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Enseignement des nouveaux outils et leurs contextes d’utilisation

Introduction 

          Le BIM, en constant développement depuis quelques années (depuis deux ans en France), occupe une place de plus en plus importante dans les entreprises de construction et de planification. En effet, c’est avec cet outil que la planification, la conception et la gestion des bâtiments, des infrastructures et des réseaux techniques est révolutionnée, avec notamment une réinvention complète de la communication de ces informations. La création de maquettes 3D intelligentes permet en effet d’optimiser les décisions prises à propos d’un projet et de les communiquer. On utilise généralement un logiciel de modélisation 3D afin de visualiser la maquette, tels que Revit, AutoCad, Rhinocéros ou encore Civil3D, tous utilisés à des fins différentes.

A travers cette présentation, nous allons évoquer comment se fait l’enseignement de ces nouveaux outils avant de parler de leurs contextes d’utilisation, en nous basant sur notre expérience personnelle, notamment en nous appuyant sur des logiciels que nous avons eu l’occasion d’utiliser durant notre scolarité.


 

I – Contexte d’utilisation

          Les conditions d’utilisation du BIM dans le milieu professionnel sont multiples et variées ce qui démontre bien la polyvalence et l’adaptabilité offertes par cette méthode. En effet, la philosophie du BIM est de réunir et de capitaliser toutes les informations relatives à la construction d’un bâtiment. Ces informations, pouvant concerner tous les corps de métier intervenant dans l’élaboration du bâtiment (plombier, électricien, chauffagiste…), sont regroupées dans la maquette numérique sous la forme d’une arborescence.

Les principaux objectifs de la BIM sont de réduire les couts engendrés par la mauvaise gestion des informations concernant ces bâtiments et de réduire les délais de réalisation des projets. L’utilisation du BIM est en pleine expansion, en effet la majorité des acteurs de la construction (maitre d’ouvrage, bureau d’études, entreprise du BTP…) sont concernés par ce nouvel outil et constatent le potentiel de la maquette numérique.

De plus le BIM présente un autre avantage prépondérant, à savoir qu’il s’inscrit parfaitement dans l’enjeu primordial du réchauffement climatique. En effet l’amélioration des performances énergétique des bâtiments est impérative dans notre contexte actuel. La BIM a pour réel atout de pouvoir optimiser les choix de matériaux ainsi que la conception de l’ouvrage en vue d’améliorer le diagnostic énergétique du bâtiment. La BIM favorise la conception de projets plus durable sur le plan énergétique mais elle permet aussi de réaliser le diagnostic énergétique de bâtiments en temps réel et ainsi de permettre à l’exploitant du bâtiment de prendre les mesures nécessaires en termes de maintenance.

Ainsi ce nouvel outil doit servir de moteur à la transition énergétique des bâtiments, l’un des challenges les plus importants à relever dans le futur.

Nous sommes donc en présence de réformes majeures dans l’enseignement des savoirs, liés à la construction, qui prennent désormais en compte de nouveaux enjeux comme le développement durable ou la numérisation des données. Cependant, dorénavant l’enseignement doit précéder l’évolution des métiers de la construction afin de remplir complétement sa fonction. Il faut que l’enseignement prenne le pas sur les tendances et les pratiques du monde professionnel.

Ces évolutions passent par l’enseignement du BIM aux étudiants amenés à travailler dans le domaine de la construction en mettant en exergue l’importance de l’interopérabilité mais aussi celle du travail collaboratif.


 

 II -Les différents outils proposés

            Comme nous l’avons dit précédemment, il existe différents outils de modélisation 3D inscrits dans une dynamique BIM. Les principaux que nous avons déjà croisé jusqu’ici sont Rhinocéros, AutoCad et pour les options BIM en 3e année, Civil3D, Revit et DynamoBIM. Ces logiciels, plus ou moins faciles d’utilisation, permettent d’enseigner le BIM en commençant par la transition de la CAO (Conception Assistée par Ordinateur) au BIM dans le sens auquel on l’entend.

C’est comme ça qu’en première année nous avons suivi un cours de CAO avec notamment l’apprentissage des bases du logiciel AutoCad, avec de la modélisation 2D, à savoir la réalisation d’un plan de définition d’une structure. L’enseignement se basait sur de la répétition de commandes préétablies permettant de réaliser le produit final, avec l’assimilation de méthodes de construction par la pratique.

Nous avons poursuivi notre enseignement en 2e année en nous intéressant cette fois-ci à Rhinocéros, logiciel de modélisation 3D. Nous voyons ici clairement la transition entre CAO et BIM à proprement parler, avec une modélisation et un rendu qui se rapprochent bien plus du résultat que nous aurions obtenu via une démarche BIM. En l’occurrence, nous avons commencé Rhinocéros en faisant la modélisation d’un pont, afin d’assimiler les bases du logiciel, puis nous avons directement basculé sur Grasshopper, un « plug-in » sur Rhinocéros permettant de réellement nous inscrire dans un esprit BIM. Nous avons en effet procédé à la réalisation d’un projet, en l’occurrence la modélisation d’un bâtiment commercial, qui consistait en la « pannelisation » de l’ensemble de l’extérieur de la structure. Dans un esprit de modification et d’optimisation de cette réalisation, nous avons pour la plupart choisi de paramétrer notre projet, afin de pouvoir modifier par la suite la structure en choisissant d’autres données d’entrée. Ainsi, grâce à Grasshopper, nous avons réalisé un bâtiment entièrement paramétrable, avec un changement instantané de la structure dès l’entrée de nouvelles données. Ceci s’inscrit parfaitement dans un esprit BIM : les personnes qui réalisent les maquettes se doivent d’être le plus clair possible envers les ceux qui ne maitrisent pas de tels outils, et ce projet nous montre à quel point il est important de soigner l’accessibilité afin d’expliciter la réponse à une demande.

Pour ceux d’entre nous que participent à l’option BIM dispensées en 3ème année à l’ESTP, nous avons tout d’abord travaillé avec l’outil Revit, à partir d’un plan au format .dwg (format autoCAD), nous avons modélisé un bâtiment de 4 étages. Avec à cet outil, on différencie chaque élément du plan non plus uniquement grâce à ses dimensions mais aussi grâce à sa constitution, par exemple, un mur de 18cm est une juxtaposition de couches (isolant, structure principale, etc). On se rapproche encore plus du BIM comme on l’entend, chaque élément est défini numériquement selon ses caractéristiques, jusqu’ici, un poteau était représenté de la même manière qu’un morceau de mur par exemple, il n’en est plus question sur Revit. Nous créons une famille différente pour chaque type d’élément, chaque type de mur, chaque type de colonne, ainsi, une modification sur la famille permet une modification instantanée sur chacun des éléments de ce type dans le projet. Nous associons des caractéristiques à chaque revêtement de sol, pour chaque pièce, nous pouvons donc obtenir des nomenclatures instantanément pour d’innombrables caractéristiques. Imaginons qu’en cours de projet, une pièce change d’utilisation, il suffit de changer une seule donnée pour que tous les changements nécessaires soient effectués. DynamoBIM, que l’on a utilisé sur Revit, est un logiciel gratuit qui peut être assimilé à Grasshopper dans notre groupe de logiciels. Il permet de calculer des relations entre nos éléments plus complexes que les logiciels si dessus.

Nous avons ensuite appris à utiliser le logiciel Civil3D, nous cherchons alors à modéliser un terrain à partir de relevés topographiques. Après avoir obtenu un terrain le plus fidèle à la réalité possible, il nous faut déterminer un éventuelle terrassement pour un tracé routier, nous avons pu comparer ce travail avec celui que nous avions effectué l’année précédente dans lequel nous devions calculer un tracé similaire « à main nues », avec peu de connaissances sur le logiciel, il a suffi d’une journée pour obtenir un résultat concluant contre plusieurs semaines avec une calculatrice normale. De plus, comme nous travaillons d’an une optique BIM, nous pouvons modifier n’importe qu’elle étape de notre travail et les conséquences sur le projet final sont instantanément recalculées et appliquées. A l’aide des outils proposés par le logiciel, nous avons proposé la création de talus pour l’installation de futurs structures, encore une fois, une fois que les caractéristiques des talus sont définies, il est possible de modifier la forme au sol du talus ou encore son altitude et tout est recalculé instantanément. Cela nous permet par exemple, d’obtenir les quantités idéales de remblais et déblais afin de limiter les besoins en matériaux lors du chantier.

Chaque logiciel de BIM a donc sa fonction propre dans la réalisation d’une maquette numérique mais aucun ne rassemble tous les outils optimaux nécessaires à l’accomplissement entier parfait d’un projet. Pour cela, un utilisateur devra rassembler ces différents fichiers faits à partir de plusieurs logiciels par exemple avec le logiciel Navisworks d’Autodesk. Ainsi on pourra importer un bâtiment réalisé en Revit sur un terrain modélisé sous Civil 3D.


 

III – Retour d’expérience – Propositions

            La transition de la CAO au BIM est parfaitement intégrée dans le cursus dispensé à l’ESTP, avec un cheminement logique et compréhensible par tous. L’apprentissage lui-même est enrichissant, dans le sens où il n’existe pas une solution mais plusieurs, avec une aide personnalisée selon la solution choisie. Par exemple, malgré le fait que tous les projets de l’année passée aient eu le même sujet, nous avons rencontré autant de possibilités qu’il y avait de groupes, avec une résolution qualitative pour chaque groupe.

L’enseignement du BIM est particulier et se doit d’être différent d’un enseignement classique, c’est-à-dire des cours magistraux sans ordinateur à disposition. L’apprentissage du BIM se fait par l’exercice, les cours de l’option BIM sont donc un cours dans lequel nous suivons et reproduisons ce que l’enseignant modélise. Nous avons pu observer lors de ces cours qu’un travail personnel supplémentaire était même nécessaire pour assimiler toutes les notions et s’assurer une rapidité d’exécution suffisante.

En parallèle, des cours magistraux en e-learning nous ont été proposés pour augmenter notre culture sur l’histoire et l’utilisation du BIM dans le BTP. Cependant des exercices de BIM auraient pu être proposés en supplément pour nous permettre d’approfondir cette formation. En effet ce format s’y adapte bien et nous permet de suivre ainsi que d’éventuellement stopper la vidéo et revenir en arrière en cas de retard. Cet outil permettra donc aux étudiants d’aller à leur rythme pour une assimilation optimale des méthodes BIM.

De multiples dispositifs ont été mis en place dans les entreprises pour inclure le BIM dans le processus d’exécution des projets. De plus, celles-ci cherchent à former leurs conducteurs de travaux et chefs de chantiers à l’utilisation de ces logiciels pour profiter au maximum des avantages du BIM. Cependant ce changement ne s’est effectué que très récemment et parfois même seulement par obligation légale. On peut donc aujourd’hui observer des BIM-managers évoluer dans les grands groupes mais ces cellules sont très réduites pour le moment et comptent parfois qu’un seul employé.

