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Interdépendances dynamiques : Construction de la chaîne d'approvisionnement nord-américaine en VE
Par Aaron Walsh, Chef de marché, Automobile chez Alberici
Alors que les constructeurs automobiles s'efforcent de produire la prochaine génération de véhicules électriques, la chaîne d'approvisionnement des VE se développe à un rythme effréné. Nous n'avons jamais vu un tel niveau de complexité en termes de conception, d'approvisionnement, de fabrication et de construction simultanés à cette échelle.
Selon un rapport de Reuters datant de 2022, les principaux constructeurs automobiles mondiaux prévoient de dépenser près de 1 200 milliards de dollars d'ici à 2030 pour développer et produire des millions de véhicules électriques, ainsi que les batteries et les matières premières nécessaires à cette production. Ces nouveaux investissements se situent principalement en Amérique du Nord et permettront d'établir une nouvelle chaîne d'approvisionnement reliée par de très grandes et nouvelles installations pour l'approvisionnement en matières premières et la fabrication de batteries pour véhicules électriques.
Les entrepreneurs ont de nombreuses possibilités de créer de la valeur lors de la conception et de la construction de ces nouvelles installations de fabrication. Il est primordial de s'associer avec les bons collaborateurs. Les partenaires commerciaux doivent avoir l'appétit, les ressources et les compétences nécessaires pour naviguer habilement dans les interdépendances dynamiques.
La production nord-américaine de véhicules électriques s'accélère en dépit d'une série de contraintes telles que la pénurie de main-d'œuvre et d'équipements, le manque d'expérience en matière de fabrication de pointe et la tendance à la livraison accélérée afin d'accélérer la mise sur le marché. Historiquement, l'expertise en matière de production de batteries est centrée sur l'Asie, ce qui ajoute les barrières linguistiques à la liste des défis, ainsi que la conciliation des normes d'importation et des normes nationales. La convergence des facteurs susmentionnés permet aux directeurs de la construction et aux entrepreneurs généraux de faciliter la livraison des projets dans les délais impartis grâce à notre position au centre de l'équipe du projet.
Les ressources humaines sont le principal défi et la principale contrainte de l'industrie, qu'il s'agisse de métiers spécialisés, de professionnels de la construction ou de concepteurs. Vous trouverez ci-dessous une feuille de route contextuelle basée sur l'expérience pour savoir comment nous relevons les défis et aidons nos clients à construire la chaîne d'approvisionnement en VE de l'Amérique du Nord.
Une nouvelle évolution : Installations de fabrication avancée
Les installations de fabrication avancée nécessitent trois à quatre fois plus d'équipements mécaniques et électriques que les installations de fabrication traditionnelles, et elles utilisent une automatisation complexe avec une robotique sophistiquée.
Aux États-Unis, les incitations fédérales annoncées en 2022 sont conçues pour réduire le coût des véhicules électriques et de l'infrastructure de recharge tout en stimulant l'adoption des VE. Les États-Unis ont pour seul objectif de porter les ventes de VE à 50 % de l'ensemble des ventes de voitures neuves d'ici à 2030.
Pour les constructeurs automobiles, il en résulte un déplacement vers l'espace de fabrication avancée, longtemps occupé par les industries pharmaceutiques, aérospatiales et médicales, où les considérations technologiques sont inextricablement liées à chaque installation. Elles abritent d'immenses salles "propres" et "sèches" où la pression et l'humidité de l'air sont hautement contrôlées, respectivement. La sélection des matériaux et des équipements optimise l'ionisation de l'air et utilise des conducteurs de mise à la terre pour empêcher les charges statiques d'endommager les semi-conducteurs. La construction de ces installations de fabrication de pointe nécessite des métiers spécialisés en grande quantité, et l'expérience s'acquiert rapidement au fur et à mesure de l'achèvement des projets.
Si vous imaginez un diagramme de Venn, avec la construction automobile traditionnelle d'un côté et la fabrication de pointe de l'autre, le chevauchement au milieu s'élargit actuellement avec la production de batteries pour véhicules électriques qui passe à la vitesse supérieure. Plus de 52 milliards de dollars d'installations de fabrication de VE en Amérique du Nord ont été annoncés depuis 2020.
