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Ingénierie Pédagogique pour le BIM : Apprentissage de compétences techniques spécifiques / apprentissages de savoir-faire globaux

1. Introduction – Qu’est que c’est le BIM ?

1.1. La technologie BIM au cœur de l’innovation
La technologie BIM (Building Information Modeling) est un nouveau concept basé sur la modélisation en 3D d’un projet de construction.
Cette nouvelle technologie permet de collaborer plus facilement, d’obtenir une meilleure productivité et d’avoir une bonne compréhension du projet. Elle permet également aux entreprises d’innover et de s’inscrire dans une politique de développement durable.
Actuellement, cette technologie est au cœur de la transition numérique qui touche le monde de l’industrie et du BTP.

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1.2. Une collaboration facilitée des différents acteurs du projet
Le BIM met à notre disposition les outils nécessaires pour pouvoir optimiser la conception, le design, le planning, la construction et le management du projet.
Il est présent à tous les niveaux du projet. Depuis son élaboration, jusqu’à son exploitation cette modélisation 3D va donc être utilisée par tous les acteurs du projet et optimiser considérablement leurs interactions.
Grâce à ces modèles, toutes les personnes impliquées dans le projet pourront partager plus facilement avec les différents départements de l’entreprise (administration, études de prix, méthodes, bureau d’études, structures et les équipes de production) et ainsi répondre plus efficacement aux éventuels problèmes rencontrés.
Ce qui permettra d’obtenir une meilleure cohérence tout au long du projet.

1.3. Une compréhension précise et à la portée de tous
La modélisation 3D beaucoup plus intuitive et naturelle de notre perception de l’espace permet d’avoir une meilleure compréhension du projet. Sur le long terme, cette technologie permettra de réduire l’utilisation des plans papiers en 2D seulement accessible aux personnes capables de les comprendre. Avec de nouveaux moyens techniques comme des tablettes numériques présents sur les chantiers, les ouvriers auront une meilleure compréhension du travail à effectuer. Ce qui permettra d’éviter les erreurs d’exécution relevant d’une mauvaise compréhension des plans.

1.4. Une productivité décuplée
Avec l’utilisation du BIM, de nombreuses erreurs au niveau de la conception mais aussi lors de la réalisation vont être évitées et ainsi faire gagner en productivité. Malgré le coût de la mise en place du BIM sur un projet (estimée à 2% du projet), c’est sur ce gain de temps et par conséquent d’argent, que le BIM va sensiblement se développer dans les années à venir. Grâce à cette technologie les coûts de construction pourront être réduit de 20% à 30%.

2. Apprentissage des compétences techniques

2.1. Rappel du contexte général
Le BIM est l’ensemble de logiciels et modèles 3D qui relient les différents acteurs concernant l’architecture, l’ingénierie et la réalisation des projets. Dans ce contexte, les ingénieurs du BTP doivent acquérir les compétences et connaissances nécessaires pour pouvoir comprendre l’ensemble des logiciels participants au BIM.

2.2. Des compétences techniques acquises dès le plus jeune âge
Cette évolution du monde du BTP à travers la transition numérique intervient parallèlement à la numérisation de notre société. Comme l’a évoqué Pascal COTENTIN (délégué académique au numérique (DAN) de l’Académie de Versailles) lors de La journée de l’innovation partagée de Bouygues Construction, cette évolution commence par de nouvelles techniques d’apprentissage à l’école. L’apparition d’écoles numériques à travers le pays permet d’éduquer les étudiants dès leur plus jeune âge avec les outils qu’ils utiliseront dans leur métier futur.

2.3. Formation pédagogique adaptée
À l’image des écoles d’ingénieurs comme l’ESTP, où le BIM est devenu l’un des piliers de la formation, tous les centres académiques liées au BTP devront intégrer le BIM dans leur formation des nouveaux ingénieurs.
Le but des écoles d’ingénieurs n’est pas de former des dessinateurs mais de permettre aux élèves de comprendre l’utilité, les possibilités et les limites des principaux logiciels présents dans le BIM. Dans le futur, tous les ingénieurs du BTP devront savoirs expliquer à quoi sert chaque logiciel et apprendre à les maîtriser. Les écoles d’ingénieurs doivent apprendre aux étudiant comment les exploiter et les mettre en relation.
Monsieur Pierre BENNING, lors de son cours à l’ESTP, a insisté sur le fait que les ingénieurs qui veulent travailler dans le BIM devront effectuer un travail personnel sans se contenter des cours magistraux qui leur sont dispensés. Ils devront aller au-delà de l’information reçue et ils devront pouvoir apporter un esprit critique acquis par leur expérience personnelle.
Pour pouvoir développer les connaissances des élèves concernant l’apprentissage des compétences techniques du BIM, nous proposons la méthode pédagogique suivante.
La méthode est divisée en deux parties:

1ère partie :
Les élèves recevront une formation pour chaque logiciel utilisé à différents niveaux du projet :
– Architecture et conception : Tekla, Autocad 3D, Rinhoceros…
– Calcul de structures : Robot Structural, SAP2000, GiD, Zipe, Midas, QBus…
– Planning et méthodes : Microsoft Project, Excel, Tekla, Rinhoceros…
– Études de prix : QDV, Tiamp, iXBAT
Ils devront apprendre à maîtriser ces logiciels et connaître ce qu’ils peuvent apporter et sous quelles conditions ; quelles sont leurs limites et leurs possibilités et comment les mettre en relation.
2ème partie :
Dès que les élèves ont appris à maîtriser les logiciels, nous leur proposerons de leur faire faire un projet par groupes de 5 élèves. Chacun d’entre eux représentant un des acteurs suivants :

ÉLÈVE TÂCHE EN TANT QU’ACTEUR DU BIM LOGICIEL
1 Architecture et conception Tekla
2 Calcul des structures Robot
3 Planning et méthode Microsoft Projet
4 Étude des prix QDV
5 Récapitulatif de l’ensemble dans une maquette numérique BIM

 

Après avoir travaillé respectivement de leur côté, des réunions seront organisés pour la mettre en commun leurs parties respectives. Ces réunions seront orchestrées par l’élève numéro 5, qui sera le BIM Manager (Cf le point 3. Apprentissages du savoir-faire globaux du présent document). Ce projet va faire comprendre aux élèves les enjeux qu’implique la mise en commun des différents intervenants du BIM. A travers leur participation active, ils pourront apprendre comment se déroule la conception d’un projet.

Cette méthode permettra d’une part de mettre en situation les élèves dans l’élaboration complète d’un projet. D’autre part, ils pourront découvrir les différents départements qui travaillent sur un projet et de pouvoir leur donner un aspect global des différents métiers du BTP et ainsi les orienter dans leur projet professionnel.

3. Apprentissages du savoir-faire globaux
3.1. BIM Manager

Lors de l’arrivée du BIM dans le BTP, le nouveau métier de BIM Manager s’est développé. Ce dernier est l’interface entre les différents acteurs du projet. Il est le responsable en charge de relier les informations apportées par les différents départements et de les regrouper sur une seule et même maquette numérique 3D.
Le plus important concernant cette maquette numérique est la disponibilité de l’information. Elle doit faciliter l’accès et la compréhension, afin que tous les intervenants puissent la consulter sans difficulté.
Ce métier va se développer fortement à l’avenir et il y aura un grand besoin d’ingénieurs du BTP qui puissent à la fois maîtriser les outils informatiques et avoir les connaissances techniques nécessaires du monde de la construction.

