La blockchain dans le secteur principal de la construction

La blockchain et la technologie des registres distribués («distributed ledger technology», DLT) sur laquelle elle est basée font partie depuis des années des principaux bouleversements dans le domaine de la numérisation. Désormais bien plus qu’un simple mot à la mode, cette technologie a déjà influencé durablement de nombreuses entreprises et industries. En mettant à disposition une infrastructure fiable, la blockchain a la capacité d’améliorer durablement la transparence, la confiance et la collaboration dans le secteur de la construction. Dans le secteur principal de la construction, l’utilisation de la blockchain et des autres DLT reste encore limitée. Mais leur potentiel est très prometteur: l’organisation majoritairement décentralisée des projets de construction engendre des problèmes structurels auxquels il faut remédier. Mener à bien des projets de construction complexes requiert une confiance mutuelle entre les partenaires impliqués.

Base théorique

1. Qu’est-ce que la blockchain?

Une blockchain est une liste – basée sur la technologie des registres distribués – de jeux de données reliés entre eux, qui peut être complétée en continu. La connexion entre jeux de données s’effectue par cryptographie, c’est-à-dire selon une procédure de cryptage. Les jeux de données, également appelés blocs, sont horodatés et contiennent, outre les données de transaction, un «hash» crypté unique (ou valeur de hachage) correspondant au bloc précédent. Un bloc est donc basé sur le précédent et confirme que celui-ci est correct. Par conséquent, il est impossible de manipuler ou supprimer des blocs précédents sans détruire également tous les blocs ultérieurs. Plusieurs milliers de transactions peuvent être enregistrées dans un même bloc.

La blockchain offre une infrastructure virtuelle décentralisée, pratiquement infalsifiable, transparente et (dans l’idéal) indépendante de toute autorité avec de multiples domaines d’application qui vont des systèmes de monnaie et de paiement alternatifs au vote électronique et au secteur caritatif, en passant par les contrats intelligents, la comptabilité, la documentation et les prévisions.

2. Comment fonctionne la blockchain?

Dans une blockchain, chaque document est sauvegardé dans un bloc avec les informations suivantes:

• Données de transaction (émetteur, destinataire, montant)
• Horodatage de la transaction
• Une signature cryptographique unique, appelée «hash», qui renvoie au bloc précédent

Ainsi, toutes les transactions d’une blockchain sont sauvegardées dans une chaîne constituée de blocs reliés entre eux. Une fois qu’un bloc est rattaché à la blockchain, il ne peut plus être manipulé. Cette impossibilité de modifier les transactions passées est l’un des gros avantages de la blockchain par rapport à la comptabilité classique. Lorsqu’un jeu de données antérieur doit malgré tout être modifié, la modification est automatiquement coordonnée avec tous les livres du réseau et validée. Si la modification est autorisée, la blockchain enregistre la nouvelle transaction et la relie par cryptographie au bloc précédent.

Une transaction blockchain se déroule typiquement de la manière suivante: il y a tout d’abord une demande de transaction (1). C’est le cas, entre autres, lorsqu’un achat en ligne est effectué – un entrepreneur qui commande de nouveaux vêtements de protection pour ses collaborateurs par exemple. La transaction est ensuite envoyée à un réseau de nœuds («nodes») (2). Sur la base d’algorithmes connus, le réseau valide la transaction et l’autorise (ou la refuse) (3). Après la vérification, la transaction est enregistrée dans un bloc de données avec d’autres transactions (4). Lorsque toutes les transactions d’un bloc ont été vérifiées, le nouveau bloc est rattaché à la blockchain existante (5). Doté de son hash unique, le bloc n’est alors plus manipulable. La transaction est terminée et le paiement s’effectue automatiquement (6).

Source: Singularity University - The exponential guide to blockchain

3. Champs d’application

Pour le grand public, la blockchain est principalement associée aux cryptomonnaies telles que le Bitcoin et Ethereum. Il existe déjà à ce jour des milliers de cryptomonnaies de ce type. Mais cette technologie offre aussi de multiples possibilités d’application dans différents domaines d’activité. Le principal acteur de son utilisation est le secteur financier. Les «FinTech» utilisent la blockchain pour pouvoir proposer des processus plus rapides et plus économiques que les banques traditionnelles. Le haut niveau de cohérence des données et de transparence ainsi que le cryptage permettent par exemple d’exécuter des ordres de paiement internationaux sans intermédiaire, ce qui accroît la rapidité et diminue le coût de tels ordres. La blockchain sert aussi à automatiser les décisions relatives aux demandes de crédit, pour un octroi de crédit plus rapide et plus économique. Le marché des capitaux offre également des possibilités d’application: actions, obligations et fonds de placement numériques peuvent se négocier plus rapidement et de manière plus avantageuse sans intermédiaire.

