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La préfabrication et la conception modulaire pour les établissements de soins de santé : rapidité accrue, qualité améliorée et économies de coût

La construction modulaire existe depuis longtemps. En effet, la première maison préfabriquée et documentée a été assemblée dans les années 1830. Moins d’un siècle plus tard, au début des années 1900, Sears, Roebuck & Co. a commencé à vendre des maisons préfabriquées sur mesure par l’intermédiaire de ses catalogues de vente par correspondance.

La technique est ensuite apparue quelques décennies plus tard dans des projets de plus grande envergure, lorsque Disney a utilisé la construction préfabriquée pour ériger ses complexes Polynesian Village et Contemporary au début des années 1970.

De nos jours, la conception modulaire fait partie intégrante de nombreux projets de construction, qu’il s’agisse de résidences, de bâtiments hospitaliers temporaires ou permanents ou encore de l’hôtel Burj Al Arab, immédiatement reconnaissable, situé à Dubaï, aux Émirats arabes unis, et qui comprend 202 chambres préfabriquées.

Bien que l’utilisation de la construction modulaire ait connu des hauts et des bas au fil des ans, et que certains marchés aient adopté cette technique plus que d’autres, elle fait aujourd’hui un retour en force grâce à sa capacité à accélérer la réalisation de projets, à améliorer la qualité des bâtiments et à réduire les coûts de construction.

Et malgré le fait que cette technique ne puisse pas atténuer la crise prolongée liée à la pénurie de main-d’œuvre dans l’industrie des soins de santé post-COVID, il est juste de dire qu’une manière plus rapide, efficace et moins chère de construire des établissements serait d’une grande utilité pour ce secteur.

Qu’est-ce que la conception modulaire?

Selon le Modular Building Institute, la construction modulaire – aussi appelée conception modulaire ou construction préfabriquée – est « un processus selon lequel un bâtiment est construit hors site, sous des conditions contrôlées en usine, puis assemblé sur place ».

La conception modulaire a été une option de construction populaire tout au long de l’histoire, particulièrement après la Seconde Guerre mondiale, lorsque de graves pénuries de maind’œuvre et de matériaux ont accentué la nécessité de construire rapidement. Elle s’est révélée très populaire dans de nombreuses régions du monde, notamment au Japon et en Scandinavie.

Mais la construction modulaire n’a jamais véritablement réussi à s’imposer aux États-Unis dans la période d’après-guerre, principalement en raison de l’image que les consommateurs se faisaient depuis longtemps des bâtiments préfabriqués comme étant bon marché et de mauvaise qualité.

Aujourd’hui, cependant, un nouveau type de conception modulaire bénéficiant des progrès technologiques a suscité ce que McKinsey & Co., société de conseil en gestion, décrit comme « une vague d’intérêt et d’investissement sans précédent ». Des matériaux plus légers mais néanmoins plus résistants, de nouveaux outils technologiques améliorant la conception, les capacités et la précision de la fabrication, une logistique de livraison optimisée et l’arrivée de nouveaux acteurs dans le secteur ont commencé à changer les idées reçues sur la conception modulaire.

La conception modulaire est bien adaptée à une variété d’applications dans les établissements de soins de santé, y compris :

  • Salles d’examen
  • Salles d’attente et réception
  • Salles d’opération
  • Salles d’urgence
  • Laboratoires
  • Salles de radiologie
  • Unités de soins intensifs
  • Salles d’accouchement

La conception modulaire dans les établissements de soins de santé a également connu un essor notable au début de la pandémie, lorsque les hôpitaux ont dû se transformer à la hâte en hôpitaux de campagne improvisés. Les projets modulaires pour les établissements de soins de santé peuvent utiliser quelques pourcents seulement d’une chambre d’hôpital, voire jusqu’à près de 100 pour cent, selon les paramètres du projet.

Qu’est-ce qui motive le passage à la conception modulaire?

Le secteur de la construction est traditionnellement à la traîne en matière de productivité, comparativement à de nombreux autres secteurs. C’est l’une des raisons pour lesquelles l’impression 3D de matériaux de construction et même de structures entières – réalisée en grande partie hors site – a déjà eu un impact sur le secteur.

En effet, la construction modulaire à grande échelle pourrait représenter une révolution dans l’industrie en déplaçant de nombreuses activités de construction des chantiers traditionnels vers une production industrielle hors site.

Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles les approches modulaires pourraient intéresser les entreprises de construction et leurs clients du secteur des soins de santé. Le coût élevé de la construction d’établissements de soins de santé est un facteur important. Les coûts d’investissement élevés que représentent les grands projets dans le domaine des soins de santé signifient souvent que de nombreux systèmes de soins de santé utilisent des infrastructures physiques obsolètes qui ne peuvent pas répondre aux besoins actuels.

Et comme 10 000 personnes environ atteignent l’âge de 65 ans chaque jour aux États-Unis et que les systèmes de santé du monde entier sont mis à rude épreuve par la pandémie de COVID-19, ces besoins ne font que croître.

La pénurie de travailleurs de la construction qualifiés et la durée prolongée de nombreux projets de construction traditionnels d’établissements de soins de santé sont d’autres facteurs qui poussent le secteur vers la conception modulaire. « Les projets actuels de construction d’établissements de soins de santé ayant une durée moyenne de plus de quatre ans, il est fort probable qu’au moment où un nouvel établissement est construit, il soit déjà dépassé », a déclaré Grant Geiger, directeur général de l’entreprise de construction modulaire EIR Healthcare, dans Healthcare Facilities Today.