3.2. Formation pédagogique adaptée
Pour pouvoir développer le métier du BIM Manager, acquérir les compétences et apprentissages nécessaires du savoir-faire global, et afin que les élèves puissent comprendre l’importance et la difficulté de ce nouveau métier, nous proposons la méthode pédagogique suivante.
Les élèves recevront les différents documents sous leur format d’origine (Tekla, Robot, Microsoft Project…) et ils devront les recompiler, les analyser et les interconnecter pour les mettre en commun et ainsi faciliter la compréhension du projet et déceler des éventuels problèmes de conception.
Le but de cette formation est d’apprendre aux élèves à détecter les erreurs qui dérivent du regroupement des informations des différents départements.

4. Perspectives de futur
Actuellement le BIM est en pleine expansion et se développe dans tous les domaines et plus récemment dans le BTP. Progressivement la maquette numérique est en phase de devenir incontournable pour la réalisation de projets publics et privés. C’est le marché public qui est à l’origine de cette révolution en imposant l’obligation de mettre en pratique cette technique dans ses projets.
Aujourd’hui le plus grand défi est de modifier l’approche de la conception et de la réalisation des projets. La complexité de ce changement réside dans la volonté de s’adapter à la transition du numérique. Les entreprises vont devoir mettre en place tous les moyens pour accompagner cette transition.
L’Union Européenne est aussi impliquée pour que tous ses membres appliquent et règlementent dans des perspectives de marchés publics la méthodologie du BIM. Dans un document approuvé en 2014 (2014/24/EU), l’UE encourage fortement cette nouvelle technologie.

4.1. En France

En France le BIM c’est fortement développé depuis quelques années et les projets de marché publics seront réalisés de façon obligatoire en maquette numérique à partir de 2017. A noté que la France, bien que très réputée dans le monde du BTP à l’international, est très en retard au niveau du BIM par rapport aux pays asiatiques et notamment la Chine.

4.2. En Espagne
Pour le cas du pays voisin, la transposition de cette directive est plus tardive et n’est pas aussi avancée qu’en France. Aujourd’hui, le ministère des travaux publics s’organise pour développer une réglementation concernant la mise en place du BIM. D’autres administrations comme la Catalogne ont décidé d’être les pionniers sur l’application du BIM. Depuis 2014, le département des travaux publics de Catalogne a commencé à appliquer cette technologie sur de nombreux projets pour la développer.
Grâce à cette expérience, le département a pu faire un planning d’implémentation sur le marché public en Catalogne :
• Pour 2017, l’objectif sera de rédiger un document avec toutes les spécifications nécessaires pour utiliser le BIM dans la phase de conception, d’exécution, d’entretien et d’intégration dans la ville.
• Dès 2018, tous les travaux au-dessus du 2 millions d’euros seront obligatoirement fait en BIM.
• Dès 2020, tous les travaux devront être réalisés en BIM.

5. Bibliographie
5.1. Présence aux conférences

-Journée de l’Innovation Partagée (Mercredi 14 Décembre 2016) de Bouygues Construction à Challenger.
-Conférence de Pascal COTENTIN, délégué académique au numérique (DAN) de l’Académie de Versailles (lors de la Journée de l’Innovation Partagée).

5.2. Cours BIM ESTP
-Modélisation des infrastructures – Pierre BENNING (Bouygues Travaux Publics)
-Le BIM sur les grands projets – Rémi LANNOY(Egis)
-Les bases & management de projet en BIM – Jean-Baptiste VALETTE (Vinci Construction)

5.3. Films documentaires vus
-Valor afegit – BIM una eina per estalviar en la construcció (TV3, télévision de catalogne)

5.4. Sources informatiques
-http://www.autodesk.com/solutions/bim/overview
-http://itec.es/servicios/bim/implantacion-bim-en-espana

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BIM et outils de suivis d’avancement des travaux au service des MOE, et bureaux de contrôle

La transition numérique est en voie d’impacter le monde des travaux, dans un futur proche nous n’utiliserons plus de plans papiers, mais uniquement la maquette numérique du projet, la filière du btp est en marche de faire évoluer ces habitudes de travail.

BIM travaux
Source : http://www.batappli.fr

Le BIM en voie d’être de plus en plus employé, tend à accélérer le déploiement de nouveaux systèmes d’informations, permettant d’accompagner, d’automatiser, et de dématérialiser quasiment toutes les opérations incluses dans le suivi d’exécution.

Solution logiciel 

Des applications informatiques spécialisées dans la gestion de projets de construction telles que bulldozer, kaliti, plangrib… ont vu le jour suite à la popularisation des technologies mobiles de type smartphone, tablette tactile.

Couplé au BIM ces applications seraient d’excellents outils de mesure de performance au profit du chantier, prenons l’exemple appliqué au processus de contrôle de chantier effectué par les MOE d’exécution et les bureaux de contrôles.

Outils de communication

Dans l’air du tout numérique, le BIM peut être un excellent support de reporting des contrôles.

Tous les acteurs ne se côtoient pas forcément tout au long du déroulement du projet, pour le suivis des travaux le BIM permettrait de mutualiser les suivis en simultané grâce au cloud. La maquette numérique comme plateforme de collaboration, facilite l’accès à l’information en la centralisant au profit de tous les participants d’un projet.

Maîtrise des coûts

Dans une dynamique d’évolution permanente du projet l’automatisation des quantitatifs qu’offre le BIM assure une meilleure maitrise des couts. L’estimatif des évolutions retenues par l’entreprise étant instantanément généré, pour vérifier l’impact financier, cette aide à la prise de décision optimise les choix constructifs.

Information

Une arborescence basée sur les objets de la maquette dont l’appréhension est globalement plus rapide. De la sélection d’un objet il serait possible de connaître son statut de validation, la fiche modificative associée, ou toute autre information utile à la portée d’une tablette.

Ces informations composent par la même occasion le carnet de santé numérique de l’ouvrage, composé de l’historique des événements de la phase de construction. Cela nécessite de structurer les données pour une bonne gestion de l’information, donc requière une mission de management de l’information en support.

Maîtrise des délais

Le planning à une grande importance pour le bon déroulement d’un chantier, c’est un enjeu d’adapter son usage au BIM.

La liaison entre planning et maquette existe pour simuler le phasage de réalisation, le système repose sur l’association d’un objet du modèle (murs, dalle…) à une tache de planning de type Gantt, de cette opération une animation de phasage peut être générée. Cette fonction pourrait être adaptée au bénéfice du suivi d’avancement, les éléments construits seraient pointés depuis la tablette sur chantier, en parallèle cela validerait la tache associée au planning, pour mesurer l’état d’avancement et comparer les écarts entre le réel et le prévu.

Etude en cours

Récemment qualiconsult et le CSTB viennent de signer un partenariat afin de connecter les outils de contrôle technique à la maquette numérique, l’objectif étant d’expérimenter le couplage entre le BIM et un règlement de contrôle technique, dans le but d’un probable déploiement sur le marché français de la construction.

 

De la camera jusqu’à l’utilisation de drone en passant par le relevé scan, les nouvelles technologies de contrôle des travaux pourraient dans le futur se substituer de l’intervention humaine pour suivre l’avancement des travaux, en attendant la tendance est au collaboratif ce qui trace la voie au BIM sur le chantier.