D’autres branches aussi utilisent déjà la technologie blockchain. Certains cas d’application génériques sont d’ailleurs communs à différents secteurs:

4. Avantages et inconvénients de la blockchain

Avantages

• Intégrité des données: le système de hachage dans la blockchain rend la manipulation des données quasiment impossible. Dès lors que les données ont été vérifiées par consensus, elles ne peuvent plus être modifiées et toute tentative de modification peut être tracée.
• Fiabilité: une blockchain est organisée de façon décentralisée, de sorte qu’une défaillance totale de l’ensemble du réseau peut être quasiment exclue. Chaque nœud du réseau dispose de toutes les données, ce qui rend la restauration particulièrement aisée.
• Vitesse et sécurité: toutes les données enregistrées dans une blockchain sont immédiatement cryptées et transmises à l’ensemble du réseau. Cette approche permet de transmettre très rapidement de grandes quantités de données aux utilisateurs. Par ailleurs, les données sauvegardées sont protégées contre la manipulation du fait de cette répartition décentralisée.
• Analyse et transparence: comme chaque transaction effectuée sur le réseau de la blockchain est sauvegardée dans l’un des blocs, il est possible de procéder à tout moment à une analyse ultérieure. Cela permet d’identifier les partenaires contractuels et de reproduire les effets des transactions.

Inconvénients

• La technologie blockchain n’est pas encore indéfiniment extensible. Si l’on effectuait autant de transactions avec les Bitcoins que par le biais de Visa, il en résulterait des centaines de téraoctets de données.
• Intégrer la blockchain à l’infrastructure informatique existante dans l’entreprise reste un défi à l’heure actuelle. L’entretien nécessite également une puissance de calcul importante, avec pour conséquence une explosion de la consommation électrique.
• Les utilisateurs ont besoin d’une clé privée pour pouvoir accéder à leur argent ou à leurs données. Si un utilisateur perd sa clé privée, l’argent et les données sont effectivement perdus.

Approches dans le secteur principal de la construction

1. Défis et opportunités pour les entrepreneurs

Dans le secteur de la construction, la blockchain apparaît comme une solution potentielle à une bonne partie des principaux défis qui touchent la branche: la collaboration entre secteurs, le partage de données et d’informations et les droits liés à la propriété intellectuelle. Cela peut faire émerger de nouveaux rôles opérationnels (comme le smart contract mediator) et de nouvelles structures organisationnelles telles que des organisations autonomes décentralisées, et de nombreuses tâches et activités peuvent être partiellement ou entièrement automatisées avec la blockchain.

Toutefois, l’introduction de la technologie blockchain dans le secteur de la construction représente aussi un défi à plus d’un titre:

• Sur le plan culturel – Bien que de nombreuses entreprises emploient déjà avec succès les possibilités numériques et la blockchain, convaincre la majorité du secteur de la construction de leurs avantages constitue un défi de taille. Le succès de la blockchain dépend aussi du nombre de participants qui utilisent cette technologie. Chaque entreprise doit cependant pouvoir analyser individuellement quels seraient pour elle les avantages et les coûts.
• En termes de compétences – La mise en œuvre de la blockchain nécessite de solides connaissances techniques: architecture informatique, développement, cryptographie, marketing produit et analyses de bases de données sont nécessaires à une solution de blockchain pertinente. Cela signifie, selon les entreprises, des efforts importants de recrutement et/ou de reconversion de professionnels qualifiés.
• Du point de vue des conditions techniques – Comme indiqué plus haut, l’entretien d’une blockchain requiert une puissance de calcul importante et d’énormes capacités de stockage.

À l’heure actuelle, la technologie des registres distribués perce à peine dans le secteur principal de la construction. Cela signifie que le degré d’innovation est très élevé et que le niveau de faisabilité pratique est encore insuffisant dans le secteur. Il existe certes déjà des possibilités et quelques exemples d’application dans le secteur de la construction – nous vous les présentons aux paragraphes suivants. Mais il s’agit encore pour la plupart d’expériences pionnières. Même s’il est judicieux de garder un œil sur l’évolution dans les années qui viennent, nous estimons que les priorités pour les entrepreneurs suisses se situent actuellement dans d’autres domaines.

