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Le BIM, industrialisation et uniformisation du BTP

Qu’est ce que peut m’apporter le BIM ?

Apports :

Le BIM offre un gain de temps par non ressaisie de données : quand un élément est dessiné, il est disponible pour tous.

La qualité est améliorée :  le temps qui est sauvé en non ressaisie permet de mener d’autres études. De plus ne pas ressaisir les données évite de faire des erreurs.

La maquette numérique commune permet d’éviter ou du moins de repérer les conflits « spatiaux » entre les différents corps d’état le plus rapidement possible. Il permet aussi de répercuter les changements de conception plus facilement. La plateforme participative offre donc plus de flexibilité.

Toutes les études nécessaires à l’acte de construire sont intégrées (étude de prix, planning…). Les algorithmes des logiciels de BIM permettent à partir des surfaces créées dans la maquette numérique d’obtenir les métrés. Il y a un apport pour l’ingénierie méthode. Les ouvrages de la construction sont décomposés en éléments qui peuvent constituer, grâce à un outil de montage, une description du déroulement de la mise en œuvre.

Au-delà de l’amélioration structurelle et intrinsèque de la construction, le BIM permet d’améliorer l’offre client. En effet il n’améliore pas seulement la communication entre les constructeurs mais aussi celle que le constructeur entretien avec le client : l’atout réside dans le fait que le client n’a plus d’intermédiaire pour comprendre le projet ainsi que son avancement, Il visualise directement par la permanente mise à jour du modèle en trois dimensions. Sa confiance n’en est qu’accrue.

Le BIM permet d’augmenter l’échelle de temps sur laquelle on conçoit le bâtiment.  On ne prend plus seulement en compte la conception structurelle et la réalisation. On intègre aussi la maintenance du bâtiment. En effet la modification possible sur les fichiers numériques, permet à long terme de compiler le renouvellement des matériels (fournisseurs, dates de remplacement) ainsi que toutes informations ou études nécessaires.

Le BIM est un outil au service de l’économie de moyen : le fait de créer une base de données mémoire du bâtiment permet d’éviter à une date t de vie du bâtiment de repartir à zéro dans les études nécessaires. Ensuite le regroupement des maquettes BIM peut permettre de créer un tissu au service de la gestion de la ville.

Limites :

Certain facteurs apparus par l’utilisation actuelle du BIM semble en restreindre sa portée.

Le BIM engendre une charge financière supplémentaire. D’une part les logiciels outils du BIM représentent des coûts d’acquisition et de formation importants. Enfin la gestion du modèle commun ainsi que la coordination entre les acteurs nécessitent une équipe de BIM managers, soit un poste supplémentaire. L’utilisation des licences peut être optimisé en implantant des filiales dans différents pays choisis pertinemment en fonction de leur fuseaux horaires de façon à ce que le travail soit exécuté en continue. On comprend donc que le BIM concerne des entreprises au capital important, ayant un rayon d’action internationale.

Les projets internationaux entraînent des complications administratives. La diversité des normes empêche, au-delà de l’utilisation de logiciels BIM, la collaboration entre les différentes entreprises. Les différents logiciels utilisés par les acteurs sur un même projet produisent des formats différents, ce qui empêche un regroupement simple des données. Le projet MINnD recherche à créer un format IFC, c’est-à-dire un format ayant pour principe d’être interopérable entre les logiciels.  Ces initiatives semblent être freinées par les intérêts financiers des concepteurs de logiciels BIM. Il recherche aussi à créer une base pour la création d’un système de norme internationales aboutis.

S’il est sans aucun doute un atout simplificateur pour les projets complexes il y a un risque de standardisation des petites réalisations. En effet la productivité accrue, ainsi que les possibilités croissantes d’utiliser des bibliothèques de « solutions » pourrait engendrer une systématisation de la production et donc une perte en qualité spatiale.