La transition numérique s’étend enfin au domaine du BTP, néanmoins les entreprises doivent encore fournir des efforts afin de pourvoir profiter de la maquette numérique à son potentiel optimal.


 

Conclusion

          La maquette numérique représente une avancée numérique conséquente pour un secteur en retard sur son temps. Si les méthodes changent, les manières d’enseigner se doivent d’évoluer aussi. Apprendre l’utilisation d’un outil informatique est différent de l’apprentissage de connaissances théoriques et de simples cours magistraux ne sont plus suffisants. Ainsi seuls l’exercice et la pratique permettront aux étudiants de saisir toutes les fonctionnalités de ces logiciels.

En outre, les différents logiciels permettent d’étudier chacun une partie du projet et chacun a sa fonction propre définie. Il advient donc à l’utilisateur de choisir l’outil le mieux adapté à ce qu’il cherche à entreprendre. La maquette numérique est un outil très puissant qui pourrait à terme faire évoluer drastiquement le domaine de la construction et les différentes méthodes utilisées.

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Projet BIM TP3

La formation face à l’émergence du BIM

Le BIM (Building Information Modeling) est une vraie révolution dans le monde du BTP. En effet, il révolutionne la manière de planifier, concevoir, construire et gérer les bâtiments et infrastructures. Le BIM implique la création et l’utilisation d’une maquette 3D, accessible à tous les acteurs du projet, qui permet de fournir les bonnes informations aux bonnes personnes. Cela permet de réduire les risques d’erreurs en phase de conception et d’éviter les retards et conflits en phase de construction. Le BIM est un ensemble d’outils (logiciels, processus) qui facilite la communication entre les différents acteurs autour d’un projet. L’utilisation du BIM apparait donc comme indispensable pour les futurs projets de BTP.

Tous les grands acteurs du BTP en viennent à utiliser la maquette numérique, il faut donc être capable de s’adapter et d’utiliser le BIM pour ne pas se faire distancer par la concurrence. De plus le gouvernement a prévu d’intégrer le BIM dans les marchés publics dans un futur très proche, il sera donc impossible de travailler sans cette technologie.

Le contexte fait que nous sommes dans une période de transition où petit à petit nous nous dirigeons vers une utilisation de la maquette numérique pour tous les projets de BTP. Le problème majeur est que cette transition se fait très rapidement et il y a donc beaucoup de demandes de personnel compétant sur le sujet. Cependant il y a encore trop peu de personnes qui savent se servir du BIM, c’est pour cela qu’il y a eu une émergence des formations BIM que ce soit en entreprise ou dans les écoles ou universités.

Les formations BIM sont très récentes, la première datant de 2014, et depuis, toutes les écoles de BTP ont intégré ces formations BIM à leur cursus et de nombreuses entreprises sont en train de former leurs employés. Néanmoins, à l’heure actuelle, il n’y a pas assez de formations BIM pour faire face à sa rapide montée en puissance.

Pourquoi ce besoin de développer un outil tel que le BIM ?

Dans le processus traditionnel, beaucoup d’informations sont perdues entre chaque étape. En effet les acteurs sont différents, les outils utilisés par ces acteurs sont différents, il y a donc à chaque étape un risque de perdre une partie de l’information. Finalement on perd énormément d’informations et donc du temps, de la qualité et de l’argent. L’objectif avec le BIM c’est d’avoir un langage commun afin de limiter ces pertes d’informations et ces incohérences qui sont des véritables obstacles à la réalisation des projets. Les informations relatives à un bâtiment sont saisies en moyenne 7 fois lors d’un projet, donc 7 fois plus de chance de commettre des erreurs et donc d’engendrer des retards et des pertes d’argent.

Le coût annuel des incohérences en France dans le bâtiment est estimé à 10 milliards d’euros, c’est énorme et le BIM permet de limiter ces coûts colossaux car toutes les informations et tous les résultats sont stockés au fur et à mesure de l’avancement du projet.

L’offre de formation en matière de BIM

Il y a la volonté de mettre en place une formation permanente au BIM pendant toute la carrière du salarié. En effet, les outils informatiques utilisés subissent une évolution constante et il est donc nécessaire de se former continuellement pour conserver une performance toujours optimale et un rendement de travail répondant aux attentes des entreprises.

Pour cela, on peut logiquement penser à deux axes : la formation initiale avec l’intégration dans les cursus universitaires/écoles mais également aux formations continues dispensées via des cours intensifs dans des écoles ou centres spécialisés, à l’instar des formations proposées à l’ESTP : mastère spécialisé ou parcours certifiant. Il est important de former dès le départ les futurs acteurs du BTP et les maintenir à un certain niveau d’exigences qui permettra au BIM de devenir le standard incontournable des projets.

Les enseignements proposés dans les écoles de la construction sont généralement animés par des professionnels qui apportent une plus-value via leurs expériences. Il en va de même pour le BIM avec une implication très forte des entreprises, tant dans le choix des cours que dans l’environnement de travail. En effet, l’exemple de l’ESTP est très parlant, avec une salle dernière génération, intégralement dédiée à l’apprentissage du BIM, financée par une grande entreprise de travaux. Cette dernière envoie également des intervenants pour animer les cours des étudiants durant la deuxième année du cursus de l’école. On remarque donc que le monde du travail souhaite accompagner les formations à partir de réels besoins.

Nous avons parlé ici de ce que l’on retrouve dans les écoles d’ingénieur (notamment) mais il est nécessaire de souligner l’importance de former l’ensemble des acteurs de la construction. L’offre se doit donc d’être partout présente, dans l’ensemble des formations (BTS, IUT, immobilier, …) puisque tous les métiers sont amenés à participer au développement du BIM et à l’utiliser quotidiennement.

Enfin pour continuer sur les formations disponibles, le développement d’internet a fait émerger de nouvelles méthodes d’apprentissage avec des cours à contempler de n’importe où, dès lors que l’on possède une connexion internet. Ces cours peuvent être gratuits comme payants et les offres ne manquent pas, via des plateformes comme Youtube ou comme tuto.com. On retrouve de plus en plus de formations vidéo sur les logiciels dédiés à la construction comme Autocad, Revit, (…), ce qui annonce un engouement particulier pour ces nouvelles voies d’apprentissage par les professionnels et étudiants. On retrouve également les éditeurs avec des offres d’enseignement et de suivi lors de l’achat des licences de leurs logiciels et/ou écosystème. On peut citer Autodesk qui est un acteur majeur dans le développement des outils BIM et qui possède les compétences nécessaires à la formation des acteurs de la construction. Il intervient notamment au travers de centres de formation agréés et il délivre également une certification qui constitue une reconnaissance et une validation fiable des connaissances dans leur environnement BIM.

Sur quelle base se référer ?

Le BIM peut être comparé à ce qui est fait dans l’industrie et plus particulièrement dans l’industrie aéronautique. Nous pourrions même dire que nous nous devons de comparer ses deux domaines tant la fabrication d’avions a su tirer part de la maquette numérique et de son écosystème. En effet, les grands de l’aviation ont compris l’intérêt que pouvait apporter cette méthode de travail et ont su concevoir les outils adéquats avec comme référence le logiciel CATIA développé par Dassault Systèmes depuis la fin des années 1970. On remarque tout de suite que ce logiciel de conception assistée par ordinateur est né à une époque où l’ordinateur n’en était qu’à ses balbutiements, ce qui démontre l’avance que ce domaine a sur le BTP. Il s’agit d’un logiciel capable d’être utilisé dans la conception de tous types de projets et à tous les niveaux : conception mécanique, électrique, design ou encore dans l’usinage direct des pièces. Cela se confirme encore lorsque l’on regarde la liste des utilisateurs du logiciel et de leurs domaines d’activités : Boeing, Airbus, US Navy, Frank Gehry (architecte), Michelin, Audi, Alstom, Swatch, LG, CNRS, Areva et beaucoup d’autres. Afin de rester dans le domaine de l’aviation, sur un projet d’avion, on retrouve derrière les grands groupes, une multitude d’entreprises spécialisées travaillant main dans la main sur une maquette unique, véritable carte d’identité de l’appareil en développement avec toutes les informations du projet. On retrouve dans les enseignements des écoles cet esprit de la maquette numérique et du travail collaboratif, et ce, non seulement chez les ingénieurs mais également dans toutes les filières liées à la mécanique, ce qui constitue une preuve que la formation des nouveaux outils est une part intégrante dans cette manière de travailler.

On retrouve un schéma similaire dans le BTP avec des entreprises générales très connues mais qui vont travailler avec différentes entités sur les projets (bureaux d’étude, de contrôle, maîtrise d’ouvrage, d’œuvre, etc…).Le domaine de la construction va donc devoir réussir cette transition vers le « tout numérique » et faire converger l’ensemble de la profession vers un même objectif d’utilisation.

Les outils de demain

Le BIM est un concept regroupant un ensemble d’éléments, il ne s’agit pas uniquement d’une simple maquette numérique. C’est aussi un état d’esprit de travail, un travail collaboratif impliquant tous les intervenants d’un projet, les autorisant à développer le sens du travail collectif pour maximiser le rendement. Cela permet de relever et détecter les erreurs et problèmes qui ne sont pas forcément liés à leur responsabilité. De plus il s’agit d’une base collaborative apportant son lot d’avantages mais également son lot d’inconvénients.

Chaque projet est unique, tant en terme de conception que d’acteurs intervenant sur celui-ci. Il est donc difficile de standardiser des outils permettant de répondre à l’ensemble des critères de tous les projets futurs du BTP. En effet, un projet de bâtiment ne partage pas les mêmes caractéristiques qu’un projet de route ou qu’un projet d’aménagement hydraulique : pas les mêmes structures, pas le même environnement et pas les mêmes échelles. Ce dernier point est un problème important dans la conception d’outils spécifiques. Il n’existe d’ailleurs pas de format d’échange pour les projets d’infrastructure à l’instar du format IFC (Industry Foundation Classes) pour les projets BIM dans le bâtiment. A ce titre, il est bon de rappeler que le BIM et ses outils sont en plein développement et que par conséquent des modifications seront apportées, impliquant donc à reformer les utilisateurs. Au fur et à mesure des avancées, il y a fort à parier que des systèmes se démarqueront en fonction des possibilités offertes et selon les retours de la population de la construction.

Un autre point dans l’utilisation du concept BIM et donc de l’utilisation quotidienne de la maquette numérique est la méthode de travail sur les chantiers. A l’heure actuelle, les plans papiers sont exclusivement utilisés et l’informatique n’est pas une priorité dans les travaux. Cela pour changer avec les nouveautés multimédia que l’on connait comme les tablettes numériques : écran compact permettant un affichage et une connectivité permanente. Cet exemple démontre qu’il est tout à fait possible d’utiliser le numérique là où il n’a pas sa place actuellement et que le BIM est susceptible de modifier en profondeur les méthodes actuelles, ce qui réclame un enseignement des nouveaux outils et de leurs contextes d’utilisation.

