Technologie de chantier durable : réduction des émissions lors des opérations de grue

Alors que le secteur de la construction se concentre davantage sur le développement durable, les nouvelles technologies jouent un rôle essentiel dans la réduction de son impact environnemental. Des grues électriques aux méthodes plus intelligentes de manutention des matériaux et de contrôle de l'efficacité, ces innovations font toute la différence.

Liebherr dévoilera une version électrique à batterie de sa grue sur chenilles LR 1300 SX d'une capacité de 300 tonnes au salon Bauma 2025. (Photo : Liebherr)

Non seulement elles contribuent à réduire l'empreinte carbone et les déchets, mais elles améliorent également l'efficacité et la sécurité sur les chantiers. Les dernières technologies durables utilisées dans les opérations de grues aident l'ensemble du secteur à atteindre les objectifs environnementaux nécessaires.

Exemple électrique

Des chantiers de construction entièrement électriques ont été mis en place, notamment en Scandinavie, où les réglementations en matière de développement durable et l'innovation ont contribué à encourager les constructions à faibles émissions. L'un des premiers chantiers entièrement électriques a eu lieu à Oslo, en Norvège, en 2020. Commandé par la municipalité d'Oslo, il a utilisé exclusivement des machines électriques pendant toute la durée des travaux. Il visait à réduire la pollution sonore et les émissions de dioxyde de carbone d'environ 99 % par rapport à un chantier traditionnel. Les entrepreneurs ont utilisé des machines alimentées par batterie et connectées au réseau.

En 2022, la Suède a lancé un projet pilote de construction électrique sur le site de réaménagement de Slussen à Stockholm, utilisant des engins de chantier hybrides et à batterie pour réduire les émissions. Ce projet n'était pas 100 % électrique, mais a permis de réaliser des progrès significatifs dans la réduction de l'utilisation des combustibles fossiles.

À Copenhague, au Danemark, on observe également une réelle volonté de promouvoir des projets de construction sans émissions, avec des exigences pour les machines électriques dans certains travaux publics.

Ces sites montrent ce qui est possible, mais il reste encore des obstacles à surmonter avant que l’industrie puisse pleinement adopter la durabilité.

Défis

Premièrement, cela peut s'avérer très coûteux, notamment en raison des coûts initiaux élevés des équipements écologiques. Le prix élevé des nouvelles machines électriques et hybrides constitue un frein à une adoption plus large. De plus, les équipements alimentés par batterie ont souvent des heures de fonctionnement limitées et nécessitent une infrastructure de recharge fiable, parfois indisponible dans les zones reculées ou les sites temporaires, très courants dans le secteur de la construction. Non seulement l'accès au réseau électrique peut être limité dans les zones très isolées, mais le transport des équipements écologiques sur place peut s'avérer plus complexe et coûteux.

Il convient également d'examiner l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement d'un site écologique. Comment les équipements utilisés ont-ils été fabriqués initialement ? S'agissait-il d'un processus à forte intensité de carbone ou sa production nécessitait-elle beaucoup d'énergie ? Comment les équipements sont-ils transportés vers et depuis les sites et l'usine ? Quels matériaux sont utilisés sur site et proviennent-ils de sources durables ? Quelles sources d'énergie alimentent le site ? Sont-elles renouvelables et la consommation énergétique est-elle optimisée ? L'énergie utilisée pour faire fonctionner les équipements est-elle utilisée efficacement, y compris les temps d'inactivité et le gaspillage ? Que deviennent les équipements en fin de vie ? Sont-ils recyclés, reconditionnés ou éliminés de manière durable ? Répondre à ces questions constitue un défi supplémentaire.

De l'acier sans énergie fossile sera utilisé sur les grues montées sur camion de Fassi. (Photo : Fassi)

L'industrie envisage de rendre ses équipements durables en adoptant une fabrication écologique dès le départ ou en sélectionnant soigneusement les matériaux utilisés. Les critères écologiques peuvent être pris en compte dès le départ, influençant ainsi l'ensemble du cycle de vie des grues, par exemple.

Changement matériel

SSAB et le fabricant italien de grues Fassi se sont associés pour produire et utiliser de l'acier « sans énergie fossile ». Ce nouvel accord comprend de l'acier produit à partir de minerai de fer et de ferraille recyclée, qui sera utilisé dans les grues hydrauliques et les grues sur camion de Fassi. L'un des avantages de cet acier est sa légèreté et sa fabrication durable.

