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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

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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

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- 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.

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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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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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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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Benchmark des Outils BIM

GENERALITES

Les outils liés au fonctionnement BIM des projets sont variés et le choix n’est pas forcément évident pour choisir quel(s) est(sont) celui(ceux) adapté(s) à la structure d’une entreprise ou d’un projet. C’est la raison pour laquelle je me suis penché sur l’étude du marché des logiciels actuels pour suivre des projets BIM. Bien entendu, la liste n’est pas exhaustive. Cette recherche est une base de réflexion pour comprendre et connaitre l’éco système lié au BIM.

OUTILS DU MARCHE

Compil

Un Excel Drive a donc été mis en ligne et partagé par les élèves du Master pour partager les informations et enrichir la base du Benchmark :

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1xtyUfhS1I98Fhg83syzAsJb_3uksBW_kqaKWUjbWceo/edit#gid=0

Nous avons donc répertorié plus de 100 outils à ce jour en précisant (si possible) les caractéristiques suivantes :

  • Site @: Site pour plus de connaissance sur l’outil
  • Entreprise: Nom de l’entreprise créatrice ou propriétaire de l’outil
  • Cycle de vie (AVP, EXE, EXP) : En quelle phase de projet l’outil est adapté. Cette information permet de cibler directement les outils utiles lors des transitions de phases.
  • Type: Le type d’outil permet de cibler les enjeux métiers pour chacun.
  • Acteurs: Liste des acteurs ciblés pour le choix d’outils.
  • Langues possibles (Français, Anglais…) : Particularité importante en fonction du périmètre et des nationalités des acteurs d’un projet.
  • Les formats d’Import et Export: Information primordiale pour comprendre et adapter un éco système de projet, savoir comment peuvent dialoguer plusieurs outils entre eux.
  • Support: Permet de comparer les produits sur le système d’exploitation approprié.
  • Plateforme: S’il s’agit d’un outil en solution web ou non ?
  • Source (OPEN ou CLOSE) : En fonction des demandes d’un client, l’OPEN SOURCE peut être une donnée obligatoire à un projet.
  • Formations (coût, Tutos…) : Permet de connaitre les éventuels coûts de formation et d’éléments disponibles (Tutos ou autres) pour être opérationnel sur l’outil concerné.
  • Références (clients, projets…) : En fonction des outils (cas en grande partie pour les outils de GTP), certains se tournent plutôt sur certains clients que sur d’autres.
  • Contact: Permet un accès direct à d’autres informations complémentaires.
  • Commentaires…

Ce tableau de Benchmark a pour ambition d’être vivant pour permettre une mise à jour au fur et à mesure des modifications des logiciels. Il doit être une source pour aider les entités (entreprises et équipes projets) à bien choisir l’outil qui correspond aux besoins exprimés.

Benchmark Outils BIM - Google Sheets_2016-05-03_10-08-23

WEBOGRAPHIE :

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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 réalité augmentée – Un dispositif de visualisation adapté aux chantiers.

La réalité augmentée (RA) – définitions :

La réalité augmentée (RA) consiste à superposer à la réalité perçue, des informations complémentaires fournies par dispositifs externes au corps humain. Elle peut s’appliquer aux 5 sens, étant le plus connu le concept de réalité augmentée appliqué à la vision. Justement, wikipedia définit la réalité augmentée comme la « … superposition d’un modèle virtuel 2D ou 3D à la perception que nous avons naturellement de la réalité et ceci en temps réel »[1].

Il faut éviter de confondre réalité augmenté et réalité virtuelle (RV), du fait que dans celle-ci il n’opère pas une superposition en temps réel avec le monde perçu.

La réalité augmentée connaît actuellement un fort essor lié, en grande partie, à l’augmentation de la capacité du traitement de données par des ordinateurs, à la miniaturisation des composants, à l’amélioration des systèmes de positionnement  ainsi qu’au développement des systèmes de communication de données sans fil.

Un dispositif de réalité augmentée visuelle est, à la base, constitué par un écran sur laquelle sont projetées des informations qui se superposent à la perception visuelle qu’un individu a du monde réel. Cette superposition peut se faire par projection des informations complémentaires sur un écran transparent, de façon à ce que la fusion des images est reconstituée par le système visuel humain (figure 1) ou bien par l’intermédiaire d’un dispositif de captation d’images, de façon à ce que la fusion des images est reconstituée sur un écran (figure 2).

