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LE BIM : UTILE AU DEVELOPPEMENT DURABLE

Le BIM (Building Information Modeling) fait parti de ces nouvelles technologies numérique qui vont profondément changer et améliorer, le monde du bâtiment et des travaux publics. Mais tout d’abords rappelons brièvement ce qu’est le BIM. C’est à la fois un processus, un logiciel et une base de données. Basé sur une représentation 3D, il fait intervenir d’autres dimensions à travers ces bases de données, tel que le temps et le coût, pour ainsi « concevoir, construire et exploiter les ouvrages d’une manière plus fiable, plus rapide et plus économique. » (Bouygues Construction).

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Depuis les années 70 les idées évoluent, nous prenons conscience de l’impact des activités humaines et de l’importance du développement durable. Ces dernière années, le développement durable tente de s’insérer dans différents secteurs, et notamment le BTP. C’est  « dans le BIM que se trouve la réponse adéquate à des enjeux majeurs tels que construire un environnement durable ; celui-ci n’est pas qu’un simple effet de mode » (Anis Naroura, vice-président de BIM France). Les économies de temps, de matières premières, de budget, d’énergie sont au cœur des problématiques du BTP et prise en compte par le BIM.

 

Le BIM permet une évolution majeure dans la gestion de projet. Il permet une prise en compte globale grâce à une base de données qui, organisée et structurée, pourra être exploitée et servir aussi bien à la visualisation 3D (plans, coupes, etc.), qu’aux problématiques de développement durable. Calculer la consommation énergétique de l’ouvrage, dresser son bilan thermique, créer une simulation du comportement de sa structure porteuse, planifier et estimer les quantités de matériaux nécessaires au bon moment, …  sont autant d’éléments qui permettent au BIM d’optimiser coût, planning, qualité, construction et d’adapter sa conception. Ainsi on prend en compte toutes les étapes du cycle de vie d’un projet, au moyen d’une meilleure gestion et d’une minimisation des risques très en amont, dans les premières phases du projet.

 

De plus, les maisons individuelles représentent une partie non négligeable de notre empreinte carbone globale. Les analyses de site, solaires, d’isolation, de chauffage et de ventilation, d’énergies renouvelables, de déchets liés à la construction/démolition peuvent être également réalisées grâce à la modélisation des données et ainsi contribuer à des bâtiments plus durables. (Objectif BIM)

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Après l’adoption du développement durable en tant que choix éthique, de la conception intégrée comme processus de design, l’établissement d’un protocole fondé sur le BIM est l’étape qui facilite la conception du projet. Cependant, le BIM est un outil adaptatif, il repose sur un modèle virtuel qui doit constamment être tenu à jour, les informations nécessaires au projet doivent être gérées efficacement. C’est en adaptant nos méthodes de travail que nous pourrons concevoir, visualiser, simuler et collaborer plus facilement tout au long du cycle de vie du projet. Un tel processus implique un rapprochement et une étroite collaboration des différentes parties prenantes.

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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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En quoi le BIM fait évoluer l’organisation d’un projet ?

D’un point de vue de la conception, l’utilisation du BIM dans la réalisation d’un projet permet de faire des prévisions les plus proches possibles de la réalité. En effet, grâce à la maquette numérique on observe l’ouvrage d’une façon plus élargie et plus concrète.  Cela permet donc de mieux l’appréhender, et surtout de prendre des décisions plus efficaces. De plus, quand les différents acteurs d’un projet utilisent le BIM, toutes les informations sont centralisées sur le logiciel. Inutile de préciser qu’il en découle une notable simplification des échanges de données et de la communication au sein des différentes parties prenantes du projet. On voit bien l’évolution qu’apporte le BIM par rapport à l’usage de plans en deux dimensions, souvent peu parlants.

Le BIM permet aussi de simplifier la phase de réalisation en faisant face à l’élaboration d’ouvrages complexex. En étant « un processus collaboratif » selon Nicolas Paschal, directeur de projet pour la construction de la Fondation Louis-Vuitton, le BIM permet à tous les intervenants du chantier d’avoir la même base de données, et d’ inciter à créer une « routine d’optimisation ». Cela permet d’une manière générale de construire les ouvrages d’une manière plus fiable, plus rapide et donc plus économique.