Le partage des données crée un enjeu de protection des secrets de fabrication. Le BIM manager doit être capable de dissocier les accès aux ouvrages : l’entreprise qui est auteur doit pouvoir accéder à tous les éléments alors que les autres ne doivent avoir accès qu’à l’apparence extérieur de l’objet.

 

Comment « ça » fonctionne ?

Afin d’exploiter au maximum toutes les capacités qu’offre le BIM, il est nécessaire de mettre en place des processus clairs et de tailles accessibles à toute personne susceptible d’utiliser un logiciel de conception. Ces processus interviennent dans toutes les phases du projet : de la conception à l’exploitation en passant par la construction. Le processus que nous allons aborder concerne davantage la phase de conception d’un projet.

Afin que le BIM ait un impact positif et des bénéfices importants dans le monde du BTP, il faut qu’il soit intégré et maîtrisé par tous ces utilisateurs. Se pose alors la question de l’accessibilité aux logiciels. Le premier processus à élaborer est l’optimisation des licences de logiciel. Pour gérer au mieux ces licences, qui peuvent coûter plusieurs milliers d’Euros, les utilisateurs se tournent vers des licences flottantes ou des licences réseaux. Leur fonctionnement s’établit ainsi : les logiciels sont installés sur tous les postes des éventuels utilisateurs au sein de l’entreprise mais le nombre de licences disponibles est limité. Cela implique une gestion au niveau du partage du temps de travail. Bien sûr, les avantages d’un tel processus sont à nuancer. Pour rester rentables, les éditeurs de logiciels ont dû s’adapter : les prix de telles licences sont plus élevés et ils ont créé de nouvelles méthodes de gestion. On voit donc apparaître sur le marché des licences à la demande (consommation et facturation à l’entreprise adaptées à ses besoins) ou encore des abonnements à certains logiciels (ce qui requiert un investissement permanent mais permet de travailler avec une version à jour).

L’optimisation du BIM se fait aussi par la recherche de la performance. Les logiciels de conception sont généralement gourmands en ressources lors des phases d’études (calculs…) et de simulations. Pour faire face à ce problème, les prochaines évolutions du BIM se tournent vers une délocalisation des structures de calculs pour alléger les stations de travail. Ainsi, l’accès aux infrastructures de calculs seront hébergées chez les éditeurs et disponibles auprès des utilisateurs par le biais d’une interface simplifiée.

Pour finir, et puisqu’il s’agit de l’enjeu principal du BIM, des processus doivent être élaborés pour optimiser les échanges de données entre les entreprises. Dans la mesure où, dans le secteur du BTP, chaque entreprise travaille avec le logiciel qui lui semble être le mieux adapté, il faut que le BIM permette de compiler et de créer un lien entre les différentes maquettes virtuelles. Pour cela, l’objectif du BIM est de créer une écriture unique du projet, qui aura, au préalable, gérer les conflits entre les différents acteurs. Ce processus de partage et de compilation doit intégrer une notion fondamentale : la protection des données. Pour ce faire, il est à la charge de l’entreprise de vérifier que les informations qu’elle transmet soient fiables, et non confidentielles. En effet, les autres entreprises qui travaillent sur ce même projet ont accès à des informations très précises. Le BIM manager a ensuite pour mission d’analyser les informations personnelles de chaque entreprise et de limiter les informations transmises à l’essentiel avant de partager les données aux différents intervenants concernés. Cela a pour but d’éviter la surcharge d’informations inutiles à certaines entreprises spécialisées.

En industrialisant les processus de conception d’un projet, le BIM permet donc aux entrepreneurs de réaliser des économies. La gestion est simplifiée, les modifications s’opèrent facilement et les délais sont gérés de manière plus précise et sont souvent raccourcis du fait de la rapidité d’utilisation et d’échange des données.

 

Qu’est-ce que le BIM va changer pour nous ?