FIG1
Fig 1 – Source: http://www.lunettes-connectees.com

 

 

 

 

 

 

FIG2
Fig 2 – Source: www.igen.fr

 

 

 

 

 

 

Plusieurs dispositifs de type « lunettes » à usage professionnel sont actuellement en phase de prototypage, de test ou de commercialisation. Les HoloLens  de Microsoft (https://www.microsoft.com/microsoft-hololens/en-us), Les IMMY iC 60 d’IMMY (http://www.immyinc.com/), la solution développée par la française A-sis (http://www.savoye.com/fr/newsroom?communique-de-presse=1970), le META2 de Meta industries (https://www.metavision.com/), les MOVERIO d’EPSON (http://www.epson.fr/fr/fr/viewcon/corporatesite/products/mainunits/overview/12411?WT.mc_id=cpc-_-google-_-moverio-_-fr&WT.tsrc=cpc), ou le SMART HELMET de DAQRI (www.daqri.com) sont des exemples.

On trouve aussi dans le marché les développeurs de plateformes pour loger les applications, comme Vuforia (https://developer.vuforia.com/downloads/sdk)

La filière bâtiment :

Dans le cadre de la filière bâtiment, la modélisation des maquettes numériques a favorisée la parution d’interfaces de visualisation de réalité virtuelle (RV) qui vont des simples écrans aux casques (oculus) 3D[2] ou salles immersives[3].

Concernant la réalité augmentée (RA), le SMART HELMET de DAQRI est conçu comme un produit de visualisation adapté à l’utilisation en chantiers. Ce dispositif intègre :

  • Une unité centrale de procès équipée d’un processeur M7 d’Intel
  • Un système de visualisation par écran transparent à cristaux liquides.
  • Des centrales à inertie pour calculer le positionnement relative du casque.
  • Une caméra thermique.
  • Des systèmes de reconnaissance d’objets (mappage, capture d’images et suivi de trajectoires) constitués par des caméscopes conventionnels, stéréoscopiques infrarouges et un projeteur laser infrarouge.
  • Un Système d’audio 360°.
FIG3
Fig 3 source DAQRI WWW.daqri.com

 

Il est difficile de préciser la phase de développement dans laquelle se trouve le produit. Un événement de présentation (le « 4D EXPO »[4]) est prévu pour les 11 et 12 mai 2016 au siège de l’entreprise. Concernant les applications au BIM, le site web de l’entreprise annonce un partenariat avec Autodesk[5].

Des articles de revue de la CES[6] 2016 indiquent qu’il serait disponible au prix de €4.600 à €13.800 l’unité[7].

Il faut souligner que l’on trouve, dans la base de données en accès libre de l’INPI[8], plus d’une vingtaine de demandes d’enregistrement de brevets par DAQRI (publiées entre septembre 2014 et février 2016), dont un extrait de quelques titres peut donner une idée des enjeux associés au produit :

Visualisation d’interactions physiques en réalité augmentée (WO2016025697 A1)

Visualisation spatiale de données (WO2016025811 A2)

Traitement de données spatiales (WO2016025808 A1)

Système de mappage tridimensionnel (WO2015126951 A1)

Mise en correspondance de gestes et de fonctions virtuelles (WO2015102903 A1)

Manipulation d’objet virtuel en réalité augmentée, par la pensée (WO2014197392 A1)

Une demande de contact avec l’entreprise à été lancée sans réponse au jour de la rédaction de cette veille technologique.

– Webographie et références:

http://www.augmented-reality.fr/ blog de l’association de promotion de la réalité augmentée

http://www.larealiteaugmentee.info/actualites-blog/

http://www.augmented.org/blog/

http://www.wearear.de/

http://arblog.inglobetechnologies.com/

– Événements et salons sur la réalité virtuelle et le numérique :

AWE (EUA), insideAR (Allemagne), ARMC (Irelande), MixAR (Russie), Laval Virtual (France)[9], ISMAR[10].

[1] Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9alit%C3%A9_augment%C3%A9e

[2] http://www.oculus-rift.fr/

[3] http://www.inria.fr/centre/sophia/innovation/plateformes-technologiques2

[4] http://4dexpo.com/

[5] http://daqri.com/home/partners/

[6] CES Consumer Electronics Show® – Las Vegas, janvier 2016 – http://www.cesweb.org/

[7] http://www.cnet.com/products/daqri-smart-helmet/

[8] http://bases-brevets.inpi.fr/

[9] http://www.laval-virtual.org

[10] International Symposium on Mixed and Augmented Reality – http://ismar.net -

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Le BIM en France et pour Tous : Info ou Intox ?