 

 Webographie :

  • BIM Chantier

http://www.cstb.fr/actualites/detail/qualiconsult-cstb-methodologie-bim-0316/

http://www.batappli.fr/blog-du-logiciel-batiment/informations/quand-les-artisans-passeront-au-bim

http://methodesbtp.com/articles/bim-preparation-chantier-batiment/e

http://www.mediaconstruct.fr/groupes-de-travail/projets-clos

http://www.cad-magazine.com/article/le-bim-sur-le-chantier

http://www.tekla.com/evolution/infograph.html

http://blog.bouygues-construction.com/nos-innovations/innovation-drone-vole-btp/

http://www.cad-magazine.com/article/suivi-de-chantier-place-au-numerique

  • Solution informatique

http://www.bulldozair.fr

http://www.kaliti.fr/solutions/

https://www.motioncomputing.com/fr/workflows/construction/building-information-modeling-bim#how-motion-can-help

https://www.plangrid.com/en

http://www.lemoniteur.fr/article/trimble-veut-apporter-le-bim-sur-les-chantiers-29051546

 

 

 

 

 

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La maquette numérique en Phase chantier dans le bâtiment et en infrastructure.

Le sujet du BIM est très peu évoqué en phase chantier et pourtant c’est bien sur cette phase que sera vérifiée la réelle performance du BIM réalisée dans les phases précédentes.
Le BIM va-t-il permettre de construire mieux, plus vite avec moins d’aléas ?
Le BIM ne doit pas s’arrêter à la maquette numérique enrichie de données, et comme un outil d’échanges de données entre différents bureaux d’études.
Le BIM doit aussi améliorer la phase chantier.
La réalité du chantier, les contraintes techniques, des matériaux, de sécurité des hommes, des hommes demandera des adaptations de la maquette en phase chantier.
Le BIM et les nouvelles technologies appliquées à la construction ouvrent de nouveaux champs d’application en phase chantier.
Le BIM 4D et 5D
La modélisation numérique d’un projet permettant l’intégration des données liées au temps, la planification du chantier « BIM 4D » et au contrôle des coûts de construction « BIM 5D », progresse rapidement, les logiciels tel Navisworks d’Autodesk semblent vulgariser leur pratique.
Et c’est bien sur le chantier que ces dimensions sont les plus pertinentes.
L’utilisation du BIM permet des modélisations de progression de l’organisation des travaux prévisionnels, progression visuelle au travers de la maquette numérique stimulant l’évolution d’un chantier lié à son planning et aux coûts de la réalisation des différentes taches.
Cette maquette virtuelle, enrichie de données devient une aide à la planification prévisionnelle, où à un instant T de l’avancement du chantier, peut évoluée, être modifiée, réorganisée, re-planifiée en temps réel en fonction des aléas de la vie des chantiers.
Une sorte de chantier sur deux supports, en deux temps, synchronisés ou a-synchroniser en fonction des besoins et de la réalité du chantier.
Le scan 3D
Le Bim couplé à un scan 3D permet une surveillance à tout instant de l’avancement du chantier.
Une modélisation des données du bâtiment permettant en phase d’exécution la vérification des ouvrages exécutés mais aussi du planning d’avancement des travaux.
La réalité augmentée et les serious-games
La maquette numérique, enrichie allant jusqu’aux détails de la mise en œuvre, aux détails techniques de ferraillages, à la modélisation des outils de coffrages et à leur contraintes techniques et physiques devient un outil pédagogique sur le chantier.
Cette maquette associée à la réalité virtuelle permet une appréhension de l’ensemble des phases d’exécution.
Tous les compagnons peuvent comprendre le travail qu’on leur demande d’exécuter mais aussi au travers les Serious-games, les taches spécifiques et complexes de chantiers peuvent être réalisées de manière virtuelle avant leur mise en œuvre.
La réalité augmentée et les Serious–games permettent de limiter voir d’annuler toutes les malfaçons, permettent la visualisation des contraintes de mises en œuvre…
La réalité augmentée peut avoir plusieurs type de support, salle immersive 3D smartphone, tablettes, lunette, casque de chantier, l’entreprise Daqri Smart Helmet propose le premier casque de chantier connecté.
Les limites de la réalité augmentée…
La réalité virtuelle ne reproduit pas l’ambiance, l’environnement physique du matériel de chantier, les conditions atmosphériques ou tactiles.
Le chantier reste une réalité soumise aux intempéries, à la matière, et à l’intervention humaine.
Du chantier à l’imprimante 3D
Un chantier est une organisation complexe, difficilement industrialisable dans sa globalité, un chantier est unique et atypique car soumis à son environnement, dans un contexte particulier mais aussi parce qu’un chantier est le résultat d’une demande d’un maître d’ouvrage répondant à une demande particulière et spécifique.
Certains ouvrages en béton demandant beaucoup de main d’œuvre liés à des contraintes de mise en œuvre telles que les contraintes de coffrage peuvent être industrialisés, permettant à terme, de réduire des paramètres d’aléas de chantier d’un chantier traditionnel.
Les imprimantes 3D à l’échelle de l’exécution d’un projet de construction
En Chine, les premières maisons ont été construites à l’aide l’imprimante 3D ont vu le jour, ces imprimantes sont les prémices d’un développement possible d’une industrialisation complète d’un bâtiment, elles permettent une flexibilité dans la conception architecturale, contrairement aux produits standardisés et manufacturés qui viennent enrichirent les bases de données des maquettes numériques qui peuvent limiter la création architecturale.
« Les chercheurs de l’Université de Nantes (IRCCyN) ont mis sur pied, avec l’appui des ingénieurs projet de la société CAPACITÉS SAS, filiale de valorisation de l’Université de Nantes et des étudiants du département Génie Mécanique et Productique de l’IUT de Nantes, INNOprint 3D, une imprimante 3D hors norme capable de fabriquer de grands objets. »
Il faudra éviter toute standardisation du bâtiment liée aux catalogues objets des fournisseurs de matériaux
Apis Cor a mis au point une imprimante 3D de chantier, transportable, manipulable et programmable…L’ère de l’industrialisation du bâtiment semble arriver.
La sécurisation des chantiers, intégration et gestion des contraintes, les nuisances, les normes…Le chantier connecté
Les nouvelles technologies associées à la réalité augmentée et aux serious games permettent de rendre les chantiers connectés plus sécurisés, sécurisation du chantier, du matériel, des compagnons par la surveillance mais aussi par une organisation, une visualisation, une compréhension du chantier et des taches multiples à exécuter. Le chantier est géo-référencé, l’ensemble des taches est organisé, planifié, visualisé.
Le matériel de chantier est informatisé et connecté.
Les différentes mises en oeuvre peuvent être industrialisées, permettant ainsi de réaliser des taches de manière industrielle, le compagnon pourra à terme sur certaines taches devenir un superviseur, un programmateur de chantier.
Le RIFD est la gestion du chantier
Le RIFD et la protection des chantiers et du matériel font partie d’une campagne de protection de la prévention des vols sur le chantier et une manière de gérer le matériel de chantier.
Le matériel est pucé permettant la vérification de sa maintenance et le protégeant contre les vols, les engins de chantier sont pucés permettant leur géo-référencement précis permettant d’avoir leur localisation sur le chantier mais aussi en cas de vol.
La « Comm » en phase chantier
Le BIm est un outil de communication, sur le chantier pour l’ensemble des compagnons, mais aussi pour la MOE et la MO.
Le BIM permet une communication à toute instant du chantier intégrant l’ensemble de contraintes du site, techniques.., des normes environnementales, acoustiques, des réglementations sécurité, PMR…. La maquette numérique permet une représentation virtuelle et visuelle de certaines contraintes permettent d’expliquer les différentes phases d’un chantier, l’avancement du chantier, l’évolution de celui ci.
C’est un outil de gestion participatif au sein du chantier, pour les utilisateurs et la maintenance.
Les nouvelles technologies et le BIM sont en train de créer une mutation complète de l’acte de construire.
La révolution technologique appliquée à la construction ouvre des portes d’évolutions profondes.
Le bâtiment et l’infrastructure, restés jusqu’à aujourd’hui des domaines dont leur technologie se basait sur des processus et des procédés de construction « artisanale», un peu archaïques, connaissent une évolution et une intégration rapide des nouvelles technologies.
Les nouvelles technologies associent au BIM vont permettre des gains en productivité très importante, réduire le coûts, améliorer la qualité mais aussi rendre le chantier moins rude, plus compréhensible pour ceux qui le pratique.
Webographie
http://www.serious-game.fr/le-serious-game-safety-measures-pour-reduire-les-risques-daccident/
http://apis-cor.com Mobile 3D Printer Apis Cor
https://www.youtube.com/watch?v=HyAMVkOdpBs
http://daqri.com/
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Les études environnementales via la Maquette Numérique Urbaine

Le BIM se développe à l’échelle de la construction : bâtiment et infrastructure – mais où en est-on aujourd’hui sur les questions de la fabrication de la ville de demain avec les méthodes et outils BIM ?