Enfin en ce qui concerne l’exploitation de l’ouvrage, l’utilisation d’un tel logiciel optimise la maintenance puis anticipe et simule l’évolution de l’ouvrage. Le BIM rend possible une centralisation complète des données nécessaires à l’exploitation et en particulier à la gestion de l’entretien. Mais la maquette numérique répertorie également les choix qui ont été faits dans le passé sur les équipements, les réparations, et globalement tout ce qui touche à l’exploitation de l’ouvrage. On peut noter que l’usage de la maquette permet d’améliorer chacune des trois phases de la vie de l’ouvrage, de la conception à l’exploitation en passant par la réalisation.

Les autorités britanniques ont annoncé en mai 2011 qu’au premier janvier 2016, toutes les commandes publiques de bâtiment devront obligatoirement utiliser des outils numériques et en particulier le BIM. Selon eux, l’utilisation de ce logiciel permettrait de réduire de 20 % les coûts de construction d’un ouvrage. De plus une directive européenne (votée par le parlement européen en janvier 2014) recommande l’usage du BIM sur les marchés publics à l’horizon 2017. Le BIM est en train de révolutionner notre façon de travailler. De part les nombreux avantages qu’apporte son utilisation comme la réduction des coûts et des délais, il faut s’attendre à une généralisation du BIM d’ici quelques années…

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Qu’est-ce que signifie le BIM pour les ingénieurs BTP?

• Qu’est-ce que le BIM?
Building Information Modeling (BIM) est un processus intelligent basé sur des informations fiables d’un projet de la conception à la construction en passant par l’exploitation. BIM n’est pas seulement utile qu’aux architectes. Même s’il prend ses racines dans l’architecture, les principes du BIM s’applique à tout ce qui se construit, y compris les routes et les autoroutes, et les avantages du BIM sont appréciés par les ingénieurs civils de la même manière qu’ils le sont par les architectes.
BIM n’est pas seulement un outil 3D, en effet, le BIM permet aux ingénieurs de prévoir plus facilement la performance des projets avant qu’ils ne soient construits; répondre aux changements de conception plus rapidement; optimiser les conceptions avec des analyses, simulations et des visualisations; afin de fournir une documentation de construction de grande qualité.

• Limites de conception classique.
Pour comprendre comment le BIM s’applique aux travaux de génie civil, et aux projets routier et d’autoroutier, il est utile d’avoir un regard sur le processus classique de création en 2-D. Ce processus, qui peut être décrit comme étant «en vase clos», commence avec une conception préliminaire, avant de de poursuivre avec la conception détaillée, pour finalement passer à la documentation de la construction. Chaque étape est terminée avant que la suivante commence, et les interactions sont très limitées. Ce processus fonctionne bien jusqu’à ce qu’il y ait des modifications de conception (souvent inévitable). En tant que tel, ce processus a des limites pratiques inhérentes.

• Les avantages du BIM.
Les avantages du BIM pour la conception de routes et d’autoroutes sont des meilleurs conceptions et une augmentation de l’efficacité et la productivité. Etant donné que la conception et la documentation de construction sont intimement liés, le temps nécessaire pour évaluer différentes alternatives, exécuter des modifications de conception, ou produire des documents de construction est réduit de manière significative. Ceci est particulièrement important pour les agences de transport, car ils peuvent raccourcir le temps des contrats de location, entraînant des projets finis plus tôt et dans des délais plus prévisibles. Au-delà de l’efficacité et de la productivité, BIM facilite l’optimisation de la chaussée en incluant la visualisation, la simulation et l’analyse dans le cadre du processus de conception.
Probablement l’avantage le plus important du BIM par rapport à un processus classique est la possibilité d’étendre l’utilisation du modèle d’information au-delà de la conception, l’analyse et la simulation dans la construction. Par exemple, les organismes de transport de plus en plus utilisent le modèle 3-D pour l’utilisation d’équipements de construction avec aide GPS. Les avantages qui en découle sont une productivité accrue et une meilleur précision, des coûts d’études réduits, des coûts de fonctionnement d’équipement plus faibles, et une journée de travail mieux optimisées.

