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BIM : BOULEVERSEMENT INTERPROFESSIONNEL MAJEUR

1. Qu’est-ce que le BIM peut m’apporter ?

 

  • En quelques mots ?

    Le BIM à travers la maquette numérique et la gestion des informations qu’elle contient donne la possibilité de faire évoluer de manière plus fiable, plus rapide et plus économique les études, les travaux et l’exploitation des bâtiments.

  • Un accès depuis n’importe où ?

    L’interface unique de travail et l’utilisation du cloud permet à tous les intervenants de travailler à distance où qu’ils soient et à n’importe quel moment.

  • Une communication renforcée ?

    Le BIM va permettre aux différents acteurs de visualiser et d’appréhender les détails du projet au plus proche du réel et non plus seulement sur des plans, il constitue une aide efficace à la compréhension, la communication et la décision.

  • Une meilleure interopérabilité ?

    Le travail sur la version numérique en constante mise à jour réduit considérablement les erreurs dues à l’utilisation de plans ayant le mauvais indice.
    On peut anticiper les problèmes d’assemblages et d’interférences pour éviter les adaptations sur chantier qui conduise souvent à des tâches mal réalisées.

  • Construire durable/cycle de vie du bâtiment ?

    La maquette numérique constitue une base de données intelligente utilisable sur l’ensemble du cycle de vie du bâtiment. En effet plus qu’un modèle 3D, le BIM intègre une dimension de temps, des données de coûts et de quantités, des outils de gestion d’actifs immobiliers et enfin les performances énergétiques et environnementales.
    Après la livraison du bâtiment, le BIM continue de servir pour optimiser la maintenance, anticiper et simuler l’évolution de l’ouvrage et gérer son parc immobilier.

  • Un gain budgétaire ?

    La charge de travail va augmenter en conception, le prix aussi. Cependant une large compensation est à prévoir, les projets seront mieux pensés, mieux préparés et le travail ultérieur sera simplifié.
    La qualité va être améliorée avec une réduction des reprises. La faisabilité est évaluée largement en amont de la phase chantier et laisse une grande flexibilité dans le changement de design, pour un coût dérisoire comparé à une exécution sur site. Les gaspillages vont diminués grâce à la précision des métrés. La sécurité sera mieux assurée ce qui entrainera une diminution des accidents de travail. Les pénalités dues aux retards de livraison seront moins fréquentes en respectant mieux les délais du client.

2. Comment « ça » fonctionne ?

 

  • Quels sont les différents niveaux de développement de la maquette ?

    Il y a 6 niveaux de développement. Le niveau 1 – Esquisse – permet de caractériser les volumes 3D génériques. Le niveau 2 – Avant Projet Sommaire – permet l’enrichissement de la maquette avec des éléments techniques. Le niveau 3 – Projet – permet de définir tous les objets, et d’en déduire les quantitatifs. Le niveau 4 – Etudes d’exécution – permet d’intégrer les éléments retenus par les entreprises. Le niveau 5 – Dossier des Ouvrages Exécutés – contient toutes les informations du projet fini. Le niveau 6 – Exploitation – permet de déployer l’information nécessaire aux utilisateurs.

  • Quels sont les outils ?

    Chaque cœur de métier dispose de ses propres logiciels pour simuler ses propres études de structures, d’acoustique, de thermique, de consommation énergétique et d’économie de la construction. Il est donc inévitable d’utiliser plusieurs logiciels et donc plusieurs maquettes, comme : Revit (Autodesk), Microstation (Bentley), Sketchup pro ou Rhinocéros 3D. Chaque acteur crée et peut faire appel à des bibliothèques d’objets. Comme la maquette est utilisable tout au long du cycle de vie du bâtiment, des logiciels de gestion de patrimoine sont également applicables.

  • Quels sont les protocoles/les règles à suivre ?

    Le BIM suit la normalisation ISO 16739; celle-ci requière un format IFC (Industry Foundation Classes). Celui-ci permet de décrire les objets selon un modèle bien précis. Ainsi les échanges et partages des informations se réalisent de manière automatique entre les logiciels. Par ailleurs, il est essentiel d’insérer les normes de construction dans le projet BIM, celles-ci peuvent être intégrées en tant qu’objets.

  • Quels sont les intervenants ?

    De nombreux acteurs sont amenés à utiliser cette maquette BIM : les architectes, les Bureaux d’Etudes Techniques, les Bureaux des Méthodes, les commerciaux, l’équipe travaux, le client, l’exploitant.

  • Doit-on être un as du BIM pour profiter des avantages du BIM ?

    Quand la maquette est finie, il est possible d’extraire une visionneuse graphique qui sera lue sans logiciel spécifique. Cette visionneuse permet de visualiser et d’extraire l’intégralité des données du bâtiment en 2D et en 3D. Ainsi, dans la phase finale du projet, le client reçoit une maquette numérique qui contient toutes les informations nécessaires sur l’ouvrage, la gestion, l’exploitation et la maintenance.

3. Qu’est-ce que ça va changer pour moi ?

 

  • Pour les architectes ?

    Le travail traditionnellement réalisé sur des plans 2D, passe obligatoirement en 3D.

  • Pour les bureaux d’études techniques ?

    Ils perdent beaucoup de temps à ressaisir les données du projet dans leur logiciel à partir des plans 2D, ils auront maintenant accès à la maquette numérique sur laquelle ils pourront opérer directement et lancer des simulations.

