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

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

Concentrer, centraliser, rendre exploitables et visualisables toutes les données relatives à un projet représentent les principaux enjeux du BIM (Building Information Modeling). Ce principe de modélisation informatique permet de réduire les pertes d’informations entre les différents intervenants au cours de la conception d’un projet. L’ensemble des informations relatives à la géométrie, aux réseaux, à la géographie et à l’environnement de la conception deviennent facilement visualisables, facilitant la compréhension d’un projet complexe et réduisant les risques de malfaçons lors de la phase de réalisation. Ce nouveau type de conception tend aujourd’hui à devenir un élément central de la construction car il permet aussi un suivi de la réalisation lors de sa phase d’exploitation mais aussi de démolition.

L’architecture atypique des nouvelles conceptions demande une étude approfondie de toutes les phases d’exécution du projet avant le début des travaux. Le projet doit pour ainsi dire être « fini » avant d’avoir commencé afin d’éviter tout évènement imprévu sur le chantier et limiter les diminutions de rendement de production. Certains tendent même à pousser cette notion de productivité à son extrême. Partant du principe que si l’ensemble des données du projet est connu, de la zone de passage des réseaux dans les murs jusqu’à la géométrie exacte des fondations, seul le facteur humain est alors susceptible de diminuer la productivité lors de la phase d’exécution. En effet, les échafaudages et coffrages demandent un certain temps de réalisation et leur coût augmente avec la complexité de la réalisation.

Ainsi, en se basant sur le même principe que l’imprimante 3D consistant à « imprimer » une maquette en plastique du projet, Enrico Dini, ingénieur, a développé le D-Shape. Cette machine possédant une tête d’impression déplaçable dans un carré de 6 mètres de côté permet «d’imprimer » une structure en utilisant une technique de stéréolithographie. Les objets sont ainsi formés par une succession de fines couches de matériau constitué de sable et de liant.

En utilisant le même processus de conception, le professeur Behrokh, enseignant en Californie, a mis au point l’imprimante 3D Contour Crafting géante permettant directement d’imprimer un bâtiment à partir de la modélisation informatique. Du béton injecté dans une tête s’applique par couches successives. Les propriétés du béton utilisé lui permettant une prise rapide, l’utilisation de coffrages et d’échafaudages est désormais inutile. Le gain de productivité est considérable étant donné qu’il devient possible de réaliser une maison de 240m² en seulement 24h.

Cette nouvelle méthode de conception basée sur les propriétés du BIM pourrait donc bien rendre les coffrages et échafaudages obsolètes. Elle permet aussi de garantir le respect de délais d’exécution et de réduire les risques de malfaçons lors de la construction. Toutefois, Il faut souligner que cette dernière laisse peu de marge de manœuvre lors de la phase de réalisation du projet. En effet, il devient complexe de modifier un élément du projet une fois la réalisation amorcée. De plus, ce type de réalisation nécessite une extrême précision du dimensionnement de la structure avant la mise en œuvre. Tout défaut découvert tardivement ne peut être directement corrigé. Ainsi, cette méthode de réalisation novatrice est encore au stade embryonnaire, les capacités de résistance des matériaux utilisés restant encore à évaluer précisément et le domaine d’application restant pour l’instant limité à des bâtiments de faible hauteur.

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Le BTP ou l’ascension vers les nuages

Parfois accusé d’être peu innovant, le BTP se doit de changer de paradigme. A l’heure du « tout connecté », la nouvelle ère se voudra numérique.

Le numérique a révolutionné bien des domaines. Cette nouvelle économie représente maintenant les plus belles réussites boursières. L’industrie de la construction  avec  ses marges réduites et sa chaine des valeurs altérée,  est en pleine crise : il est donc temps de rebondir en proposant un produit, une qualité, une démarche et non plus seulement un prix, comme l’a compris par exemple l’industrie allemande. Dans cette problématique, le BIM est une partie centrale de la solution. Simplement, il faut essayer d’aller plus loin.