Selon SSAB, la production d'acier traditionnelle représente environ 7 % des émissions mondiales de CO2, la production d'acier primaire et d'acier recyclé contribuant toutes deux à ces émissions. Afin de réduire son impact climatique, SSAB investit dans de nouvelles technologies de production qui permettront une production d'acier avec des émissions de carbone fossile proches de zéro, que la matière première soit de la ferraille recyclée ou du minerai de fer primaire.

« L'innovation est une projection vers l'avenir. Et il n'y a pas d'avenir sans durabilité », déclare Giovanni Fassi, PDG de Fassi. « C'est pourquoi nous avons choisi de participer avec enthousiasme et détermination à ce partenariat avec SSAB pour développer nos grues de demain. »

Planification numérique

Ces dernières années, nous avons beaucoup entendu parler de la modélisation des données du bâtiment (BIM), concept qui permet de créer des représentations numériques des caractéristiques physiques et fonctionnelles des lieux. Si le BIM est largement utilisé en architecture, son importance dans le secteur des grues est encore en cours de compréhension. Grâce à l'intégration du BIM, les opérations de grues peuvent atteindre une précision accrue dans la planification et l'exécution. Cette approche numérique permet une simulation minutieuse des levages, l'identification des problèmes et des conflits potentiels, et l'optimisation du positionnement des grues. Tout cela contribue à améliorer la sécurité et l'efficacité sur les chantiers.

Au-delà de la simple planification, le BIM améliore également la collaboration au sein d'un projet. L'utilisation d'une même maquette numérique par toutes les parties prenantes favorise une meilleure coordination entre les grutiers, les chefs de chantier et les ingénieurs. Cela réduit les malentendus, améliore la communication et, in fine, favorise une exécution plus fluide du projet. Plus efficace, il y a de fortes chances que les pertes sur le chantier soient réduites.

Usine durable Kabelschlepp. (Photo : Kabelschlepp)

« L'électrification des chantiers de construction va gagner en importance dans les années à venir, afin d'atteindre les objectifs climatiques locaux et mondiaux de réduction des émissions », déclare le constructeur Liebherr. « Par conséquent, les exploitants de chantiers sont confrontés à une demande énergétique en constante augmentation, en réponse aux réglementations actuelles et futures sur les émissions. »

Parfois, l'accès à l'électricité sur les chantiers est limité, voire inexistant. Par conséquent, les chantiers électrifiés sont confrontés à des défis tels que le fonctionnement des machines à puissance maximale, la charge de nombreuses machines pendant les pauses et l'atténuation des pics de charge.

Liebherr investit massivement dans la technologie des grues hybrides et électriques, notamment dans ses grues sur chenilles électriques à batterie autonome. Au salon Bauma 2025, l'entreprise présentera sa technologie d'entraînement par batterie sur sa grue sur chenilles à flèche treillis LR 1300.2 SX d'une capacité de 300 tonnes. Elle sera présentée pour la première fois en version électrique à batterie et zéro émission. Elle est équipée d'un moteur électrique de 438 kW et alimentée par une batterie de 392 kWh. Selon Liebherr, elle peut atteindre jusqu'à 13 heures d'autonomie sur une seule charge, selon l'application.

Énergie sur place

Côté énergie, Liebherr présentera une nouvelle version du système de stockage d'énergie mobile Liduro Power Port (LPO). Un autre système de stockage d'énergie stationnaire, le LPO 600, sera présenté sous forme de prototype. En tant que station de recharge mobile, le LPO 600 offre une capacité de 564 kWh, suffisante pour les grosses machines ou les flottes, a précisé Liebherr. La technologie hydrogène sera également présente, principalement pour alimenter les machines plus imposantes, difficiles à alimenter électriquement.

Plusieurs fabricants se sont intéressés au développement et à la production de grues électriques. Par exemple, l'entreprise italienne Marchetti a lancé sa grue télescopique sur chenilles entièrement électrique CW 25.35 HY lors du salon Intermat en France, en avril 2024. Dotée d'une capacité de levage de 17 tonnes (pick and carry), elle affiche un format compact, avec un poids total de 25,5 tonnes. Propulsée par un moteur électrique et des batteries au lithium, elle supporte un contrepoids de 3,3 tonnes.

