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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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