Automatisation du procédé de béton projeté - Robotisation et optimisation

Le domaine du génie civil subit en ce moment une transition technologique dans laquelle l'utilisation d'outils numérique et robotique permet l'amélioration des performances et l'optimisation de nombreux procédés. Le béton projeté ne fait pas exception à cette modernisation et c'est pourquoi il semble pertinent d'aller plus loin dans l'automatisation de ce procédé. Fort de ses connaissances en matière de béton projeté, le Laboratoire de béton projeté du CRIB de l'Université Laval a décidé de lancer la conception d'une technologie de béton projeté automatisé. Ce projet permettra d'aller plus loin dans la compréhension des phénomènes à l'œuvre lors de la projection de béton et aussi de développer une méthode innovante de fabrication de béton automatisée. La présente étude s'inscrit dans la continuité du développement d'une technologie de béton projeté réalisée à l'aide d'un bras robotisé et s'intéresse plus particulièrement à l'analyse des différentes stratégies de projection ainsi qu'à leur impact sur les phénomènes de rebond et la performance de mise en place. De plus, la réalisation d'une pièce bétonnée complexe à l'aide du système robotisé ainsi que la conception d'un module de vision numérique prototype a permis d'aller plus loin dans la conception et le développement de l'automatisation globale du système. Tout d'abord, l'utilisation du bras robotisé a permis de réaliser des campagnes d'essais visant à évaluer l'influence de l'angle de projection sur la quantité de rebonds, avec une répétabilité et une précision quasi impossible à atteindre manuellement. Les résultats fournis par ces essais ont permis d'étoffer les analyses précédentes portant sur l'impact des différents paramètres de projection sur le phénomène de rebond ainsi que de confirmer la pertinence de maintenir une orientation normale du jet de matériaux par rapport à la surface de projection afin de minimiser les pertes liées au rebond. La seconde étape de ce projet a consisté à réaliser de façon automatique un essai de certification de lancier normalisé à l'aide du bras robotisé. Pour cela, les efficacités de différentes stratégies de projection ont été explorées dans le but de remplir au mieux un panneau de certification contenant des barres d'armature. Une trajectoire spécifique a permis de valider l'essai en réalisant automatiquement un panneau où l'intégralité des barres d'armatures était correctement enrobée. Enfin, la fabrication autonome d'une pièce bétonnée à géométrie complexe a été menée à bien au cours d'un projet preuve de concept multidisciplinaire. Cette réalisation a permis de mettre en pratique de façon concrète les connaissances acquises lors des essais précédents, de prouver le potentiel de fabrication innovante de la technologie de béton projeté et enfin, d'amorcer les réflexions portant sur les étapes nécessaires à l'amélioration de l'automatisation du système. Le fruit de ces réflexions a mené à la conception préliminaire d'un outil de vision numérique ainsi qu'à une proposition du fonctionnement global du système et de l'organisation de ces différents modules.

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