Qu’est ce qui nous permet de penser qu’aujourd’hui Le BIM* est en marche et que tous les acteurs du bâtiment sont concernés ?
Où en est la France en matière de BIM ?

« 92 % des maîtres d’œuvre ont déjà entendu parler du « Building Information Modeling »,
63 % des artisans et entreprises du bâtiment répondent également par l’affirmative.
32 % des artisans confessent ne pas connaître le BIM… »
Résultat de l’enquête menée entre le 26 mai et le 10 juin 2015 par Batiactu.

Autant de questions qui méritent un petit tour d’horizon pour faire le point sur la situation.

Faisons d’abord un rapide point historique.
Si l’on remonte trente à quarante ans en arrière, nous nous apercevrons que la thématique du BIM existait déjà. Par thématique du BIM, j’entends ici le thème : « exploitation de données ».

A la fin des années 70, c’est d’abord le monde aéronautique qui développe des logiciels 3D, Dassault Aviation en tête avec CATI (Conception Assistée Tridimensionnelle Interactive).
Puis en 1981, Dassault Système crée CATIA (CATI version Appliquée) pour assurer le développement et la maintenance.
En 1985, Michel Fauconnet (ingénieur ENSHMG – Ecole Nationale Supérieure d’Hydraulique et de Mécanique de Grenoble) crée un progiciel pour les thermiciens, capable de calculer des bilans thermiques et énergétiques: Turbo TH, plusieurs fois rebaptisé. Il est connu aujourd’hui sous le nom de: Virtual TTH 2014, intègre la RT 2012 et s’utilise avec EnergyPlus pour la simulation thermique et avec CSTBTh-CE Ex pour le calcul de l’éco prêt.

Mais en 1985, nous ne parlions pas encore du BIM, de l’interopérabilité mais de renseignement de données et de la manière de les utiliser dans le domaine du bâtiment.

Parallèlement, les acteurs de la construction se servaient de déjà différents logiciels de représentation 3D (ou maquette virtuelle), dans lesquels il suffisait de charger des programmes adaptés pour implémenter les objets avec des informations, et l’on pouvait ainsi extraire des données et les lire sous Excel, par exemple.
Mais ici nous parlons de logiciels puissants, capables de créer des maquettes 3D, d’informations contenues à l’intérieur…mais pas encore de BIM.
Parce que beaucoup, encore, font cette confusion entre Maquette virtuelle et BIM.

En attendant, il n’est pas interdit de penser que ces démarches proactives ont permis le développement de nouvelles réflexions en général et, plus particulièrement, sur la question du partage des données et de leur exploitation dans le domaine du bâtiment.

Ce n’est qu’en 2000, que le terme de « Building Information Model » (BIM) fait son entrée dans le monde du bâtiment en tant que « concept fédérateur désignant des logiciels CAO » (extrait des « Ateliers du Numérique » créés en 2009)
La F3DF (formation 3D en France) parle même de « révolution » pour le bâtiment « le BIM est la méthode qui permet le partage de toutes les données tout au long de la vie d’un bâtiment … depuis sa construction en passant par son utilisation et jusqu’à sa démolition »

En 2005, le ministère de l’économie, des finances et de l’industrie lance le programme « TIC** & PME 2010 », afin de promouvoir le travail collaboratif, sous forme de concours destinés à toutes les filières du bâtiment.

Finalement, on peut voir que le BIM est en marche depuis au moins 15 ans, si l’on en croit ces INFOS, issues de documents publics, voire officiels et de retour d’expérience.
Mais quel est le bilan de ces années, où en sommes-nous de l’évolution du BIM ?

Mis à part quelques « grands groupes » qui utilisent le BIM depuis 2000, dont Bouygues, qui en fait partie, et se vante de récolter, aujourd’hui, les premiers fruits de ses projets en BIM, ou encore VINCI Construction, EGIS (Conseil & d’Ingénierie dans les domaines des transports, de la ville, du bâtiment, de l’industrie, de l’eau, de l’environnement et de l’énergie), où en sont les autres, les PME, les indépendants, les artisans, les « petits » ?
Auront-ils les moyens de se mettre au BIM ou est-ce de l’INTOX ?
Se feront-ils engloutir progressivement ou tout simplement disparaîtront-ils ?
Les coûts liés à la formation, à l’achat de logiciels, à la mise en œuvre semblent difficilement surmontables pour ces « petits ». Alors comment faire ?