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La route est ouverte pour le BIM !

Le plus souvent, le BIM (Building Information Modeling) est directement associé au monde du Bâtiment. Cependant depuis quelques années, cet outil a trouvé sa place au sein des Travaux Publics et commence à se développer. Son intégration dans ce domaine a été plus lente que dans le Bâtiment à cause d’une mentalité qui porte encore sa préférence sur les plans en 2D. Mais la tendance est en train de s’inverser au vu des nombreux avantages actuels que le BIM apporte et grâce à ses innovations futures très prometteuses (appelées nD) qui vont faire avancer le monde des VRD (Voiries et Réseaux Divers) de manière significative. Cet outil qui permet d’améliorer la conception, la construction et l’exploitation d’un projet s’annonce en effet être la révolution technologique dans le monde du BTP.

Le processus de conception d’un projet réalisé à l’aide du BIM comporte trois grandes étapes. La première étape représente la planification et la conception préliminaire, la seconde est la conception détaillée et enfin la troisième comprend la simulation de construction et la gestion.  Plusieurs logiciels ont été mis au point afin de traiter chaque étape. Nous allons en présenter quelques-uns à titre d’exemple.
Pour la première étape, on retrouve le logiciel Autodesk InfraWorks. Il permet de créer des propositions de conception d’avant-projet ainsi que générer une visualisation 3D. Il fonctionne en combinant des données déjà existantes afin de créer un modèle 3D du processus de réalisation. Lesdites données peuvent provenir de plans AutoCAD 2D, SIG ou même de levés LiDAR ce qui permet de générer automatiquement des objets 3D comme des arbres, des poteaux, des bornes, etc. L’avantage de ce logiciel, en plus de la visualisation 3D, est la facilité d’actualisation des données. Ce qui permet de répondre rapidement à des modifications importantes.
Une fois que les modèles InfraWorks ont été créés, ils peuvent être exportés (et importés) sur le logiciel AutoCAD Civil 3D afin d’assurer l’étape de conception détaillée. Civil 3D permet d’ajouter de grandes quantités d’informations afin de faire, par exemple, des analyses de tempêtes ou des analyses sanitaires. Des outils supplémentaires du logiciel concernant les quantités de terrassement ou le calcul du volume de matériaux nécessaires fournissent des données importantes pour l’estimation des coûts de construction.
Lorsque tous les dessins sont terminés, la troisième étape peut commencer. Des visualisations de qualité sont réalisées à l’aide d’InfraWorks. Pour la gestion de la construction, il faut utiliser le logiciel Navisworks. Ce logiciel permet également grâce à son application Timeliner de gérer la 4D (dimension temporelle) afin d’optimiser le planning et la 5D (dimension financière) pour respecter le budget.

Actuellement, dans le cas précis des routes et autoroutes, le BIM possède trois arguments de taille. Le premier concerne les nuisances sonores. Grâce au BIM, nous pouvons faire une simulation du trafic routier et des bruits produits par le chantier afin d’estimer les nuisances sonores dégagées  dans le cadre du respect des seuils fixés par la Directive Européenne sur les Bruits Environnementaux. Le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) réalise une plateforme, nommée EVEcity, qui permet de simuler ces bruits. Le deuxième point concerne l’optimisation du trafic. La gestion de la circulation est améliorée en simulant un trafic et en observant  la coordination des feux, l’impact de la réalisation d’un rond-point, l’ajout d’une bretelle d’autoroute, etc. Le CSTB se retrouve être également à l’origine de cette simulation. Enfin le dernier point positif pour le BIM porte sur la sécurité des usagers. En effet, grâce à des simulations de visibilité et de collisions, le BIM permet de mieux concevoir la route dans l’optique de réduire les accidents liés à une mauvaise conception de la route (exemple : simulation de la L2 Nord à Marseille).