Enfin l’autre aspect à prendre en compte dans les recherches pour l’amélioration des logiciels servant de base pour ce travail collaboratif est la mise en place de différents paramètres, qui pourront inclure et anticiper l’évolution des ouvrages dans le temps mais aussi l’avènement des futurs logiciels. Ainsi les fichiers d’aujourd’hui pourront être compatibles avec les fichiers de demain et les maquettes actuelles pourront être d’une grande utilité pour les futurs travaux de demain.

Témoignage de la formation au BIM à l’ESTP

Dans ce paragraphe, nous allons reprendre l’exemple de l’ESTP et de comment les étudiants sont formés à la problématique du BIM. On retrouve des cours sur le sujet à partir de la deuxième année avec une première approche dédiée à l’apprentissage de logiciels. En fonction des filières, les logiciels sont différents : Autodesk Revit pour les étudiants de bâtiment et Rhino 3D (accompagné du module Grasshopper) pour les étudiants de Travaux Publics. Ces deux logiciels sont très différents et ne sont pas du tout dédiés au même travail. On retrouve donc une distinction dans l’apprentissage des nouveaux outils du BIM directement dans les formations, influencée par les entreprises qui expriment leurs volontés et leurs besoins. L’apprentissage du logiciel se fait au travers d’un projet, après quelques exercices pratiques en compagnie d’intervenants issus du monde professionnel. Ce type d’enseignement peut-être bénéfique car on apprend toujours beaucoup lorsque l’on est confronté à un véritable projet avec du temps de recherche. On retrouve finalement le type de formation évoquée ci-dessus avec de la recherche personnelle sur internet et ses plateformes vidéo/d’enseignement. D’un autre point de vue, il est dommage que l’initiation au logiciel soit si brève pour finalement apprendre par ses propres moyens lorsque l’on est dans une école. D’un point de vue étudiant, il semble qu’un juste milieu soit à trouver pour les années futures afin de maximiser la qualité de la formation.

On retrouve ensuite des cours plus généraux sur le BIM et sur ses problématiques. En effet, il ne s’agit plus là d’apprendre un logiciel mais plutôt les concepts et problématiques liés à son développement. Toujours présentés par des professionnels, les cours sont illustrés par des exemples tirés de projets d’envergure, ce qui a le mérite de captiver l’audience tout en appuyant bien les concepts. Il s’agit donc là d’un bon moyen pour enseigner les concepts nouveaux et de les mettre dans un contexte d’utilisation. Enfin, on retrouve une option de fin d’études dédiée au BIM où l’essentiel des cours est réalisé sur ordinateur afin d’approfondir les connaissances dans les multiples logiciels susceptibles d’intervenir dans un projet de la construction.

En conclusion

Le BIM est une vraie révolution dans le monde du BTP puisque son utilisation change les méthodes de travail. En effet tous les acteurs du BTP qui n’utilisent pas encore le BIM sont amenés à l’utiliser dans un futur très proche. Face à ce changement il y a un gros besoin de formation pour tous les acteurs. Ces formations sont de deux natures : une formation initiale dans les cursus des écoles ou des universités et une formation continue en entreprise pendant toute la carrière du salarié. L’exemple de l’ESTP illustre ce besoin puisque le BIM est enseigné dans tous les cursus et beaucoup d’approfondissements sont possibles.

Bien plus qu’un simple outil de travail, le BIM est un état d’esprit à acquérir, il a trouvé sa place dans le BTP et il sera impossible de composer sans le BIM dans le BTP d’ici quelques années. Il faut donc s’adapter et former les différents acteurs afin d’entrer dans cette nouvelle ère du BTP.

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Apprentissage de l’outil BIM : Moyens et Enjeux pour les Entreprises de Construction

I. L’outil BIM dans l’Entreprise de Construction

Avec 10 Milliards d’Euros par an de perte dus aux incohérences pour 126 Milliards d’Euros de chiffre d’affaire pour le BTP français, il est temps de développer un outil qui permette de réduire cette perte. Le BIM est incontestablement cet outil qui permet aux concepteurs et entreprises d’être plus efficaces dans la gestion et le partage des données avec tous les acteurs du projet. Il permet également d’accélérer les démarches administratives pour les clients, ainsi que de répondre à certains appels d’offres des marchés publics avec à l’horizon 2017, l’obligation d’utilisation de l’outil maquette numérique dans les marchés publics d’état.

L’enjeu pour les élèves-ingénieurs de l’ESTP qui arrivent dans une entreprise de construction n’est pas forcément de maîtriser toutes les fonctionnalités de conception de l’outil BIM, mais de connaître suffisamment les logiciels pour qu’à partir d’une conception, ils puissent préparer leur chantier, organiser la construction et optimiser l’exploitation de l’ouvrage.

A. La phase de Préparation à la Construction de l’ouvrage

1. Les Quantitatifs

Il faut savoir faire la différence entre les termes de “maquette numérique”” et “BIM” dans le sens où le BIM est une projection 3D “intelligente” de l’ouvrage à construire et pas seulement un solide en 3D.

L’utilisation de l’outil BIM permet donc d’automatiser la production des quantitatifs et également de simplifier leurs mises à jour, autrement dit de pouvoir faire évoluer les métrés consécutivement à l’évolution du projet.

2. La Projection 3D

L’intérêt de la projection 3D est d’abord commercial mais aussi administratif. En effet, la modélisation 3D permet de délivrer des documents 3D facilitant la compréhension et la visualisation des choix et méthodes envisagés.

Avec les projections 3D des plans d’installations de chantier, nuls doute que les démarches administratives d’occupation de l’espace public. On peut également penser qu’en modélisant les modes opératoires et le phasage dans la maquette numérique, les estimations en termes de coûts, de main d’œuvre et de temps nécessaires seront plus fiables.

B. Coordonner les phases de Construction

La réalisation travaux est coordonnée à partir du BIM. Ces points seront les outils de l’ingénieur de demain.

1. La Planification des Interventions

La visualisation du projet est meilleure grâce à la 3D. La création de planning selon les différents lots est rendue possible : La planification 4D. Elle permet d’optimiser et fiabiliser les délais.

2. Le suivi dynamique de l’avancement

Ce rendu est possible avec la maquette 3D. Il donne une meilleure visualisation des travaux. Ce qui limitera les erreurs et optimisera les temps de tache. La coordination des tâches et la gestion de la co-activité est plus simple à prévoir.

3. La Synthèse des Corps d’Etats Techniques et Architecturaux

Modification plus simple, plus intuitive, moins d’erreur peuvent être commise. Les plans de synthèse sont directement déduits de la maquette.

4. La Gestion des Coûts

Cette gestion financière grâce la maquette numérique fiabilise les coûts. Les différentes nomenclatures donnent directement les bons quantitatif.

La planification 5D permet en plus des dimensions géométriques et de temps, d’inclure le coût dans l’avancement des travaux.

C. L’Exploitation de l’Ouvrage

1. La Maintenance

La maintenance est facilitée grâce à la synthèse numérique. En effet, chaque élément technique est référencé dans la maquette. Cela permet aux agents de maintenance de pouvoir agir plus rapidement et d’avoir toutes les références produits. Les informations centralisées permettent d’anticiper les dépenses et les interventions, de préparer des travaux lourds, de simuler des changements d’occupation. Cela permet également d’établir une stratégie immobilière basée sur des données objectives.

2. Le Contrôle des Performances

Ce contrôle fournit un retour d’expérience à long terme sur les produits et méthodes utilisé. La technologie BIM peut analyser les performances des différents systèmes et déceler un éventuel problème.

II. Les Cours de BIM à l’ESTP

Nous avons tous les 4 suivi les cours de BIM en 2ème et 3ème années à l’ESTP, de ce fait, nous pourrons ainsi apporter une analyse critique sur ces deux années. Nous exposerons dans un premier temps les points forts puis ce que nous considérons comme des lacunes de l’enseignement du BIM à l’ESTP. Dans un second temps, nous proposerons des suggestions d’améliorations.

A. Les Points Forts

Souvent Considérée comme l’école du BTP en France, l’ESTP se doit d’être à la pointe en matière de technique innovante. Ainsi, lorsque le BIM réorganise et réinvente la façon de concevoir et gérer un projet de construction, le rôle de l’ESTP est de proposer une formation la plus efficace possible à ses étudiants pour garder son statut d’école de l’innovation. C’est pour cela qu’en 2015 l’école a inauguré sa première salle dédiée exclusivement au BIM, comportant une trentaine de postes équipés de nombreux logiciels de BIM, de tableaux interactifs et d’une imprimante 3D. Le premier cours sur logiciel de BIM à proprement parler s’effectuent en 2ème année, des cours de DAO étant donnés en 1ère année et pouvant être considérés comme les prémices aux cours de BIM.

Le cours de 2ème année est une initiation au BIM : les cours magistraux présentent le BIM comme une nouvelle manière de penser le projet en collaboratif. Les TD permettent de nous faire appliquer les points essentiels du cours à travers le logiciel REVIT. En 3ème année, les cours sont plus magistraux, différents intervenants nous présentent l’utilisation de l’outil BIM et les possibilités qu’il représente dans le monde de l’entreprise en nous montrant des exemples de projets.

Parmi les bons points de l’enseignement du BIM à l’ESTP on trouve en premier lieu la pédagogie des intervenants et des professeurs. La plupart sont des jeunes professionnels ayant étudié à l’ESTP. Leur proximité avec les étudiants rend plus facile l’accroche à cette nouvelle matière, on peut ainsi se projeter dans le monde professionnel à travers ces jeunes diplômés de notre école ayant trouvé des débouchés dans ce secteur. Leur manière d’enseigner, souvent ludique est une force et nous permet d’assimiler plus facilement les nouveaux outils qui nous sont présentés.

Le projet de 2ème année est aussi pour nous un bon point de l’enseignement. La taille du projet fait que nous sommes obligés de travailler à plusieurs et nous permet ainsi de faire nos premiers pas avec ce mode de travail collaboratif.

B. Les Lacunes

Du point de vue négatif, nous pensons que le nombre d’heures de cours de BIM n’était pas suffisant et permettait seulement une approche générale du sujet. Ce manque de cours ne laisse le temps d’appréhender qu’un seul logiciel : Revit, utilisé pour la conception de bâtiment ; alors qu’un enseignement porté sur plusieurs types de Logiciels BIM serait intéressant, par exemple des logiciels plus spécialisés sur le développement urbanistique ou encore les ouvrages d’art.

Nous pensons également que, contrairement à la pratique actuelle, l’enseignement de l’outil BIM devrait se poursuivre au second semestre de 2ème année, le fait de ne plus s’exercer nous faisant vite perdre les bénéfices de l’enseignement du premier semestre. De plus, le second semestre très dense, ne nous permet pas de s’entrainer seul.

Enfin, nous estimons que les cours de 3ème année sont trop théoriques et ne nous montrent qu’une succession d’exemples, alors que des TP comme en 2ème année sur un autre logiciel que Revit par exemple auraient pu être intéressants.

