L’industrie de la construction

Revue de littérature

La section suivante contient la revue de littérature et les détails concernant la plupart des concepts utilisés dans cette thèse. Les industries canadiennes et québécoises de la construction et des produits forestiers sont premièrement brièvement présentées. L’industrie de la construction non-résidentielle structurale en bois, les produits d’ingénierie en bois de même que leurs marchés actuels et potentiels sont ensuite expliqués. Ensuite, le concept de chaîne de valeur est défini et sa composition est présentée. Le concept de gestion de la chaîne de valeur sera aussi abordé. La chaîne de valeur en construction non-résidentielle structurale, le déroulement typique d’un projet de construction et les problèmes et améliorations possibles seront ensuite décrits. Cette section se termine par une présentation du concept de modèles d’affaires qui sera défini et caractérisé, le concept des modèles d’affaires innovants sera explicité et finalement, certains travaux de recherche en lien avec les modèles d’affaires de l’industrie de la construction seront revus.

L’industrie de la construction non-résidentielle structurale en bois

Tel que mentionné plus haut, la construction non-résidentielle inclut les bâtiments multi-étagés, les bâtiments institutionnels (et gouvernementaux) de même que ceux de nature commerciale et industrielle. Dans cette thèse, afin de se concentrer sur l’utilisation des produits d’ingénierie dans la construction non-résidentielle, les bâtiments multi-étagés de plus de quatre étages ont principalement été considérés. L’utilisation du bois comme matériau structural en construction non-résidentielle a connu une certaine popularité au début du siècle pour ensuite presque disparaître à l’ère industrielle.

Cette pratique a connu un nouvel essor au début des années 1990 et depuis, l’utilisation du bois comme matériau structural est en expansion (Osterwalder, et al. 2005). Il existe de nombreux avantages qui puissent expliquer qu’aujourd’hui elle gagne du terrain et des parts de marchés et ce, un peu partout dans le monde. L’utilisation du bois en construction non-résidentielle comporte des avantages économiques et environnementaux. En termes d’avantages économiques, elle représente une bonne opportunité d’augmenter le volume de transformation du bois produit au Québec et d’ainsi favoriser la vente de produits à valeur ajoutée permettant de récupérer une plus grande valeur monétaire pour de plus petites quantités de bois vendues. Le développement de la construction non-résidentielle structurale en bois offre également le potentiel de faire naître de nouvelles catégories de produits, par exemple des éléments préfabriqués. De nouvelles entreprises pourraient ainsi être créées tout en offrant des emplois à plus de travailleurs. En outre en considérant que plusieurs éléments de structure en acier sont fabriqués à l’extérieur des frontières canadiennes, un transfert des parts de marchés de l’acier au bois favoriserait un rapatriement des emplois au pays (Louis Poliquin, communication personnelle, 2016).

Tel que mentionné, l’utilisation du bois en construction non-résidentielle comporte également des avantages environnementaux. Selon le cinquième Rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), le climat a effectivement changé de façon significative. Le Sustainable Buildings and Climate Initiative du Programme de l’environnement des Nations Unies (UNEP-SBCI), estime que les bâtiments dans le monde consomment 40 % de l’énergie globale tout en émettant un tiers des gaz à effet de serre. Ainsi, le secteur de la construction serait le plus grand contributeur aux émissions mondiales de gaz à effet de serre (GES) (UNEP-SBCI 2016). Avantageusement, la production d’éléments structuraux en bois émet moins de GES que la production des mêmes éléments structuraux en acier et en béton (Reid, et al. 2004, Sathre et O’Connor 2010).