Les systèmes complexes comme l’environnement peuvent être abordés et étudiés grâce à l’approche systémique et collaborative que permet une démarche BIM.

 L’enjeu de modélisation des phénomènes physiques 

En 1910, la région parisienne connaissait sa plus grande inondation qui sert toujours de référence pour une occurrence centennale. Aujourd’hui, les entreprises, les assurances, l’État français, l’Europe s’inquiètent des répercussions d’une telle catastrophe naturelle. Le projet de recherche «EU Sequana 2016» s’est achevé le 7 mars dernier et les conclusions sur la montée des eaux de la ville capitale et ses conséquences humaines et économiques sont lourdes.

La simulation numérique des débordements de la Seine et de ces affluents intégrant la montée des nappes phréatiques, l’imperméabilisation des sols, les capacités de stockage en zone urbaine, les bassins versants, les obstacles à l’écoulement comme les véhicules, le nombre d’habitants et des activités économiques susceptibles d’être impactés sont autant de données qui ont été intégrées et modélisées dans une maquette numérique urbaine pour visualiser et comprendre les impacts d’une grande crue à Paris.

 L’écosystème urbain en BIM/SIG

L’analyse de l’écosystème urbain et de ses interactions est rendue possible grâce à la démarche et les outils BIM, qui au travers de la prise en compte de données intelligentes très variées comme les interactions entre les données géographiques et les renseignements liés à l’occupation du sol,  offre l’opportunité d’une connaissance riche des territoires.

A ce titre, la maquette numérique urbaine en France est aujourd’hui un sujet d’innovation et est portée très fortement par les pouvoirs publics.

La première expérience française lancée par la Ministre du commerce extérieur en 2013 prévoit la réalisation de simulateur de la ville durable intégrant les technicités Made In France. Des expérimentations sont menées à Santiago du Chili ‘Santiago Des3aDo’ et à Astana ‘Astainable®’  pour proposer une lecture nouvelle des plans de la ville et des opportunités de développement possible.

Plus récemment, le Ministère de l’écologie a retenu 11 projets pour le développement d’un « démonstrateur industriel de la ville durable » en décembre 2015. Les 11 groupements retenus devront travailler sur des sites en France sur la performance environnementale, économique et sociale.

 Vers un Urbain Lifecycle Management du territoire ?

La maquette numérique urbaine devient alors un support aisément communicable qui permet de perdre en compte une grande quantité de facteurs environnants qui interagissent dans un milieu vivant. Le support de la visualisation 3D pourra être communiqué et interrogé  – demain – par un plus grand nombre d’acteurs (élus, habitants, technicien, concepteur,…) offrant sans doute une lecture plus partagée de la ville et de sa fabrication.

 


Bibliographie

- « Les villes intelligentes, enjeux et stratégies pour de nouveaux marchés » – Etude réalisée par Claude Rochet – Professeur des universités, Professeur affilié ESCP Europe

- « le bâtiment producteur d’énergie et bas carbone » – Alain Maugard, président de Qualitel

- « 11 lauréat pour l’appel à projet « démonstrateurs industriels de la ville durable » - Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer

- « Rennes, ville durable, aura son jumeau virtuel » – Le Mag Numérique – Article de Roland Le Bouëdec


 

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Building BIM : de la préparation au suivi de chantier. Comment rassembler la maquette numérique et l’élément humain pour optimiser la phase de construction?

Le BIM et la préparation du chantier

L’application du Building Information Modeling and Management (BIM) au domaine de l’Architecture Ingénierie et Construction (AEC) en tant que processus de générer et manager de l’information du bâtiment, tout au long du cycle de vie, a connu une importante croissance au niveau mondial dans les derniers 10 ans. Cette approche révolutionnaire de travail collaboratif autour d’une maquette numérique, composée de données géométriques et non géométriques, permet d’améliorer la coordination entre les différents participants d’un projet de construction, aussi bien que de mieux contrôler les coûts et de réduire la possibilité d’inefficiences pendant la phase de construction.

Mais il ne s’agit pas que d’une volumétrie. En effet, le BIM ajoute des dimensions au 3D selon l’usage. C’est-à-dire, la 4D pour la notion de temps et de planning, la 5D pour le concept de 4D plus le chiffrage. La 6D intègre à la fois la 5D et la réalisation de chantier – ce qui signifie qu’à ce moment on aura la maquette d’exécution en temps réel. Celle-ci est ensuite liée à la notion de 7D, qui englobe la vision de management de cycle de vie du bâtiment (Wang 2011).

Regardons la dimension 4D du BIM et son application à la préparation de chantier. La possibilité d’avoir une prévision des travaux à exécuter pendant les phases de conception et études en faisant appel à la maquette numérique et à un planning associé représente un énorme avantage. L’anticipation des potentiels points critiques de l’érection de l’ouvrage et des conflits logistiques concernant les procédures opérationnelles du site représentent en gains financiers car les décisions sont prises en amont. Aujourd’hui des logiciels comme Navisworks d’Autodesk ou Vico de Trimble permettent de coordonner les différents modèles-spécialités et analyser la constructibilité de la maquette, extraire des plans et des quantitatifs, contrôler le planning d’installation et exécution de chantier et faire des estimations de coûts. Et d’entreprises plus spécialisées comme visual5d poussent plus loin le phasage et la programmation de chantier, en y ajoutant une simulation très visuelle de la construction du bâtiment, basée sur la maquette numérique.

visual5d

www.visual5d.com – Planification de chantier assemblant la maquette numérique et le multimédia pour faire des simulations précises de la programmation et évolution du chantier.

Le BIM et le suivi de chantier

Mais qu’en est-il de l’usage de la maquette numérique dans la phase de construction du bâtiment, notamment au niveau des métiers dits moins intellectuels? Le BIM est une technologie assez récente dans le chantier et encore très peu exploité (Tarja M., 2013). Le manque à la fois de diffusion d’outils mobiles et d’une formation adaptée est à l’origine de cette situation.

En effet, les préjugés sont nombreux parmi le personnel lié aux activités de chantier. Pour eux,  le BIM est plutôt un outil fait pour les tâches de coordination qui sont exécutées par des ingénieurs très compétents en informatique (Su-Ling Fan et al. 2014). Il faut donc commencer à faire preuve que la maquette numérique est nécessaire à tous les participants impliqués dans le processus de construction. Dans le chantier il y a du BIM dehors du bungalow et les avantages sont énormes, du point de vue non seulement de la sécurité des travailleurs mais aussi d’une optimisation du temps et des ressources.