  • Pour les méthodes ?

    Ils peuvent désormais réaliser les Plans d’Installation Chantier en 3D pour simuler au mieux la vie du chantier avec les interférences des grues, la position des circulations, des zones de stockages… La présentation des rotations se fait en 3D avec le positionnement précis des différentes banches par exemple et non plus uniquement des portions de mur surlignées. Ainsi, on peut voir directement si la banche n’interfère pas avec son environnement direct, on peut également ajouter des données telles que les volumes de béton précis à commander en déduisant directement les ouvertures (fenêtres…).

  • Pour les commerciaux et les études de prix ?

    Les constructeurs sont amenés à savoir utiliser de plus en plus le BIM pour répondre aux appels d’offre, en effet leur capacité à mettre en œuvre la maquette numérique va devenir un réel critère de sélection pour la réalisation de projets.
    On peut estimer le coût du projet de manière plus précise, en associant leurs bordereaux de prix détaillés à la maquette numérique. Les métrés de béton… pourront être automatisés sur la maquette pour donner des valeurs les plus proches de la réalité.

  • Pour les équipes travaux ?

    Leurs tâches sont simplifiées avec une vraie clarté sur le rendu final attendu, des projets mieux pensés avec plus de réflexion en amont sur les difficultés à venir, des maquettes 3D beaucoup plus explicites que les plans 2D et rassemblant toutes les informations nécessaires.

  • Pour l’exploitation et les interventions ultérieures ?

    Tous les détails du projet se trouvent sur la maquette numérique, ils ne sont plus éparpillés sur une quantité astronomique de plans qui sont susceptibles d’être perdus.

  • Pour le client, les riverains, les futurs occupants ?

    Avec la réalité augmentée et la réalité virtuelle, ils vont pouvoir visiter son bâtiment en amont et se faire une idée très précise du rendu final. Cela va considérablement faciliter leur compréhension du projet par rapport aux plans.

 4. Comment faire pour y aller ?

 

  • A-t-on envie d’y aller ?

    On ne peut nier que le secteur du BTP en France reste un secteur très attaché à ses traditions opératoires. La France est aussi un pays dans lequel la consommation de papier ne risque pas de baisser puisque les validations de plans papiers ainsi que leur archivage restent obligatoires à l’ère du numérique.
    La France accuse ainsi, fidèle à ses habitudes, un retard considérable dans le domaine du BIM. Si en Angleterre, les marchés publics intégreront obligatoirement du BIM à partir de 2015, « moins de 1 % des cabinets d’architecture français font du BIM et moins de 30 % des agences travaillent à un moment ou à un autre en 3D », estime Thierry Parinaud, architecte et Vice-Président de MediaConstruct.
    Cela dit, la nouvelle réforme du Code des Marchés Publics de travaux prévue pour 2016 en France épouse les principes fondateurs du BIM, notamment l’Open Data pour tous soit une exigence de rendus informatiques de la part de toutes les entreprises consultables par tous les intervenants et aussi une amélioration de la communication entre intervenants dans une visée de prévision des contraintes liées aux interfaces.
    Dans cette même optique, La directive Européenne préconise l’utilisation de la maquette numérique pour tous les chantiers de marché public, à horizon 2017.

  • Comment traduire cette volonté dans les sphères décisionnelles ?

    Même si les écoles d’ingénieurs, ayant compris la révolution du BIM, l’intègrent dans la formation des futurs acteurs du BTP, la sensibilisation ne peut suffire. Il faudrait, en effet pour une vraie orientation vers la mise en application, que les dirigeants des entreprises, bureaux d’études et d’architecture mettent en œuvre les moyens humains et financiers.
    Une démarche possible serait que chaque dirigeant d’intervenants dans le BTP procède à un essai sur l’amélioration de productivité et de rendement liée au BIM, qui s’inscrirait éventuellement dans le cadre d’une collaboration avec le pole Recherche et Développement.
    Un tel essai a par exemple été mené par l’entreprise, leader du BTP, Bouygues Construction qui a une volonté forte de se tourner vers l’extérieur pour partager ses réflexions et progresser par les coopérations et les partenariats, notamment avec les laboratoires de recherche universitaires et les industriels. En 2010, le Groupe a par exemple créé la chaire « Bâtir durable et innover » avec le CSTB, l’école des Ponts ParisTech, Supélec et l’école Centrale Paris. Actuellement, les efforts de recherche s’articulent autour de deux axes principaux : la construction durable et les démarches stratégiques de nos métiers.

  • Quelle stratégie adopter ?

    Une fois ce test d’efficacité du BIM effectué sur un projet, un retour d’expérience permettrait de généraliser progressivement la mise en place du BIM. S’imposera alors le dialogue avec le revendeur de matériel qui permettrait d’avoir des démonstrations, des formations pour les utilisateurs ainsi que des fournitures en logiciels et matériel informatique (ordinateurs plus performants, tablettes pouvant contenir une version simplifiée de la maquette numérique transportable sur chantier…).
    Une fois bien équipés, commence alors la sensibilisation et formation de tous les intervenants de l’architecte à l’ouvrier car opter pour le BIM n’est pas qu’acheter un logiciel et payer un informaticien mais choisir de changer de méthode de travail, d’accorder plus de temps à la mise en place puis vérification de la concordance entre la maquette et le site et en contrepartie gagner en prévision des aléas en collaborant plus avec les différents corps d’état.
    Il serait dans cette optique judicieux d’opter pour une formation approfondie sur le BIM pour quelques chefs de projets ou superviseurs afin d’en faire des BIM managers et de proposer des stages de formation moins élaborés pour le reste des intervenants leur permettant d’exploiter la maquette. La formation pour tous restant une obligation de réussite.
    Des pertes financières se verraient inévitablement à court terme de cette démarche à cause des achats de matériels et des formations à payer mais pourvu que tous les intervenants travaillent en bonne intelligence sous l’œil vigilant et conseillant du BIM manager, les avantages de l’application du BIM ne tarderaient pas à se manifester.