III. Comment Améliorer l’Apprentissage de l’Outil BIM

La première idée que nous avons pu relever est de commencer les cours de BIM dès la première année au second semestre. En effet, lors du premier semestre, nous avons l’occasion d’avoir une première approche du logiciel AutoCad par l’intermédiaire d’un projet personnel. La mise en place de ces cours dans la continuité de l’apprentissage de ce logiciel nous permettrait de ne pas négliger cette matière par la suite. De plus, elle permettrait d’amorcer la deuxième année avec la mise en place d’une approche plus globale du principe du BIM et d’éventuellement de découvrir d’autres logiciels que le logiciel Revit. Il pourrait être aussi intéressant de proposer des cours facultatifs qui permettraient aux élèves d’apprendre à utiliser des logiciels supplémentaires dans le but d’enrichir notre savoir pour la suite de notre vie professionnelle.

La seconde est de créer plus d’interactions avec d’autres matières (architecture, étude de prix, …) ou même d’autres écoles afin de créer un vrai travail collaboratif. Par exemple, des étudiants de l’ENSAE (École Nationale Supérieure d’Architecture de Saint-Etienne) ont mis en place en 2015 un concours de conception et modélisation BIM à Saint-Etienne qui se nomme BIM’SE. Celui-ci a été créé afin de permettre de mieux appréhender le BIM mais aussi pour permettre un vrai travail collaboratif entre des étudiants venant de différentes écoles puisque chacun des groupes candidats doit contenir un élève provenant des cinq écoles participantes. En s’inspirant de ce concept, la mise en place de projet nous permettant de mieux appréhender les différents types d’intervenants et les différents domaines qui peuvent rentrer en jeu nous permettrait de mieux appréhender la réalité des projets que nous pourrons rencontrer dans le futur. En effet, la mise en pratique est quelque chose qui est tout de suite plus concret et bien plus motivant pour les étudiants que des cours purement théoriques.

Enfin, il faudrait que la matière BIM ait un impact plus important dans nos unités d’enseignement. En effet, actuellement, son coefficient est très minime vis-à-vis d’autres matières ce qui lui fait fortement défaut puisque les étudiants voient alors cette matière comme quelque-chose que l’on peut se permettre de négliger pour réussir son année.

Sitographie

methodesbtp.com

bimse.fr

bimbtp.com

lemoniteur.fr

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Méthodologie d’enseignement propre aux outils du BIM

Méthodologie d’enseignement propre aux outils du BIM

Introduction

Le BIM est une véritable révolution pour le secteur du bâtiment et des travaux publics. La digitalisation des informations, vise à éviter les erreurs humaines dues aux incohérences, aux oublies etc. On cherche également à être capable de rassembler l’ensemble des informations d’un projet sur une seule et même maquette. Le BIM est aujourd’hui en France, dans un état de développement. En effet, le nombre de projets réalisés en BIM est signifiant uniquement depuis une dizaine d’année. Mais d’autres pays comme la Grande-Bretagne ou les Etats-Unis, ont réussi à s’adapter rapidement à ce changement notamment grâce à l’importance que leur accorde leur gouvernement respectif. En France, l’état reste encore assez neutre sur la question malgré quelques communiqués pointant du doigt l’importance de l’évolution de la profession. Si le développement est relativement lent, c’est également dû à certains avis sceptiques sur la question qui voit le BIM plus comme une mode que comme un véritable bouleversement. Il y a du vrai dans cet avis dans le sens où il faut bien avoir conscience que les logiciels de BIM sont des outils et ne suffisent pas pour l’entièreté d’un projet. De plus, si certaines erreurs sont corrigées par un modèle, d’autres points de vigilance font surface comme les erreurs de modélisation.

Ainsi, pour parfaire son utilisation, il faut apprendre à maitriser les logiciels. L’apprentissage de nouveaux outils est complexe, il est important de développer une méthodologie propre au domaine. La question suivante se pose donc :

« Comment enseigner l’usage d’outils du BIM ? »

En nous basant sur notre expérience, nous allons essayer de réfléchir concrètement sur la manière d’enseigner l’usage de ces logiciels.

1-Expérience de deuxième année

En deuxième année, nous avons eu l’occasion d’avoir une première approche sur le sujet par une initiation à Revit. Au cours de ces 4 travaux pratiques, nous avons pu découvrir pour la plupart, LE logiciel de BIM le plus connu. Certains d’entre nous avaient cependant appris par eux-mêmes à maitriser les bases lors du projet d’architecture du premier semestre. En deuxième année, nous avions donc eu 4 cours :
-le premier était une initiation à Revit et à la modélisation
-le deuxième portait sur la création de familles
-le troisième concernait les nomenclatures, quantités et présentation
-le dernier parlait de la gestion de l’affichage, des vues et l’usage de filtre.
En plus de ces quatre leçons, nous avions un projet à réaliser qui était la modélisation du nouveau bâtiment de l’ESTP. 4 points sur 20 étaient consacrés à la création d’une famille tout droit sorti d’un catalogue IKEA. La création de famille est bien particulière, il était donc bon de pouvoir s’exercer sur ce seul sujet.

Nous avons eu pour nos cours des enseignants passionnés et intéressants. Mais le panel de compétences acquis au cours des cours, ne correspondait pas à nos besoins dans le cadre du projet. Du moins, nous ne nous étions pas concentrés sur certains outils car nous n’en voyions pas l’utilité à l’instant t. Le projet permet de se rendre compte de l’importance de la maitrise de certains outils. Or, la méthode actuelle consiste à apprendre d’abord et à utiliser ensuite. Nous avons donc connu une lacune sur certains sujets. Cela nous a pris plus de temps à maitriser en conséquence. Par exemple, l’usage de filtres sur Revit est un élément extrêmement important. Mais au premier regard, ceux-ci semblent tout sauf intéressant. Au cours du cours, on suit donc bêtement l’enseignement en ayant tout oublié le lendemain. Et lorsqu’arrive le moment d’utiliser un filtre, bien entendu, nous ne sommes plus capables de le faire. Le projet a pris beaucoup de temps à cause principalement de cette absence de maîtrise sur certaines bases.

Cette expérience de deuxième année fut enrichissante bien que laborieuse et peu gratifiée (coefficient très faible par rapport à d’autres matières).

Méthodologie des professeurs :
La méthodologie était assez systématique pour les quelques cours que nous avons eu :
Un cours correspond à un thème,
Présentation du sujet au début,
Démonstration du professeur,
Exercice donner par le professeur,
Questions des élèves jusqu’à réussite de l’ensemble des élèves,
Fin du cours,
Nombre d’élèves limités (environ 40 à 50 élèves par séances) mais supérieur à la capacité de la salle BIM (Il n’y avait pas un poste par élève).
Sur le projet, la méthodologie était la suivante :
Énoncé du projet en cours avec présentation des objectifs à atteindre,
Création d’un forum format FAQ entre élèves et enseignants,
Aucun suivi de projet après son lancement
Retour d’expérience en troisième année sur notre vécu de l’option.
Après cette présentation de notre expérience vécu au travers des cours d’utilisation du logiciel Revit, nous allons pouvoir analyser notre vécu afin de tirer des conclusions sur les méthodologies à adopter pour les outils du BIM.

2-Méthodologie à adopter

   a-La méthodologie par approche projet

Il est clair que certains manques étaient à combler pendant cet enseignement de deuxième année. Mais l’idée d’utiliser un projet pour nous faire apprendre à utiliser des outils reste la meilleure. Mais cette méthode est à nuancer.
Une première approche pourrait être de se dire : « donnons-leur un projet laissons les avancer. Et ensuite donnons-leur les cours dont ils ont besoins. » Ce point de vue soulève un problème de taille : naturellement la plupart des élèves prendrons peur face au logiciel et ne fournirons pas de progression significative. Il faudra alors au final leur enseigner les bases pour qu’ils puissent réellement avancer sur le projet. Retour donc à la case départ.
Il doit cependant être possible d’envisager une méthode entre deux. En effet l’idéal serait d’avoir :
Une batterie de cours simples pour apprendre à maîtriser les bases de l’outil et dépasser la peur de l’inconnu
Un lancement du dit projet
Des séances de suivi du projet afin d’aider les étudiants à progresser à leur rythme
Un rendu de projet numérique ET oral.
La partie orale est importante car elle permet trois choses :
Séparer le bon grain de l’ivraie (élèves sérieux des élèves moins sérieux)
Faire comprendre aux étudiants leurs erreurs pour ne pas les refaire plus tard
Avoir un retour d’expérience direct et à chaud avec les élèves sur l’enseignement ; comprendre les points bloquants des élèves qu’on pourrait considérer comme simple (par exemple les nomenclatures sur Revit)
Nous pensons que cette approche projet stimule au maximum l’intérêt et l’investissement des étudiants.

b-La méthodologie des cours

Pour garder une audience attentive, il faut la captiver, l’occuper. Dans le cadre des outils du BIM, le meilleur moyen reste l’exercice. Plus une explication magistrale sera longue, plus les étudiants s’impatientent. Le meilleur moyen d’avancer et faire, et de faire faire en simultané. Le partage d’écran de la salle BIM est pour cela une réussite car cela permet de travailler tout en ayant les yeux sur ce que fait l’enseignant.

Afin que la concentration des élèves restent constante, il serait intéressant d’envisager les cours comme un mini-projet avec un objectif à la fin du cours. Par exemple : « aujourd’hui l’objectif est de réaliser l’ensemble d’un système poteaux-poutres d’un bâtiment, mais pour cela, nous allons voir la création de famille poteau et la création de famille poutre ». Ainsi un étudiant aura plus tendance à vouloir rester concentré afin d’arriver jusqu’au bout du cours.

L’arme ultime de tout enseignement reste bien entendu la notation, mais cela n’est pas spécifique à l’enseignement de l’utilisation de logiciels BIM. Noter le rendu de chaque séance peut être une méthode pour s’assurer une concentration maximale. Cependant la notation de TD ne doit pas être punitive car certains peuvent simplement avoir des difficultés sur l’usage d’un outil et rester bloquer dessus. Il faut être capable de juger de l’investissement plutôt que du résultat. Mais cela nécessite du temps et plus d’encadrants.

Conclusion

En conclusion, nous avons donc vu que les outils du BIM sont complexes. Ils nécessitent un apprentissage long et minutieux. L’ESTP c’est lancé ce challenge en proposant des cours obligatoires et deuxième année et une option en 3ème année. Dans notre article, nous nous sommes basés sur notre expérience en deuxième année et sur notre ressenti. Nous avons essayé d’être objectif et constructif afin que cela puisse porter les futurs étudiants de l’ESTP vers une meilleure maitrise de ces outils.
Cependant, nous n’avons pas abordé certains points ; relatifs plutôt à la compréhension du BIM en tant que tel plutôt que dans l’apprentissage de l’usage de ses outils. En effet, l’usage d’un outil est une chose. Mais il est important de comprendre en profondeur ce que l’on fait. Il ne faut pas voir Revit comme un simple logiciel de modélisation 3D ou Tekla comme un très bon logiciel de modélisation 3D de construction métallique. Il faut être capable d’appréhender l’approche objet de ces outils et l’importance de l’information. Si en sortant d’un cours d’usage de Revit, un élève n’a pas compris qu’il n’a pas seulement dessiné en 3D un bâtiment, mais qu’il a apporté des précisions structurels, thermiques, acoustiques, de phasage, de planning, de fournisseur ou de prix sur les éléments qu’il a modélisé alors le cours est un échec.
De même, il est important de bien faire comprendre que le BIM ne se limite pas à Revit, et que bien d’autres logiciels ouvrent un champ des possibles bien plus large. Revit est l’outil de base c’est pourquoi il est normal de commencer par lui, mais il faut bien faire comprendre aux élèves que lorsqu’on parle des « outils du BIM », on ne parle pas que de Revit.
Pour finir, nous nous sommes limités à nos connaissances par rapport à notre vécu. Il serait intéressant d’interroger d’autres écoles ou formations professionnelles sur le sujet afin d’améliorer au maximum les conditions d’apprentissage de ses outils.