Existe-t-il en France des « boosters » pour permettre à tous les acteurs du bâtiment de participer au BIM ? Les « petits » pourront-ils un jour jouer dans la cour des « grands » et cela correspond-il à leur typologie de projet (souvent eux aussi « petits »)?

Rapide tour d’horizon des mesures en action en Europe et en France:
En mai 2010, la « stratégie de l’Europe 2020″ est adoptée et l’une des sept initiatives phare est « la stratégie du numérique ».
Le 6 mai 2014, la commission Européenne adopte la stratégie pour un marché unique numérique, qui définit un certain nombre d’actions qui devront être mise en place d’ici à 2016.

En octobre 2014, face à la baisse d’activité du secteur de la construction, le ministre Sylvia Pinel ministre du logement et de l’égalité des territoires, annonce l’entrée en vigueur de son « plan de reconstruction » dont la mission numérique*** fait partie.
Le 2 décembre 2014, B.Delcambre, président du CSTB et ambassadeur du numérique, sort son rapport : « Mission numérique Bâtiment », qui explique et incite à la mise en place du BIM, avec de gros crédits alloués par l’Etat (20 millions d’euros sur 3 ans)

Plusieurs associations se sont créées, comme Mediaconstruct en 1989 (issue de BuildingSmart, association internationale), qui communique sur les usages du BIM et le soutienne.

Parallèlement, les éditeurs de logiciels, font évoluer leurs outils, en les rendant inter opérables, notamment avec les IFC****, qui permettent des échanges de fichiers avec des logiciels différents dits OpenBIM*****, ou encore les « viewers » gratuits…
Les industriels du bâtiment proposent, eux, des bibliothèques de matériaux, d’équipements, souvent gratuits et exploitables en BIM.

Google: offre d'emploi Bim
Google: offre d’emploi Bim

La FFB****** a engagé des études économiques sur le sujet du BIM en 2010 et a révélé que « le manque d’interopérabilité coûte environ 40 euros par m² et par SHON pour les entreprises. Les coûts annuels de non qualité du secteur de la construction en France imputables aux défauts d’interopérabilité sont estimés à 15 milliards d’euros»

Après ce rapide tour d’horizon, il apparaît que le BIM est un des sujets forts et aux enjeux multiples de ces prochaines années, qu’il est d’ores et déjà en action.
Afin de pallier bouleversements techniques, qu’inévitablement il génère, son développement se devra d’être accompagné de mesures adaptées et dynamiques, tant en fonction de la taille des entreprises utilisatrices qu’en fonction de la taille des chantiers.
Certes la vitesse d’adaptation ne sera pas la même en fonction des utilisateurs mais il semble se dessiner, aujourd’hui, une réelle volonté d’action de l’ensemble des acteurs pour y parvenir.

Le BIM c’est aussi une transformation des modes de travail, de la transmission de données, du partage de l’information, de la communication, de la mise en commun, de la maîtrise des nouvelles technologies et beaucoup de l’envie de travailler ensemble et mieux.

http://www.encyclopie-incomplete.com
http://www.encyclopie-incomplete.com

Alors, pour les individualistes, les conservateurs, ceux qui rêvent de Pouvoir et de Propriété, cela risque de poser quelques problèmes existentiels… mais ça, c’est un autre sujet !


*BIM : Building Information modeling / model – modélisation des données du bâtiment
**TIC : Technologies de l’Information et de la Communication
***Mission numérique : rapport inscrit dans le cadre du plan de relance de la construction et orienté sur le numérique
****IFC : Industrie Foundation Classes – format de fichier d’échange
*****OpenBim : programme de coopération universel reposant sur des standards et des processus de travail ouverts et destinés au domaine de la conception (définition Allplan, logiciel)
******FFB : Fédération Française du Bâtiment (organisation professionnelle de 1904 qui représente et défend les entreprises du bâtiment)
Sources :
https://fr.wikipedia.org pour Michel Fauconnet
http://support fisa.fr/fiche/produit/1/ = pour virtual TTH

http://lesateliersdunumériques.webnode.com

http://Formation-3-D-france.com = Le bim l’avenir du bâtiment

http://www.Bimfrance.net

http://www.batiactu.com/edito/bim—ou-en-est-la-france

http://www.latribune.fr pour le sujet « bâtiment le big bang du bim
http://hub.icade.fr = le bim en 5 questions
http//bimfrance.net = pour le rapport sur le numérique
http://www.cndp.fr = pour l’école du numérique

