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BIM et Construction

Comment passer d’une conception BIM à la réalisation du chantier par des TPE non formées à la démarche ? Opportunités, difficultés et outils utilisables.

Le BIM pour les TPE ?

L’ère du numérique s’invite à marche forcée dans le monde du bâtiment, et promet d’aider à construire plus vite, plus efficace et moins cher. Le BIM (Building Information Modeling) est ainsi une méthode de management de projet du monde de la construction (bâtiments et infrastructures), regroupant un large groupe de décideurs. Souvent appelée « maquette numérique », la méthode repose sur la production de fichiers numériques, d’éléments de conception en 3D du projet, qui ont pour finalité de définir l’ensemble des informations constructives d’un bâtiment ou d’une infrastructure. Elle intervient depuis la conception et la construction jusqu’à la maintenance et l’exploitation de l’entité bâtie. La coopération entre les différentes équipes concernées (maître d’ouvrage, maître d’œuvre, entreprises, utilisateurs…) fait partie intégrante de toutes les méthodes de travail BIM. Les équipes s’échangent mutuellement des informations. La manière dont ces informations sont échangées, ainsi que les types d’informations devant être attribuées au modèle selon les stades du projet, sont définis dans un protocole BIM. Or, Si cette démarche semble évidente et nécessaire pour faire évoluer le monde du bâtiment, elle reste pour la majorité des acteurs compliquée et inaccessible. Une enquête réalisée en 2014 (source : batappli) indiquait que seulement 10% des artisans déclaraient avoir une approche du BIM, essentiellement par la manipulation d’un plan 3D. La volonté est de sortir du cadre confortable du BIM appliqué par de grands groupes de construction, pour se préoccuper de l’application de la démarche pour un chantier normal en France. Nous entendons par chantier normal, un projet construit par des TPE, en lots séparés, pas forcément à l’aise avec les outils informatiques et encore moins avec le BIM. Se posent alors les questions des opportunités, des difficultés, de l’organisation de travail à mettre en place, ainsi que des outils simples à utiliser.

 

Le BIM pour les TPE : les opportunités

L’utilisation du BIM aide incontestablement à améliorer l’efficience des processus de production. Chaque acteur a la possibilité de lire et de manipuler la maquette pour en tirer les informations dont il a besoin pour son métier. L’utilisation de fichiers au format IFC (format de fichier numérique, orienté objet fortement utilisé par les logiciels BIM) permet par exemple de générer des quantitatifs automatiques, par lot et par poste, sans perdre de temps dans les ressaisies. Les plans d’exécution sont plus rapides également à produire, puisque l’export IFC implique un gain de temps et diminue les risques d’erreurs dans la compréhension du projet et des interactions entre les différents corps de métiers.

L’utilisation de la maquette révolutionne aussi les façons de préparer et de vivre un chantier. Les plannings et phasages sont plus simples à établir puisque le « film » de la construction du projet peut être analysé et modifié avant que les équipes n’interviennent physiquement sur place. Le travail avec les fournisseurs permet également de diminuer les délais de fabrication et de réduire les déchets de chantier, par l’analyse plus fine des éléments de conception. Une maquette bien appréhendée diminue de fait la non qualité en chantier et évite de démolir et reconstruire des éléments mal étudiés par les entreprises en charge de la construction.

L’utilisation du BIM oblige également l’entreprise artisanale à s’adapter à une organisation de travail collaboratif, utilisant une même méthodologie et en travaillant sur des données communes. Cette nouvelle approche est l’occasion d’améliorer l’efficience organisationnelle de la structure. Elle peut alors répondre à des appels d’offres plus exigeants, ou travailler en sous-traitance pour des grosses entreprises  puisqu’elle comprend les attentes et maîtrise les processus.

 

Le BIM pour les TPE : les freins

De grosses difficultés existent néanmoins dans la démocratisation de l’utilisation du BIM pour les artisans et le TPE. Pour beaucoup, l’utilisation de l’outil informatique n’est pas évidente, et la maquette numérique est perçue comme compliquée et réservée à des experts. La dématérialisation fait peur et implique un changement d’habitudes. Le bon sens des hommes de terrain semble disparaître au profit de l’écran et de la souris. Il est nécessaire de réfléchir de manière plus abstraite en amont avant de produire dans son cœur de métier. La nécessité d’acquérir de nouvelles connaissances et compétences constitue un réel frein, surtout si le niveau d’instruction au sein d’une TPE n’est pas très élevé.