En conclusion, le BIM est un outil qui devient incontournable afin d’optimiser les chantiers de Travaux Publics. La 3D, 4D, 5D et les nD (analyse structurelle, sonore, gestion de trafic, etc.) représentent l’avenir de l’utilisation du BIM. Encore faut-il faire accepter ce changement et faire évoluer la mentalité concernant cette technologie.

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Le BIM : Un Enjeu Economique

Dalloul HusseinB3 Structureshussein.dalloul@hotmail.fr Modélisation des Données du Bâtiment 22 décembre 2014

 

Le BIM : Un Enjeu Economique

Dans des projets de plus en plus vastes et complexes, où les marges réalisées par l’entreprise de construction sont de plus en plus serrées, le défit majeur est d’optimiser au maximum les ressources en termes de temps et de budget. Nous nous emploierons, le long de ce devoir, à analyser en quoi la modélisation des données du bâtiment (BIM) est une solution pour le gain de temps et l’économie d’argent. Dans un premier temps, nous évoquerons la coordination des acteurs de la construction. Puis nous expliciterons l’anticipation des difficultés de l’opération. Enfin nous présenterons le BIM comme un outil de gestion du chantier.

  1. Coordination des acteurs

La modélisation des données du bâtiment permet de mettre à profit les technologies actuelles pour réunir l’ensemble des données nécessaires à la réalisation d’un édifice. Il contient les données architecturales telles que l’ameublement, le cloisonnement des espaces, et la nature des éléments d’enveloppe. Il contient aussi les données structurelles de l’ingénierie telles que les éléments porteurs et l’infrastructure. Il contient aussi les installations techniques telles que les équipements de plomberie, d’électricité et de génie climatique. En somme, il s’agit d’un document complet. Par conséquent, les nombreux acteurs du bâtiment ont désormais la possibilité de se fonder sur un seul et même document. Cela évite notamment de produire les plans d’un même projet autant de fois qu’il existe d’acteurs dans l’opération de construire. Ceci se traduit par une économie importante de moyens et de temps de projection. Par ailleurs, la coopération sur le même document des cadres de chacun des acteurs du projet permet d’assurer plus confortablement, et donc plus efficacement, la compatibilité des systèmes mis en œuvre dans chaque discipline.

  1. Anticipation des difficultés

Les difficultés rencontrées dans l’acte de construire sont multiples et ont des conséquences néfastes sur le budget de l’opération. On peut en distinguer deux types : les difficultés à venir dont l’enjeu consiste à les prévoir afin de mieux les résoudre, et les difficultés déjà survenues – mais sans qu’on s’en soit nécessairement aperçu – et dont l’enjeu sera de les identifier le plus rapidement possible avant qu’elles ne remettent en cause le reste de l’opération. Le BIM est un moyen d’anticiper les difficultés à venir comme, par exemple, le plan de démontage d’une grue. Les données spatiales et contextuelles qu’il contient permettent de planifier une telle opération. Plus concrètement : si le conducteur de travaux dispose, durant sont tour de chantier, d’une tablette contenant les données du BIM, il aura la possibilité d’identifier instantanément la moindre erreur dimensionnelle ou d’exécution du gros-œuvre ou même en corps d’états.

III. BIM : un outil de gestion du chantier

Avoir une vue d’ensemble et en temps réel sur les livraisons de matériels effectuées permet aux cadres de savoir à tout moment sur quels fournisseurs focaliser leur attention en cas de retard où de manque de matériel. Cela rend la logistique plus efficace et réduit les pertes de temps et donc d’argent. De même, en ayant une vision globale de l’avancement du chantier en gros œuvre ou en corps d’état, ils pourront mieux gérer les sous-traitants en orientant les travaux vers le plus urgent. Enfin, le BIM atteindrait, selon moi, son apogée d’utilité s’il prévoyait également une définition en temps réel de la quantité, et de la localisation du matériel sur le chantier tel que les banches, les passerelles et les étaiements. Cela permettrait de savoir à tout instant les manutentions les plus urgentes et donc une organisation optimale du temps de la grue.