Etant une technologie émergente basée sur la visualisation, la Réalité Augmenté (VR) pourra apporter des évolutions significatives dans le domaine de l’AEC. Aujourd’hui c’est déjà possible de faire appel à de ce type de méthode en utilisant juste des smartphones et tablettes. Les codes QR (quick response code, en anglais) sont des matrices de code de barres avec une grande capacité de stockage de données et facilité de lecture, même quand le code est partiellement corrompu. Ils peuvent être utilisés pour donner des instructions opérationnelles personnalisées et détaillées selon le niveau de formation de l’ouvrier, et d’augmenter la compréhension de certaines étapes du chantier. (Trani M. et al, 2014).

Les Casques intelligents deviennent aussi de plus en plus diffusés. Le leader technologique du marché, Daqri, intègre nombreux senseurs qui permettent d’obtenir une lecture immédiate du contexte et y ajouter de la réalité augmentée. Le but c’est de donner la meilleure information possible aux travailleurs pour réduire la possibilité d’erreur, aussi bien que de permettre d’anticiper le danger.

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Casque intelligent Daqri equipé de senseurs et récepteurs qui permettent d’ajouter de l’information numérique à l’environnement réel. Source : www.daqri.com

Sur un chantier classique, l’information est normalement diffusée sous la forme de plans. L’information contenue dans ces plans n’est pas toujours celle qui intéresse le plus aux travailleurs – soit trop générique, soit trop technique. C’est pour cette raison que le BIM ouvre la possibilité d’accéder à l’information « cachée » mais qui est pertinente pour les ouvriers. Au Pays Bas, des chantiers avec des « plans à la carte » sont déjà une réalité.

Impressions de détails au format A3 et A4, extraites d’une maquette dans des bungalows suffisamment équipés et accessibles à tous (Leon van Berlo, 2014). Les avantages sont indiscutables : le travailleur est mieux informé et moins pollué par des informations qui ne lui concernent pas ; il peut donc opérer de façon plus efficace, être plus efficient et améliorer la qualité de son travail.

Autres technologies déjà disponibles sur le marché et qui concernent le suivi et la gestion de chantier devraient être aussi plus démocratisées. Son utilisation devrait s’éteindre non seulement aux manageurs de projet et contremaîtres mais aussi aux travailleurs, qui munis d’un smartphone ou tablette peuvent interroger la maquette numérique et obtenir des données pertinents à son travail. C’est le cas d’applications telles que BIM360 Field d’Autodesk, Bulldozair et Kaliti. Ces outils rassemblent des technologies mobiles et des environnements collaboratifs sur le Cloud de façon à faire suivre les informations critiques  aux personnes concernés sur le chantier, tout en améliorant la qualité, la sécurité indépendamment de la taille du projet.

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La collaboration inclusive entre tous les intervenants d’un projet BIM. Source : www.tekla.com

Somme toute, l’inefficience sur le chantier est due à un faible investissement dans la technologie, qui fait que des outils déjà existants dans l’industrie de la construction ne soient pas suffisamment appliqués sur le terrain. Selon Autodesk, sur un projet de construction, 90% des couts dépensés en technologies reportent aux activités de bureau. De ce fait, sur le chantier, la technologie est surtout utilisée dans le bungalow ou dans les bureaux (architectes, ingénieurs, consultants…). Il est donc pertinent d’appliquer la technologie BIM au terrain, là où le travail est exécuté et où il y a le plus grand besoin d’optimiser le temps et les coûts.

 

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https://www.youtube.com/watch?v=qjOCGRLo6eE

  • What is 4D BIM? https://www.youtube.com/watch?v=Sz6JK6_ZtGA

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#BIM #AEC #openBIM

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BIM: la revue de projet / Validation

L’objectif de la revue de projet est de valider la faisabilité technique, environnementale, sociétale et économique du projet compte tenu du niveau de détail associée à la phase.

Au-delà de cet objectif principal, la revue de projets participe à la collaboration entre les acteurs du projet, en permettant une meilleure communication pour des prises de décisions efficaces et collégiale.

Et le BIM dans tout ça?

Le Projet MINnd, consacre un cas d’usage à la revue de projet: un document COMMUNIC décrit le changement qui s’opère entre le pré-BIM et le BIM dans le processus de revue de projet et de validation.

 

Etapes chngmt

PRE-BIM

MODELLING COLLABORATION INTEGRATION
Validation du plan et donc de toutes les informations contenues sur ce plan, par apposition d’un visa sur le cartouche.  Validation toujours sur les plans, dont certains sont générés automatiquement à partir de la maquette.La maquette est une information complémentaire, mais elle n’est pas contractuellement approuvée. Le contrôle de cohérence des informations se fait sur la maquette.Tous les plans sont issus de la maquette. Leur validation est « simple » puisque toutes les incohérences sont résolues.

Le contrôle de cohérence des informations se fait sur la maquette.

On ne valide plus de plans mais les objets qui constituent la maquette. Les plans sont édités à la demande, seulement pour les ouvriers sur le chantier.

Étapes du changement¹

Le passage au BIM, consiste uniquement en un changement de support, pas de processus.

Les étapes de la revue de projet restent inchangées mais elles prennent une autre forme:

-Définir les revues de projet: Les objectifs de la revue doivent être explicités en amont de la réunion pour que tous les intervenants aient pu prendre connaissance via la Maquette numérique des sujets qui seront abordés.

-Préparer les revues de projet: Une thématique peut être proposée pour restreindre les sujets. En suivant cette thématique, une vérification des données, une détection des clashes et un tri de ces derniers doit être effectué par statut et par priorité. Des vues sont créées spécifiquement pour traiter les points durs.

-Organiser les revues de projet: L’ordre du jour doit mentionner les sujets issus de cette analyse.

-Animer les revues de projet: l’animation, assurée le plus souvent par le chef de projet, doit permettre à chacun de s’exprimer et trouver les solutions qui conviennent.

La préparation des revues de projet, est plus que jamais un enjeu important de la réussite de ces réunions.

Avec quels supports?

Avec des logiciels de vérification et de synthèse.
De nombreux éditeurs proposent des outils plus ou moins élaborés en fonction du besoin.
Ces logiciels de vérification et de synthèse permettent :

– l’agrégation de modèles,

– la vérification de la réglementation et de la performance: Il s’agit de vérifier automatiquement que le résultat est bien conforme aux réglementations et performances exigées par le client;

– la détection des interférences: les objets portent différentes informations dont la définition géométrique et les liens avec les informations d’autres objets. Le logiciel de vérification permettra de vérifier automatiquement les clashes d’encombrement (les volumes des objets ne rentrent pas en conflit) et les clashes d’attributs (les liens définis entre attributs des objets sont bien respectés);

– le management des arbitrages du projet: Les visualisations du navigateur, le vérificateur de réglementation et le détecteur d’interférences vont aider à détecter les anomalies de conception ou de cohérence entre les différents métiers. Il s’agira donc de prendre des décisions d’arbitrage et veiller à enregistrer ces décisions.

Le format de fichier utilisé pendant ces revues dépendra du projet, des intervenants et des outils, mais le format IFC est fortement recommandé et privilégié, car seul format interopérable et supporté par tous les logiciels BIM.

Parmi les logiciels de vérification et de synthèse, on peut distinguer, les viewers, les checkers et les plateformes collaboratives. Quelques exemples:

Viewers Vérification géométrique visuelle, navigation dans les éléments du modèle SimpleBim, Solibri Model Viewer, IFC Java Viewer, BIM Vision, XBIM Xplorer…
Checkers Vérification géométrique visuelle, navigation dans les éléments du modèle, détection de clashes, vérification de normes Solibri Model Checker, Navisworks…
Plateformes Vérification géométrique visuelle, navigation dans les éléments du modèle, détection de clashes, vérification de normes, suivi des clashes et des validations BIMPlus, BIMSync, BIMSight, A360…

Il n’y a pas d’outil meilleur qu’un autre, chacun devra trouver l’outil qui correspond le mieux à ses attentes et habitudes, en priorisant l’efficience des revues de projet.