Le BIM fournit une base de données remarquable, qu’il faut dorénavant « booster ». Pour cela, l’introduction du Cloud parait obligatoire. Cette nouvelle gestion de l’informatique permet d’avoir accès à toutes les données à tout moment et n’importe où, grâce au réseau internet. Elle offre ainsi des perspectives remarquables. En effet, tous les acteurs du BTP devront jouer le jeu du passage au numérique. J’entends déjà certaines réticences quant à l’éventuel surcoût que cet équipement engendrera sur le prix d’une construction. Il ne faut pas confondre, coût comptable et coût économique. En effet, l’appareillage et les logiciels, représentent un coût qui pour certaines structures peut être non négligeable. Cependant, si nous nous intéressons à une vision économique, à moyen et long terme, les profits en  temps, en qualité, en productivité et finalement en coût sont considérables ! N’oublions pas non plus l’impact commercial sous-jacent. Proposer à un
client une maquette numérique stockée sur une simple clé USB est bien plus parlant. Cela permet à l’acheteur de visualité son produit fini en 3D et en justifier sa réelle valeur.

Les acteurs de chaque étape d’une démarche de construction devront demain se munir de logiciels BIM, d’une tablette et d’une plateforme commune reliée (le Cloud). Cette nouvelle norme permettra une anticipation maximale des difficultés futures : la « Supply Chain » du BTP sera enfin modernisée et optimisée. En « phase travaux », les acteurs auront accès en temps réel aux toutes dernières modifications du projet ou pourront émettre des interrogations qui seront instantanément connues de tous, grâce justement au Cloud. L’information sera fluide et transparente, cela réduira les problèmes d’agence et les coûts de coordination.

Les entreprises qui ne franchiront pas ce pas seront les grandes perdantes. En effet, sans cette normalisation informatique, elles ne seront que spectatrices de cette ère du numérique. Par exemple, l’introduction de l’imprimante 3D sur les chantiers pour fabriquer certaines pièces sur mesures accentuera encore la place centrale du BIM connecté via le Cloud. L’industrie de la construction va connaitre, relayée par les nouvelles générations, l’une de ses plus grandes transformations ces prochaines années, renforçant ainsi la place de leader mondial des entreprises françaises.•

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BIM : un nouveau Big Bang révolutionnaire ?

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BIM : un nouveau Big Bang révolutionnaire ?

A l’image de l’expansion fulgurante des objets connectés pour faciliter notre quotidien, l’outil numérique Building Information Modeling, connu sous le sigle BIM, est une révolution dans le secteur de la construction qui se veut ambitieux, compétitif et innovant.

Qu’est-ce que le BIM ?

BIM est un système de modélisation intelligent qui permet de concevoir en 3D tout bâtiment destiné à être construit. Les plans 2D et leurs différentes versions sont abandonnées au profit d’une maquette numérique qui sert de référence à toutes les parties prenantes des projets permettant de travailler sur un mode collaboratif. Il peut analyser la durée de vie d’un bâtiment dans un milieu agressif, mesure sa performance énergétique, détailler le programme de construction, suivre son évolution au cours du temps, spécifier les travaux de rénovation nécessaires… BIM, outil de gestion de projet, est ainsi un levier de compétitivité, qui ajoute les dimensions 4D et 5D aux projets, celles du temps et de l’argent. En effet, les professionnels s’équipant d’un programme BIM, optimisent leur temps et réduisent leurs coûts globaux tout en nouant des relations de confiance avec les maîtres d’ouvrage grâce à la communication transparente du BIM.

Le BIM en France : existe mais peu généralisé

A l’inverse de certains pays européens comme le Royaume-Uni et la Suède où l’attachement du BIM et de la maquette numérique est même obligatoire pour des projets de marchés publics, la France quant à elle, dans son esprit conservateur, voyait plutôt le BIM comme un concept qu’une révolution. Néanmoins, dans ce contexte d’évolution et de compétition, elle s’est résolue, depuis 2013, à favoriser la mise en place par les pouvoirs publics d’un calendrier prévoyant l’attachement du BIM aux marchés publics pour répondre aux attentes du Plan Bâtiment Durable.

BIM et après ?

Le numérique donne une  dimension multivectorielle au secteur du BTP et le BIM en est le détonateur. En effet, outre la modélisation intelligente assistée par ordinateur, une rumeur circule que Google développerait une technologie liée au BIM (une plateforme collaborative appelée Genie). Et quand on connait la capacité de Google à imposer ses systèmes, nul doute qu’ils seront utilisés par tous les acteurs. Aussi, Lafarge pense à insérer des puces électroniques dans les murs en béton pour mesurer son degré d’humidité et d’isolation. Enfin, serait-ce utopique de penser que, dans un futur proche, l’imprimante 3D, autre invention technologique de ce siècle, puisse réaliser des ouvrages de grande envergure grâce aux informations que lui transmettrait le BIM ?

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