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Les usages de la 3D auprès du Grand Public


Introduction

Auparavant, un objet ou un lieu se représentait en plan et en coupe. Depuis, les outils informatiques et la notion d’infographie se sont développés. Après la conception et le dessin assisté par ordinateur, la représentation en 3D par ordinateur a été inventée. Aujourd’hui, du cinéma à l’aéronautique en passant par les jeux vidéo, nous utilisons de plus en plus ces nouvelles techniques de conception d’objet en trois dimensions.

Dans notre étude appliquée au Génie Urbain, nous étudierons uniquement le support de représentation 3D le plus adapté aux problématiques des villes : la maquette numérique 3D. Considérée comme un outil de travail et de technique quasiment incontournable aujourd’hui, nous essayerons de comprendre l’intérêt et l’utilité de la rendre Grand Public.

Quels sont les usages de la maquette numérique 3D démocratisée ? Quel est l’intérêt pour les villes d’obtenir ce type de maquette et de la rendre accessible pour tous ? Quelle peut être la valeur ajoutée auprès du Grand Public d’une telle maquette ? En cas de démocratisation, quelles simplifications de représentation pouvonsnous faire pour la rendre la plus compréhensible possible ?

Après avoir établi les définitions utiles à ce rapport, les logiciels informatiques utilisés, les projets existants et l’intérêt des villes d’aujourd’hui à la démocratiser, nous proposerons de nouveaux usages de celle-ci.


I.La 3D aujourd’hui au service des villes

I.1 Qu’est-ce qu’une maquette numérique 3D 

I.1.1. Quelques définitions incontournables

La maquette numérique 3D est une représentation géométrique d’un objet ou ensemble d’objets réalisée sur ordinateur de façon à l’analyser, le contrôler et en simuler certains comportements. Elle est notamment utilisée dans les domaines de l’aéronautique, de l’automobile, de la défense et de la construction. Son utilité et son usage son principalement de modéliser et de concevoir.

Le BIM (Building Information Modeling) désigne la maquette numérique 3D appliquée au domaine de la construction. Il s’agit d’un logiciel permettant l’élaboration d’un processus d’intégration, de production, de gestion et de visualisation de données. Un modèle de bâtiment ou d’ouvrage créé à partir de ce logiciel n’est pas qu’un catalogue d’objets positionnés dans l’espace ; il comprend aussi une description des relations entre objets et de leurs propriétés. Par son émergence, les relations entre les différents corps de métier de la maîtrise d’œuvre et des entreprises sur le chantier sont en pleine mutation. Cela amène l’organisation des projets de construction à changer, avec l’apparition du travail collaboratif où une réelle interaction se crée entre les divers intervenants d’un chantier.

Le système d’information géographique (SIG) est un système d’information conçu pour recueillir, stocker, traiter, analyser, gérer et présenter tous les types de données spatiales et géographique. Il permet par exemple de représenter les objets existants dans un lieu donné. Les exemples les plus connus de SIG sont Google Earth et AutoCAD Map 3D.

La réalité augmentée désigne les systèmes informatiques qui rendent possible la superposition d’un modèle virtuel 2D ou 3D à la perception que nous avons naturellement de la réalité et ceci en temps réel. Elle désigne les différentes méthodes qui permettent d’incruster de façon réaliste des objets virtuels dans une séquence d’images. Elle s’applique aussi bien à la perception visuelle qu’aux perceptions tactiles ou auditives.

I.1.2. La différence entre la maquette numérique 3D et le BIM

Le rôle de ces deux outils reste fondamentalement le même : fournir une représentation 3D d’une construction. Cependant, ils se différencient par leur finalité, leur niveau de rendu et leur échelle.

Le BIM est utilisé par des professionnels et englobe les modélisations de toutes les techniques liées à la conception de l’objet : réseaux, structures et autres corps d’états techniques. Le rendu 3D du modèle est donc très détaillé avec énormément d’informations techniques puisque le modèle a pour finalité la
conception et la production d’une construction. Sa visualisation 3D est donc à l’échelle de la parcelle et des bâtiments environnants.

A la différence du BIM, la maquette numérique 3D Grand Public se doit d’être épurée, représentative de l’enveloppe de la construction avec très peu de détail architectural, structurel ou technique. Par ce niveau faible du détail, elle permet tout autant la modélisation à l’échelle de l’objet que d’une ville tout entière. D’autre part, elle n’a pas nécessairement pour finalité la réalisation de l’objet représenté mais peut être utilisé comme moyen d’échange avec la population.

I.1.3. L’intégration des SIG et de la réalité augmentée

- Le SIG inclu dans la maquette numérique 3D Grand Public

Actuellement, presque tous les métiers peuvent utiliser le SIG. Les problématiques auxquelles nous devons faire face ont toutes un lien étroit avec la géographie : la gestion de l’eau, l’environnement, la résilience urbaine. Nombreux sont les domaines concernés par le SIG.

Malgré son nombre incalculable d’applications, nous constatons qu’il est peu intégré à des supports 3D. Énormément de données concernant les SIG territoriaux ont été produites et continuent d’être produites, mais seulement en 2D, par manque de moyens, de techniques et de compétences. Les supports restent pour l’instant 2D. La 3D est peu incluse dans les projets Grand Public.

Toutefois, la maquette numérique Grand Public a plus d’intérêt que le BIM à inclure un SIG. Les informations géographiques vont aider le Grand Public à la compréhension de notre maquette. Les utilisateurs pourront mieux cerner le territoire, se repérer, se géolocaliser, situer l’infrastructure modélisée dans son contexte environnant, obtenir les caractéristiques des éléments géographiques représentés et les événements qui s’y produisent. Fournir des informations géographiques à notre maquette a donc une plus-value certaine sur ses usages.

- La maquette numérique 3D Grand Public combinée à la réalité augmentée

Les applications de la réalité augmentée permettent une meilleure utilisation de la 3D. Elle peut rendre notre environnement plus palpable en stimulant nos sens. Elle est idéale pour toucher un large public. Y incorporer notre maquette numérique 3D Grand Public apporte vraisemblablement une valeur ajoutée dans le mesure où la perception que l’on en a, est considérablement améliorée.

I.2. Les logiciels de la maquette numérique 3D

Selon le niveau de détail attendu, nous utiliserons plus certains logiciels de modélisation que d’autres. Il y a trois cas de figures selon la finalité :

  • La finalité de modélisation est d’ordre technique : on utilisera un logiciel complet comme Revit ;
  • La finalité de modélisation est d’ordre esthétique : on se basera sur le fichier revit initialement créé que l’on épurera ensuite avec des logiciels de visualisation ; soit on modélisera directement la maquette avec des outils moins complets tel que Sketch Up.

Dans de nombreux cas, les maquettes numériques 3D Grand Public sont des modèles BIM épurés à l’aide de logiciels de visualisation 3D, comme c’est le cas par exemple de celle du Grand Paris Express.

Une fois la maquette numérique réalisée, il faut la rendre accessible au Grand Public. Ainsi, différents moyens de communication sont mis en place.  On y trouve :

  • Des interfaces, disponibles sur site web, proposant soit des parcours prédéfinis, soit un libre accès à l’ensemble de la maquette réalisée ;
  • La réalité augmentée, permettant de contextualiser une maquette numérique 3D dans son environnement réel ;
  • La vue immersive à 360° via des lunettes, fournissant une lecture dans l’espace d’un projet virtuel.
  • Les tables tactiles, sur le même principe que les interfaces ;
  • Les vidéos de présentation, donnant des images de la construction mais réduisant le Grand Public à un simple spectateur sans possibilité de manipulation de l’objet virtuel.

Cet ensemble d’outils permet la visualisation de projet afin que le Grand Public puisse se projeter, s’immerger et ainsi y adhérer.

I.3. La politique des villes sur le service urbain pour les habitants

Aujourd’hui, de nouvelles perspectives voient le jour quant à l’échange entre habitants et décideurs. Avec le développement des nouvelles technologies, la communication et l’information est plus rapide. Les élus peuvent donc se rapprocher de leur population et être plus accessibles. Nous allons voir que la maquette numérique 3D peut pour les élus être un media à adopter pour communiquer sur les projets de génie urbain.

Lors d’un projet d’aménagement, les décideurs des villes souhaitent le faire valoir auprès de leur population. Afin d’apprécier au mieux le projet en question, il faut trouver des médias de communication adaptés. La maquette numérique 3D accessible au Grand Public pourrait l’être. En effet, avec sa maniabilité, ce support permet de réellement se projeter dans le projet.

I.4. Les projets existants de maquette numérique 3D Grand Public

- Projets à grandes échelles

Différents projets actuels ont fait le choix de constituer une maquette numérique 3D Grand Public. C’est le cas par exemple du Grand Paris Express. La Société du Grand Paris (SGP) a confié à Vectuel la création d’une maquette numérique 3D de l’ensemble du futur réseau de transport francilien. Cette maquette numérique 3D accessible permet de véhiculer l’information et de médiatiser le projet auprès du public afin que chacun y adhère.

Au même titre que la Société du Grand Paris, la ville de Cannes a également mis à disposition de sa population une maquette numérique 3D. Créée par Thales Alenia Space, la maquette représente de manière réaliste le territoire de Cannes. Le but était d’obtenir un support autour duquel toute personne utilisant la ville pourrait collaborer. Comme le Grand Paris Express, la maquette de Cannes peut informer des projets publics la population avec un double enjeu : sa concertation et sa sensibilisation pédagogique architecturale et urbanistique.

Le plus de cette maquette accessible pour tous est qu’il permet à n’importe quel habitant d’implanter des projets personnels et analyser leur intégration paysagère. Si bien que cet outil est devenu obligatoire pour la présentation d’un nouveau programme à la ville.

- Projet individualisé

Contrairement aux deux précédents projets, URBASEE n’est pas une maquette numérique. URBASEE est une application en ligne développée par Artefacto, une entreprise qui fonde son cœur de métier dans la conception et la production d’outils de communication 3D. Elle est la pionnière en matière de réalité augmentée 3D extérieure.