Une étude réalisée récemment par une équipe de chercheurs de l’Université de Yale et de l’université de Washington a estimé que l’émission globale de CO2 pourrait être réduite de 14 à 31 % si plus de bois était utilisé dans les bâtiments et infrastructures au lieu de l’acier et du béton (Oliver, et al. 2014). Bien entendu, une plus grande utilisation de produits d’ingénierie pourrait créer une plus grande pression sur la ressource forestière québécoise, canadienne et même mondiale. Tant que la matière première proviendra de forêts certifiées et que la récolte respectera les possibilités forestières déterminées, les forêts ne devraient pas souffrir de l’augmentation de la demande créée par une plus grande utilisation du bois en construction non-résidentielle.

Les produits d’ingénierie en bois

Les produits d’ingénierie sont des produits fabriqués à base de fragments, lamelles ou particules de bois qui combinent ses propriétés traditionnelles à l’ingénierie et aux technologies modernes. Les fragments, lamelles ou particules sont collés et le produit final possède des propriétés structurales qui peuvent être supérieures aux produits en bois massif (Bowyer, et al. 2007). Il existe plusieurs produits d’ingénierie en bois. En voici quelques exemples: le bois jointé, le lamellé-collé, le lamellé-croisé (Cross Laminated Timber – CLT), bois d’oeuvre de placage de bois laminé (Laminated Veneer Lumber – LVL), le parallam (Parallel Strand Lumber – PSL), les poutrelles en I et les panneaux de lamelles orientées (Oriented Strand Board – OSB).

Marchés actuels et potentiels des produits d’ingénierie en bois

Bien que l’utilisation des produits d’ingénierie en bois dans les projets de construction semble avoir augmenté au cours des dernières décennies, elle n’est toujours pas une pratique des plus populaires. Une série d’études a permis d’estimer les parts de marché du bois dans le secteur de la construction non-résidentielle structurale en bois ainsi que leurs augmentations potentielles (McKeever et Adair 1995 , Kozak et Cohen 1999, Gaston, et al. 2001, McKeever, et al. 2003, O’Connor, et al. 2003, JaakkoPöyryConsulting 2004, O’Connor et Gaston 2004, Vlosky et Gaston 2004, O’Connor 2006a, O’Connor 2006b, GeskinConseil 2008, Bayne et Page 2009, Jonsson 2009, Mahapatra et Gustavsson 2009, Robichaud, et al. 2009, Robichaud 2010, Chamberland et Robichaud 2013, Manninen 2014, Robichaud 2014, Drouin 2015). Les enquêtes menées afin de recueillir ces données ont le plus souvent été conduites auprès d’architectes et d’ingénieurs, mais certaines ont aussi permis de questionner des promoteurs et des entrepreneurs (O’Connor et Gaston 2004) ainsi que des fabricants de matériaux de construction en bois (Robichaud 2014).