Pour qui? Pour quoi ?

Pour tous les acteurs du projet. Car la revue de projet garantit l’intégrité et la cohérence de la somme des métiers. Mais au-delà de donner aux parties prenantes une vision plus claire du projet, la qualité de visualisation constitue un élément de communication du projet. Par exemple, une expérience immersive s’appuyant sur la mécanique du jeu vidéo permet de naviguer et appréhender les espaces.

Pour remplir l’objectif de validation de la conception du bâtiment du nouvel hôpital d’Ajaccio, la MN a été connectée à la solution eveCity du CSTB. Cela a permis de projeter le bâtiment en 3D dans son environnement. Les acteurs ont ainsi pu visualiser et visiter certains espaces témoins du bâtiment.

Différentes solutions, touchant à l’univers des jeux vidéo sont disponibles et permettent la création d’exécutables dans lequel il est possible de naviguer via une manette. Mais celles-ci nécessitent une certaine maitrise. Parmi d’autres produits, on peut mentionner des logiciels comme Unity ou Stingray qui permettent des rendus très réalistes.
Pour les utilisateurs de Revit, des plugins permettent de créer facilement une navigation réaliste dans le projet. Par exemple, EnScape, génère des exécutables dissociés du logiciel, permettant une navigation fluide dans le projet.

Il faut être prudent car ces solutions dépassent le simple cadre de la revue de projet, et s’orientent vers la validation client, tant les images sont travaillées et la navigation s’approche d’une visite virtuelle. Il convient donc d’adapter le support et le temps de préparation à l’objectif défini : revue technique ou présentation client ? Les deux ne doivent pas être confondus au risque de perdre de vue les objectifs au profit de la seule technologie.

L’étape suivante est la visite virtuelle d’un bâtiment modélisé en BIM à l’aide d’un casque de réalité virtuelle (Oculus Rift, HTC vive…) ou même l’immersion via le « CAVE ». Il s’agit d’une expérience d’immersion dans la maquette à l’échelle 1, grâce à une projection stéréoscopique sur 3, 4 ou 5 faces.

Mais dans un processus de revue et validation de projet, cela n’est-il pas un peu gadget?

 

Sources:

http://www.minnd.fr 
http://www.planete-tp.com/ 
http://www.urbanews.fr
http://www.lemoniteur.fr    

http://www.arobim.fr    
http://www.cstb.fr

1 Bilal Soccar, in « Building information modelling framework: A research and delivery foundation for industry stakeholders”, Automation in Construction, Volume 18, Issue 3, May 2009, pages 357-375

MINnD: Modélisation des Informations dans les Infrastructures (projet de recherche collaborative)
COMMUNIC: COllaboration par la Maquette Multi-Usages Numérique et l’Ingénierie Concourante (groupe de recherche)
IFC : Industry Foundation class – Format supporté par tous les logiciels BIM garantissant l’interopérabilité de ces derniers
MN: Maquette Numérique
Exécutable: fichier contenant un programme identifié par le système d’exploitation, entrainant l’exécution du programme

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BIM et Construction

Comment passer d’une conception BIM à la réalisation du chantier par des TPE non formées à la démarche ? Opportunités, difficultés et outils utilisables.

Le BIM pour les TPE ?

L’ère du numérique s’invite à marche forcée dans le monde du bâtiment, et promet d’aider à construire plus vite, plus efficace et moins cher. Le BIM (Building Information Modeling) est ainsi une méthode de management de projet du monde de la construction (bâtiments et infrastructures), regroupant un large groupe de décideurs. Souvent appelée « maquette numérique », la méthode repose sur la production de fichiers numériques, d’éléments de conception en 3D du projet, qui ont pour finalité de définir l’ensemble des informations constructives d’un bâtiment ou d’une infrastructure. Elle intervient depuis la conception et la construction jusqu’à la maintenance et l’exploitation de l’entité bâtie. La coopération entre les différentes équipes concernées (maître d’ouvrage, maître d’œuvre, entreprises, utilisateurs…) fait partie intégrante de toutes les méthodes de travail BIM. Les équipes s’échangent mutuellement des informations. La manière dont ces informations sont échangées, ainsi que les types d’informations devant être attribuées au modèle selon les stades du projet, sont définis dans un protocole BIM. Or, Si cette démarche semble évidente et nécessaire pour faire évoluer le monde du bâtiment, elle reste pour la majorité des acteurs compliquée et inaccessible. Une enquête réalisée en 2014 (source : batappli) indiquait que seulement 10% des artisans déclaraient avoir une approche du BIM, essentiellement par la manipulation d’un plan 3D. La volonté est de sortir du cadre confortable du BIM appliqué par de grands groupes de construction, pour se préoccuper de l’application de la démarche pour un chantier normal en France. Nous entendons par chantier normal, un projet construit par des TPE, en lots séparés, pas forcément à l’aise avec les outils informatiques et encore moins avec le BIM. Se posent alors les questions des opportunités, des difficultés, de l’organisation de travail à mettre en place, ainsi que des outils simples à utiliser.

 

Le BIM pour les TPE : les opportunités

L’utilisation du BIM aide incontestablement à améliorer l’efficience des processus de production. Chaque acteur a la possibilité de lire et de manipuler la maquette pour en tirer les informations dont il a besoin pour son métier. L’utilisation de fichiers au format IFC (format de fichier numérique, orienté objet fortement utilisé par les logiciels BIM) permet par exemple de générer des quantitatifs automatiques, par lot et par poste, sans perdre de temps dans les ressaisies. Les plans d’exécution sont plus rapides également à produire, puisque l’export IFC implique un gain de temps et diminue les risques d’erreurs dans la compréhension du projet et des interactions entre les différents corps de métiers.

L’utilisation de la maquette révolutionne aussi les façons de préparer et de vivre un chantier. Les plannings et phasages sont plus simples à établir puisque le « film » de la construction du projet peut être analysé et modifié avant que les équipes n’interviennent physiquement sur place. Le travail avec les fournisseurs permet également de diminuer les délais de fabrication et de réduire les déchets de chantier, par l’analyse plus fine des éléments de conception. Une maquette bien appréhendée diminue de fait la non qualité en chantier et évite de démolir et reconstruire des éléments mal étudiés par les entreprises en charge de la construction.

L’utilisation du BIM oblige également l’entreprise artisanale à s’adapter à une organisation de travail collaboratif, utilisant une même méthodologie et en travaillant sur des données communes. Cette nouvelle approche est l’occasion d’améliorer l’efficience organisationnelle de la structure. Elle peut alors répondre à des appels d’offres plus exigeants, ou travailler en sous-traitance pour des grosses entreprises  puisqu’elle comprend les attentes et maîtrise les processus.

 

Le BIM pour les TPE : les freins

De grosses difficultés existent néanmoins dans la démocratisation de l’utilisation du BIM pour les artisans et le TPE. Pour beaucoup, l’utilisation de l’outil informatique n’est pas évidente, et la maquette numérique est perçue comme compliquée et réservée à des experts. La dématérialisation fait peur et implique un changement d’habitudes. Le bon sens des hommes de terrain semble disparaître au profit de l’écran et de la souris. Il est nécessaire de réfléchir de manière plus abstraite en amont avant de produire dans son cœur de métier. La nécessité d’acquérir de nouvelles connaissances et compétences constitue un réel frein, surtout si le niveau d’instruction au sein d’une TPE n’est pas très élevé.