De grande envergure et imprégnées de technologie, les installations de fabrication avancée utilisent des infrastructures mécaniques et électriques de pointe pour créer des environnements hautement contrôlés.
Un paysage à un milliard de dollars
Historiquement, les ressources et l'expertise en matière de fabrication de batteries proviennent de la Chine, du Japon et de la Corée. Les matières premières, les matériaux transformés et les batteries lithium-ion finies utilisées dans les voitures américaines proviennent encore principalement d'Asie, mais cela va bientôt changer et réduire le coût de fabrication des batteries, ce qui rendra les véhicules électriques plus abordables. Les incitations fiscales correspondent aux pourcentages de composants de batteries provenant, transformés et assemblés en Amérique du Nord.
Si vous regardez une carte de l'Amérique du Nord aujourd'hui, vous devrez placer au moins 33 épingles pour tenir compte de chacun des mégaprojets de plusieurs milliards de dollars en cours pour alimenter la production actuelle et future de VE. À l'instar de la production d'énergie, la chaîne d'approvisionnement à trois pôles se compose de modalités en amont, en aval et en milieu de chaîne. Chacun des projets en cours donnera lieu à une installation spécifiquement construite pour soutenir l'un d'entre eux.
Ces installations n'ont pas d'analogue direct dans la longue histoire de l'industrie automobile, c'est pourquoi des constructeurs comme Stellantis (Chrysler/Fiat) et GM s'associent à des entreprises technologiques coréennes comme LG Energy Solution et POSCO Future M. Des partenariats innovants sont également nécessaires du côté de la conception-construction pour intégrer les bonnes personnes à nos équipes de projet lors de la livraison de ces installations.
Emplacement des mégaprojets nord-américains actuels de VE.
Livraison rapide
Le marché nord-américain des véhicules électriques est en concurrence avec les fabricants de téléphones et de tablettes du monde entier pour ce qui est de l'expertise. Il exige une main-d'œuvre qualifiée ayant une expérience de la "fabrication avancée", et il est en concurrence avec pratiquement tous les marchés industriels et commerciaux pour les infrastructures de construction telles que les unités de traitement de l'air, les transformateurs et les appareillages de commutation électrique. Ces installations nécessitent trois à quatre fois plus de systèmes mécaniques et électriques qu'une installation de fabrication classique. Les délais de livraison peuvent dépasser 60 semaines pour répondre à la demande massive d'un seul projet. Et chacun de ces défis peut entraîner des retards. Entre-temps, la réalisation d'un projet ne se compose plus de phases rigoureusement délimitées, ce qui accroît la nécessité de trouver des solutions prêtes à l'emploi pour relever les défis susmentionnés. Chaque phase se superpose à la suivante. Le financement se poursuit alors même que la conception schématique commence et que notre équipe de construction est constituée. La sélection des fournisseurs a lieu en même temps que la formalisation des documents de conception, ce qui coïncide avec l'ordonnancement de la construction. Lorsque l'installation entrera en activité et produira ses premiers produits, nos équipes de construction seront encore sur place pour apporter toutes les améliorations nécessaires. Jamais auparavant nous n'avions vu un tel niveau de complexité en termes de conception, d'approvisionnement, de fabrication et de construction simultanés, où tout se passe en même temps.
Stratégies pour naviguer dans les interdépendances dynamiques
Alberici construit des installations pour servir chaque modalité de la chaîne d'approvisionnement en batteries pour véhicules électriques et a élaboré des stratégies pour naviguer dans les interdépendances dynamiques. Nos stratégies se sont développées en relativement peu de temps grâce à notre volonté d'éliminer ou d'atténuer les incertitudes. Ces stratégies se sont avérées efficaces pour des projets tels que l'installation intermédiaire de 4,5 millions de pieds carrés de NextStar Energy et l'installation en amont de GM/POSCO Future M.
