité nettement plus élevée. Les entreprises qui préfabriquent de manière automatisée se montrent très satisfaites. Et même pour la question de savoir si la technologie des machines est rentable, le tableau est toujours positif. L'important est de bien réfléchir au processus de transition, de le planifier et, dans l'idéal, d'impliquer des experts aussi tôt que possible dans le processus, afin d'obtenir le meilleur résultat possible. En passant à l'automatisation, l'entreprise est parée pour l'avenir.

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