Un compacteur d’asphalte autonome pour lutter contre la pénurie de main-d’œuvre

La difficulté à recruter du personnel techniquement qualifié dans le secteur de la construction – et plus particulièrement des travaux routiers – ne se limite pas à la Belgique. Les Pays-Bas, et plus largement l’Europe occidentale, sont confrontés aux mêmes enjeux. Et selon Wouter Heijsser, programme manager Digitalisation Asphalte chez Heijmans, aucune amélioration significative n’est à attendre à court terme.

« De moins en moins de jeunes s’orientent vers des formations techniques, quel que soit le niveau. Depuis plusieurs années, les nouveaux arrivants ne suffisent plus à remplacer les collaborateurs partant à la retraite. Dans le secteur des infrastructures routières, la situation est particulièrement critique : d’ici une dizaine d’années, la majorité des ouvriers de notre division Infra auront quitté la vie active. Nous devons agir, non seulement pour garantir l’avenir de Heijmans Infra, mais aussi parce qu’il y a un véritable enjeu sociétal. Le réseau routier néerlandais nécessitera, dans les décennies à venir, encore davantage d’entretien et de renouvellement qu’aujourd’hui. »

Aucune solution viable en Europe

Pour Heijmans, la robotisation apparaît comme la seule réponse réaliste à cette problématique. « Les opportunités technologiques dans notre secteur sont loin d’être pleinement exploitées », poursuit Wouter Heijsser. « Pour être clair : il n’existe actuellement pas de machines d’asphaltage autonomes en Europe. On trouve certes quelques exemples en Chine, mais leur niveau de flexibilité est insuffisant à nos yeux. De plus, leur importation et leur adaptation au contexte néerlandais seraient extrêmement complexes.

La solution est finalement venue de manière assez fortuite : début 2024, Avular nous a contactés pour envisager une collaboration. C’est à ce moment-là que le projet a réellement démarré. »

Le secteur de la construction, terrain d’application pour la robotique

Avular est une entreprise spécialisée dans les drones et robots autonomes, principalement destinés à des applications d’inspection et de recherche. « Nous avons par exemple développé, avec Deep Forestry, une solution par drone permettant de cartographier les forêts pour une gestion forestière actualisée », explique Eef Notten, marketing manager chez Avular. « Pour une entreprise active dans les cheminées industrielles, nous avons conçu des drones capables d’effectuer des inspections internes. Avec ProRail, nous avons également testé un robot roulant pour l’inspection des traverses ferroviaires.

Nos modules d’autonomie peuvent par ailleurs être intégrés à des machines existantes. En combinant notre stack technologique et notre expertise en ingénierie avec le savoir-faire d’acteurs industriels de premier plan, nous transformons des idées en solutions robotiques pratiques et évolutives, adaptées à des applications spécifiques. L’intérêt pour ce type de solutions ne cesse de croître. Ce n’est pas surprenant : le travail est souvent plus rapide et plus sûr avec des drones et robots autonomes. Mais surtout, nous répondons à la pénurie aiguë de personnel technique qualifié. C’est pourquoi nous recherchons activement des secteurs dans lesquels nos solutions peuvent faire une réelle différence. Le secteur de la construction s’est imposé naturellement, ce qui nous a conduits à contacter Heijmans. »

Le compacteur d’asphalte comme premier projet

Heijmans a rapidement décidé de s’engager dans ce partenariat. « En véritables partenaires, car c’est indispensable pour un projet de cette envergure », souligne Wouter Heijsser. « Nous ne disposions d’aucun exemple existant et avons dû partir d’une feuille blanche. Cela implique beaucoup d’échanges de connaissances, de sessions de réflexion et d’apprentissage mutuel. Étant donné la pénurie aiguë de conducteurs de compacteurs, le choix de développer un compacteur autonome à trois rouleaux s’est imposé. »

Teun Broeren, project manager chez Avular, précise : « Cette machine est la troisième et dernière étape du processus d’asphaltage : elle assure le compactage de la nouvelle couche de roulement. Cela en fait la machine la moins complexe à robotiser. Le compacteur autonome doit essentiellement tenir compte de la machine qui le précède. De plus, le risque qu’une personne pénètre dans la zone de travail est quasi nul, puisque l’asphalte est encore chaud au moment du compactage. Cela n’empêche pas l’intégration de nombreux capteurs afin de garantir un niveau de sécurité maximal. »

Traduire l’expertise humaine en algorithmes

Le processus de développement s’est déroulé en plusieurs phases, la première étant sans doute la plus exigeante. « Il a fallu traduire le savoir-faire et l’expérience de nos collaborateurs en algorithmes », explique Wouter Heijsser. « Ce n’est pas évident : l’être humain pense, perçoit et réagit différemment d’un robot. L’asphaltage peut sembler routinier, mais chaque chantier est unique. Les conducteurs expérimentés s’adaptent instinctivement aux conditions. Un robot, en revanche, doit être programmé pour une multitude de scénarios. C’est pourquoi nous nous limitons, dans un premier temps, aux autoroutes, aux routes provinciales sans carrefours ni ronds-points, ainsi qu’aux aéroports. »

Teun Broeren ajoute : « Les conditions météorologiques varient également d’un chantier à l’autre. Les machinistes s’y adaptent automatiquement, ce qui n’est pas le cas d’un robot. Trouver des capteurs fiables dans toutes les conditions climatiques a donc constitué un défi supplémentaire. »

Un processus de « trial-and-error »