Besoins des partenaires commerciaux
Les marchés du travail régionaux varient considérablement. La capacité d'auto-exécution peut éliminer l'incertitude liée à la main-d'œuvre, en particulier lorsqu'il s'agit de respecter des calendriers serrés comme ceux de l'usine de NextStar Energy à Windsor, dans l'Ontario. Le projet a démarré en 2022, a été achevé à 30 % en novembre 2023 et devrait produire ses premiers modules au cours du premier semestre 2024. Pour diviser efficacement la portée du projet, nous avons qualifié plusieurs sous-traitants possédant l'expérience requise et les avons combinés avec l'auto-exécution pour répondre aux besoins de ce mégaprojet.
La figure ci-dessus indique les fluctuations des métiers spécifiques au fur et à mesure de l'avancement des projets.
Alignement du champ d'application et gestion du changement
Compte tenu de la taille et de la diversité de nos équipes de projet, en termes de langues et de procédures opérationnelles standard, les canaux de communication doivent être inclusifs et établis dès le départ. Des changements sont presque inévitables au fur et à mesure que le projet progresse et ils peuvent se répercuter dans toutes les directions, de la conception à la construction, en passant par l'approvisionnement et le financement. Alberici met continuellement à jour les estimations de coûts au fur et à mesure que les projets avancent d'une phase à l'autre, et nos estimations pour des portées spécifiques ont parfois changé de 20 pour cent ou plus parce que la portée s'est élargie ou que les quantités ont changé. Nous conservons méticuleusement des organigrammes distincts pour la pré-construction et la construction afin de définir rigoureusement les canaux d'information. En fait, nous générons un alignement de l'étendue des travaux entre toutes les parties, ce qui garantit une communication claire des attentes.
Équilibrer les risques et les récompenses dans les contrats
En fin de compte, en raison de la taille, de l'échelle et des "inconnues connues", le modèle de contrat utilisé pour ces projets - entre l'entrepreneur et le propriétaire ainsi qu'entre l'entrepreneur et le sous-traitant - a été très variable. Qu'il soit influencé par le coût, le calendrier, la qualité ou l'expertise en matière de gestion, le contrat est soigneusement étudié afin d'aligner les résultats souhaités par toutes les parties. Un contrat à prix forfaitaire comporte le plus grand risque du côté de l'entrepreneur pour les travaux les plus incertains, mais il peut s'avérer judicieux pour les travaux de terrassement, d'architecture et d'aménagement paysager qui ne sont pas susceptibles de changer de manière significative. Un contrat à prix coûtant majoré comporte moins de risques pour l'entrepreneur et peut s'avérer judicieux pour les travaux qui prévoient des changements limités, tels que les travaux de bétonnage et de fondation. Un contrat en régie comporte le moins de risques pour les entrepreneurs MEP, qui acceptent d'exécuter les travaux en sachant que les coûts de la main-d'œuvre et des matériaux évolueront.
Aller de l'avant
Même si les ventes de véhicules électriques ont récemment ralenti, l'élan se poursuit en faveur d'un changement sociétal visant à réduire les émissions de carbone et à adopter les véhicules électriques. La mise en place d'une chaîne d'approvisionnement nord-américaine continuera de s'appuyer sur des installations spécialisées, quel que soit le contexte politique. Les partenaires de construction qui comprennent et exploitent ces tactiques de chaîne d'approvisionnement intégrée sont indispensables pour livrer ces projets dans les délais et avec la meilleure valeur.
À propos d'Aaron Walsh - En tant que chef de marché pour le marché automobile d'Alberici basé à Détroit, Aaron est responsable de l'ensemble des opérations, de la satisfaction des clients et de la réussite financière de son unité d'affaires. Il dirige la stratégie et établit des relations avec les clients et les partenaires commerciaux afin de mener à bien les projets.
Depuis qu'il a rejoint Alberici il y a 13 ans, Aaron a progressé régulièrement en occupant divers postes, notamment celui de chef de projet et de directeur des opérations avant d'assumer son rôle actuel. De l'installation d'équipements à la construction de nouveaux bâtiments, en passant par le marché émergent de la fabrication de batteries, Aaron a géré des projets dans toute l'Amérique du Nord.