L’autre difficulté majeure tient au coût de migration vers le BIM. Dans la plupart des cas, le passage au BIM implique l’acquisition de nouveaux équipements informatiques, de nouveaux logiciels, et l’investissement en formation pour les futurs utilisateurs. Or, cet investissement représente pour beaucoup de petites entités une somme trop conséquente au regard de leurs capacités financières.

 

Le BIM pour les TPE : les outils

Les outils proposés  sur le marché sont nombreux et adaptés aux différents profils d’utilisateurs. S’il est vrai que les grandes entreprises et les grandes structures portent l’innovation et les investissements, il est vrai également que des outils gratuits ont été développés afin de rendre accessible la démarche. Les artisans et les TPE peuvent ainsi  franchir le pas, en ne sacrifiant pas l’équilibre financier de leur entité. Quelques outils gratuits sont repris ci-dessous, qui permettent d’ouvrir le modèle 3D :

Logiciels Editeurs Français IFC
Tekla Bimsight Tekla Oui Oui
Solibri Model Optimizer Solibri Non Oui
Solibri Model Viewer Solibri Non Oui
DDS-CAD BIM Enhanced Data Design Systems Non Oui

 

Les logiciels traitant des fichiers XML ou XLS (Excel ou Open Office) permettent quant à eux de traiter des tableaux de nomenclatures issus de la maquette.

Il est donc possible d’utiliser des outils BIM sans investir de manière importante dans de l’ingénierie logicielle.

 

Conclusion

La révolution numérique, que l’on accepte ou non, est en marche et les entreprises, y compris les TPE et les artisans doivent s’adapter pour survivre. C’est une démarche mondiale et non franco française, qui va demander des capacités d’adaptation et d’anticipation de la part de tous les acteurs, afin d’optimiser les processus de conception et de construction. Le BIM n’est cependant pas une finalité, puisque l’évolution ne fait que commencer. L’Intelligence Artificielle va succéder à la généralisation de l’utilisation de l’informatique dans le bâtiment. La maquette numérique n’est qu’une étape, et d’autres évolutions impliquant des chocs culturels vont arriver dans les décennies à venir : pré conception automatique, imprimantes 3D, outils de simulations plus puissants, robots d’aide à la construction… Le bâtiment 2.0 est en train de naître sous nos yeux, et les changements de paradigme sont toujours sources d’échecs et de disparition pour les uns, et de réussite et d’épanouissement pour les autres. Il est donc urgent en France que les artisans et des TPE entrent de plain-pied dans l’ère du numérique, qu’ils fassent évoluer leurs organisations, leurs pratiques et leurs compétences, pour assurer leur pérennité.

 

 

Webographie :

  1. http://www.mediaconstruct.fr/sinformer/le-blog-du-bim/post/4661/il-faut-rassurer-accompagner-et-%C3%A9duquer-les-tpe
  2. http://msbim.estp.fr/?tag=tpe
  3. http://abcdblog.typepad.com/abcd/2015/12/tpe-pme-le-bim-n-exclut-pas-il-inclut.html
  4. http://www.batappli.fr/blog-du-logiciel-batiment/informations/quand-les-artisans-passeront-au-bim
  5. https://www.printempsdunumerique.be/entreprise-industrie/competitivite-entreprises-de-construction-grandes-entreprises-vs-pmetpe-big-bim-vs-little-bim/
  6. http://blog.innovation-artisanat.fr/la-maquette-numerique-ou-bim-building-information-model-au-service-du-developpement-de-lentreprise-artisanale-du-batiment/
  7. http://www.objectif-bim.com/index.php/logiciels/logiciels-bim/logiciels-bim-gratuits
  8. http://www.batiactu.com/edito/bimetre-1er-pas-vers-bim-entreprises-batiment-42712.php
  9. http://www.mediaconstruct.fr/sinformer/le-blog-du-bim/term/180/bim%C3%A9tr%C3%A9
  10. http://www.usine-digitale.fr/article/quand-le-btp-fait-bim.N367661
  11. http://www.lesechos.fr/idees-debats/sciences-prospective/021136819937-lintelligence-artificielle-futur-de-lentreprise-1128633.php
  12. https://humanoides.fr/2015/10/robots-miniatures-rearranger-batiments/