Cette application permet l’interaction via une maquette numérique 3D entre un client et un concepteur/constructeur de maison.

L’utilisation de l’application se fait en 3 étapes simples qui consistent à d’abord créer des modèles 3D de maisons, les charger sur son espace URBASEE pour enfin montrer ces modèles aux clients. Cela leur permet de suivre la conception 3D de leur future maison et d’échanger plus facilement avec le concepteur sur tout type de sujet, qu’il s’agisse du design ou de la structure de l’édifice. Cela permet donc d’assurer une meilleure qualité de service et de produit. On a ici une réelle valeur ajoutée de la maquette numérique.


II.Les usages d’une maquette pour un habitant

II.1. Notre démarche de réflexion

Notre recherche sur les “usages de la maquette numérique 3D” vise à démocratiser la maquette numérique afin de la mettre au service des constructions urbaines et de ses usagers : le Grand Public. Afin d’identifier les usages potentiels nous allons procéder en trois étapes :

  1. Définir les infrastructures, les lieux que représenterait la maquette numérique 3D ;
  2. Lister des usages potentiels selon la construction, le lieu ;
  3. Analyser des points communs et des différences selon les différentes constructions définies.

Cela permettra d’aborder les questions suivantes :

  • Quelles informations pourraient être valorisées par une maquette numérique 3D ?
  • Quels usages pourraient avoir la maquette 3D d’une construction urbaine lorsqu’elle est mise à disposition de tous ?

Afin d’y répondre, on s’intéressera aux transports, aux parkings, aux musées et bibliothèques et aux commerces.

II.2. Nos analyses

- Structures et usages théoriques associées

1

Recensé dans les 5 types de structures, l’usage essentiel pour un habitant d’une maquette numérique 3D est de se repérer et se localiser. Vient ensuite le signalement de problèmes techniques qui auraient un impact sur celui-ci et l’information de certains évènements ponctuels. Nous allons maintenant nous pencher sur la démocratisation de la maquette numérique 3D en étudiant ses usages réels via les projets cités auparavant.


 III. Le potentiel de la de mocratisation de la maquette nume rique 3D

III.1. Liste des usages réels

- Projets et usages réels associés

2

- En résumé

Les usages les plus courants pour une maquette numérique 3D accessible au grand public sont :

  • Aide à la décision ;
  • Communiquer et promouvoir ;
  • Concevoir et planifier ;
  • Conduire un projet de façon optimisée et collective ;
  • Évaluer les risques naturels et la sécurité ;
  • Visualiser les détails, architecturaux, impact sur l’environnement, aménagement ;
  • Simulations d’activité ;
  • S’immerger ;
  • Permettre d’adhérer au projet.

III.2. La comparaison entre les usages réels et potentiels

Dans le tableau suivant nous avons mis en relation les usages potentiels avec nos exemples concrets de projets. On distingue trois types d’usages :

  • Les usages qui fonctionnent et qui sont déjà mis en place dans les projets (indiqués par la lettre O) ;
  • Les usages qui fonctionnent et qui sont susceptibles d’être intégrés à ces projets (indiqués par la lettre S) ;
  • Les usages qui ne fonctionneraient pas dans ces projets (indiqués par la lettre N).

De plus, on y met en évidence l’implication de la SIG dans ces différents usages et selon les projets.

3

Au vu de ce tableau, le SIG est quasiment utilisé dans tous les usages potentiels listés plus haut. Il est donc vraisemblablement incontournable au sein d’une maquette numérique 3D pour le grand public.

Parmi, notre liste d’usages potentiels très peu d’entre eux sont déjà mis en place. Par contre on voit qu’il y a un réel potentiel d’amélioration en termes d’exploitation de ces maquettes en y ajoutant de nouveaux usages tels que les nôtres.

III.3 Intérêt de partager une maquette numérique 3D avec tous

Nous venons de voir que ces maquettes ne sont pas exploitées au maximum de ce qu’elles peuvent offrir. Non seulement, elles ont une multitude d’usages, aucunement restreints à la communication. Mais en plus, elles peuvent être bénéfiques aux utilisateurs durant l’ensemble du cycle de vie d’une construction : conception, réalisation, exploitation.

Une fois le projet achevé, sa maquette numérique peut devenir une interface entre usagers et exploitants du site.

En effet, elle constituerait une source d’informations virtuelles du site pour les usagers et une base de données pour l’exploitant. Plus précisément, les usagers pourraient acheter, se renseigner, se cultiver, signaler un problème directement à partir de la maquette numérique 3D.


 Conclusion

Lorsqu’on parle de maquette numérique 3D, il faut avant tout, faire la différence entre maquette numérique adaptée au Grand Public et le BIM destiné aux professionnels et experts. Ce dernier possède plus de détails et de données techniques.

La création d’une maquette numérique 3D Grand Public va donc se faire soit à partir d’un fichier BIM puis des outils de visualisations pour simplifier le rendu, soit à partir de logiciels de modélisation moins précis.

Par ailleurs, aujourd’hui énormément de projets touchent les usagers. La politique des collectivités territoriales tend vers la participation, la collaboration et l’implication des habitants dans les différents projets et décisions de la ville.

L’enjeu de la maquette numérique 3D est donc de créer une interface entre gestionnaires et usagers de la ville. L’échange, le dialogue, la concertation peuvent alors être favorisés par le biais de cette maquette. Car, c’est un outil facile de compréhension qui a un pouvoir fédérateur.

Mais la maquette numérique 3D possède quand même certaines limites lors de sa conception. Les concepteurs doivent se poser les bonnes questions quant à l’usage de celle-ci. Ils doivent s’assurer de la valeur ajoutée de rendre accessible une maquette numérique 3D au Grand Public. Il faut aussi qu’ils prennent en compte les paramètres de coûts, des données transmises et de la pertinence entre échelle et détails.

Pour finir, avec les technologies qui évoluent, les détails, les données, les outils de la maquette numérique s’amélioreront. Les limites seront donc repoussées laissant à l’utilisation de la maquette numérique 3D par le Grand Public une marge d’évolution et de développement.

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ROUTE A ENERGIE POSITIVE

A – Introduction

Le projet de Veille Technologique est un rapport demandé aux étudiants du Master Bim2015. Plusieurs sujets ont étés proposés ainsi que la possibilité d’un sujet libre.

J’ai choisi le sujet des routes à énergie positives car l’annonce médiatique récente (fin 2015) et relative à la route à énergie positive m’a fortement interpellé. Je l’ai perçue comme une innovation révolutionnaire. La prise de connaissance de l’implémentation de cette nouvelle technologie a suscité chez moi d’autant plus d’intérêts que j’ai tout de suite perçu sa dimension écologique, enjeu majeur de notre siècle.

Résumé de l’annonce télévisée

L’annonce est diffusée au journal de 20h, le 13 octobre 2015 sur plusieurs chaines télé et présentée comme une première mondiale, et française ; après 5 ans de recherche en partenariat avec l’INES, Colas est désormais capable d’allier son expertise de la route à la technologie photovoltaïque, donnant ainsi naissance à Wattway, le premier revêtement routier photovoltaïque au monde.

Le principe est simple : utiliser la gigantesque surface routière du monde pour en faire un atout non plus seulement de transport mais aussi d’énergie. La partie « énergétique  » de la route est en réalité un fin revêtement qui joue le rôle de panneau solaire, capable de résister au poids, vitesse et freinage des véhicules, ainsi qu’aux intempéries. Un atout de la Wattway est que le revêtement peut être appose directement sur une route déjà construite ! Pas besoin de construire une nouvelle route
Wattway a été récompense à la Cop21 ; route à énergie positive.

Le PDG de l’entreprise émet la possibilité qu’à terme, ces routes soient intelligentes. Elles pourraient prévenir les automobilistes en temps réel, lorsqu’il y a un accident devant eux. Le principe ; mise en place et alimentation dans le revêtement photovoltaïque des capteurs et leds qui préviendraient les automobilistes en cas d’incidents ou intempéries par la signalisation affichée par ces derniers.

 

L’image à forte connotation écologique provenant du site : http://www.wattwaybycolas.com/

 

B – Objectifs du projet de la veille technologique

L’annonce médiatique de Colas passé au journal de 20h en octobre 2015 a suscité beaucoup de fascinations et de curiosités. Les recherches relatives à la route à énergie positive n’ayant pas été divulguées au grand public auparavant, l’entreprise Colas a été perçue comme le grand précurseur dans ce domaine. Mais est-ce bien le cas ?

A travers ce projet, je vais essayer de tracer l’historique du début de la recherche, dans quels pays, quelles sociétés ? De répondre aussi à la question que je me pose ainsi que beaucoup de nos concitoyens je pense ; « buzz médiatique ou route du futur que l’on nomme la « route de 5ème génération », ou « R5G » ? ». Et enfin, j’essayerai de faire ressortir les enjeux politiques, écologiques, sociaux ainsi que les répercussions commerciales de cette nouvelle technologie telle que je les ressens.

Les débuts de la recherche _ état des lieux actuels

En consultant le web, on constate que la recherche et les expérimentations sur la «route de 5ème génération » sont aussi nombreuses que variées : route connectée, à énergie positive, chauffante …, présentées début février 2015 aux Journées techniques de la route organisées en France par l’Ifsttar, l’Idrrim et le Cerema. Ce sont Eiffage Travaux publics et l’École nationale des travaux publics de l’État, avec la collaboration d’Area, pour les capteurs. Eurovia (groupe Vinci), expérimente aussi un concept de chaussée connectée, Smartvia ®, notamment à Lille (100 capteurs). Ce même groupe a mis au point et breveté Novatherm, la chaussée qui produit de l’énergie, par géothermie, afin de  faire face au gel des routes. On évite ainsi l’emploi de polluants nocifs pour l’environnement. Eurovia a présenté ces innovations au salon ITS (Intelligence Transport Système) à Bordeaux du 5 au 9 octobre 2015.

Déjà, en aout 2014, le site : www.energystream-solucom.fr évoque le projet américain innovant de route à énergie positive captant l’énergie solaire, nommé Solar Roadways. Ce projet lancé depuis 2009 et appuyé par le gouvernement américain a été mis au point  par Scott Brusaw, ingénieur américain d’Idaho. En plus de fournir une nouvelle source d’énergie renouvelable, elle permettrait aussi d’alimenter les véhicules électriques tout au long du trajet (ce qui rendrait leurs autonomies illimitées). Scott Brusaw avait déjà pensé à des applications multiples et connexes comme : intégration de leds aux panneaux solaires pour éclairer la route la nuit ou devenir intelligentes au point de modifier en temps réel les tracés en cas d’incident ou de bouchon ; grâce aux leds, la signalisation pourra être affichée au sol, ainsi que des messages d’information ou de prévention.

