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La maquette numérique connectée au bâtiment pour son exploitation

Commençons par quelques définitions, celles de la GTC/GTB et de la GMAO :

La GTC (Gestion Technique Centralisée) est généralement appliquée aux bâtiments à usages industriel, tertiaire ou au résidentiel collectif, elle permet de gérer un lot technique donné comme l’éclairage ou le chauffage et la climatisation. Via un poste de contrôle central il est possible de connaître l’état des actionneurs (lumière éteinte ou allumée, chauffage ou refroidissement enclenché ou non) et ainsi contrôler ces systèmes techniques.

La GTB (Gestion Technique du Bâtiment ou BMS pour Building Management System), appliquée aux mêmes types de bâtiment est le niveau supérieur de la GTB. En plus de gérer les lots techniques comme l’éclairage, le chauffage et la climatisation, elle gère d’autres équipements comme les ascenseurs, les dispositifs électroniques de sécurité et de sûreté. Cette gestion se fait via un poste de supervision, local ou à distance. La GTB à plus petite échelle, pour les maisons individuelles, est appelée domotique (Home automation).

La GMAO (Gestion et Maintenance Assistée par Ordinateur), désigne toute méthode de gestion opérationnelle et informative concernant la maintenance d’un bâtiment à l’aide d’un outil informatique. Un logiciel de GMAO permet de gérer la maintenance curative du bâtiment, planifier la maintenance préventive, suivre les stocks et les achats de pièces, consommables etc. gérer les ressources humaines pour effectuer les opérations (disponibilités, habilitations, formations etc.) générer les rapports et assurer la traçabilité de la maintenance.

Ces définitions ont beaucoup de points en commun et même des problématiques communes : nous sommes bien dans des bâtiments, nous avons le besoin de nous repérer dans ces bâtiments et même plus : repérer la position des équipements de ces bâtiments. Après le repérage de ces dispositifs (mécaniques, électriques, et forcément électroniques) nous cherchons à accéder à distance à un maximum d’informations : fabricant, date d’installation, procédé d’installation et de maintenance, fin de garantie, date de révision, état (allumé, éteint), consommations, puissance, la liste est longue. Avec toutes ces informations (infos sur les dispositifs couplés à leurs repérages dans le bâtiment) il est très pratique de pouvoir contrôler ces équipements. A distance c’est encore plus commode. Pouvoir contrôler ces équipements en fonction des usages du bâtiment (si ce sont des bureaux, des laboratoires ou bien un accueil) est indispensable. Et pourquoi pas, pour ce contrôle, établir un lien avec d’autres informations comme le coût des énergies.
Vous l’aurez bien compris la maquette numérique du bâtiment avec un fort niveau de détails serait très pratique à la mise en place de ces systèmes. Nous (et les outils) savons faire de la maquette fort renseignée, nous (et les outils toujours) savons mettre en place des systèmes de supervision (GTC/GTB) ainsi que des systèmes de gestion (pour la GMAO). Alors qu’attendons-nous ? Et si le problème n’était pas technique mais plutôt organisationnel ? A la livraison d’un bâtiment, qui est capable de
– installer les équipements,
– les faire fonctionner,
– les relier à la supervision centrale,
– s’assurer qu’ils fonctionnent toujours et comme nous le souhaitons,
– garantir des informations fiables et pérennes,
– garantir la maintenance de l’équipement en lui-même ainsi que de son avatar virtuel qui se trouve dans la maquette numérique servant d’interface au poste de supervision.
Qui est capable d’assurer tout ça ? Quatre entités minimum sont aujourd’hui nécessaires pour garantir cette chaîne et bien souvent, toutes ne sont pas rémunérées par la même organisation et les acteurs sont alors bien compartimentés. Les prototypes en cours d’exécution aujourd’hui que nous pouvons observer en France, que ce soit Thalès ou Schneider Electric pour leurs propres sites, partent avec un atout majeur : ils sont propriétaires, exploitants et occupants de leurs bâtiments. Cela facilite grandement la continuité de la chaîne citée précédemment car il y a continuité des investissements. La maquette numérique connectée nécessite un changement de paradigme du capex vers l’opex, aller d’une économie de produits vers une économie de services en ce qui concerne les bâtiments de la programmation jusqu’à leur livraison.

Dans les projets évoqués il n’est encore pas question de tout relier mais certains domaines seulement. Thalès est en train de franchir le cap de la fusion des systèmes d’exploitation de la maquette numérique et d’un logiciel de GMAO. Schneider Electric en partenariat avec Autodesk travaille sur un projet d’interface 3D (provenant de la maquette numérique) permettant de gérer le confort thermique des occupants (Dasher, cf. illustration ci-dessus). En parallèle, Schneider Electric, toujours en partenariat avec Autodesk, tentera pour ses futurs locaux de relier la maquette numérique à la GTB qui est déjà monitorée pour permettre au bâtiment de faire du délestage sur le réseau électrique ou bien s’effacer en fonction des sollicitations du réseau.

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De la maquette BIM à l’objet connecté.

BIM3

Suite au groupe de travail « Bim et gestion du patrimoine » lancé en 2013 par Pierre Mit (président de l’Union nationale des économistes de la construction) et Frank Hovorka (membre du département pilotage du groupe Caisse des Dépôts et Consignations) dans le cadre du « plan Bâtiment durable» présidé par Philippe Pelletier, nous allons voir apparaître la mise en place d’une «carte vitale» des ouvrages, et ceci ne touchera pas seulement les grands projets, les logements collectifs ou les ERP neufs ou anciens. En effet, cette mise en place vise tous les logements jusqu’à la maison individuelle. Cette révolution laisse supposer l’arrivée de nombreuses applications à partir de cette maquette numérique. Au delà du changement que cela va opérer dans la simplification des échanges en conception et réalisation des projets, la vente, la maintenance et la connexion des systèmes automatisés vont en être chamboulées.