2. Possibilités d’application dans le secteur de la construction

La littérature atteste déjà de nombreux cas d’application tout au long de la chaîne de création de valeur planification-construction-gestion. En voici ci-dessous un extrait, avec la description de quelques cas issus du secteur principal de la construction.

Registre de feed-back pour les fournisseurs et les sous-traitants

Le processus d’approvisionnement débute généralement avec un client, ses conseillers et l’entrepreneur principal. Ce dernier peut engager des sous-traitants pour faire réaliser des travaux spécifiques, par exemple un charpentier, un maçon ou un électricien. Or vérifier et contrôler les sous-traitants et leurs travaux est souvent compliqué. Comme pour les contrats intelligents, la blockchain peut constituer ici une sorte de registre de feed-back permettant d’effectuer le suivi des objets livrés par les sous-traitants et ainsi, de procéder à une analyse comparative. Les paiements correspondant aux prestations fournies sont ensuite automatiquement effectués à la clôture des objets livrés définis. Cela permet à la fois d’effectuer le suivi de la progression et d’identifier des sous-traitants fiables pour un projet.

Registre du cycle de vie

Au-delà des contrats intelligents et des registres de feed-back, la blockchain peut servir de registre pour l’ensemble du cycle de vie d’un projet de construction. Toutes les informations pertinentes sont sauvegardées de façon irrévocable dans les blocs au cours du processus de construction et restent consultables ultérieurement. Cela peut être très utile, notamment dans le cadre de l’entretien de biens immobiliers ou de dispositions réglementaires.

Ce registre peut aussi servir à sauvegarder garanties et certificats ainsi que matériaux, tests et résultats, et ainsi protéger le processus de construction contre toute fraude ou falsification. Les inspections peuvent être réalisées plus rapidement et facilement, par simple comparaison avec les normes et les valeurs de consigne.

Chaîne d’approvisionnement

Dans le secteur de la construction, la chaîne d’approvisionnement se caractérise par sa grande complexité et sa faible transparence. Il en résulte souvent un manque de confiance entre les fournisseurs et les entrepreneurs, en particulier au début de la chaîne d’approvisionnement. Une blockchain permettrait de suivre et tracer tous les objets de la production à la livraison finale sur le chantier. Il serait ainsi possible de sauvegarder et de gérer un document informatique non manipulable sur la totalité du cycle de vie du produit.

Gestion des déchets

La grande quantité de déchets produits dans le secteur de la construction représente un problème global qui a un impact négatif massif sur l’environnement. Il est donc devenu indispensable de gérer efficacement les déchets. Un facteur essentiel dans ce domaine est l’évaluation minutieuse des déchets produits. Étant donné que les déchets pourraient souvent être réutilisés, la technologie blockchain pourrait permettre de développer un système uniformisé de gestion des déchets. Les déchets seraient ainsi suivis sur la totalité de leur cycle de vie grâce à l’établissement d’un registre des déchets.

Échange de données pour la gestion de la documentation

Le haut degré de complexité des projets de construction implique généralement de grandes quantités de documents divers. Pour les entreprises de construction, la sauvegarde et la gestion de ces documents indispensables sont souvent un défi, car elles nécessitent une capacité de stockage importante et représentent une charge de travail élevée. Outre les projets actuels, toutes les documentations de projets anciens doivent aussi être archivées correctement, ce qui peut vite devenir un obstacle insurmontable. La technologie des registres distribués permet de sauvegarder et de gérer simplement et rapidement les documents dans une blockchain, en utilisant de l’espace de stockage jusqu’alors inutilisé quelque part sur la planète.

Des processus de paiement efficaces grâce aux contrats intelligents

Le principe de la blockchain, qui fait directement le lien entre les partenaires contractuels lors d’une transaction, facilite la conclusion de contrats numériques avec un niveau de sécurité exceptionnellement élevé. En effet, les informations qui sont devenues des maillons de la chaîne restent enregistrées de façon irrévocable. Dans le secteur de la construction, les prestataires – ingénieurs, entreprises de construction, artisans, sous-traitants, experts, chefs de projet, avocats – sont souvent nombreux à collaborer à un projet et il en résulte des constellations complexes en termes de contrats. En cas de problème sur un détail quel qu’il soit dans le processus, toute la chaîne de paiement est susceptible d’être ralentie. C’est un risque important, en particulier pour les petites et moyennes entreprises qui sont tributaires de paiements dans les délais pour garantir leur liquidité.

