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Enseignement des nouveaux outils et leurs contextes d’utilisation

Introduction 

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

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


 

I – Contexte d’utilisation

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

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

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

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

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

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


 

 II -Les différents outils proposés

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

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

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

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

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

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


 

III – Retour d’expérience – Propositions

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

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

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

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

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


 

Conclusion

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

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

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Projet BIM TP3

La formation face à l’émergence du BIM

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

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

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

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

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

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

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

L’offre de formation en matière de BIM

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

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

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

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

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

Sur quelle base se référer ?

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

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

Les outils de demain

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

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

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

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

Témoignage de la formation au BIM à l’ESTP

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

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

En conclusion

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

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

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

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

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

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

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

1. Les Quantitatifs

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

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

2. La Projection 3D

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

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

B. Coordonner les phases de Construction

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

1. La Planification des Interventions

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

2. Le suivi dynamique de l’avancement

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

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

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

4. La Gestion des Coûts

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

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

C. L’Exploitation de l’Ouvrage

1. La Maintenance

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

2. Le Contrôle des Performances

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

II. Les Cours de BIM à l’ESTP

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

A. Les Points Forts

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

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

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

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

B. Les Lacunes

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

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

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

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

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

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

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

Sitographie

methodesbtp.com

bimse.fr

bimbtp.com

lemoniteur.fr

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Etudiants en Architecture, appréhender le B.I.M. dans sa vie future

La quasi parfaite maîtrise des logiciels de conception est de plus en plus considérée comme une condition d’embauche pour les étudiants en école d’architecture. En outre, la perspective du B.I.M. suscite à nouveaux chez les étudiants le besoin de cours adaptés aux divers logiciels mais aussi celui d’une formation associée au B.I.M. de manière à appréhender de façon optimale les outils d’aujourd’hui et de demain dont ils auront besoins dans leur carrière professionnelle mais aussi dans leurs relations avec les divers collaborateurs qu’ils rencontreront. Ainsi, l’enseignement de la maquette numérique devrait être un cours obligatoire dans toutes les écoles d’architecture. Dans certaines écoles, il existe déjà des cours initiatiques au B.I.M. mais qui demeurent optionnels et donc non forcément adéquat avec l’emploi du temps déjà chargé.

D’autre part, un grand nombre d’administratifs, de responsables pédagogiques et d’enseignants se montre encore réticent à jeter immédiatement le pavé dans la mare. Installer des cours de B.I.M. représente un bouleversement et une remise en cause des habitudes et des méthodes. En effet, ceci impliquerait dans un premier temps de cesser de partitionner les divers enseignements axés autour de la construction ; mais également d’accentuer les partenariats et les échanges entre les écoles formant à ce domaine. Si l’on veut que les diverses professions de la construction collaborent de façon optimale autours des projets de construction, c’est dès la vie étudiante qu’il faut forger les mentalités. Il s’agit donc en quelque sorte d’appliquer une réelle révolution dans les méthodes d’enseignement qui doivent à nouveau évoluer avec leur temps comme elles l’avaient fait auparavant lors de l’installation de la C.A.O..

Les étudiants sont demandeurs de tels enseignements et montrent même un réel engouement lorsque certains de leurs professeurs leur proposent des ateliers collaboratifs entre institutions de nature différente. Ressentant cette lacune dans leur emploi du temps, certains n’hésitent pas à prendre les devants en participant à des concours axés sur le B.I.M. ou en apprenant, de façon autodidacte, à maîtriser des logiciels tels que Revit dont l’enseignement n’est pas proposer dans toutes les écoles d’architecture. On peut ainsi citer l’exemple du concours B.I.M. Décathlon qui demande à une équipe pluridisciplinaire, composée d’étudiants en école d’architecture, d’ingénierie et d’économie de la construction, d’élaborer, sous forme de maquette numérique, le meilleur scénario concernant la rénovation d’un ouvrage de construction.