Article rédigé par : ANGLARD Hadrien, DROUILHET Jean-Loup, JACOBELLI Tony et SAHLI Abir

Bibliographie :

 

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Le BIM: un outil puissant qui devient indispensable

JESTIN Guillaume
BELIAEFF Nicolas
des MINIERES Stanislas
GUYOT Joseph
B3, groupe 15

 

Le BIM, qu’est-ce que c’est ?

BIM, Building Information Modeling, signifie littéralement « modélisation des informations du bâtiment ». Cependant on constate rapidement que cet acronyme ne désigne pas seulement une simple modélisation des informations mais aussi un modèle de construction collaboratif qui ouvre de nouvelles possibilités d’organisation et de management.

Plus simplement le BIM est un nouvel outil d’aide à la construction qui repose sur une plateforme d’échange collaborative dont la trame est composée de maquettes numériques. Cela a pour effet de donner très vite, au maître d’ouvrage ainsi qu’aux différentes parties prenantes, la vue finale du projet en 3 dimensions et ainsi de les aider à prendre des décisions.

Avec le BIM les échanges d’informations ne se font plus de manière séquentielle. En effet chaque corps de métier est en mesure d’accéder simultanément à une maquette centrale qu’il peut enrichir avec les données concernant son propre métier. Une telle procédure permet non seulement de supprimer les ressaisies mais également de gagner un temps non négligeable en phase d’exécution.

Autre nouveauté, le BIM introduit la notion d’objet. Un objet est un composant élémentaire du bâtiment comme un mur, une dalle, une fenêtre, ou encore une ouverture, un poteau ou bien une poutre. Ces objets sont précisément localisés dans la maquette 3D, cela a pour effet de mettre en valeur les nombreuses relations qui existent entre différents objets (jonctions de murs, remplissage d’ouverture par une fenêtre ou une porte…).

L’utilisation du BIM modifie-t-elle la charge de travail selon les phases de projet ?

L’utilisation du BIM entraine une répartition différente de la charge de travail. La charge de travail va dorénavant être plus importante en amont du projet, on va en effet passer plus de temps dans les phases APS (Avant Projet Sommaire) et APD (Avant Projet Détaillé), et en passer un peu moins dans les phases d’exécution.

Ceci s’explique par le fait que la maquette numérique est créée en phase de conception puis complétée en phase d’exécution. L’architecte et le bureau d ‘étude passent donc beaucoup de temps à concevoir le modèle numérique en intégrant les très nombreux paramètres composant un ouvrage d’art. Ce processus a pour avantage de faire apparaître très tôt les difficultés concernant la réalisation de certains lots du projet ou encore les problèmes de compatibilité de réseaux et de ce fait de trouver des solutions appropriées dès la phase de conception.

Ainsi la phase de conception devient une phase beaucoup plus réfléchie qu’au préalable. Une partie des difficultés rencontrée en temps normal en phase d’exécution sont levées en amont du projet. L’utilisation du BIM permet donc une optimisation des délais de production.

Cependant cette modification de la répartition du temps entre les différentes phases d’un projet soulève de nouvelles problématiques. En effet sachant qu’une partie de la charge de travail habituellement en phase d’exécution est déplacée en phase de conception, il est important de modifier les méthodes de travail et d’ajuster la redistribution de ce travail.

Quel avenir pour le BIM ?

Le BIM n’est pas seulement la tendance du moment, c’est un processus qui va s’inscrire durablement dans le temps et qui va certainement révolutionner l’industrie du bâtiment. Pour s’en convaincre il suffit de citer les très nombreux retours d’expérience positifs concernant l’utilisation du BIM dans un projet de construction. L’exemple le plus probant est peut-être la réalisation de la Fondation Louis Vuitton. Ce projet a pu être mené à bien grâce à une utilisation intensive du BIM. En effet, étant donnée la complexité de la structure, seul un procédé tel que le BIM permettait une visualisation claire des enjeux techniques.

Enfin il est important de souligner les nombreuses perspectives d’avenir du BIM. En effet, à court terme, la maquette collaborative 3D enrichira ses fonctionnalités pour se diriger vers le 4D voire même le 5D. Il sera alors possible de vérifier de façon simplifiée le respect des normes en vigueur, ou encore d’effectuer des calculs de pertes énergétiques ou des simulations de vieillissement de la structure.

Cette évolution répond à une demande grandissante en bâtiments de plus en plus écologiques. Seul le BIM et ses nouvelles fonctionnalités pourront répondre aux nouveaux enjeux énergétiques des bâtiments et trouver des solutions constructives innovantes.

Je suis client, qu’est-ce que le BIM va changer pour moi ?