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Table des matières

Résumé
Abstract
Liste des tableaux
Liste des figures
Liste des abréviations et des sigles
Remerciements
Avant-propos
Chapitre 1 – Introduction
Chapitre 2 – Revue de littérature
2.1 L’industrie de la construction
2.2 L’industrie des produits forestiers
2.3 L’industrie de la construction non-résidentielle structurale en bois
2.4 Les produits d’ingénierie en bois
2.4.1 Marchés actuels et potentiels des produits d’ingénierie en bois
2.5 La chaîne de valeur
2.5.1 Définition
2.5.2 Composition
2.5.3 La gestion de la chaine de valeur
2.5.4 La chaîne de valeur en construction
2.5.4.1 Déroulement d’un projet type
2.5.4.2 Les problèmes et les améliorations possibles
2.6 Les modèles d’affaires
2.6.1 Définition
2.6.2 Principales caractéristiques
2.6.4.1 Besoin constant de renouvellement
2.6.3 Modélisation
2.6.5 Modèles d’affaires en construction
2.6.5.1 Les modèles d’affaires en construction non-résidentielle structurale en bois
Chapitre 3 – Objectifs
3.1 Objectif général
3.1.1 Objectif spécifique 1
3.1.2 Objectif spécifique 2
3.1.3 Objectif spécifique 3
Chapitre 4 – Rétrospective méthodologique
Chapitre 5 – Main Motivations and Barriers for Using Wood as a Structural Building Material
5.1 Résumé
5.2 Abstract
5.3 Introduction
5.4 Methods
5.4.1 Data Sources
5.4.1.1 Major timber building projects in the world
5.4.1.2 Scientific literature
5.4.1.3 Meeting minutes of nine wood building projects in Québec, Canada
5.5 Methodology
5.5.1 Content analysis
5.5.2 Using N’Vivo
5.6 Result and discussion
5.6.1 Motivations and Barriers Linked to Using Wood in Construction
5.6.2 Problems and Concerns for Wood Use Based on Minutes Meetings
5.6.2.1 Problems category
5.6.2.2 Concerns category
5.6.3 Discussion
5.7 Conclusion
5.8 Acknowledgment
Chapitre 6 – Characterizing supply chain relationships to enable the adoption of innovative wooden structures in construction
6.1 Résumé
6.2 Abstract
6.3 Introduction
6.4 Defining a construction supply chain
6.4.1 Defining a typical massive timber construction supply chain
6.5 Research design and data collection
6.5.1 Defining the Participant Sample
6.5.1.1 Semi-structured interviews
6.5.1.2 Participant observation
6.5.1.3 Secondary data
6.5.2 Qualitative analysis
6.6 Results & Discussion
6.6.1 Supply chain relationships between stakeholders in a massive timber construction project
6.6.2 Relationships between stakeholders in a structural wood building supply chain
6.6.2.1 First level – “Contractual (C)” relationships
6.6.2.2 Second level – “Massive Timber Construction Project (P)” relationships
6.6.2.3 Third level – “Massive Timber Construction Industry Development (I)” relationships
6.6.3 From the linear construction supply chain to a value network
6.6.4 From simple relations… to collaboration
6.6.5 Prefab: a collaboration accelerator
6.7 Conclusion
6.8 Acknowledgment
Chapitre 7 – Mapping Business Models for the Wood Structure Building Industry
7.1 Résumé
7.2 Abstract
7.3 Introduction
7.4 Defining a Business Model
7.4.1 Business Model Innovation
7.4.2 Business models in the construction industry
7.4.3 Business models in the wood structure building industry
7.5 Methodology
7.5.1 Research design and methodological tools
7.5.1.1 Methodological tool 1: use of secondary data
7.5.1.2 Methodological tool 2: Semi-structured interviews – sample
7.5.1.3 Methodological tool 3: participant observation
7.5.1.4 Content analysis
7.6 Results
7.6.1 Value proposition
7.6.1.1 Architects
7.6.1.2 Engineers
7.6.1.3 Builders
7.6.1.4 Suppliers
7.6.1.5 Supplier-Builders
7.6.2 Customer segments
7.6.3 Customer relationships
7.6.4 Channels
7.6.5 Revenue streams
7.6.6 Key activities
7.6.7 Key resources
7.6.8 Key partnerships
7.6.9 Cost structure
7.7 Discussion – Putting the pieces together: the business models of the structural wood building industry
7.7.1 Trends in structural wood building industry business models
7.7.1.1 Knowledge sharing – collaboration between stakeholders is crucial
7.7.1.2 Collaborative contract procurement modes are appropriate for timber construction
7.7.1.3 Tight relationships with suppliers are deemed necessary
7.7.1.4 Partnerships with universities are a common feature within the industry
7.7.1.5 Prefabrication is an important part of the industry’s future
7.7.1.6 Rethinking Osterwalder and Pigneur’s business model canvas for the construction industry?
7.8 Conclusion
7.9 Acknowledgment
Chapitre 8 – Conclusion
8.1 Recommandations
Chapitre 9 – Bibliographie
Annexe 1- Schéma d’entrevues
Annexe 2 – Main Motivations and Barriers for Using Wood as a Structural Building Material – A Case Study
Annexe 3 – Affiches