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Projet BIM TP3

La formation face à l’émergence du BIM

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

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

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

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

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

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

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

L’offre de formation en matière de BIM

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

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

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

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

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

Sur quelle base se référer ?

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

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

Les outils de demain

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

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

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

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

Témoignage de la formation au BIM à l’ESTP

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

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

En conclusion

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

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

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Maquette carton ou BIM ? La réponse Gehry

Un premier tour dans l’exposition Franck Gehry au centre George Pompidou à Paris, et c’est une explosion de maquettes en carton et plastique qui s’offre à nous. Des formes toutes plus excentriques les unes que les autres en modèle réduit, qui nous laissent une unique interrogation : comment fait-il ?

Si Gehry travaille encore avec du papier et des ciseaux, le charme du bricoleur s’arrête là. Un véritable geek se cache derrière l’architecte américain. En 2002, Frank il créé Gehry Technologies, une division uniquement chargée de la réalisation des maquettes informatique de ses constructions. Depuis 1995, Franck Gehry a conçu la plupart de ses réalisations depuis avec le logiciel CATIA développé par Dassault Aviation, dont le fameux Musée Guggenheim de Bilbao. Il a aidé Dassault a améliorer le logiciel pour l’architecture, celui-ci étant destiné à l’origine pour la conception et la fabrication de moteurs et d’avions.

Le développement de la du BIM (Building Information Modeling) a révolutionné l’industrie de la construction, ayant eu un profond impact sur la conception, la fabrication et le montage de projets de construction non seulement de l’architecte, mais partout ailleurs dans le monde. Gehry Technologies offre une approche stratégique du BIM 3D qui est unique au  monde pour son étendue : la division s’occupe de la définition des objectifs et des plans de mise en œuvre pour un bénéfice à long terme, tout en ciblant les défis du projets tels que des assemblages complexes, dessin erreurs et omissions, des questions de constructibilité, ce qui permet un gain de temps et d’argent considérable dans des projets comme celui du Disney Concert Hall de Los Angeles.

Gehry fait finalement parti des grands architectes qui ont su évoluer avec leur temps, s’adaptant au nouveaux moyens pour rester compétitif, et réaliser des projets presque irréalisable sans les outils informatiques déployés pour ceux-ci.

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Une application du BIM à l’ESTP

A l’ESTP, nous sommes amenés à réaliser de nombreux projets de conception d’ouvrages, que ce soit en bâtiment ou en travaux publics. Dans le cadre d’un de ces projets, nous avons cherché à « faire du BIM ». Le projet est un bâtiment résidentiel étudiant, situé au sein du parc de la Cité Internationale universitaire de Paris. Ce lieu est composé de maisons portant généralement le nom d’un pays et destinées à l’accueil d’étudiants de ce pays. Nous avons décidé de créer la maison de la Colombie dans le style de l’abbaye de San Ignacio (située à Medellin, 2ème ville de Colombie).

 

maison de la colombie 2

Dans un premier temps nous avons choisi une architecture générale, l’idée est de créer un patio central, de desservir les studios et appartements par un couloir ouvert entourant le patio central. Pour des raisons de rapidité d’exécution, nous avons choisi de réaliser ce bâtiment en construction métallique. Ainsi le BIM nous permet la modélisation sur un seul outil logiciel (CATIA V5R20) de l’ensemble du projet.

Avec ce logiciel nous avons réalisé une première maquette 3D montrant l’allure générale du bâtiment. Nous avons ensuite dimensionné la structure, cela nous a permis de faire évoluer les sections des poutres, poteaux et dalles de ce projet. Puis nous y avons ajouté les éléments d’intérieur nécessaire à tout studio (Salle de bain/cuisine). Une fois ces éléments mis en place nous avons dimensionné les réseaux, eau, électricité et chaleur ainsi que leurs implantations dans le bâtiment.