Le BIM ne présente pour le client que des avantages : réduction des coûts (optimisation et exactitude), du temps de finalisation, de la consommation d’énergie, des déchets, amélioration de la communication entre intervenants, des performances du bâtiment, de la continuité des informations. En tant que client la maquette peut également être utilisée en phase exploitation (notamment pour la maintenance et les performances), ou pour les travaux de rénovation futurs.

Je suis architecte, qu’est-ce que le BIM va changer pour moi ?

Les architectes ont été les premiers à exploiter le principe du BIM. La maquette numérique s’avère très pratique pour concevoir avant le chantier, ce qui permet de se rendre mieux compte de la pertinence des choix architecturaux et de leur fonctionnement avant qu’ils n’aient une implication financière. Franck Gehry par exemple, est un précurseur dans l’utilisation de la 3D pour la conception pour remédier à l’originalité de ses bâtiments. Cela évite les erreurs, permet de sortir des plans 2D instantanément, et d’avoir une idée précise du budget.

Je suis Bureau d’études, qu’est-ce que le BIM va changer pour moi ?

Généralement la maquette transmise par l’Architecte contient déjà les éléments structuraux, ce qui évite à l’ingénieur de refaire le modèle. L’ingénieur a besoin d’épurer les plans de l’architecte pour ne garder que ce qui le concerne pour ses calculs, on évite là encore un nombre incalculable d’erreurs. Les modifications seront rapidement faites et répercutées sur le modèle architectural. Il est à peu près certain que ces modèles seront synchronisés à des logiciels de calcul de structure (ou d’armature) qui une fois choisies pourront être envoyées au fournisseur.

Je suis une entreprise, qu’est-ce que le BIM va changer pour moi ?

Bien que les entrepreneurs aient mis du temps à réaliser que le BIM n’est pas qu’une affaire d’architecte et de bureaux d’études, ces derniers ont désormais fait le pas. Cela permet de se faire une bonne idée du projet avant le démarrage de la construction, de corriger les erreurs. Il est de plus en plus fréquent que l’entreprise se charge elle-même de la réalisation de la maquette sur la base des plans de l’architecte, ou des différentes maquettes numériques. Cette maquette sera utilisée pour planifier le chantier, certaines entreprises l’utilisent même pour déterminer les zones de danger sur le chantier en plus de s’en servir pour les éléments préfabriqués. L’utilisation du BIM responsabilise de plus en plus l’entreprise par rapport à la maîtrise d’œuvre.

Mon entreprise veut faire le pas, doit-elle le faire ?

Maîtriser le BIM ne s’invente pas. L’aisance vient pas à pas mais il est généralement recommandé aux entrepreneurs de ne pas compter sur une opérationnalité complète de leurs équipes avant au moins plusieurs mois d’apprentissage. Il s’agit de « perdre du temps pour en gagner » : si l’investissement semble de taille aux entreprises en terme de temps comme d’argent, les résultats escomptés sont encore plus significatifs : ouverture à de nouveaux marchés, gain considérable de temps, facilitation des échanges entre intervenants…d’autant qu’il sera progressivement obligatoire d’utiliser la maquette numérique et le BIM pour les équipements de l’état à l’horizon 2017.

Comment doit-elle procéder ?

Il y a plusieurs formations proposées : En France, Ignition Formation propose des formations courtes certifiantes sur le BIM. L’Ecole Nationale des Ponts et Chaussées et l’ESTP en partenariat offrent quant à elles un Master Spécialisé BIM : conception intégrée et cycle de vie du bâtiment et des infrastructures. Certaines universités anglophones proposent également des formations à distance. Dans le cas d’une entreprise il est plutôt conseillé de travailler directement avec un consultant capable d’assurer des courss collectifs aux collaborateurs par une formation interne à l’entreprise. Adapter sa structure à l’utilisation du BIM relève d’un vrai plan de déploiement appuyé à tous les niveaux hiérarchiques d’une structure. Encore une fois, bien qu’une perte de rendement initiale soit à prévoir, les entreprises y trouveront largement leur compte sur le long terme.

Est-ce une révolution ?

Le passage au BIM peut avoir un aspect inquiétant pour les travailleurs de la vieille école : abandon de la technique papier, maquette détaillée et aboutie, nombre important de paramètres et détails : on parle de révolution du BIM, au même titre que le passage du papier à la CAO. Toutefois, cette révolution est bien encadrée avec notamment des standards et autres document normalisés qui doivent être respectés pour une interaction optimale entre intervenants.

Mon entreprise est une PME, cela vaut-il le coup d’y aller ?

A première vue, le BIM parait plutôt dédié aux projets de grande envergure où la collaboration est primordiale en raison du nombre important d’intervenants. Les contrats concernés par le BIM sont donc généralement de gros contrats publics et privés, et impliquent de ce fait rarement petites entreprises ou bureaux d’études. Les couts liés à l’achat des logiciels, à la formation, et l’inévitable perte de rendement initial évoquée en début d’article semblent insurmontables pour les PME. Cependant, si l’on s’y intéresse de plus près, les PME ont leur avantage certain sur les grands groupes. L’adoption de cette technique est par exemple bien plus facile à mettre en place dans une structure à taille réduite où les procédures peuvent être simplifiées au maximum. La marge de manœuvre dans le choix des processus est elle aussi bien plus grande dans une PME, là où les grandes entreprises devront s’affranchir de leurs habitudes pour se plier aux modèles gouvernementaux ou internationaux bien plus complexes. Enfin, les grandes entreprises pourraient être amenées à sous-traiter comme à leur habitude faute de personnel rapidement qualifié pour réaliser leurs projets.