Si tous les acteurs impliqués dans le chantier font partie d’une blockchain, chaque transaction peut être réglementée par ce que l’on appelle un «contrat intelligent». Ce contrat numérique contient toutes les prestations que les différents acteurs doivent fournir pour être payés. Les acteurs sont enregistrés dans le système numérique au moyen d’un identifiant et peuvent confirmer directement sur le chantier, à l’aide d’un appareil mobile, qu’ils ont fourni une prestation. Le système informe alors automatiquement le service de réception des travaux et le contrôleur peut marquer l’ordre comme «terminé» ou signaler des défauts – là aussi, à l’aide d’une application mobile. Les factures arrivées à échéance peuvent ensuite être automatiquement validées en vue de leur paiement. Selon le principe de la blockchain, les différentes transactions sont basées les unes sur les autres. C’est pourquoi une transaction ultérieure est possible uniquement si les transactions précédentes ont été jugées correctes et confirmées en conséquence.

Outre des processus de paiement plus efficaces, les contrats intelligents permettent aussi de réaliser des économies et d’éviter les erreurs humaines puisque les tâches administratives sont automatisées.

3. Exemples d’application réalisés

Gestion de projets avec la blockchain

La gestion de projets basée sur la blockchain est utilisée par la société néerlandaise HerenBouw afin d’améliorer l’efficacité du cycle de développement des constructions. La blockchain sert ici principalement à la sauvegarde des transactions dans le respect des délais légaux, ce qui permet d’améliorer la précision et de créer une piste d’audit. Informations rapides et précises, communication plus transparente et diminution des erreurs font également partie des avantages de la gestion de projets basée sur la blockchain selon le fondateur de Propulsion Consulting.

Protection des données pour la documentation de projets de construction

À la demande de l’entreprise de construction, la société californienne Briq, spécialisée dans la blockchain, a développé un jumeau numérique pour un chantier. L’ensemble des documents et des informations relatifs au projet de construction ont pour cela été sauvegardés dans un registre accessible depuis plusieurs bases de données coordonnées entre elles. Le registre représente ici une copie sûre et impossible à manipuler, ce qui empêche toute modification non autorisée. Les améliorations peuvent être documentées et le registre peut être transféré à la clôture du projet par le biais de la modification des droits d’accès. Une autre valeur ajoutée réside dans la protection contre la perte de données – atout essentiel pour un secteur dans lequel des quantités de données importantes peuvent être perdues lors de leur transmission. D’après Aon, groupe mondial de conseil en gestion des risques pour le secteur de la construction, jusqu’à 95% des données de construction peuvent se perdre lors de la première transmission. La création d’une copie identique permet de limiter significativement ce risque.

 

 

Moritz Lüscher dirige des projets de transformation numérique à la Société Suisse des Entrepreneurs et analyse aussi dans le cadre de ses fonctions les tendances actuelles et leur influence sur le secteur de la construction. Il a plusieurs années d’expérience dans le conseil aux entreprises et dans différents secteurs.

 

 

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Sources

D. Tapscott, R. Vargas. "How Blockchain Will Change Construction" Harvard Business Review (2019)

L. Lopes: "Construction: a Blockchain Use Case" theblockchainland.com (2019)

Z. Turk, R. Klinc. "Potentials of Blockchain Technology for Construction Management" ScienceDirect (2017)

K. Venkatasubramanian. "Does the construction industry need blockchain?" Middle East Business Intelligence (2019)

S. Perera, S. Nanayakkara, M. Rodrigo, S. Senaratne, R. Weinand. "Blockchain technology: Is it hype or real in the construction industry?" Journal of Industrial Information Integration (2020)

J. Hunhevicz, D. Hall. "Do you need a blockchain in construction? Use case categories and decision framework for DLT design options" Advanced Engineering Informatics (2020)

Singularity University. "The Exponential Guide to Blockchain" (2020)

W. Dettling. "How to Teach Blockchain in a Business School" Business Information Systems and Technology 4.0, Springer International Publishing AG (2018)

Binance Academy. "Vor- und Nachteile der Blockchain" (2020)

M. Safar. "Wofür kann die Blockchain-Technologie eingesetzt werden?" Weissenberg Solutions (2020)

Institution of Civil Engineers (ICE). "Blockchain Technology in the Construction Industry" (2018)

Buildingradar.com. "Entwicklung der Baubranche 2020" (2019)

J. Weiler. "Effiziente Zahlungsprozesse für die Baubranche" Ruhr Universtität Bochum (2020)

Aon Risk Solutions. "Technology Corner Profile" (2018)