Du chemin reste donc à parcourir d’ici la généralisation de l’enseignement du B.I.M. dans les écoles d’architecture. Et n’oublions pas que former les jeunes générations aux outils de demain est une réelle nécessité pour l’avenir.

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La communication par maquette numérique

Depuis des siècles, les architectes et artisans pensent et définissent leurs projets par des plans, des coupes, des axonométries, etc., leur permettant de visualiser celui-ci en trois dimensions. Cependant, la fabrication d’une maquette, à l’aide de papiers, cartons, etc., facilite la réflexion et permet de mettre en évidence de nouvelles interrogations concernant les espaces, le rapport à l’environnement, etc. Celle-ci fait alors partie intégrante du processus de conception d’un projet d’un point de vue architecturale, elle est d’ailleurs développée à différentes échelles, offrant de multiples points de vue au concepteur, et lui permettant un terme de communiquer sur son projet. L’heure est aujourd’hui au développement du BIM, maquette numérique ayant pour objectif de regrouper l’ensemble des informations techniques relatives au projet, développée au fil de l’avancement de l’opération par le BIM Master. Alors que l’on se trouve au commencement de ce qui sera peut-être une avancée majeure dans le monde de la construction, il est intéressant de se questionner sur le processus de développement de ces maquettes numériques et de leur utilité en terme de communication, comparé à l’utilisation faite de la maquette par l’architecte.

   Tout d’abord, l’architecte, lors de son processus de conception, est à même de développer différentes maquettes en fonction de ce qu’il cherche à montrer : concept, principe de structure, etc. Ainsi, la maquette numérique doit permettre de visualiser le ou les points que l’on cherche à mettre en lumière, et le BIM Master doit mettre en place une organisation informatique telle que cela soit possible. Toujours dans les similitudes, les niveaux de développement prescrits dans Le Cahier Pratique du Moniteur : BIM/Maquette Numérique correspondent d’une certaine manière au travail en maquette de l’architecte à différentes échelles : plus le projet progresse, plus le niveau de détail doit être élevé, mais cette évolution ne doit pas empêcher l’utilisateur de pouvoir revenir à un niveau de détail plus simple, qui lui permet d’avoir une vision globale du projet. De cette façon, la maquette numérique doit devenir un vrai outil de communication, car elle permet de souligner des points pertinents parmi les milliers d’informations dont elle est composée. Ceci est un outil de grande qualité en ce qui concerne la communication avec les entreprises, permettant la coordination et la démonstration visuelle (de certains modes opératoires par exemple). Mais cette maquette numérique doit pouvoir également permettre de devenir un vrai support de communication auprès des clients, des élus ou de la population, comme la maquette de l’architecte l’est déjà actuellement, car d’une certaine manière, cela vulgarise le milieu de la construction, permet de concrétiser le projet sous une forme lisible et compréhensible par le plus grand nombre, ce qui n’est pas le cas de plans ou de coupes en deux dimensions qui peuvent parfois s’avérer très complexes. On peut ainsi imaginer pouvoir faire passer des idées en matière de développement durable, de gestion d’énergie, des sujets dont beaucoup de gens se désintéressent par peur de ne pas comprendre. Pour aller plus loin, imaginez un cours magistral d’école d’ingénieurs pendant lequel l’enseignant pourrait s’appuyer sur ce support numérique pour expliquer les grands principes d’un corps d’état par exemple, il serait ainsi à même de présenter ce point à différentes échelles, du global au détail, captant l’attention des étudiants comme pourrait le faire un architecte présentant son projet en public.

   Pour conclure, je pense que les ingénieurs, dans le développement et l’utilisation de ces maquettes numériques, devraient s’inspirer fortement de ce qui a déjà été mis en œuvre par les architectes, qui ont fait de leur maquette un outil très puissant de communication et de persuasion, car je suis convaincu que la sélection des informations mises en lumière sur une maquette numérique, et leurs niveaux de précision, est un point capital de l’utilisation du BIM dans les prochaines années, pour une communication plus efficace et didactique.

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