Jusqu’à quelle taille de bâtiment pour le BIM ?

Il n’est pas rare de voir certains entrepreneurs construire un modèle 3D même pour des petits bâtiments, afin de vérifier la constructibilité d’un bâtiment. On peut ainsi imaginer des maquettes BIM même pour les habitations individuelles, qui représentent d’ailleurs une part non négligeable de notre consommation d’énergie. Proposer une maquette pourrait enfin être une spécificité appréciée des clients en vue d’une meilleure compréhension du projet.

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Le BIM au service de la réalité virtuelle immersive

Mots-clés : Immersion, optimisation, maquette, développement, évolution, construction

 

Le BIM, comprenez Building Information Modeling, constitue une maquette numérique permettant de travailler en trois voire quatre ou cinq dimensions.

En France, l’objectif est de rattraper notre retard sur nos voisins anglais déjà bien avancés dans l’utilisation de cette technologie. En effet, ceux-ci parviennent déjà à utiliser les autres dimensions que sont le temps et le coût en optimisant leurs planification et organisation de chantier ainsi qu’en simulant différents scénarios de dépenses via l’utilisation du BIM.

Conscients des nombreuses et profitables évolutions promises par cette technologie, les ingénieurs de Bouygues Bâtiment ont développé la Salle Callisto-Sari, Salle à Réalité Immersive.

Cette salle, composée d’un écran géant de plusieurs mètres et d’une vingtaine de hauts parleurs permet à son utilisateur de se déplacer dans un bâtiment en trois dimensions, tout en pouvant y modifier ses propriétés telles que les matériaux, les configurations spatiales des locaux, le mobilier, la période de la journée (jour/nuit), l’éclairage, et même les positions des bouches d’aération s’il le désire.

Ces modifications permettent, par exemple, d’observer les flux d’air en fonction des types de vitrage, de réaliser des tests acoustiques en fonction des revêtements de sol. L’immersion est si réelle qu’il est possible de cerner la différence de décibels selon qu’une porte soit ouverte ou fermée.

L’appartement ou le bâtiment en question peut alors être habillé/déshabillé à la guise du client, construit/déconstruit à souhait afin d’y optimiser son rendu esthétique, énergétique, acoustique et lumineux.

Cette salle a été pensée pour montrer tout ce que le BIM peut apporter dans le milieu du BTP français.

En effet, de telles possibilités de modification permettent aux différentes parties prenantes d’un chantier de se concerter sur la base des mêmes informations et d’éviter des réserves du client à la livraison en raison de son manque de visibilité sur le projet final. De plus, cela permet d’anticiper des problèmes de construction ou de malfaçon auxquels le constructeur pourrait être confronté et donc de raccourcir les délais.

De plus, il sera possible de charger sur une clé USB votre maquette virtuelle et de la modifier sur n’importe quel type d’ordinateur. Ainsi, le client d’un appartement sur plans pourra réaliser sa configuration personnelle chez lui mais il sera aussi beaucoup plus aisé de travailler sur le chantier avec tous les intervenants.

Cette réalité virtuelle immersive permise par l’introduction du BIM dans le milieu du BTP permettra également de supprimer les systèmes de constructions témoins et donc de diminuer encore les coûts d’un chantier et son impact environnemental.

Comme autre exemple de service rendu par le BIM à la construction en générale, on pourra également citer les images des drones utilisées par les américains sur leurs chantiers afin de comparer les représentations 4D théoriques et 4D du chantier.

Cette comparaison leur permet une meilleure visualisation des problèmes sur le chantier et donne suite à une réorganisation quotidienne, toujours dans le but d’optimiser les coûts et les délais de réalisation.

 

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Un Modèle Anglais Pour Une Réforme Française

La ministre du logement Cécile Duflot avait annoncé en mars 2014 que le gouvernement français allait « Progressivement rendre obligatoire la maquette numérique dans les marchés publics d’Etat en 2017 ». Cette nouvelle fait donc directement référence à la révolution BIM que la France tente d’entreprendre en prenant comme modèle certains pays, et plus particulièrement la Grande Bretagne, ayant déjà opéré cette transformation.

Par « maquette numérique » la ministre parlait des modèles 3D des structures à construire qui contiennent toutes les informations nécessaires à la réalisation d’un projet. Une telle maquette peut donc contenir des dimensions, des poids, des repérages, des matériaux et des centaines voire des milliers d’autres objets qui contiennent l’information de construction. Elle est mise à jour en temps réel par tous les acteurs de la réalisation du projet, cette maquette est donc ce qui se rapproche le plus d’un protocole BIM comme celui décrit par les anglais. Outre la simplification de diffusion des informations relatives aux travaux, un protocole tel que le BIM niveau 2 a permis de relever que les constructions anglaises étaient 33% moins chères et qu’elles se réalisaient 50% plus vite.

