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BIM pour le suivi de chantier de construction

Le BIM, méthode de gestion de projet, est un sujet d’actualité dans le monde du bâtiment français. Il est présenté entre autre comme le moyen de résoudre dès la conception des erreurs de chantier et de maitriser les coûts et les plannings. Beaucoup d’articles présentent des projets architecturaux réalisés en BIM en exposant les bienfaits de la maquette numérique 3D et des informations qu’elle peut transmettre. Mais qu’en est-il réellement du BIM au niveau du suivi de chantier ?

Plusieurs outils sont présentés sur le web comme des outils de suivi de chantier, notamment la tablette numérique tactile. Aujourd’hui cet outil connecté, équipé de camera arrière et de capteurs d’inclinaison et d’orientation, semble être l’élément incontournable des majors du BTP sur le chantier. Facilement transportable, elle propose des fonctions de vérifications des ouvrages réalisés et de communication permanente entre l’équipe de conception et de réalisation.

A mon sens ce qui fait de cet outil une réelle avancée dans le suivi de chantier n’est pas l’action c’est-à-dire prendre une photo, l’annoter et l’envoyer par mail à l’équipe de projet mais sa connexion. Via internet et son géo positionnement il est plus aisé au conducteur de travaux ou chef de chantier de se repérer dans l’espace, de visualiser instantanément les problèmes annotés sur un plan, ou éventuellement les problèmes constatés, et de les communiquer par un chat ou mail accompagné d’un niveau d’urgence. Le conducteur ou le chef de chantier se focalise instantanément sur le chantier à l’aide la maquette numérique intelligente.

Dans le livre BIM & BTP / construire avec la maquette numérique, l’auteur Valente Clément va plus loin dans l’usage de la tablette. Dans un futur proche il imagine la possibilité de superposer à travers la tablette numérique connectée la partie réalisée sur le chantier à celle conçue virtuellement sur la maquette 3D. De là, le conducteur ou  le chef de chantier pourra constater en direct une erreur de réalisation ou une erreur de conception. Quel en serait vraiment l’utilité technique sans parler de prouesses technologiques ?

Un autre outil de suivi de chantier, tel que le scanner 3D, permet de contrôler la partie réalisée par rapport à la maquette numérique. Il semble aujourd’hui incontournable avec son géo référencement et son nuage de points car il permet de vérifier facilement l’implantation de poteaux, murs, etc…d’un bâtiment par rapport à la maquette. En fait le scanner 3D semble être un outil omniprésent dans un projet. Non seulement il est la base d’un projet architectural car il réalise un relevé du site en 3D mais aussi il trouve toute son utilité dans la phase chantier comme nous l’a fait remarquer Ahmed Ryad Sbartaï, BIM manager/ VDC manager, dans une conférence à l’ENPC le 9 mars 2016. Pour moi, à court terme son utilisation sera banalisée.

Les fabricants commencent à concevoir des machines portatives tout en améliorant le niveau de définition. Cela ressemble fortement au phénomène de l’appareil photo numérique ou tout simplement au phénomène du téléphone portable : plus petit, plus connecté, plus intuitif avec un niveau de précision plus important et toujours plus d’applications.

Précédemment nous avons évoqué les applications disponibles sur la tablette numérique tactile pour suivre un chantier mais n’oublions pas de citer les logiciels de 4D et 5D disponibles sur matériels informatiques. Ils permettent de vérifier le planning, la sécurité et le coût en phase étude mais aussi en phase chantier.

Ces logiciels, d’un premier abord commercial car ils mettent en situation de réalisation le bâtiment, présentent une réelle utilité. Pour la maitrise d’œuvre ils permettent de vérifier que le chantier est cohérent ou non avec ce qui a été étudié. Pour l’entreprise, ils permettent de commander les matériaux nécessaires à la réalisation en bonne quantité, au bon moment tout en vérifiant la rentabilité ou non du chantier.

En conclusion un chantier BIM est un chantier connecté qui permet de gagner en efficacité humaine, en temps au niveau de la réalisation, en agent au niveau des coûts de construction, …. Il est en mode accéléré où doit régner organisation, réactivité, …. qui sont incitées par la connexion. Mais qu’en est-il de l’interopérabilité entre tous ces logiciels et applications ?