 

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La valeur du BIM dans l’industrie du bâtiment

L’industrie du bâtiment est la plus grosse industrie du monde et requière la collaboration de nombreuses disciplines. En France, le BTP représente pas loin de 200 milliards de chiffre d’affaire, mais qu’apporte le BIM dans l’industrie du BTP ?

Malgré le fait que l’on soit sûr de l’intérêt du BIM dans l’industrie du BTP, il est compliqué de déterminer les réels bénéfices apportés par ce dernier.

 

I- Les différents types de bénéfices apportés par le BIM

Les bénéfices apportés par le BIM peuvent être classés en trois catégories : les bénéfices tangibles : quantifiable monétairement parlant, les bénéfices semi-tangibles : quantifiable mais pas grâce à l’argent, et les bénéfices intangibles : non quantifiable mais que l’on peut décrire de manière qualitative.

Parmi les bénéfices tangibles, on pourra donc trouver l’économie réalisée par l’utilisation du BIM. En effet, les coûts d’une modification ou d’une variante en phase travaux sont plus élevés que si celles-ci sont prévues lors de la phase d’étude du bâtiment car toutes les incohérences entre ce qui est déjà construit et ce qui va se construire peuvent être corrigées à l’avance. De même, le temps gagné lors des études grâce à l’utilisation du BIM est un gain direct sur le coût du bâtiment car les équipes auront la capacité d’effectuer plus de projets ce qui entrainera un profit.

Parmi les bénéfices semi-tangibles, le BIM offre la possibilité de créer des bâtiments plus écologiques, qui consomment moins d’électricité et sont chauffés ou climatisés plus efficacement.

Enfin, parmi les bénéfices intangibles, le BIM permet d’améliorer le confort des futurs habitants en optimisant les volumes ou les surfaces. De plus, il permet une meilleure coordination entre les différents intervenants lors de la phase amont du chantier et donc une meilleure qualité.

 

II- Des bénéfices distincts selon les différents acteurs

Les différents intervenants du BTP ne profitent pas du BIM de la même manière et n’en font pas le même usage.

En effet, la Maitrise d’Ouvrage se servira du BIM afin de pouvoir vérifier très tôt le respect des critères financiers ainsi que des délais de construction. De plus, l’estimation en temps réel des différents coûts lui permet de pouvoir chiffrer directement les conséquences financières d’une modification.

Concernant le bureau d’étude, les ingénieurs ou encore la Maitrise d’œuvre, le BIM permet une visualisation très précise et très tôt du projet. De plus, il limite les erreurs de géométrie et permet la vérification du respect des normes en vigueur.

Enfin concernant l’Entreprise qui effectue les travaux, la modification en temps réel de tous les plans et coupes en cas de variante inopinée ainsi que l’extraction de tous les matériaux et ressources nécessaires à la réalisation de cette dernière permet de gagner du temps, de faciliter la gestion du chantier et d’optimiser les commandes.

L’emploi du BIM dans une société de construction est donc un réel atout même si l’utilisation de ce dernier est difficilement quantifiable monétairement parlant. De plus, l’utilisation du BIM par tous les intervenants du BTP lui confère une très grande valeur en terme de transversalité des informations et qualité de ces dernières.

 

Sources :

http://www.objectif-bim.com/index.php/bim-building-information-modeling/les-avantages-du-bim

http://www.usc.edu/dept-00/dept/civil_eng/i-lab/documents/The%20Perceived%20Value%20of%20Building%20Information%20Modeling%20in%20the%20U.S.%20Building%20Industry.pdf

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Et BIM ! Le BTP rattrape les autres secteurs de l’ingénierie

L’utilisation de maquettes 3D évolutives et centralisées pour l’ensemble des parties prenantes d’un projet n’est pas une chose nouvelle en ingénierie ; elle est monnaie courante dans le domaine de l’aéronautique ou de l’automobile. C’est cependant une innovation pour l’industrie du Bâtiment et des Travaux Publics, qui rattrape à grands pas son retard sur les autres secteurs avec un concept novateur, le Building Information Modeling.