La réforme BIM en France a tout de même quelques grandes différences par rapport à son équivalente anglaise. En effet, alors qu’en Grande Bretagne sa durée d’application était de 5 ans, en France l’état s’est mis au défi d’appliquer cette réforme à tous les marchés publics en seulement 3 ans. Cependant les anglais nous donneront une bonne base d’informations pour pouvoir réussir notre propre réforme. En nous ouvrant la voix, ils nous ont donné un exemple que l’on pourra adapter au mode de fonctionnement des marchés français. Nous savons d’ores et déjà qu’il ne faudra pas répéter la même erreur que les anglais en communiquant qu’avec les maitres d’œuvre. En procédant ainsi, les fournisseurs, les entrepreneurs ou bien encore la maitrise d’ouvrage se sont retrouvés mis à l’écart et cela a eu pour effet de ralentir le réforme et créer beaucoup de confusion.

L ‘état n’est pourtant pas le seul acteur de cette réforme. En effet, la FFB participe activement à cette réforme. En organisant des opérations pilotes utilisant la maquette numérique, et en militant pour que la norme IFC Iso (Norme qui vise à faciliter l’interopérabilité des logiciels dans le bâtiment) devienne une norme européenne, la FFB a pour but final d’inciter l’état à être le premier instigateur sur les sujets du numérique.

Cette réforme engendrera des incidences qui seront à étudier de prêt. Parmi ces incidences on peut citer les problèmes liés à la propriété intellectuelle. Si les maquettes fonctionnent selon l’Opendata on est en droit de se demander à qui appartient les données qu’elles transporteront.

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Le BIM au coeur du Centre Aquatique de Saint-Nazaire

Qu’est-ce que le BIM ?

« Une fédération de tous les acteurs autour d’une même maquette numérique »

C’est ainsi que Emmanuel Coste, Patron de l’Agence Coste Architecture, concepteur du Centre aquatique de Saint Nazaire et Lauréat du BIM d’Or, définit le BIM. Loin d’être une simple base de données, le Building Information Model est en réalité une base d’informations enrichie, utilisée par chacun des acteurs d’un projet, de la phase de conception à la phase de réalisation. Derrière cette maquette numérique améliorée se cache un véritable processus de réalisation en temps réel, permettant des représentations en 3D, 4D ou 5D si l’on tient compte du temps et des coûts.

Comment le BIM a t’il révolutionné l’organisation de la construction du Centre Aquatique ?

Si le BIM a apporté une nouvelle dimension à la réalisation du Centre Aquatique, c’est avant tout parce qu’il a permis des échanges interactifs des différents acteurs, de manière virtuelle et donc plus aisée.

« En avant-projet, tout y a été conçu et construit comme sur un chantier »

témoigne les architectes de Coste Architecture. Ainsi, chacun des acteurs à son tour intervenaient sur la maquette pour y rajouter les informations propres à sa spécialité, pour permettre le chiffrage. Les ingénieurs de bureaux d’étude précisaient les différents types de structures métalliques, les ingénieurs thermiques les dimensions de gaines à mettre en place. Cette nouvelle maquette numérique a nécessité une formation du personnel pour créer des automatisations dans l’utilisation du BIM. Une charte BIM a dû être mise en place, notamment pour une normalisation du langage. Les métiers de la construction se sont vus prendre une toute nouvelle dimension : ce n’était plus le rôle des dessinateurs mais des ingénieurs que d’entrer eux même leurs données numériques dans la maquette numérique.

Quels ont-été les impacts économiques ?

L’utilisation du BIM a permis de renforcer la maitrise économique du chantier, en réduisant les risques de perte. Cette nouvelle démarche numérique a offert un panel d’interventions plus large, en réduisant les moyens humains et gagnant un temps considérable sur la phase de conception.

« Le BIM est donc une réelle chance »

conclu Emanuel Coste.

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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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La révolution du marché par le BIM dans la conception et l’exploitation des projets

Développé à partir de 1995 suite au rassemblement de plusieurs entreprises de la construction afin de créer un projet visant à faciliter les interactions entre les différents acteurs de l’acte de construire, le BIM est né de l’évolution du langage numérique IFC (Industry Foundation Classes). Depuis la croissance des premiers logiciels de dessin 2D, il tend aujourd’hui à devenir le modèle standardisé de management et de gestion de projet par l’utilisation de la maquette numérique.

Aujourd’hui, de grands noms tels que Eiffage Construction et un nombre grandissant d’acteurs du BTP développent et intègrent ce mode de réponse innovateur aux appels d’offres. Il assure et favorise ainsi le déroulement de différentes opérations, à commencer par la conception. La visualisation du futur bâtiment est facilitée pour le client, mais aussi pour le concepteur dans le cadre de projets architecturalement complexes, comme celui de fondation Louis Vuitton développé par Gehry Technologies et ayant obtenu le Prix d’Excellence BIM par l’American Institute of Architects. Il permet de plus d’optimiser le coût du futur ouvrage à construire grâce à l’obtention de données quantitatives pointues pour chaque type de matériau, et d’y apporter les coûts indirects. Ainsi, selon le gouvernement Britannique, concevoir grâce au BIM permettrait de réduire jusqu’à 20 % le coût d’un ouvrage. La phase de construction est aussi concernée par cette innovation. Elle offre la possibilité d’obtenir une meilleure organisation et planification du chantier, l’anticipation des futures difficultés par la maquette numérique et donc une fiabilisation des délais.