« La fabrication modulaire peut résoudre ce problème et offrir une solution rapide, peu onéreuse, évolutive et qui est d’une qualité supérieure à la construction traditionnelle. »

Ces pressions (et d’autres créées par la pandémie) ont déjà conduit à l’utilisation de la conception modulaire dans plusieurs projets du secteur des soins de santé, notamment l’initiative de recherche Héroe de l’École d’architecture de l’USC qui a conçu un établissement de soins de santé en isolement pouvant être assemblé en quelques jours.

La conception d’établissements de soins de santé, en général, a également poussé les systèmes de soins de santé à délaisser les hôpitaux de soins de courte durée centralisés au profit de plus petits établissements de soins ambulatoires et d’urgence, voire de micro-hôpitaux plus près des zones résidentielles. Dans tous ces exemples, la conception modulaire peut jouer un rôle important.

Les avantages de la nouvelle vague de conception modulaire

Selon l’article de Grant Geiger paru dans Healthcare Facilities Today mentionné ci-dessus, la conception modulaire permet de réaliser des gains de temps de 45 pour cent et des économies de coût de 16 pour cent. La réduction de moitié d’un échéancier de construction grâce à une meilleure productivité permet d’économiser en moyenne 10,93 dollars par pied carré.

Il y a en effet plusieurs raisons pour lesquelles la conception modulaire a fait un retour en force dans le secteur des soins de santé.

La productivité et la rapidité

La construction modulaire sur mesure est plus rapide que les techniques de construction traditionnelles. De nombreux projets modulaires récents ont permis de raccourcir de 20 à 50 pour cent les délais initiaux. Ainsi, la charpente métallique d’un hôpital de deux étages au Missouri a été construite en huit mois seulement (et des économies de coût de 30 pour cent ont été réalisées). Grâce à l’utilisation d’éléments préfabriqués, l’échéancier de construction d’un autre hôpital dans le Colorado a été réduit de 72 jours ouvrables, ce qui a permis de réaliser des économies de 4,3 millions de dollars.

Étant donné que des composants ou des pièces entières sont fabriqués hors site dans un environnement contrôlé, les projets sont moins sujets aux retards dus aux conditions météorologiques ou à d’autres facteurs environnementaux. Une approche modulaire peut aider les entreprises à mettre à l’échelle des projets plus rapidement et sans avoir à embaucher des dizaines de nouveaux employés, ce qui constitue un avantage considérable pour celles qui sont confrontées à la pénurie de main-d’œuvre dans le secteur de la construction.

Cette approche permet également de limiter au maximum les perturbations pendant les rénovations en réduisant considérablement les temps d’arrêt. De plus, elle élimine les chantiers bruyants et désordonnés où des dizaines de travailleurs vont et viennent toute la journée.

La qualité

La construction modulaire peut aussi améliorer la qualité d’un projet, en grande partie parce que la plupart des éléments sont fabriqués hors site conformément à un processus de fabrication industriel normalisé. Tout comme le sont de nombreux autres produits techniques complexes.

Grâce à cette approche, des éléments de construction et même des projets entiers peuvent être réalisés à l’aide de stratégies industrielles telles que la production allégée et Six Sigma. Le procédé de fabrication Six Sigma donne la priorité à l’assurance de la qualité dans l’usine. Il limite ainsi le nombre de défauts (définis comme tout ce qui n’est pas acceptable pour le client) à 3,4 par million d’unités produites, ce qui fait en sorte que la plupart des problèmes de qualité sont détectés dans l’usine et non sur le chantier.

On est loin de la construction traditionnelle, où la qualité de l’artisanat peut varier sensiblement d’une pièce à l’autre dans un même projet.

En effet, un rapport de KPMG datant de 2016 indique que près de 80  pour cent des entrepreneurs interrogés reconnaissent que les produits hors site sont de meilleure qualité.

Les économies de coût

Le montant des économies que vous réaliserez grâce à la conception modulaire dépend du projet. Néanmoins, à ce stade, il est assez évident que la conception modulaire offre la possibilité d’optimiser les coûts de façon notable. Il convient toutefois de faire preuve de prudence sur ce plan. À cet égard, McKinsey fait remarquer que si « l’approche modulaire a également le potentiel de générer des économies de coûts importantes, cela reste plutôt l’exception que la norme aujourd’hui ».

La société prévoit que les entreprises qui peuvent mettre à l’échelle des bâtiments modulaires pourraient obtenir des économies de coûts de construction de plus de 20 pour cent, tout en bénéficiant de meilleurs coûts sur l’ensemble du cycle de vie.

La conception modulaire permet aussi de gagner du temps et de réduire les coûts liés à la mise en œuvre des technologies. EIR Healthcare, pour sa part, travaille régulièrement avec de grandes entreprises technologiques pour intégrer la technologie et les capteurs de l’Internet des objets (IoT) dans les chambres d’hôpital en cours de fabrication – plutôt que de réaliser après coup des installations perturbatrices et coûteuses.

La sécurité

Les unités préfabriquées permettent d’améliorer la sécurité sur les chantiers, principalement en raison de la prévisibilité d’un environnement de fabrication contrôlé, et parce qu’il faut beaucoup moins de travailleurs sur place.

Il peut également s’agir d’un processus plus sain pour les patients et le personnel, car cela élimine les installations salissantes, comme les plaques de plâtre qui peuvent soulever de la poussière et nuire à la qualité de l’air intérieur.

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