L’autre difficulté majeure tient au coût de migration vers le BIM. Dans la plupart des cas, le passage au BIM implique l’acquisition de nouveaux équipements informatiques, de nouveaux logiciels, et l’investissement en formation pour les futurs utilisateurs. Or, cet investissement représente pour beaucoup de petites entités une somme trop conséquente au regard de leurs capacités financières.

 

Le BIM pour les TPE : les outils

Les outils proposés  sur le marché sont nombreux et adaptés aux différents profils d’utilisateurs. S’il est vrai que les grandes entreprises et les grandes structures portent l’innovation et les investissements, il est vrai également que des outils gratuits ont été développés afin de rendre accessible la démarche. Les artisans et les TPE peuvent ainsi  franchir le pas, en ne sacrifiant pas l’équilibre financier de leur entité. Quelques outils gratuits sont repris ci-dessous, qui permettent d’ouvrir le modèle 3D :

Logiciels Editeurs Français IFC
Tekla Bimsight Tekla Oui Oui
Solibri Model Optimizer Solibri Non Oui
Solibri Model Viewer Solibri Non Oui
DDS-CAD BIM Enhanced Data Design Systems Non Oui

 

Les logiciels traitant des fichiers XML ou XLS (Excel ou Open Office) permettent quant à eux de traiter des tableaux de nomenclatures issus de la maquette.

Il est donc possible d’utiliser des outils BIM sans investir de manière importante dans de l’ingénierie logicielle.

 

Conclusion

La révolution numérique, que l’on accepte ou non, est en marche et les entreprises, y compris les TPE et les artisans doivent s’adapter pour survivre. C’est une démarche mondiale et non franco française, qui va demander des capacités d’adaptation et d’anticipation de la part de tous les acteurs, afin d’optimiser les processus de conception et de construction. Le BIM n’est cependant pas une finalité, puisque l’évolution ne fait que commencer. L’Intelligence Artificielle va succéder à la généralisation de l’utilisation de l’informatique dans le bâtiment. La maquette numérique n’est qu’une étape, et d’autres évolutions impliquant des chocs culturels vont arriver dans les décennies à venir : pré conception automatique, imprimantes 3D, outils de simulations plus puissants, robots d’aide à la construction… Le bâtiment 2.0 est en train de naître sous nos yeux, et les changements de paradigme sont toujours sources d’échecs et de disparition pour les uns, et de réussite et d’épanouissement pour les autres. Il est donc urgent en France que les artisans et des TPE entrent de plain-pied dans l’ère du numérique, qu’ils fassent évoluer leurs organisations, leurs pratiques et leurs compétences, pour assurer leur pérennité.

 

 

Webographie :

  1. http://www.mediaconstruct.fr/sinformer/le-blog-du-bim/post/4661/il-faut-rassurer-accompagner-et-%C3%A9duquer-les-tpe
  2. http://msbim.estp.fr/?tag=tpe
  3. http://abcdblog.typepad.com/abcd/2015/12/tpe-pme-le-bim-n-exclut-pas-il-inclut.html
  4. http://www.batappli.fr/blog-du-logiciel-batiment/informations/quand-les-artisans-passeront-au-bim
  5. https://www.printempsdunumerique.be/entreprise-industrie/competitivite-entreprises-de-construction-grandes-entreprises-vs-pmetpe-big-bim-vs-little-bim/
  6. http://blog.innovation-artisanat.fr/la-maquette-numerique-ou-bim-building-information-model-au-service-du-developpement-de-lentreprise-artisanale-du-batiment/
  7. http://www.objectif-bim.com/index.php/logiciels/logiciels-bim/logiciels-bim-gratuits
  8. http://www.batiactu.com/edito/bimetre-1er-pas-vers-bim-entreprises-batiment-42712.php
  9. http://www.mediaconstruct.fr/sinformer/le-blog-du-bim/term/180/bim%C3%A9tr%C3%A9
  10. http://www.usine-digitale.fr/article/quand-le-btp-fait-bim.N367661
  11. http://www.lesechos.fr/idees-debats/sciences-prospective/021136819937-lintelligence-artificielle-futur-de-lentreprise-1128633.php
  12. https://humanoides.fr/2015/10/robots-miniatures-rearranger-batiments/

 

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Le BIM, une nouvelle façon de construire

Qu’est-ce que le BIM peut m’apporter ?

Qu’est-ce que le BIM ?

Le BIM une technologie innovante au service de la construction qui regroupe un ensemble structuré d’informations sur un bâtiment existant ou en projet grâce à une maquette numérique.

Le BIM est une sorte de prototype numérique avec autant d’objets qu’il est possible de représenté afin de favoriser les simulations et donc de mieux comprendre le bâtiment avant sa construction.

Grâce aux informations que la maquette véhicule, une véritable base de données contenant l’ensemble des caractéristiques techniques du bâtiment est ainsi crée. Les informations telles que la marque, la durée de vie, la taille, la résistance au feu ou encore l’impact environnemental sont accessibles en quelques clics pour tous les intervenants (concepteurs, constructeurs ou même habitants).

Qui peut bénéficier des avantages du BIM ?

L’intégralité des intervenants du projet peut y trouver ses avantages :

  • Les maîtres d’ouvrages :

Le modèle virtuel permet de vérifier très tôt si le projet respectera les exigences financières ainsi que les délais de construction puisqu’une estimation des coûts en temps réel des modifications de conception est possible.

  • Les bureaux d’études, ingénieurs et architectes :

Grâce aux logiciels, des plans 2D du modèle virtuel peuvent être fournis. De plus, il est possible d’extraire à un instant donné, les quantités et coûts de construction. De cette manière, nous pouvons connaître immédiatement les conséquences d’une modification ou d’une variante.

  • Les entrepreneurs :

Il est possible de rajouter une quatrième dimension au modèle virtuel : le temps, qui permet d’optimiser les plannings. De plus, les commandes peuvent être effectuées au bon moment et dans les bonnes quantités.

Malgré ces nombreux avantages indéniables, certains retours sur expériences montrent les limites du BIM.

Concernant la mise en place du BIM, Jérôme Brunet se félicite d’avoir anticipé l’évolution prévue car « L’outil, assez lourd à gérer, représente un investissement et du temps de formation ».

A cela, Emmanuel Aboulker rajoute : « S’il existe des formations et de nombreuses vidéos sur le fonctionnement du logiciel et de ses outils pour produire un modèle 3D, il n’y a presque rien sur le management de projet. Or sans cela, l’outil n’est pas exploitable ».

De plus le logiciel en lui-même ainsi que les mises à jour sont couteux. Comme le souligne Michel Rémon, qui orchestre aussi des projets complexes « Je m’interroge aussi sur le coût de ce dispositif pour les petites agences où il est difficile d’avoir un BIM manager ».

Ce dernier pense également que « le BIM réduit le rôle du dessin au profit d’un objet […] Un amoureux du dessin peut y voir une perte, mais c’est un gain de temps pour étudier des géométries complexes et assembler les apports de chaque cotraitant à la maquette numérique ». Nous pouvons effectivement reprocher au BIM que la géométrie du bâtiment ne soit pas assez détaillée.

Enfin, deux membres de l’agence ANMA architectes offrent leur retour d’expérience de leur utilisation du BIM :1

Mais selon eux, dans la réalité, les flèches ont tendance à rester comme avant ce qui gâche les efforts financiers et techniques de chacun. Pour eux, ces flèches sont surtout des communications, des interactions humaines, ce sont donc nos habitudes et nos méthodes. Ils en viennent donc à la conclusion que le BIM n’est donc pas un changement d’outils mais un changement de méthode.

La bonne collaboration entre métiers est donc l’enjeu majeur puisque le BIM c’est de l’efficacité collective.