Outre l’utilisation des 6 premières dimensions du BIM, permettant de répondre aux besoins des étapes de construction et de conception d’un projet, une septième dimension tend aujourd’hui à se développer. Elle a pour utilité de faciliter la maintenance d’un projet, élément particulièrement appréciable pour le client sachant que 75% du coût d’un ouvrage est engendré par l’exploitation. La gestion de l’entretien et du remplacement des équipements, ou encore de l’espace permet ainsi d’optimiser les coûts d’exploitation. L’évolution de l’ouvrage est aussi remise en cause, dans le but de tenir compte des possibles utilisations futures de ce dernier dès la conception, un bâtiment tertiaire étant aujourd’hui utilisé à 60 % de ses possibilités en moyenne. Selon Wen Hu, responsable de l’expertise et du développement de Bouygues Energies et Services en France, le BIM devrait alors prétendre à devenir l’un des principaux outils du facility management, et couvrirait ainsi l’ensemble du cycle de vie d’un immeuble.

Adaptation du BIM au cycle d'un immeuble
Adaptation du BIM au cycle d’un immeuble

 

Pour l’avenir, le Parlement Européen recommande la réalisation d’une maquette numérique dans le cadre des chantiers en marchés publics d’ici 2017, principalement pour les raisons économiques attrayantes qu’elle représente. Au niveau national, la FFB (Fédération Française du Bâtiment) a récemment annoncé l’ouverture d’une nouvelle cellule « Maquette Numérique », permettant notamment de rendre le BIM accessible à toutes les entreprises à des coûts réduits. Il n’est en effet aujourd’hui pas évident pour une PME de suivre cette évolution au même titre qu’un grand groupe, car elle nécessite une adaptation et l’adoption d’une nouvelle manière de penser un projet ce qui engendre un coût non négligeable. Cette dernière a aussi pour intention d’uniformiser les données, en développant au niveau européen la norme IFC Iso, ainsi que le format standardisé Bimétré, permettant l’interaction entre les différents logiciels CAO et de gestion de projet.

Le BIM a donc un avenir prometteur et tend à s’uniformiser à travers le monde en permettant l’utilisation des nouvelles technologies au bénéfice du monde de la construction.

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Le BIM comme véritable prototype d’un ouvrage de BTP ?

Aujourd’hui, le secteur de la construction se différence de l’industrie par le triptyque Maître d’Ouvrage – Maître d’Oeuvre – Entrepreneur. Cette spécificité organisationnelle se justifie par le fait que chaque ouvrage est unique en matière de conception et de réalisation, et que l’on ne peut pas le construire plusieurs fois jusqu’à satisfaction du client. Ainsi, des sociétés d’ingénierie sont chargées de concevoir le projet sur plans, sans avoir de recul sur sa réalisation. Des entrepreneurs sont ensuite chargés de la construction à partir de ces plans. En pratique, ils ont toujours recours à des améliorations des plans, des adaptations nécessaires à la réalisation d’un ouvrage cohérent dans son ensemble. Un projet de construction évolue donc beaucoup entre les plans et la réalisation, puisque chaque ouvrage est en fait son propre prototype évolutif.

L’industrie, quant à elle, peut adapter son projet, un nombre infini de fois, lors de la phase de conception, jusqu’à obtenir ce qu’elle souhaite. Pour cela, elle réalise des prototypes auxquels elle fait subir des essais et tests. Lorsque la conception est aboutie, la production ne comporte plus aucun aléa. L’industriel est alors capable de garantir une qualité et une conformité aux plans parfaites. Ainsi, le client est certain d’avoir le produit qu’il souhaite et n’intervient pas en phase de production. C’est la relation Client – Fournisseur.

Le Business Information Modeling (BIM) peut faire énormément bouger les choses dans le secteur du BTP. La mise en place de cette maquette numérique intelligente va en effet permettre de définir énormément de choses dès de la phase de conception grâce à la 3D. Le projet pourra être conçu dans sa globalité et en détails, mettant par conséquent fin aux adaptations des plans lors de la phase d’exécution des travaux.

Le BIM permet de plus de faire subir à l’ouvrage global toutes sortes de modélisations et de tests numériques. On peut ainsi se rendre compte dès la phase de conception de tous les problèmes éventuels de réalisation, et d’adapter en conséquence la maquette jusqu’à obtenir le résultat escompté. On peut aussi définir et prévoir la méthodologie de construction dès la phase de conception, en déduire un planning, pour préparer le travail de l’entrepreneur.

La maquette numérique pourra donc se suffire à elle même et deviendra le prototype du projet. Les travaux deviendront alors la phase de production du projet, sans adaptations, comme dans l’industrie.

On peut même imaginer que la maquette sera utile pendant toute la durée de vie de l’ouvrage, s’adaptant à ses modifications, comme une sorte de « Carte Vitale », pour prévoir sa maintenance, les travaux de rénovations nécessaires, et même sa démolition.

En ce qui concerne les entreprises, on peut penser que le BIM va bouleverser le triptyque historique de la construction en France. Il n’y aura plus litiges entre les sociétés d’ingénierie, réalisant la maquette numérique, et les entrepreneurs chargés de la produire. Et en allant plus loin, des ingénieurs travaux seront même nécessaires à la création de la maquette. Ces deux acteurs auront donc intérêt pour être efficaces à se rapprocher, voire à fusionner dans de grands ensembles de conception-réalisation où la phase de réalisation ne sera plus que l’assemblage selon la maquette stricto sensu.

