Application of lean management to modular off-site construction: Impact on the sustainable development dimensions

Rasouli, Helia (2025). Application of lean management to modular off-site construction: Impact on the sustainable development dimensions. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Modular and Off-site Construction (MOC) is increasingly promoted as a sustainable alternative to traditional on-site building methods. Lean Management (LM), with its emphasis on waste reduction, efficiency, and continuous improvement, offers strong potential to support sustainability goals in MOC. However, existing studies often focus narrowly on Lean’s benefits, without systematically exploring its potential drawbacks or dual impacts across sustainability dimensions. This article-based thesis investigates the role of Lean practices in advancing Sustainable Development (SD) within MOC, using a mixed-method approach combining Systematic Literature Review (SLR), expert interviews, and conceptual framework development. A matrix was developed to assess the positive and negative impacts of 14 Lean tools across 16 sustainability metrics, grouped under economic, environmental, and social dimensions. The framework was then validated through expert evaluations using Design Science Research (DSR) methodology. Overall, the results indicate that the positive impacts of Lean practices on the three pillars of sustainable development—economic, environmental, and social—clearly outweigh the negative ones. Tools such as Just-in-Time (JIT), Pull Strategies, and Visual Management are widely used to significantly enhance productivity, optimize material use, and reduce costs. However, caution is needed when applying certain tools like JIT in modular or off-site contexts, as the frequent deliveries required can lead to increased energy consumption and emissions if not carefully managed. These findings underline the importance of contextual implementation to maximize benefits and avoid unintended trade-offs. The final conceptual framework captures these dual effects, offering a nuanced guide for practitioners and policymakers aiming to apply Lean in a sustainabilityoriented MOC context. This thesis contributes to both academic research and construction management practice by proposing a balanced, evidence-based approach to Lean-SD integration in modular construction.

Titre traduit

Application du Lean management à la construction modulaire hors site: impact sur les dimensions du développement durable

Résumé traduit

La construction modulaire et hors site (MOC) est de plus en plus présentée comme une alternative durable aux méthodes traditionnelles de construction sur site. Le Lean Management (LM), avec son accent sur la réduction des gaspillages, l’efficacité et l’amélioration continue, présente un fort potentiel pour soutenir les objectifs de durabilité dans la MOC. Cependant, les études existantes se concentrent souvent uniquement sur les bénéfices du Lean, sans explorer systématiquement ses limites ou ses impacts duals sur les différentes dimensions du développement durable. Cette thèse, structurée sous forme d’articles, examine le rôle des pratiques Lean dans l’avancement du développement durable (DD) dans le contexte de la MOC, à travers une approche méthodologique mixte combinant une revue systématique de la littérature (RSL), des entretiens avec des experts et le développement d’un cadre conceptuel. Une matrice a été élaborée pour évaluer les effets positifs et négatifs de 14 outils Lean sur 16 indicateurs de durabilité, regroupés selon les dimensions économique, environnementale et sociale. Le cadre a ensuite été validé à l’aide de la méthodologie de recherche en science de la conception (DSR) par des évaluations d’experts. Les résultats montrent que les impacts positifs des pratiques Lean sur les trois piliers du développement durable — économique, environnemental et social — l’emportent largement sur les effets négatifs. Des outils comme le Juste-à-Temps (JAT), les stratégies Pull et la gestion visuelle sont largement utilisés pour améliorer significativement la productivité, optimiser l’utilisation des matériaux et réduire les coûts. Toutefois, une application prudente est nécessaire, notamment pour des outils comme le JAT, car la fréquence des livraisons dans un contexte modulaire peut entraîner une augmentation de la consommation d’énergie et des émissions, si elle n’est pas correctement gérée. Ces résultats soulignent l’importance d’une mise en oeuvre contextuelle afin de maximiser les bénéfices tout en évitant les compromis indésirables. Le cadre conceptuel final met en évidence ces effets duals, offrant un guide nuancé aux praticiens et aux décideurs souhaitant appliquer les principes du Lean dans une optique de durabilité au sein de la MOC. Cette thèse apporte ainsi une contribution à la fois académique et pratique en proposant une approche équilibrée et fondée sur des preuves pour l’intégration du Lean et du DD dans la construction modulaire.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Manuscript-based thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillement for a master’s degree in construction engineering". Comprend des références bibliographiques (pages 111-124).
Mots-clés libres:	construction modulaire hors site (MOC), Lean management, développement durable (DD), assemblage sur site, fabrication dans la construction
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Melhado, Silvio
Codirecteur:	Codirecteur Iordanova, Ivanka
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt:	19 sept. 2025 18:49
Dernière modification:	19 sept. 2025 18:49
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3694

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