L’adaptation de la machine elle-même a également représenté un défi de taille. Une ancienne rouleuse diesel de Heijmans a servi de base. « Nous l’avons équipée de composants sur mesure afin de tester différents types de capteurs – sécurité, distance, température, humidité, localisation et communication », explique Teun Broeren. « Parallèlement, nous avons construit un prototype sous forme de châssis métallique pour effectuer certains tests sur le terrain. Cette solution était plus facile à transporter qu’un compacteur, qui nécessite un porte-engins lourd. Dans les deux cas, le développement s’est fait par essais et erreurs, jusqu’à trouver la combinaison optimale de capteurs. »

Wouter Heijsser poursuit : « Nous avons ensuite transféré ce système sur un compacteur électrique, ce qui s’est déroulé très rapidement : deux jours ont suffi. Cela nous a immédiatement confirmé la flexibilité de la solution. C’était une exigence fondamentale, car nous voulons pouvoir utiliser la machine aussi bien en mode manuel que autonome : manuellement sur les routes secondaires, de manière autonome sur les autoroutes. Une machine de ce coût doit être utilisée quotidiennement. »

Comment fonctionne le compacteur autonome ?

La solution ne se limite évidemment pas à un ensemble de capteurs. Le compacteur doit savoir quoi faire et quand le faire. Cela repose sur la technologie d’autonomie développée par Avular, adaptée spécifiquement à cette application.

« Concrètement, l’opérateur travaille avec une application sur tablette », explique Teun Broeren. « Il doit être présent sur le chantier et charger le projet dans le système. Les informations nécessaires – type d’asphalte, dévers, type de bordure – sont ensuite transmises automatiquement au compacteur via le cloud. L’opérateur dispose également d’une télécommande pour positionner correctement la machine et l’activer via RFID. Cette activation n’est possible que lorsque le compacteur confirme que la température de l’asphalte est adéquate et que la machine précédente se trouve à une distance suffisante.

Pour éviter toute erreur, le système émet des signaux visuels et sonores lorsque toutes les conditions sont réunies. En outre, le compacteur s’arrête automatiquement s’il détecte une personne ou un obstacle à proximité, ou si la température de l’asphalte est trop élevée ou trop basse. »

De nombreux avantages

La question se pose naturellement : comment cette solution résout-elle la pénurie de main-d’œuvre si un opérateur reste nécessaire sur site ?

« En théorie, cette personne peut superviser plusieurs compacteurs – ou d’autres machines robotisées – simultanément », répond Teun Broeren. « De plus, cette tâche peut être assurée par des collaborateurs qui ne sont pas machinistes : le niveau de qualification requis est moindre et la prise en main est rapide. Pendant que le compacteur travaille de manière autonome, ils peuvent effectuer d’autres tâches.

Les avantages vont toutefois bien au-delà de la seule problématique du personnel. Même si le processus n’est pas nécessairement plus rapide, l’automatisation réduit fortement le risque d’erreurs. Là où des imprévus peuvent survenir dans des conditions complexes, le compacteur autonome fonctionne de manière extrêmement constante et dans des tolérances très précises, ce qui améliore la qualité du revêtement. En outre, les tâches répétitives ou pénibles – comme le travail de nuit – ne posent aucun problème à la machine, et le risque d’accidents, toujours présent dans les travaux routiers, est considérablement réduit. »

Une innovation appelée à être commercialisée

Aujourd’hui, le compacteur d’asphalte autonome est quasiment finalisé. En octobre, Avular et Heijmans ont présenté ses performances lors d’une démonstration réussie à l’aéroport de Schiphol.

« Nous continuons à affiner le logiciel », précise Teun Broeren. « Il subsiste encore quelques points d’attention, notamment en matière de réception GPS et de communication avec la machine précédente. Nous poursuivons également les tests dans diverses conditions climatiques, y compris les conditions hivernales. »

Wouter Heijsser conclut : « Dès le début de l’année prochaine, nous souhaitons utiliser la machine de manière régulière, principalement pour poursuivre les essais. Nous estimons qu’elle sera pleinement opérationnelle au troisième trimestre 2026. L’objectif est ensuite de commercialiser le concept, afin que d’autres entrepreneurs puissent également bénéficier de cette technologie. Car tous sont confrontés à la même pénurie de main-d’œuvre. Pour ce faire, nous envisageons d’élargir notre collaboration avec Avular à un troisième partenaire, chargé de la vente, de l’implémentation, de la maintenance, du service après-vente et des certifications nécessaires. »

Vers des équipes « hybrides »

Reste la question du coût. « Ce n’est pas bon marché, mais nous n’avons pas le choix », affirme Wouter Heijsser. « Peut-être que le retour sur investissement sera positif si l’on compare avec les coûts salariaux, mais ce n’est pas le moteur principal de notre démarche. Que le projet soit rentable ou non n’est pas déterminant. Le développement de ce compacteur est une nécessité pour assurer la pérennité de nos activités dans les travaux routiers.

C’est pourquoi nous réfléchissons déjà à la robotisation d’autres machines du processus d’asphaltage, voire de la construction en général. Nous sommes convaincus que c’est l’avenir, tout en sachant que nous sommes encore loin d’un scénario où les machines remplaceraient totalement les travailleurs. Cela n’arrivera probablement jamais, car l’humain reste supérieur au robot sur de nombreux aspects. En revanche, nous évoluons clairement vers des équipes ‘hybrides’, dans lesquelles les robots soutiennent les opérateurs humains à tous les niveaux. Cela impliquera de nouveaux processus de travail – sans doute le plus grand défi à relever, car ni les entreprises ni les individus n’aiment changer leurs habitudes de travail. »