L'annonce de la grue tout-terrain EVOLT eGR-1000XLL-1 du fabricant japonais Tadano a été marquante. Il s'agit de la première grue tout-terrain électrique conçue pour fonctionner en Amérique du Nord. L'entreprise considère ses grues électriques comme une étape majeure vers son objectif de réduction de 35 % des émissions générées par ses produits d'ici 2030.

Transporteur modulaire Cometto Eco500 de Faymonville. (Photo : Faymonville)

« Tadano évalue d'autres modèles en vue d'une électrification potentielle dans le cadre de son initiative « Solutions Vertes », déclare Lance Rydbom, directeur de la gestion des produits et de l'ingénierie des opérations panaméricaines de l'entreprise. « Nous nous engageons à développer notre gamme de grues électriques en mettant l'accent sur la durabilité et l'efficacité. Notre objectif est de répondre à la demande de nos clients en matière de solutions durables. »

« Les émissions nulles et le faible bruit de la machine la rendent idéale pour les zones urbaines ou les projets intérieurs où un fonctionnement silencieux est bénéfique », ajoute Rydbom.

Cependant, comme pour de nombreuses machines de construction électriques, les principaux points faibles des grues électriques tout-terrain sont probablement le coût d'achat initial plus élevé par rapport à une alternative diesel, ainsi que les préoccupations concernant le temps de fonctionnement.

Le SK6000, un engin terrestre d'une capacité de 6 000 tonnes, de Mammoet, spécialiste international du transport et du levage de charges lourdes, peut être alimenté électriquement.

En plus de son travail avec les transporteurs modulaires automoteurs (SPMT) pour le transport spécialisé, y compris les SPMT électriques, Mammoet étudie le levage et le transport sur site à zéro émission dans un contexte plus large.

Mathias Hoogstra, responsable du développement durable chez Mammoet, déclare : « Je veux que nous redéfinissions le chantier – au moins à petite échelle dans un premier temps – où nous disposerons de voitures électriques ou à hydrogène, de grues électriques, de camions électriques, et que tous ces équipements soient interconnectés et se rechargent mutuellement. »

Mammoet affirme que le développement durable est un facteur important pour l'avenir du secteur du levage et du transport de charges lourdes et travaille à l'électrification complète de son parc de grues. L'entreprise estime que les développements récents permettent de réaliser un projet complet sans émissions de gaz d'échappement. Ceci est rendu possible grâce à des équipements déjà commercialisés.

La durabilité dans l’industrie lourde offre de grandes récompenses aux entreprises suffisamment adaptables.

ESG

Le géant du levage basé en Belgique, Sarens, met en œuvre ses initiatives ESG depuis plusieurs années et continue de se concentrer fortement sur les pratiques durables dans l'ensemble de son travail mondial.

L'entreprise a lancé son accélérateur de développement durable Sarens afin de développer des solutions d'ingénierie plus intelligentes et des opportunités énergétiques plus propres, notamment dans les secteurs de l'éolien et des énergies propres. Sarens a développé une grue électrique géante, la SGC-90, capable de se connecter au réseau électrique et de produire sa propre énergie de manière régénérative, sans émissions.

Sarens investit également dans des grues hybrides et des technologies à faibles émissions, garantissant ainsi que ses nouveaux ajouts à sa flotte respectent des normes d'émissions strictes. De plus, l'entreprise étudie les groupes électrogènes SPMT électriques, encourage le recyclage et réduit la consommation d'énergie dans ses bureaux.

Nouveau secteur

Le secteur des énergies vertes offre d'importantes opportunités pour le développement de chantiers de construction durables, notamment face à la demande croissante de solutions d'énergie renouvelable. Si le marché de la location de grues reste fortement influencé par le secteur pétrolier et gazier, la croissance des énergies renouvelables, notamment l'éolien, donne naissance à de nouveaux projets, notamment offshore, qui prennent de l'ampleur. Cette transition vers les énergies vertes ouvre non seulement de nouvelles perspectives d'emploi, mais encourage également le secteur de la construction à adopter des pratiques plus durables.

Le groupe Faymonville, dont le siège social est situé au Luxembourg, se concentre depuis longtemps sur le secteur de l'énergie éolienne et propose une gamme de produits spécialement conçue pour le transport de composants essentiels à ce secteur. Les équipements de l'entreprise sont également respectueux de l'environnement, avec des options de motorisation diesel, hybride et électrique pour toute sa gamme Cometto. Cette année, au salon Bauma, l'entreprise présentera son transporteur modulaire Eco500, démontrant ainsi l'adoption des technologies durables par le secteur de la construction.