Le BIM, dans son concept abouti, englobe 3 dimensions en plus de l’espace (six dimensions au total). Il comprend également le temps, le coût, et la gestion des ressources. Il permet, en rassemblant toutes les parties prenantes autour d’une même modélisation, d’optimiser la réalisation du projet sous tous ses aspects à un degré inégalé jusqu’alors, au prix d’une collaboration plus poussée.

Le BIM est donc bien loin de n’être qu’une maquette 3D : le cabinet d’avocats d’affaires australien Corrs Chambers Westgarth traduit bien l’in térêt du BIM pour l’ensemble des entités concernées par la contruction, au-delà des corps de métier : «  BIM has been identified by governments globally as a more co-ordinated and cost-efficient way to build and manage assets over their lifecycle. […] Advanced countries in North America, Europe and Asia are already benefiting from BIM in both project delivery as well as ongoing asset management. In contrast, countries that are slow to embrace the BIM revolution are at risk of falling further behind in the global construction industry ». Le danger de chute dans l’obsolescence est réel pour les entreprises qui tardent à entrer dans la nouvelle ère. Il est ainsi prévu depuis en France, depuis le gouvernement Ayrault, que l’ensemble des projets en Maîtrise d’Ouvrage seraient réalisés en BIM.

J’ai pu constater au travers de mes stages les dégâts du manque de coordination entre les entreprises. Autour de l’entreprise principale qui m’employait, gravitaient le Maître d’Œuvre,  le bureau d’étude, deux sous-traitants principaux. L’entreprise délivrait au sous-traitant des plans détaillés et tamponnés (procédure d’accusé réception). Cette lourdeur dans la communication, qui s’appliquait dans tous les échanges entre parties prenantes, impactait considérablement la coordination. De plus, la lenteur des échanges a parfois créé des problèmes en chaîne, par exemple lorsque le terrassier effectuait une tâche planifiée dans un programme obsolète dont la version à jour ne lui était pas parvenue.

Le BIM est donc plus qu’une maquette, c’est un mode et un espace de travail. Il est très clairement amené à s’imposer, à terme, dans tous les projets, jusqu’aux petites envergures. Il est au chantier ce que les éléments finis sont aux études.

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Le BIM, un lien entre conception, construction et exploitation d’un bâtiment

Après la livraison d’un bâtiment, les entités exploitant le bâtiment comme le propriétaire ou même l’assureur n’ont généralement pas accès aux informations du concepteur et du constructeur en phase travaux, ce qui empêche l’utilisation optimale de ce bien. La technologie Building Information Model remédie à cela en compilant toutes les données structurelles et les caractéristiques intrinsèques du bâtiment à travers des modèles en deux ou trois dimensions tout au long de sa vie. Le but étant d’optimiser, de maîtriser les coûts et d’avoir accès facilement à toutes les informations pour tous les acteurs et à toutes les étapes du projet.

En phase amont du projet, le maître d’ouvrage peut vérifier si le projet est faisable financièrement et si il respectera les délais impartis. En réalisant une représentation virtuelle du projet, le maître d’ouvrage peut, en temps réel, appréhender les modifications de conception sur les coûts et acquiert une meilleure connaissance du projet ce qui s’en ressent sur les relations aves les différents intervenants sur le chantier.

Cet outil permet également pour le bureau d’étude et l’architecte de simuler les performances énergétiques, d’anticiper les variations sur les coûts et les quantités des matériaux en cas de modification et de vérifier le projet avec les normes en vigueur. Ils sont donc plus aptes à visualiser et corriger la conception en accord avec les besoins du client.

Durant la phase travaux, l’entrepreneur et les fabricants peuvent insérer les écarts entre le modèle de l’étude et sa mise en place sur le chantier. Ainsi il est possible de visualiser l’influence de ces écarts et d’être réactifs. De plus, la précision des modèles permet de simplifier et optimiser les commandes et les livraisons de produits entre l’entrepreneur et son fabricant.