En tant qu’élèves suivant une double formation ingénieur-architecte, nous avons conscience que le BIM change déjà et va continuer à changer énormément notre façon de travailler, de penser, de communiquer avec les architectes, les ingénieurs, mais aussi avec les clients et le public. Nous sommes convaincus que le BIM va faire évoluer notre manière de travailler durant les prochaines années. Une fois son intégration faite au sein de l’ensemble des acteurs dans le monde du BTP, le BIM sera devenu un outil indispensable à la construction qui semblera avoir toujours exister.

Dans un premier temps, le BIM va permettre un meilleur dialogue entre les différents intervenants. D’après des expériences personnelles, nous avons pu remarquer que de nombreuses incompatibilités apparaissent tout au long des chantiers de BTP, comme par exemple : réseaux de chauffage trop bas par rapport au faux-plafonds, réserves trop petites pour le passage des chemins de câbles, détails architecturaux incompatibles avec certaines obligations structurelles…

L’utilisation du BIM sera un moyen d’apporter de la transparence et du bon sens à la conception d’un projet et à la collaboration des acteurs. Le BIM est donc un moyen de diminuer les coûts de non-qualité grâce à une meilleure préparation lors de la conception.

À ceci s’ajoute une meilleure coopération des corps de métier planning et CAO. On passe ainsi de la modélisation 3D à la maquette numérique 4D qui prend en compte des aspects logistiques, comme le phasage des travaux, en différenciant les différentes étapes constructives d’un projet. Même si l’introduction de la simulation 4D n’est pas, dans le milieu du BTP, un idée fondamentalement nouvelle, l’intégration de cette dimension temporelle au sein même de la maquette l’est. Un élément BIM n’étant plus seulement un objet 3D mais un composant muni de sa propre carte d’identité évolutive, il nous devient possible d’ajouter à chaque composant une notion temporelle permettant d’indiquer le temps de mise en place de l’élément. Le planning devient alors de plus en plus précis ce qui permet de réduire les coûts de locations des engins, d’avoir un planning permettant d’éviter les retards… Le temps et les ressources nécessaires deviennent alors faciles à évaluer.

Comme nous avons pu le voir lors de la conception de la fondation Louis Vuitton, l’ensemble des acteurs ne sont pas encore prêts à travailler sur un outil commun. Cela s’explique par les différents logiciels actuellement sur le marché qui répondent à des attentes différentes (Tekla : structure métallique, Revit : conception de bâtiments, …).

Le problème majeur d’une telle diversité est la non uniformisation entre tous ces logiciels lorsque l’on doit opérer à un changement. En effet, l’incompatibilité et la rigidité de chaque logiciel ne nous permettent pas qu’une modification sur un logiciel soit acceptée et retranscrite automatiquement sur le model informatique d’un autre logiciel. On assiste alors à un travail répétitif consistant à mettre à jour la modélisation sur chaque logiciel. L’avantage de l’unicité d’un logiciel BIM est l’absence d’incompatibilités et d’erreurs. On peut ainsi imaginer une évolution non pas vers un logiciel unique regroupant l’ensemble des fonctionnalités nécessaires mais vers une meilleure compatibilité des formats. Cette uniformisation permettrait d’interagir plus facilement entre les logiciels. On peut déjà observer ce développement au sein de certains logiciels comme Revit, par exemple, qui propose non seulement d’importer un projet venant d’un autre logiciel mais de le lier, ce qui permet de faire évoluer le projet externe sur le logiciel de base tout en observant les changements dans la maquette Revit lors de chaque ouverture du logiciel. Avec un tel logiciel, il est donc possible de s’appuyer sur une modélisation filaire provenant d’un logiciel de structure pour concevoir la maquette numérique du bâtiment. Il est cependant plus difficile, pour le moment, de faire le chemin inverse et d’exporter un fichier Revit vers un logiciel de calcul. Le lien entre architectes et ingénieurs n’est donc, pour le moment, pas totalement établi. C’est dans cette direction que nous souhaitons avancer, dans le but de simplifier la conception et éviter d’avoir à réaliser un même travail plusieurs fois.