Comment « ça » fonctionne ?

Le BIM repose tout d’abord sur les technologies de représentation d’objets en 3D. Ces technologies ont été développées dans les années 80 pour les besoins de l’industrie.

Les logiciels actuels de BIM reposent sur une conception paramétrique. Les éléments du bâtiment sont développés séparément mais des familles ou classes d’objets sont créées. Pour chaque famille on définit des paramètres géométriques (qui peuvent être variables ou fixes), on définit aussi des règles qui permettent de générer automatiquement les objets en fonction de leurs relations avec leur environnement, par exemple s’il doit être parallèle à une droite ou en contact avec une surface. De plus il est possible de rajouter des règles supplémentaires comme l’épaisseur minimale d’un mur. En cas de modification d’un paramètre le programme met à jour tous les autres paramètres et prévient l’utilisateur si les conditions ne sont plus vérifiées.

Le BIM permet d’intégrer en plus des données géométriques, les caractéristiques structurelles, thermiques, mécaniques et électriques des objets. Ces informations donnent une meilleure vision des possibilités d’exploitation du bâtiment et rendent les différents diagnostics plus précis. Cet afflux de données a pour conséquence de rendre les modèles assez lourds, il n’est pas rare de travailler avec des fichiers de plusieurs gigabits. Pour compenser cette lourdeur, les mises à jour sont faites de façon incrémentale, c’est-à-dire que lorsque qu’on change un objet, seul cet objet sera modifié dans la sauvegarde. Ceci permet d’alléger les quantités de données gérées par le système et de garder un environnement de travail réactif.

Qu’est-ce que cela signifie plus concrètement ?

Au-delà des possibilités offertes par le BIM, il existe une hiérarchie entre les différents types de logiciels BIM et leur type d’utilisation :

  • Outils BIM

Ce sont des logiciels qui ont des fonctions spécifiques comme la production des plans, estimation des coûts, détection d’interférences, etc. Ces logiciels en général ne viennent pas modifier le modèle 3D et leurs résultats sont directement exploitables, ils ne sont pas exportés dans d’autres logiciels.

  • Plateformes BIM

Les logiciels de conception produisent de nombreuses données qui sont destinées à des usages multiples. La plateforme permet de stocker toutes les données du modèle primaire 3D. Aujourd’hui les plateformes BIM intègrent en plus des modules qui permettent la détection d’incohérences, la production de plans, etc.

  • Environnements BIM

C’est un environnement ou un serveur sur lequel l’ensemble des données du projet vont être stockées pour que les divers logiciels puissent y accéder. Sur de gros projets il peut y avoir jusqu’à cinquante logiciels différents utilisés, il est donc vital d’avoir une gestion centralisée des données pour permettre la communication entre les différentes parties du projet de même qu’une communication entre les différentes plateformes BIM. Ainsi au-delà des données du modèle virtuel se sont aussi les images, les vidéos, les emails et les enregistrements audio qui sont stockés.

Qu’est-ce que ça va changer pour moi ?

Il est vrai que le progrès amène des changements dans la façon de travailler, de penser. Prenons l’exemple de l’industrie. Avant TAYLOR et FORD, l’industrie n’était qu’une suite de travaux artisanaux sans rendements. Avec l’arrivée des cadences et du travail à la chaine, la productivité a augmenté.
Certes, le BTP est un milieu différent de l’industrie car on n’a pas le droit à l’erreur. On ne construit pas de prototype que l’on peut tester mais on construit directement le projet du client.

Pourquoi ajouter autant de dimensions ?

Ce n’est pas qu’un plan en 3D. Ajouter plusieurs dimensions est très utile pour la partie exécution notamment la planification avec la partie 4D.

Chaque intervenant du projet sera averti de l’avancement du projet pour régler au mieux son calendrier.

Ce modèle, peut-il être utile pour plusieurs personnes ?

Le changement le plus marquant pour les équipes de conception et d’étude sera dans la qualité et dans la nature des services. En effet, ces équipes gaspillent leurs temps en produisant des documents spécifiques à une réunion. Ces équipes peuvent désormais se concerter sur le modèle sans pour autant le dénaturer. Le modèle contient plusieurs niveaux d’accréditation : le BIM manager peut modifier tout le modèle mais les équipes d’études dédiées ne peuvent modifier que leurs parties. Par exemple, le BET d’électricité ne peut pas modifier la plomberie pour passer ses réseaux.

 2

Une modélisation en plus, la phase conception sera allongée et donc le coût du projet augmentera ?

En effet, les dessinateurs projeteurs devront travailler de concert avec les projeteurs BIM. Le client ne sait pas vraiment ce qu’il veut avant de l’avoir vu, le BIM est là pour ça. En effet, cette maquette numérique permet de créer des témoins ou prototypes virtuels. Cela permet aux constructeurs et architectes de mieux cerner les besoins du client pour augmenter sa satisfaction. Certes, le prix sera supérieur mais le projet correspondra exactement aux nécessités du client sans avoir à réinvestir pour d’éventuelles modifications qui sont parfois coûteuses. Ainsi, le prix initial est plus élevé mais le témoin virtuel permet de rectifier la majorité des problèmes en phase d’étude avant qu’ils ne surgissent en phase construction.

Comment faire pour y aller ?

Pour pouvoir comprendre et bénéficier des avantages de ces nouvelles façons de faire, les entreprises du BTP vont avoir besoin de former leurs employés ou d’engager des jeunes diplômés dans le domaine.

Pour une intégration du BIM dans les entreprises, il est nécessaire d’avoir un personnel qualifié.

Quelles sont les formations existantes ?

Des masters pour se former au BIM sont actuellement en train de voir le jour, c’est ainsi que l’école d’ingénieur du CESI a ouvert en 2015 une option BIM et maquette numérique dans son master Management de Projets de Construction. Ce type de formation se fait en alternance et sur un an. Ces formations sont donc plutôt destinées à des étudiants voulant se spécialiser.

L’ESTP et l’école des Ponts ParisTech ont également ouvert un Master spécialisé sur le BIM dans la construction : « Master spécialisé BIM : conception intégrée et cycle de vie du bâtiment et des infrastructures ». Cette formation développe chez les étudiants leurs connaissances sur les logiciels pour qu’ils soient capables aussi bien de concevoir et de gérer des projets dans un contexte de maquettes numériques.

Pour des entreprises voulant former leurs employés, le CESI a également développé des formations plus courtes d’une dizaine de jours. . Les trois formations proposées se nomment :

  • Modélisateur BIM : Comment concevoir une maquette BIM ?
  • Coordinateur BIM : Comment synthétiser des maquettes BIM et en extraire les informations voulues ?
  • Chef de projet BIM : Comment piloter un projet selon une stratégie BIM ?

Des MOOC existent également pour apprendre quelques bases du BIM mais ces MOOC ne sont pas certifiés. Des entreprises spécialisées en informatique comme Tase solutions mettent en ligne des vidéos pour apprendre à se servir des logiciels du BIM. Mais ces solutions ne sont que simplistes et ne permettent pas une vraie formation de fond.

Pour développer le BIM, des congrès sont également en train de se développer à travers la France et le Monde. Ainsi en Août 2015, un « BIM Integration Congress » a eu lieu aux Etats-Unis afin de réfléchir sur les moyens d’intégrer le BIM aux entreprises. Les 6 et 7 avril 2016, le « BIM World » qui est un salon sur le BIM ayant lieu tous les ans se déroulera à Paris. Ce salon a été créé pour promouvoir le BIM dans le monde et présenter les nouvelles évolutions. De nombreuses conférences sont données par des spécialistes sur divers sujets, en particulier sur la conception, la construction et la rénovation.

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