http://www.batiportail.com/toutsurlebim.asp

http://www.europarl.europa.eu

http://www.ffbatiment.fr

http://www.untec.com

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TALLER, FASTER & SMARTER

Time line
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Depuis l’antiquité jusqu’à nos jours en passant par les diverses évolutions, les hommes se sont lancés dans la course effrénée de la construction des édifices les plus impressionnants. La hauteur, la rapidité et la mise en œuvre sont devenues au fils du temps les caractéristiques de ces réalisations, symboles de puissance et de richesse. Il y a plus de 4 000 ans, le plus haut bâtiment atteignait déjà 140 mètres, cependant le temps de construction pouvait s’étendre sur plusieurs générations et coutait la vie à de nombreux ouvriers. Depuis, les accidents ont très fortement diminués, les hauteurs ont augmenté et la vitesse s’est accélérée. Actuellement, dans la mesure où l’outil informatique a évolué à tel point d’être omniprésent, construisons-nous plus intelligemment ?

En 2015, 120 tours ont été achevées dont cent six compris entre 200m et 300m de haut, treize de 300m à 600m et une de plus de 600m (mais combien ont été édifiées avec le BIM ?). Aujourd’hui, le nombre total de réalisations dépassant les 200 mètres de hauteur est de 1040, ce chiffre a été multiplié par quatre depuis les années 2000 (260 tours de plus de 200m). Depuis le début du nouveau millénaire, la course aux plus hauts édifices s’est accélérée. En effet, au XX siècle le record était battu en moyenne tous les vingt ans, depuis les années 2000 la tendance est d’environ tous les 5 ans.

L’arrivée de l’outil informatique a bouleversé les façons de  concevoir, de s’organiser et de construire. Les acteurs du bâtiment ont dû s’adapter à cette révolution technologique. Certains ont vu l’ordinateur comme une fenêtre sur un nouveau monde plein d’opportunités et d’autres ont vu dans cet outil la fin d’un art et le début de la standardisation du métier imposée par les logiciels. Car avant cette nouvelle ère informatique, l’architecte n’était limité que par son imagination et les contraintes techniques. Aujourd’hui, les outils numériques permettent de passer des obstacles autrefois tout à fait insurmontables, mais rendent les utilisateurs dépendant. De surcroît, ces programmes informatiques de plus en plus nombreux, complexes et précis demandent un apprentissage long et une grande maîtrise.
Les nouvelles générations d’architectes doivent connaître 2 à 5 logiciels pour pouvoir concevoir un bâtiment. Seulement, chaque programme influence à sa manière l’architecture, c’est pourquoi il est parfois possible d’identifier les logiciels sources d’un bâtiment construit. Ainsi nous pouvons nous poser la question suivante: Est-ce que l’informatique a réinventé le métier d’architecte ou est-ce qu’il a rendu ces derniers dépendants?

L’Empire State Building de New York mesure 320m de hauteur et a été réalisé en 1931. Sans l’aide de l’informatique, ce bâtiment à été construit en 410 jours sans retard. Cette prouesse architecturale montre un décalage avec les constructions contemporaines, malgré leur plus grande taille ils sont construits proportionnellement plus lentement. Car aujourd’hui, l’architecture des projets est plus complexe ce qui implique l’intervention d’un plus grand nombre d’acteurs lors de la conception et de la construction.
Alors quelle position doivent prendre les architectes quand la maîtrise des logiciels est plus importante que la pensée intellectuelle et théorique. Il existe aujourd’hui un vaste catalogue de logiciel répondant aux diverses ambitions et budget de chacun. Cependant, dès que le choix est fait pas l’utilisateur, le programme l’enferme par ses contraintes techniques, impactant indirectement sa créativité. Aujourd’hui nous pouvons dire que les logiciels se répercutent profondément sur l’architecture. Mais ne serait-il pas plus juste, si c’était les acteurs de l’architecture qui influencerai les programmes informatiques, comme c’est le cas pour le logiciel Grasshopper ?