En France, certaines de ces innovations sont déjà testées in situ, mais la plupart sont en quête de démonstrateurs, et comptent sur l’engagement de collectivités pour réaliser des essais sur des portions conséquentes de chaussées. Plusieurs actions gouvernementales ont été mises en place pour promouvoir et aider la recherche dans ce domaine :

En Avril 2015 signature par l’IDRRIM, USIRF, FNTP et le Ministère de l’Ecologie de la « Convention d’engagement concernant les réseaux routiers innovants pour la transition énergétique »

Dans ce cadre, un appel à projets « Route du futur » a été lancé le 13 juillet 2015 au titre des Investissements d’avenir. Clôturé  le 1er octobre 2015.

D’ici cinq ans, 1 000 km de routes françaises pourraient être recouvertes de panneaux solaires, promesse de Ségolène Royal, ministre de l’Ecologie. Un appel d’offres a été lancé et les premiers tests devraient avoir lieu à partir du printemps 2016.

 

C – Conclusion

La route à énergie positive est une grande avancée du point de vue écologique, nouvelle source d’énergie produite passivement permettant de réduire le recours à l’énergie polluante. La demande dans ce sens est explosive et encouragée mondialement. Les entreprises jouent le jeu, l’enjeu écologique est majeur. De plus, elles se donnent par ce biais une image positive, du fait de la sensibilité à l’écologie quasi-unanime des citoyens et des consommateurs.

On a vu, précédemment, que l’ensemble des entreprises ayant contribuées dans la recherche des routes à énergies positives ne se sont pas arrêtées là, mais ont, en plus, cherchées à y intégrer des objets connectés pour une approche plus « smart », plus « 2.0 », rendant la route plus sure et agréable. Mais pas seulement, grâce à l’ouverture de la route à ces nouveaux usages, le citoyen et le consommateur ont accès à une puissance d’action et de communication. Les entreprises l’ont bien compris, l’enjeu commercial en dépend. Il suffit d’aller jeter un œil au dernier Salon de l’automobile à Genève ; la voiture « in «   du moment : la Nissan Qashai, allie performances écologiques avec la technologie de conduite autonome. L’écologie est vitale dans notre monde, et tous ces appareils qui communiquent via internet forment une couche vivante, un système nerveux affranchis de contraintes matérielles dont le consommateur ne veut plus se passer. La route en fait partie, elle se veut évolutive, interactive et à contribution environnementale positive.

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BIM et suivi de chantier: ARKHE 6 et Synchro

BIM et suivi de chantier:
Outils de PRIMAFRANCE: ARKHE6 et Synchro

INTRODUCTION :

Au-delà de la phase de conception, le BIM trouve un champ d’exploitation tout à fait approprié mais néanmoins encore en chantier : la phase de construction. Mieux maitriser le chantier est devenu un enjeu stratégique pour l’ensemble des acteurs impliqués pendant cette phase mais aussi pour ceux qui exploiterons et maintiendrons l’ouvrage après sa mise en service.

Les premières solutions BIM utilisée ont donc été les plateformes collaboratives permettant à l’ensemble des acteurs de partager et traiter l’information : ARKHE6 représente l’une d’elles.

Et la planification étant un des enjeux majeurs de la phase chantier, des solutions logiciels venant s’intégrer à ces processus collaboratifs sont donc apparus. On nomme cela la 4D car ces systèmes sont venus se greffer directement sur les modèle 3D numériques: SYNCHRO est l’un de ces logiciels.

Ces deux solutions s’inscrivent dans un paysage qui aujourd’hui est dense en propositions et dans lequel il convient de faire du tri.

Cette veille technologique m’aura permis d’identifier sur ces deux sujets deux conclusions bien différentes.

ARKHE6:

Plateforme collaborative crée et distribuée par PRIMAFRANCE.

PRIMAFRANCE est une société de conseil en gestion de projet et spécialisée entre autre dans l’implémentation et la formation de la suite PRIMAVERA P6 (Outils de planification conçurent direct de Microsoft Project)

ARCHE6 est une plateforme de BIM Management System (BMS) permettant à l’ensemble des acteurs projets de pouvoir récupérer, exploiter, enrichir, diffuser et archiver les données de toute maquette numériques. Et cela sur l’ensemble du cycle de vie du bâtiment.

C’est du moins ce qui apparait dans la brochure commerciale et le blog qui lui est consacré.

(+) Point positif : totale interopérabilité entre ARKHE et SYNCHRO PRO (4D) puisque PRIMAFRANCE est partenaire de Synchro Software Ltd.

(-) Point Négatif  Je n’ai pas pu trouver dans mes recherches d’avis d’utilisateur sur le produit. Aucun retour d’expérience n’apparait dans les recherches que j’ai pu mener.

Le produit ayant été lancé cette année il va sans doute falloir attendre encore un peu pour se faire un premier avis

SYNCHRO :

Logiciel de planification 4D de chantier développé par Synchro Software Ltd.

(+)Point positif :

  • Solution portée par une société reconnues pour son savoir-faire dans le domaine de la planification et qui propose toute une suite de logiciel attenant.
  • Mise à jour régulière des produits
  • Logiciel très pointu et spécialisé : garantie de la qualité du service

(-) Point Négatif :

  • Logiciel très pointu et spécialisé : possibilité de se perdre dans les fonctionnalités.
  • Cout supérieur (4000 euros/an) à son principal conçurent Autodesk Naviswork Manage (2745 euros/an)

 Navis2

Blog « village BIM » article du 30/05/2012 Autodesk Navisworks : planning, logistique et coût (4D et 5D)

ACTUALITE:

Organisé par l’Ordre des architectes d’Île-de-France sous la direction d’Olivier Celnik, l’Atelier numérique a eu lieu le mercredi 4 mars 2015 à 16h (entretiens) et 18h (conférence). Le thème de la conférence était le BIM 4D et BIM 5D

Résumé de l’évènement sur le site : http://www.lalettredubim.com/bim/bim-4d-et-bim-5d/ 

Webographie : 

http://www.primafrance.com/notre_solution.html

https://synchroltd.com/synchro-pro/

http://www.bimgeneration.com/#home

http://synchroltdfranceprimafrance.blogspot.fr/2012/02/la-planification-4d.html

http://arkhe6primafrance.blogspot.fr/

http://www.hexabim.com/logiciels-solutions/question/4d-timeliner-synchro-navisworks-ou-tekla-bimsight.html

http://villagebim.typepad.com/villagebim/2012/05/navisworks-planning-logistique-et-cout-4d-et-5d.html

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Objets BIM et catalogues industriels de produits de construction

La maquette numérique est l’outil central du développement d’une démarche de projet BIM. Cette maquette est d’abord un assemblage d’éléments 3D virtuels décrivant les éléments mis en œuvre dans la construction. Elle est rendue intelligente, et c’est ce qui en fait sa force, par la façon dont chacun des éléments est connecté aux autres et surtout par les informations contenues dans les objets et partagées par les acteurs de la construction qui auront besoin de les utiliser. Ainsi, les composants sont organisés dans une base de données structurée qui doit permettre l’interopérabilité entre les différents métiers impliqués dans le cycle de vie du bâtiment, la notion d’interopérabilité étant essentielle à l’approche BIM.

Qu’est-ce qu’un objet BIM ?
Un objet BIM comporte les informations de CAO (forme, géométrie, propriétés, visuelles) de l’objet de construction qu’il représente. Il intègre en plus une sémantique fonction du rôle de l’objet dans l’ouvrage et des propriétés et informations métier liées au produit utilisé : paramètres techniques (thermique, acoustique…), coûts, dimensions, marque, logo… voire des informations de montage, d’utilisation ou d’entretien. L’objet BIM peut être représentatif d’un objet réel, fabriqué par un industriel et disponible sur le marché. Il peut aussi être générique ; le Pôle Innovations Constructives en propose la définition suivante : « objet général pouvant générer différents types d’objets enrichis d’exigences fonctionnelles et/ou programmatiques et/ou paramétriques (techniques, géométriques, esthétiques…) » Pour répondre aux exigences de la loi MOP, l’utilisation d’objets génériques est incontournable.

La granulométrie des informations contenues dans l’objet BIM comme le niveau de détail de sa représentation géométrique varient au cours des phases du projet, de la conception à la mise en œuvre, voire à l’exploitation. Les industriels ont un rôle clé à jouer dans l’essor du BIM en mettant largement à disposition des utilisateurs des informations produits numériques, qui soient fiables et homogénéisées pour permettre l’interopérablité. C’est d’autant plus leur intérêt qu’ils peuvent y trouver un levier de prescription pour leurs produits.

Ou trouver les objets BIM ?
Le web offre aux concepteurs une offre pléthorique d’objets BIM, parfois directement sur le site des industriels qui ont entamé une démarche de création e-catalogue, ou le plus souvent sur des portails ou plate-formes telles que BimObject, Polantis, Bimservice)… Il s’agit d’éditeurs proposant aux industriels soit une prestation complète de création des objets, soit un service d’hébergement lorsque l’industriel dispose des compétences en interne pour réaliser ses propres objets BIM. Pour un industriel, la présence sur ce type de portail contribue à accroitre grandement sa visibilité, en complément de son propre site internet. Pour les utilisateurs, le téléchargement est gratuit. En terme de formats, les offres sont variables, mais comme on peut s’y attendre, les objets au format Revit sont très largement répandus, et même plus que ceux disponibles au format IFC. Enfin, il existe quelques plug-in permettent d’accéder aux bibliothèques d’objets directement depuis le logiciel de modélisation. Mais, ce qui fait encore trop souvent défaut, ce sont les informations de données techniques qui doivent aller de pair avec la représentation géométrique de l’objet, ou quand elles existent, l’absence d’harmonisation et d’homogénéisation dans la façon dont elles sont organisées. Chaque plateforme propose ses propres critères de recherche pour sélectionner les objets. La classification d’un portail à l’autre n’est pas identique, ce qui rend difficile la comparaison entre les produits et obère le degré de confiance à accorder aux objets.
DatBim est un des seuls éditeurs qui se démarque par une approche complètement orientée « données ». Les fichiers d’objets mis à disposition ne contiennent pas de représentation 3D, mais uniquement des données géométriques et techniques, dans un format adapté, qui vont venir enrichir un objet générique de la maquette numérique au travers d’un langage d’échanges : l’opendthx. Si la démarche est intéressante car entièrement focalisée sur la donnée, elle peut être aussi très déconcertante pour l’utilisateur qui ne « voit » pas l’objet.

La norme PPBIM :
L’interopérabilité passe par une méthodologie commune de description et de gestion des propriétés des produits et systèmes. C’est à partir de ce constat que l’AIMCC a engagé une démarche avec l’AFNOR pour travailler à la norme dite PPBIM. Cette norme, qui est actuellement en phase d’expérimentation dans le cadre du PTNB, permettra d’établir de façon consensuelle un dictionnaire des propriétés de produits qui servira de référentiel harmonisé pour la structuration et la numérisation des données produits. Le dictionnaire viendra compléter le standard IFC qui est utilisé pour décrire la façon dont le bâtiment est structuré et organisé et qui permet l’échange de données entre logiciels BIM, mais qui n’est pas suffisant pour décrire de façon cohérente les produits et leurs propriétés.