Nous avons aussi utilisé le BIM sur les façades et toitures du projet. Cela nous a permis de dimensionner les panneaux métalliques, les fenêtres et les volets. Nous nous sommes aussi intéressés aux aspects environnementaux avec principalement l’étude de la ventilation de la verrière pour garantir des économies de chauffage et un confort optimal de l’usager en toute saison.

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Le BIM comme outil du projet – La Fondation Louis Vuitton par Frank Gehry

A la base du projet  dans le travail de l’agence d’architecture Frank O. Gehry & Associates: le croquis au crayon du « maître ».

Croquis d'intention pour la Fondation Louis Vuitton - Source Le Monde
Croquis d’intention pour la Fondation Louis Vuitton – Source Le Monde

Un concept, souvent abstrait, visuel, en accord avec son site, que les membres de l’équipe de projet ont ensuite pour mission de concrétiser en un objet constructible. Pour la Fondation Louis Vuitton, Frank Gehry imagine un « vaisseau » de verre.

Le logiciel CATIA développé par Dassault Systems puis adapté par Gehry Technologies sous le nom Digital Project, permet de concrétiser les croquis d’intention de l’architecte. La méthode est simple : les premières maquettes sont réalisées à la main, à partir du croquis initial. De papier, de carton, de plastique, elles permettent de représenter le volume désiré par l’architecte, l’aspect extérieur du projet. Un scan en trois dimensions de ces maquettes permet de les retravailler sous forme de volume 3D puis de générer des plans et coupes. A partir de cette étape, le travail d’architecture peut commencer avec l’intégration du programme dans l’espace créé. Les équipes de l’architecte, puis les bureaux d’études et les entreprises travailleront ensuite ensemble sur cette maquette virtuelle à l’élaboration du projet jusqu’à sa phase finale.

Modèle 3D de la Fondation Louis Vuitton
Modèle 3D de la Fondation Louis Vuitton

Bien que la technologie du BIM soit profitable à des architectes comme Frank Gehry, nous pouvons tout de même critiquer une certaine vision de l’architecture. Travaillés comme des « gestes architecturaux » plus que comme la réponse à des besoins spécifiques, les bâtiments conçus par Frank Gehry, et particulièrement la Fondation Louis Vuitton, s’apparentent plutôt à l’art de la sculpture qu’à celui de l’architecture. Gehry semble avoir favorisé l’œuvre architecturale face aux exigences muséales. Ainsi, le bâtiment, rendu possible par la technologie du BIM, ne rend pas service aux œuvres présentées mais les concurrence.

D’un autre côté, selon les propos de Frank Gehry lui même [1], le BIM est une des seules manières d’appréhender toutes les problématiques du projet dès sa conception et de controler le cout de construction. Le BIM permet un gain de temps dans la transmission des informations entre les différents acteurs. De plus, le travail sur la même maquette virtuelle, utilisé pour la Fondation Louis Vuitton, permet d’éviter les interactions malheureuses entre les différents corps d’état. Enfin, pour un projet d’une tel complexité, la modélisation par le logiciel BIM facilite le calcul de structure, la rationalisation des éléments, et leur dénombrement (par exemple pour les panneaux de verre).

Pour conclure, il faut voir dans le BIM un formidable outil d’assistance à la conception et à la construction mais la généralisation de ce système qui interviendra bientôt sur les grands projets en France ne doit pas effacer le rôle de l’architecte en tant que concepteur d’espaces viables.

[1] Interview de Frank Gehry, publié le 6 septembre 2010, URL: http://perspectives.3ds.com/design/frank-gehry-shares-catia-secret/

Sources :

http://www.lemauvaiscoton.fr/art/la-fondation-louis-vuitton-ecrin-de-rarete-ou-ecran-de-fumee/

http://www.lemonde.fr/le-magazine/article/2014/09/12/

http://www.archdaily.com/555694/fondation-louis-vuitton-gehry-partners/

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