On peut tout de même entrevoir une limite à ce prototype numérique en ce qui concerne la phase de construction : on sera toujours soumis aux aléas météorologiques et au fait que ce sont des hommes qui construisent, en opposition avec l’industrie qui produit à l’abri, et à l’aide de robots. On peut cependant imaginer que le BIM propose également des solutions sur ces sujets, en permettant d’adapter le projet à des conditions particulières de réalisation.

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BIM: d’un projet professionnel à un loisir quotidien

Le but principal de la BIM (Building information Modeling) est d’être un moyen permettant l’échange universel de données, principalement en ce qui concerne les dimensions. En effet plusieurs organismes travaillant ensemble peuvent avoir à résoudre divers calculs à partir des dimensions et des valeurs fournies par le bureau d’étude. Cependant d’échanges en échanges les valeurs de bases peuvent être modifiées. C’est là tout l’intérêt de la BIM. Les informations y sont recueillîtes et transcrites en une unique donnée qui peut ensuite être divulgué à tous les auteurs et intervenants d’un même projet.

L’un des aspects les plus connus de la BIM et qui fait de plus en plus parler de lui est l’impression 3D. C’est en effet un moyen révolutionnaire permettant en un seul clic de se transposer du virtuel au concret. Cependant la BIM n’est pas le moyen premier de gestion de projet. C’est un élément d’accompagnement permettant une meilleur compréhension tant sur le plan dimensionnel que structurel. Ainsi, en plus des plans 3D dimensionnés selon divers logiciels comme AutoCAD ou Robot, les plans 3D de structures sont susceptibles de devenir parti courant dans le quotidien du monde professionnel de demain.

Mais mieux encore, en plus d’être un produit professionnel, l’impression 3D devient tout à coup un moyen de détente ou un domaine d’amusement. Depuis 2013 nombreux sont les projets ayant eu du succès devrons nous dire malgré eux. Un bon exemple est le stylo 3D, lui-même dérivé de l’imprimante 3D, permettant de pouvoir dessiner dans les trois dimensions ! Avec le 3dDoodler on dessine en l’air. Sur ce principe, du plastique est projeté sur la surface de dessin puis sèche quasiment instantanément à la sortie de la buse ! Il est alors possible de faire des dessins en fausse 3D, puis de les laisser tel quel ou de les décrocher du support pour les assembler à la manière d’un puzzle permettant alors une réelle structure pouvant être aussi grande que large.

Mieux encore il existe maintenant des sites internet pour particuliers ! Plus besoin de passer des heures à s’imaginer sa nouvelle cuisine faite sur mesure par exemple, commandez la simplement sur l’un de ces sites internet après avoir fait une simulation virtuelle 3D de cette cuisine.

De nos jours, une fois les calculs du bureau d’étude effectués, rien ne parle mieux d’un projet qu’une maquette. Cette avancé technologique a vu le jour grâce à la BIM qui fera ainsi dans un temps prochain, partie intégrante de notre quotidien professionnel et ménager.

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Le numérique constitue un excellent support à la conception et la construction d’un bâtiment

Le secteur de la construction est la première industrie européenne en chiffre d’affaire. Pourtant, elle n’utilise que peu le potentiel des outils informatisés contrairement à d’autres secteurs industriels tels que l’automobile ou l’aéronautique.

En effet, alors que l’utilisation de modélisations 3D sous le logiciel CATIA de pièces ou d’ensemble de pièces constituant un objet est systématique dans l’industrie, les parties prenant part à un projet de construction travaillent généralement sur des plans 2D.

Or, la modélisation d’un bâtiment offre l’opportunité de créer une maquette collaborative, commune aux équipes intervenant durant le cycle de vie du bâtiment (architectes, bureaux d’études, maître d’ouvrage et entreprises) et qui permet une meilleure utilisation des informations diverses.

Ainsi, au fur et à mesure de l’avancement du projet, la maquette évolue selon les modifications émises par les différents acteurs. Chaque traitement vient enrichir le modèle qui tend vers son résultat final architectural et fonctionnel.

La maquette 3D contient alors l’ensemble des éléments qui constituent le bâtiment ; leurs caractéristiques géométriques mais elle intègre aussi leurs fonctions et leurs solutions constructives. Les ressources nécessaires à la construction du bâtiment sont alors connues précisément ainsi que les déchets qui résulteront des travaux.

Au-delà de l’échange des données, le modèle anticipe le comportement du résultat collectif ce qui permet de ne pas omettre un aspect de la conception du bâtiment qui se répercute sur le futur comportement en usage du bâtiment.

La maquette est dont une représentation fonctionnelle du bâtiment dont il est facile d’extraire des données, des plans 2D ou des détails par zones. Elle constitue un excellent support à la conception

Il s’agit donc d’un support à la conception qui va bientôt devenir indispensable avec l’apparition des exigences liées au développement durable qui visent à étudier l’intégralité des données d’un bâtiment durant tout son cycle de vie : sa gestion, son entretien en service… jusqu’à sa réhabilitation ou sa démolition.

Sources :

Techniques de l’Ingénieur

  • Article «  La maquette numérique révolutionne l’architecture » par Matthieu Combe, journaliste scientifique.
  • Article « Construction et conception – Conditions d’une nécessaire concourance – Processus de conception » par Christophe GOBIN, Jean‐Marie PERIN et Jean‐Pierre FRANCA.
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