Webographie :
www.objectif-bim.com/
www.nationalbimlibrary.com/
www.lemoniteur.fr/article/les-objets-bim-des-industriels-sont-ils-operationnels-28613803
www.aimcc.org/
www.edibatec.com/
www.pole-innovations-constructives.com
www.youtube.com/watch?v=pDDuvsN2lmc (BIM Café – Les industriels et les catalogues BIM – Batimat 2015)

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La technologie RFID au service du BIM et du cycle de vie des ouvrages

Le BIM (Bulding information modeling managment) va devenir le standard utilisé pour la construction, l’exploitation, la maintenance et la gestion d’un ouvrage. Un nouveau terme fait son apparition dans le monde du bâtiment, c’est la DATA : la donnée. La gestion de l’information, de la donnée, va devenir un enjeu majeur dans le cycle de vie du Bâtiment. L’utilisation des capteurs RFID (Radio Frequency Identification) n’est pas encore généralisée dans le monde la construction, cette technologie peut permettre d’enrichir et maintenir une donnée fiable et juste. La technologie RFID est une technologie d’identification qui utilise le rayonnement radiofréquence pour identifier les objets porteurs d’étiquettes lorsque l’on passe un lecteur à proximité. On distingue deux types de tag RFID, les Tag Passif qui n’embarquent pas d’émetteur radiofréquence, ils utilisent l’onde issue de l’interrogateur pour alimenter le circuit électronique embarqué. Le Tag RFID actif intègre lui, un émetteur RF. Ce tag embarque donc une source d’énergie. (Cf. site internet du CNRFID : centre national de référence RFID pour plus d’information).

Il y a peu de littérature française sur ce sujet. On peut noter que lors de la 4e Conférence spécialisée sur la construction Montréal, Québec de mai 2013, il a été abordé l’utilisation de la technologie RFID dans le BIM au travers des IFC. Un exemple de processus a été présenté (Cf ci-dessous). La donnée stockée dans le capteur RFID
peut être interrogé. La donnée et l’ID du Tag peuvent être comparés à la base de données BIM. Si la donnée du tag sur site ne correspond pas à la donnée de la maquette, elle peut être directement mise à jour dans le modèle.
Il a alors été proposé lors de cette conférence :
– Une extension de la norme IFC qui s’appelle IFC 2×4
– La définition des composants RFID dans l’IFC (étiquettes, lecteurs, antennes)
– L’antenne serait définie dans l’IFC comme : Ifc Communications Appliance Type qui a été créé à ce jour

Dans une étude pilote qui a été faite sur l’intégration du RFID dans le BIM lors de la Second International Conference on Construction in Developing Countries (ICCIDC–II) “Advancing and Integrating Construction Education, Research & Practice” August 3-5, 2010, Cairo, Egypt,néanmoins, il a été abordé la possibilité de lier pour l’exploitation/maintenance, une maquette 3D avec des tags RFID. Le processus est décrit dans cet article à partir d’une maquette REVIT. Un logiciel fait la liaison entre la base de données BIM et le TAG RFID localisé, la donnée issue du TAG RFID et comparée à la base de donnée et est mise à jour dans la maquette BIM. Un test a été fait sur un projet, ce qui a impliqué de:
– Créer un jeu de propriété dans REVIT ;
– Développer d’une base de données BIM ;
– Automatiser le flux d’information via un SOFTWARE.

Dans le cadre de l’exploitation/maintenance d’un bâtiment, cette technologie permettrait d’obtenir des informations plus fiables et en temps réel et ainsi améliorer la qualité de la maintenance. La mise en place se fait en deux étapes. La première étape est de bien identifier dans le modèle l’objet BIM que l’on veut suivre dans le monde réel. La deuxième étape est de récupérer l’information. Lorsque ce process fonctionne, on parle alors de BIM intégré avec environnement RFID qui facilite le flux d’information entre un Objet BIM et un composant du monde réel.

Dans une troisième étude du « Real-Time Management in a BIM Model with RFID and Wireless Tags Sattineni, A.Auburn University (email: sattian@auburn.edu) », il a été démontré l’intérêt d’utiliser la technologie RFID pour la sécurité des travailleurs. Une étude de 2010 a démontré que les TAG RFID peuvent permettre de diminuer les risques d’accidents entre les travailleurs et les engins. L’idée est de suivre les travailleurs sur un modèlel BIM via des tags RFID et d’envoyer des informations à un contrôleur en cas de risques.

La technologie RFID a été utilisée lors de la construction d’un bâtiment public à Hong Kong. Des Tag RFID ont été intégré dans des éléments de construction. Les conclusions de ce test sont :
– Excellente traçabilité entre le site de production et le site de pose
– Minimisation des erreurs humaines lors de la pose des équipements ;
– Des données accessibles et fiables en temps réels et partagées ;
– Un enregistrement de la donnée en temps réels ;
– Economie de stockage et de papier
– Amélioration de l’exploitation.

Ils projettent d’intégrer la donnée issue des TAG RFID dans le BIM.
Ce type de test n’a jamais été fait en France, ça fait plusieurs années que j’imagine réaliser une partie des contrôle de bâtiment via l’utilisation d’un scanner en effectuant un contrôle en cours d’exécution de l’ouvrage, ou bien lors d’opération de maintenance, ou d’expertise. Ces Tags RFID pourraient contenir :
– De la donnée issue de mesure (capteur de température)
– De l’information de type PV, Certificat, surface, performance
– De l’information liée à la dégradation de l’ouvrage ou matériaux.

Ces informations une fois lues, pourraient être intégrées soit dans une maquette BIM, soit dans des rapports). On peut même et cela existe déjà, réaliser une simulation thermique dynamique à partir des données réelles récupérées par des capteurs. Les données ne sont pas rentrées dans le modèle en continue.

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4e Conférence spécialisée sur la construction Montréal, Québec may 29 to June 1, 2013 / 29 mai au 1 juin 2013

Bibliographie :
– 4th Construction Specialty Conference : 4e Conférence spécialisée sur la construction Montréal, Québec may 29 to June 1, 2013 / 29 mai au 1 juin 2013
– Real-Time Management in a BIM Model with RFID and Wireless Tags Sattineni, A. Auburn University (email: sattian@auburn.edu)
– Second International Conference on Construction in Developing Countries (ICCIDC–II) “Advancing and Integrating Construction Education, Research & Practice” August 3-5, 2010, Cairo, Egypt
– BIM and RFID Integration: A Pilot Study Pavan Meadati (Southern Polytechnic State University, Marietta, Georgia, US, pmeadati@spsu.edu) Javier Irizarry (Georgia Institute of Atlanta, Georgia, US, javier.irizarry@coa.gatech.edu) Amin K. Akhnoukh (University of Arkansas at Little Rock, Little Rock, Arkansas, US, akakhnoukh@ualr.edu)
– Application of BIM and RFID in Public Housing Projects Ms Ada FUNG, Deputy Director (Development & Construction
Division) CICID 10th Anniversary Conference 31 May 2013

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BIM pour le suivi de chantier de construction

Le BIM, méthode de gestion de projet, est un sujet d’actualité dans le monde du bâtiment français. Il est présenté entre autre comme le moyen de résoudre dès la conception des erreurs de chantier et de maitriser les coûts et les plannings. Beaucoup d’articles présentent des projets architecturaux réalisés en BIM en exposant les bienfaits de la maquette numérique 3D et des informations qu’elle peut transmettre. Mais qu’en est-il réellement du BIM au niveau du suivi de chantier ?

Plusieurs outils sont présentés sur le web comme des outils de suivi de chantier, notamment la tablette numérique tactile. Aujourd’hui cet outil connecté, équipé de camera arrière et de capteurs d’inclinaison et d’orientation, semble être l’élément incontournable des majors du BTP sur le chantier. Facilement transportable, elle propose des fonctions de vérifications des ouvrages réalisés et de communication permanente entre l’équipe de conception et de réalisation.

A mon sens ce qui fait de cet outil une réelle avancée dans le suivi de chantier n’est pas l’action c’est-à-dire prendre une photo, l’annoter et l’envoyer par mail à l’équipe de projet mais sa connexion. Via internet et son géo positionnement il est plus aisé au conducteur de travaux ou chef de chantier de se repérer dans l’espace, de visualiser instantanément les problèmes annotés sur un plan, ou éventuellement les problèmes constatés, et de les communiquer par un chat ou mail accompagné d’un niveau d’urgence. Le conducteur ou le chef de chantier se focalise instantanément sur le chantier à l’aide la maquette numérique intelligente.

Dans le livre BIM & BTP / construire avec la maquette numérique, l’auteur Valente Clément va plus loin dans l’usage de la tablette. Dans un futur proche il imagine la possibilité de superposer à travers la tablette numérique connectée la partie réalisée sur le chantier à celle conçue virtuellement sur la maquette 3D. De là, le conducteur ou  le chef de chantier pourra constater en direct une erreur de réalisation ou une erreur de conception. Quel en serait vraiment l’utilité technique sans parler de prouesses technologiques ?

Un autre outil de suivi de chantier, tel que le scanner 3D, permet de contrôler la partie réalisée par rapport à la maquette numérique. Il semble aujourd’hui incontournable avec son géo référencement et son nuage de points car il permet de vérifier facilement l’implantation de poteaux, murs, etc…d’un bâtiment par rapport à la maquette. En fait le scanner 3D semble être un outil omniprésent dans un projet. Non seulement il est la base d’un projet architectural car il réalise un relevé du site en 3D mais aussi il trouve toute son utilité dans la phase chantier comme nous l’a fait remarquer Ahmed Ryad Sbartaï, BIM manager/ VDC manager, dans une conférence à l’ENPC le 9 mars 2016. Pour moi, à court terme son utilisation sera banalisée.

Les fabricants commencent à concevoir des machines portatives tout en améliorant le niveau de définition. Cela ressemble fortement au phénomène de l’appareil photo numérique ou tout simplement au phénomène du téléphone portable : plus petit, plus connecté, plus intuitif avec un niveau de précision plus important et toujours plus d’applications.

Précédemment nous avons évoqué les applications disponibles sur la tablette numérique tactile pour suivre un chantier mais n’oublions pas de citer les logiciels de 4D et 5D disponibles sur matériels informatiques. Ils permettent de vérifier le planning, la sécurité et le coût en phase étude mais aussi en phase chantier.

Ces logiciels, d’un premier abord commercial car ils mettent en situation de réalisation le bâtiment, présentent une réelle utilité. Pour la maitrise d’œuvre ils permettent de vérifier que le chantier est cohérent ou non avec ce qui a été étudié. Pour l’entreprise, ils permettent de commander les matériaux nécessaires à la réalisation en bonne quantité, au bon moment tout en vérifiant la rentabilité ou non du chantier.

En conclusion un chantier BIM est un chantier connecté qui permet de gagner en efficacité humaine, en temps au niveau de la réalisation, en agent au niveau des coûts de construction, …. Il est en mode accéléré où doit régner organisation, réactivité, …. qui sont incitées par la connexion. Mais qu’en est-il de l’interopérabilité entre tous ces logiciels et applications ?

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