mots-clés : coordinationanticipationgestionoptimisation

Sources : http://www.autodesk.fr/solutions/building-information-modeling/overview – http://www.ogerinternational.com/ – « Le BIM qu’est-ce ? » (Renzo Piano)

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Le BIM : outil numérique de la coordination

Le BIM est une innovation majeure dans le monde de la construction. Il engendrera, dans les décennies à venir, des transformations importantes dans la gestion des projets.

Initiée par le secteur de l’industrie, dans des domaines tels que l’aéronautique ou l’automobile, la maquette numérique est le fruit d’une recherche de précision, de qualité, de coordination entre les différents acteurs d’un projet. Adapter cette maquette au monde du bâtiment n’est cependant pas chose aisée ; en effet, les acteurs y sont plus diffus, peuvent avoir des intérêts divergents. Les tensions entre les différents corps de métiers, qui travaillent ensemble mais peinent parfois à se comprendre, rendent difficile la centralisation de données. A chaque corps de métiers son ou ses logiciels, ses codes de représentation… Il paraît difficile de pousser chacun de ces acteurs vers l’apprentissage d’une langue commune, permettant une représentation globale.

C’est pourtant l’objectif que poursuit le BIM. Il est temps de révolutionner le monde du bâtiment, de dépoussiérer les habitudes de chacun, pour se mettre au service de l’efficacité. Une efficacité dans tous les domaines : sur le plan de la communication, le BIM limite le processus séquentiel qui fait que les mêmes informations sont saisies par chaque corps de métiers, entraînant une perte d’informations en passant d’un modèle à un autre, une perte de temps et donc d’argent. C’est une optimisation, un processus concourant et collaboratif qui permet à chacun de partager son avancement, les points bloquants, de révéler les discordances entre les études de deux corps d’état. Ainsi, la maquette permet une optimisation en amont : les erreurs sont corrigées, car repérées avant même le début du chantier. Sur le plan de l’efficacité économique, ce travail en amont du chantier optimise les coûts, mais permet aussi, grâce à une connaissance plus poussée du futur bâtiment, une plus large préfabrication de ses éléments. Ainsi, les mondes du bâtiment et de l’industrie se rejoignent dans une volonté de qualité, de précision, pour une construction moins sujette aux aléas, plus rapide et moins chère.

Enfin, sur le plan de l’efficacité écologique, le BIM rassemble depuis le Grenelle de 2010 tous les acteurs du bâtiment autour d’un objectif commun: il ouvre la perspective d’un bâtiment géré de sa conception à son recyclage par le biais de sa maquette numérique, à une époque dans laquelle concevoir chaque objet en cycle de vie global est devenu une nécessité. Dès sa conception, le bâtiment est pensé en prenant en compte le confort final de l’utilisateur. La maquette numérique permet dès les premières phases de faciliter les études thermiques, ou encore d’optimiser les équipements du bâtiment. De même, l’impact chantier est réduit grâce à l’optimisation des ressources et des méthodes développées en amont.

Le BIM représente donc le futur du bâtiment, promettant efficacité et coordination optimisée entre les différents corps de métier. Son champ d’action semble si vaste qu’il est difficile d’imaginer pourquoi cette maquette ne s’est pas répandue plus vite, plus démocratiquement : de l’étude de prix à la conception, en passant par les moindres détails et calculs structurels, c’est un outil puissant, qu’il faut encore développer afin de la rendre accessible à tous, compatible avec les logiciels de chacun. Il faudrait, dans le futur, gérer les interfaces entre les différents modèles exportés dans l’environnement BIM, ou encore lui conférer une valeur juridique, mais le plus gros blocage face à cette technologie semble encore être le facteur humain : les mentalités doivent évoluer dans le secteur du bâtiment, chacun doit se former pour s’orienter vers cette transparence, cette rigueur, pour la qualité du projet final.

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