La visite virtuelle.

La maquette numérique systématique va donner la possibilité de visiter un logement sans se déplacer ou avant même la réalisation du projet. Cette possibilité est une aubaine pour les promoteurs immobiliers, les agents immobiliers ou encore les entrepreneurs qui pourront convaincre les acheteurs les plus difficiles, les moins imaginatifs et les plus réticents en proposant une visite virtuelle avant même la réalisation du projet ou à grande

distance sans déplacement. L’apparition des salles blanches ou encore les lunettes de réalité virtuelle vont permettre d’imaginer toutes ces visites révolutionnaires. Fini l’achat sur simples plans et les mauvaises surprises…

La maintenance connectée.

La « carte vitale » du bâtiment a pour but de connaître l’historique exact de l’ouvrage. On peut alors facilement imaginer que ces données soient stockées et analysées par des logiciels afin de prévoir la maintenance nécessaire au bon fonctionnement de ce dernier et donc permettre aux propriétaires d’anticiper les travaux et la maintenance des équipements technique (chaudière, VMC, …). Mais de façon plus poussée, on peut voir que les secteur de l’automobile et de l’aviation disposent déjà depuis très longtemps d’ordinateurs de bord capables de détecter tous les dysfonctionnements en temps réel grâce à de nombreux capteurs. Il serait donc logique de voir apparaître le même principe dans nos bâtiments.

La maquette BIM ne serait alors plus une simple maquette d’aide à la conception et réalisation d’un ouvrage mais un véritable objet connecté dont les applications multiples restent à découvrir.

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Des freins au BIM

La maquette BIM a été mise en place pour pallier le manque de coordination entre les différents intervenants du bâtiment. Les études récentes montrent que « les mêmes informations sont ressaisies en moyenne sept fois lors d’un processus de conception ». [Grosrey William, Stage professionnel au SEMO, 2013] Cette lacune en communication est due à la multiplicité des logiciels utilisés par l’équipe de concepteurs. Un outil unique offre un temps précieux mais ne peut être mis en place que s’il remporte l’adhésion de tous les participants.
Nous pouvons donc nous interroger sur les motifs qui rebutent les opérateurs de la construction quant à l’utilisation du BIM. Ce qui apparaît être le frein majeur à l’expansion de la maquette numérique est la réticence de beaucoup de bureaux d’études à utiliser les dernières normes. Le BIM ne doit pas être imposé mais accepté volontairement or il faut pour cela que l’intérêt de l’outil arrive à pénétrer les bureaux d’études les plus petits. Si les normes n’arrivent pas à s’infiltrer jusque-là, nous pouvons nous interroger sur ce qu’il adviendra de quelque chose de non officiel !
Ensuite cette technologie ne peut pas être supportée actuellement par toutes les entreprises. Elle suppose des installations lourdes entraînant une maintenance et des connaissances préalables en informatiques pour le personnel. On peut ainsi lire dans une offre d’emploi intitulée « Gestionnaire de Projet BIM » [Offre d’emploi du Groupe Canam, www.groupecanam.com] : « Vous aurez également à coordonner le processus de détection des interférences. » Cela sous-entend-il gérer les problèmes informatiques dus aux logiciels ?
L’offre d’emploi stipule également que le gestionnaire de projet BIM devra « coordonner […] les ateliers de conception » Cela nécessite une extrême rigueur de la part des collaborateurs. Ceux-ci travaillant sur le même modèle se doivent d’adopter les mêmes méthodes de travail, et la même organisation. Au sein d’une entreprise cela paraît aisé mais sorti de ce cadre il ne paraît pas évident que la charte d’une entreprise prévale sur la charte d’une autre. Il est aussi délicat de demander à des concepteurs une maquette BIM entière si ce n’est que pour traiter des points singuliers. Le modèle BIM est indispensable à la création d’un projet complexe comme celui de la fondation Louis Vuitton , seulement concerne-t-il les projets plus modestes ? Ceux-ci se conçoivent sans nécessiter d’outils supplémentaires, et avec peu d’interlocuteurs, ce qui induit une communication facilitée. Les petites entreprises et petits bureaux d’études, c’est-à-dire la grande majorité des acteurs du bâtiment, [325 000 entreprises de moins de 10 salariés sur 347 000, chiffres de la Fédération Française du Bâtiment pour l’année 2010] ne semblent pas en avoir un besoin pressant.
Concernant les architectes, le BIM n’est plus juste un outil mais inclut un processus de « BIM management » qui est une mission supplémentaire de maîtrise d’œuvre. «Elle consiste à piloter le travail autour de la maquette numérique de façon à ce qu’elle soit à la fois bien modélisée et bien renseignée et à gérer les interfaces entre les différentes personnes qui travaillent dessus.» Cette mission dévie de la formation initiale des architectes, et peut induire un rejet. Pour cela, le syndicat des architectes stipule bien qu’il est nécessaire d’adapter le management de l’agence. « La mutation est vouée à l’échec si l’on se contente de former ses équipes aux seuls logiciels. Il est également impératif d’adapter le mode de management». [BIM, la montée en puissance, http://syndicat-architectes.fr/files/2014/04/Dossier-BIMTRobert.pdf] Les agences sont-elles prêtes, dans leur fonctionnement rodé, souvent non hiérarchique, à accueillir cette mutation ?

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