Webographie

http://www.skyscrapercenter.com/year-in-review/2015#

https://pursuit.unimelb.edu.au/articles/skyscrapers-how-tall-is-too-tall

http://www.newgeography.com/content/003892-125-years-skyscrapers

http://eprints.lse.ac.uk/58467/1/__lse.ac.uk_storage_LIBRARY_Secondary_libfile_shared_repository_Content_SERC%20discussion%20papers_2011_sercdp0086.pdf

https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:729666/FULLTEXT01.pdf

http://www.dacbeachcroft.com/publications/publications/back-to-the-future-a-re-examination-of-high-rise

http://www.gensler.com/uploads/documents/Shanghai_Tower_12_22_2010.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_tallest_buildings_in_the_world

http://www.bdonline.co.uk/the-history-of-the-worlds-tallest-buildings/5064340.article

http://www.ctbuh.org/AboutCTBUH/History/MeasuringTall/tabid/1320/language/en-US/Default.aspx

https://www.washingtonpost.com/news/wonk/wp/2015/03/11/charted-the-tallest-buildings-in-the-world-for-any-year-in-history/

http://edition.cnn.com/2013/07/11/us/empire-state-building-fast-facts/

http://www.ctbuh.org/LinkClick.aspx?fileticket=M7nXrLx8g0M%3d&language=en-GB

http://uk.businessinsider.com/10-tallest-buildings-never-finished-2014-11?IR=T

https://www.quora.com/What-were-the-tallest-buildings-during-the-Middle-Ages-and-what-are-the-tallest-buildings-today

http://www.history.com/topics/woolworth-building

http://skyscrapercenter.com/research/CTBUH_ResearchReport_2014YearInReview.pdf

http://anddum.com/timeline/history_short.htm

http://www.cadhistory.net/02%20Brief%20Overview.pdf

http://www.dezeen.com/2016/03/01/google-self-driving-vehicle-car-crashes-bus-california/

http://www.dezeen.com/2016/03/01/foster-partners-nissan-technologies-future-cities-vehicles-wireless-charging-autonomous-driving-driverless-cars/

http://architexturez.net/doc/az-cf-168629

https://mafana.wordpress.com/2011/10/03/how-does-technology-impact-architecture/

http://meanstheworld.co/work/7-ways-technology-will-impact-architecture-2014

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http://bigthink.com/videos/how-has-technology-changed-architecture

http://americanmachinist.com/enterprise-software/evolution-affordability-and-accessibility-cmms-software

http://www.trisotech.com/articles/bpmn-introduction-history

http://cool.conservation-us.org/coolaic/sg/bpg/annual/v05/bp05-05.html

http://heijmans.nl/en/expertises/mobility/

http://www.dezeen.com/2014/11/25/foster-partners-skanska-worlds-first-commercial-concrete-3d-printing-robot/

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https://www.technologyreview.com/s/526521/microscale-3-d-printing/

https://www.technologyreview.com/s/526536/agile-robots/

http://www.designboom.com/technology/human-media-labs-reflex-flexible-smartphone-02-17-2016/

http://www.designboom.com/technology/microsoft-hololens-nfl-3d-concept-02-03-2016/

http://www.designboom.com/technology/daqri-smart-helmet-augmented-reality-wearable-01-27-2016/

http://www.designboom.com/technology/martin-hajek-apple-3d-printer-concept-12-24-2015/

http://www.designboom.com/technology/microsoft-hololens-autodesk-fusion-360-freeform-preview-12-01-2015/

http://www.designboom.com/technology/amazon-prime-air-delivery-drone-platform-11-30-2015/

http://www.designboom.com/technology/panasonic-eneloop-solar-storage-system-g-mark-japan-good-design-2015-11-26-2015/

http://www.designboom.com/technology/gest-hand-wearable-device-interface-11-08-2015/

http://www.designboom.com/technology/mediate-matter-mit-glass-lab-3d-glass-printing-08-21-2015/

http://www.designboom.com/technology/google-project-sunroof-08-18-2015/

http://www.designboom.com/technology/nasa-space-veggie-project-08-10-2015/

http://www.designboom.com/technology/watershed-materials-geopolymer-clay-masonry-technology-08-05-2015/

http://www.designboom.com/technology/hevo-to-hide-wireless-ev-charging-stations-as-manhole-covers-10-23-2013/

http://www.designboom.com/technology/ikea-flat-pack-solar-panels-for-residential-housing/

http://www.designboom.com/technology/engineers-at-stanford-build-computer-using-carbon-nanotube-technology-09-26-2013/

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http://www.designboom.com/technology/tvilight-smart-streetlights/

http://www.designboom.com/technology/handibot-smartphone-controlled-portable-cnc/

http://www.skyscrapercenter.com/year-in-review/2015#

 

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

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