Les changements évoqués précédemment font globalement référence à des attentes que, en tant qu’ingénieurs-architectes, nous avons pour les 10 prochaines années. À plus long terme, les objectifs et nos attentes quant au BIM sont bien plus ambitieuses. D’ici un vingtaine d’années (temps nécessaire au dessin assisté par ordinateur pour s’imposer totalement en architecture), on peut imaginer que le BIM aura été démocratisé et intégré par l’ensemble des acteurs de la construction. Nous pourrons alors observer une collaboration plus forte et plus efficace, ainsi que l’apparition de maquettes numériques encore plus précises et intégrant les corps d’état secondaires (carrelage, sol souple, peinture, …).

La construction du bâtiment pourrait alors être totalement programmée, dans un premier temps, au niveau des plannings, mais aussi, par la suite, du point de vue de l’utilisation de la robotique et de l’automatisation des tâches constructives. Bien sûr, nous sommes pour l’instant loin de cette optimisation des outils offerts par le BIM. Cependant, il s’agit de changement qui peuvent, et qui doivent être attendus si l’on veut que cet outil se développe davantage.

 

Comment faire pour y aller ?

La mise en place du BIM au sein d’une entreprise peut paraître difficile de plusieurs points de vue.

Premièrement il y a le frein financier : des estimations faites par des architectes et des BIM managers montre que le coût total par poste s’élève à environ 14 000€ HT. Ce coût prend en compte la machine, le logiciel, les formations et l’absence de production qu’elles engendrent ainsi que la perte de production en début de pratique. En temps qu’utilisateurs de certains logiciels liés au BIM, nous avons conscience de l’investissement nécessaire à la formation et du temps nécessaire au tâtonnement et à la recherche de solutions. Cependant, en très peu de temps la rentabilité augmente considérablement, environ 20% et pouvant aller jusqu’à 50% selon les sources. Cet investissement permet donc un retour sur investissement au bout d’environ deux ans. Après ces deux années d’appropriation, le BIM est entièrement bénéfique pour l’exploitant. En effet, de plus en plus de cabinets d’architecture comme l’agence KieranTimberlake de Philadelphie, proposent des formations aux logiciels BIM au sein même de l’agence. Ainsi, le temps consacré aux formations est réduit et les formateurs BIM sont présents au sein même de l’agence. En cas de problème, il devient facile d’avoir un retour rapide et de demander conseil.

Cependant le frein financier est rarement le seul obstacle qui dissuade certaines personnes à se tourner vers le BIM. Le frein principal est d’ordre humain. Certaines personnes font preuve d’une crainte envers le changement, l’application de nouvelles méthodes et, principalement, la peur de perdre la maîtrise de leur outil de travail. Il faut que les acteurs de cette migration soient convaincus par ce changement, il faut qu’ils aient envi d’y aller sans y voire d’obligation. C’est là que faire appel à un formateur BIM devient primordial. Son rôle est ainsi d’expliquer et de convaincre les dirigeants des bénéfices de cette méthode de travail. Il faut ensuite réussir à impliquer l’ensemble des utilisateurs, en leur présentant ce qui est réalisable et ce qui ne l’est pas. Il est très important que les utilisateurs aient conscience des limites de ce nouvel outil : le BIM n’a rien de magique. Ensuite, l’accompagnement auquel nous avons pu assister au sein de l’agence KieranTimberlake est la formation d’un premier groupe qui deviendront les référents BIM de l’agence : ce sont eux qui mettront au point leurs propres méthodes de travail au sein de l’agence. Ensuite, l’ensemble des utilisateurs est formé. En travaillant de cette manière, l’agence et les utilisateurs se sentiront impliqués dans ce changement et l’évolution vers le BIM se fera de manière souple et continue.

Il faut cependant être conscient qu’un investissement dans le BIM signifie l’abandon des méthodes de travail conventionnelles. Au sein d’une entreprise, il est donc primordial que l’ensemble des acteurs accepte et maîtrise cette nouvelle façon de travailler.

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