Après la livraison du bien aux gestionnaires, ceux-ci ont accès aux données du bâtiment et peuvent les prendre en compte lors de son exploitation dans le but de tirer profit au maximum de la conception du bâtiment par exemple sa performance énergétique, la localisation des gaines dans les faux-plafonds, l’accès à la technicité d’un produit lors d’une maintenance. Le BIM devient donc un objet de gestion pour l’exploitant et assure le transfert du bien entre la phase construction et la phase exploitation. L’assureur disposant d’informations plus précises peut en conséquence adapter le niveau de risque que présente le bâtiment à son contrat.

En conclusion, l’utilisation du BIM pourrait permettre la transmission des données sur le bâtiment entre les acteurs intervenant à tous niveaux du projet immobilier. Il améliorait la communication entre chacun et la connaissance du produit à livrer, de plus les répercutions due à une modification de conception ou un aléa sont plus facilement appréhendés et maîtrisés. Cependant, pour que le BIM soit un outil performant pour chaque intervenant, il convient que chacun assure les mises à jour au cours du temps et dispose de capacités informatiques suffisantes pour en assurer la transmission au prochain intervenant.

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Le BIM sera-t-il un outil accessible pour les PME et les artisans ?

Nous vivons actuellement un vrai développement des outils numériques dans la filière de la construction en général. Dans un contexte économique tendu, l’arrivée de méthodes d’industrialisation des filières de l’automobile, nous pousse à revoir nos méthodes de conception, dans le but d’optimiser au mieux et de prévoir au plus tôt les différentes phases d’un projet.

Les outils numériques 3D ne sont pas nouveaux dans le bâtiment, mais l’apparition du Building Information Modeling (BIM), en a complètement changé l’utilisation. Ces outils servaient avant tout à une conception artistique dans la construction, dorénavant ce seront des éléments clés. Véritable plateforme de coordination ils permettront de prévoir et d’organiser toutes les phases de chantier. Ils permettront de définir méticuleusement les marchés pour les différents corps d’état. Mais encore plus loin, les plans dessinés avec ces logiciels pourront être réutilisés et suivre la vie du projet et servir dans une réhabilitation. On en arrive même à évoquer la 4D, en rajoutant une échelle de temps intégrée aux logiciels, et de 5D avec une échelle budgétaire pour contrôler au mieux le budget en amont.

On l’a donc vu, le BIM est outil qui regroupe de nombreux logiciels, de nombreuses fonctionnalités sur une plateforme quasi-unique, cela demande donc de nouvelles compétences informatiques. Cette innovation pourrait être comparée aux Eurocodes qui nécessiteront un échange de connaissance contre expérience entre la nouvelle génération d’ingénieur et la précédente. Qui dit nouvelles compétences, dit formations, nouveaux logiciels et nouveaux processus et donc coûts supplémentaires et pertes de rendements. Il est donc normal que les petites et moyennes entreprises (PME) soient d’abord réticentes à ces outils qui semblent compliquer le travail plus qu’autre chose.

Pourtant les PME ont plusieurs avantages face aux grands groupes, la taille de leur structure étant plus petite, il y est plus facile et rapide de développer de nouveaux processus indispensable au développement du BIM. Ces entreprises seront de plus en plus impliquées dans la maitrise de la consommation énergétique des habitations, et le BIM est un formidable outil à ce sujet. Les erreurs de conception n’existent pas que dans les grands projets, le BIM permet de détecter toutes les interférences et de les corriger avant le début de la construction et donc de gérer au mieux le budget. Il devient un support de communication indispensable, le développement des imprimantes 3D ou des lunettes immersives annonce plusieurs nouvelles applications, comme l’utilisation de la réalité augmentée que cela soit avec des lunettes ou une tablette, le client pourra exactement voir comment sera implantée sa future maison et suivre les différentes étapes de la construction. Le gouvernement a de plus annoncé qu’il débloquerait 20 millions d’Euros pour aider le secteur du bâtiment, notamment les PME et les artisans, à se numériser. Les entreprises qui adopteront le BIM seront prêtes et auront un net avantage face à leurs concurrents.

Sources :

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