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Building BIM : de la préparation au suivi de chantier. Comment rassembler la maquette numérique et l’élément humain pour optimiser la phase de construction?

Le BIM et la préparation du chantier

L’application du Building Information Modeling and Management (BIM) au domaine de l’Architecture Ingénierie et Construction (AEC) en tant que processus de générer et manager de l’information du bâtiment, tout au long du cycle de vie, a connu une importante croissance au niveau mondial dans les derniers 10 ans. Cette approche révolutionnaire de travail collaboratif autour d’une maquette numérique, composée de données géométriques et non géométriques, permet d’améliorer la coordination entre les différents participants d’un projet de construction, aussi bien que de mieux contrôler les coûts et de réduire la possibilité d’inefficiences pendant la phase de construction.

Mais il ne s’agit pas que d’une volumétrie. En effet, le BIM ajoute des dimensions au 3D selon l’usage. C’est-à-dire, la 4D pour la notion de temps et de planning, la 5D pour le concept de 4D plus le chiffrage. La 6D intègre à la fois la 5D et la réalisation de chantier – ce qui signifie qu’à ce moment on aura la maquette d’exécution en temps réel. Celle-ci est ensuite liée à la notion de 7D, qui englobe la vision de management de cycle de vie du bâtiment (Wang 2011).

Regardons la dimension 4D du BIM et son application à la préparation de chantier. La possibilité d’avoir une prévision des travaux à exécuter pendant les phases de conception et études en faisant appel à la maquette numérique et à un planning associé représente un énorme avantage. L’anticipation des potentiels points critiques de l’érection de l’ouvrage et des conflits logistiques concernant les procédures opérationnelles du site représentent en gains financiers car les décisions sont prises en amont. Aujourd’hui des logiciels comme Navisworks d’Autodesk ou Vico de Trimble permettent de coordonner les différents modèles-spécialités et analyser la constructibilité de la maquette, extraire des plans et des quantitatifs, contrôler le planning d’installation et exécution de chantier et faire des estimations de coûts. Et d’entreprises plus spécialisées comme visual5d poussent plus loin le phasage et la programmation de chantier, en y ajoutant une simulation très visuelle de la construction du bâtiment, basée sur la maquette numérique.

visual5d

www.visual5d.com – Planification de chantier assemblant la maquette numérique et le multimédia pour faire des simulations précises de la programmation et évolution du chantier.

Le BIM et le suivi de chantier

Mais qu’en est-il de l’usage de la maquette numérique dans la phase de construction du bâtiment, notamment au niveau des métiers dits moins intellectuels? Le BIM est une technologie assez récente dans le chantier et encore très peu exploité (Tarja M., 2013). Le manque à la fois de diffusion d’outils mobiles et d’une formation adaptée est à l’origine de cette situation.

En effet, les préjugés sont nombreux parmi le personnel lié aux activités de chantier. Pour eux,  le BIM est plutôt un outil fait pour les tâches de coordination qui sont exécutées par des ingénieurs très compétents en informatique (Su-Ling Fan et al. 2014). Il faut donc commencer à faire preuve que la maquette numérique est nécessaire à tous les participants impliqués dans le processus de construction. Dans le chantier il y a du BIM dehors du bungalow et les avantages sont énormes, du point de vue non seulement de la sécurité des travailleurs mais aussi d’une optimisation du temps et des ressources.

Etant une technologie émergente basée sur la visualisation, la Réalité Augmenté (VR) pourra apporter des évolutions significatives dans le domaine de l’AEC. Aujourd’hui c’est déjà possible de faire appel à de ce type de méthode en utilisant juste des smartphones et tablettes. Les codes QR (quick response code, en anglais) sont des matrices de code de barres avec une grande capacité de stockage de données et facilité de lecture, même quand le code est partiellement corrompu. Ils peuvent être utilisés pour donner des instructions opérationnelles personnalisées et détaillées selon le niveau de formation de l’ouvrier, et d’augmenter la compréhension de certaines étapes du chantier. (Trani M. et al, 2014).

Les Casques intelligents deviennent aussi de plus en plus diffusés. Le leader technologique du marché, Daqri, intègre nombreux senseurs qui permettent d’obtenir une lecture immédiate du contexte et y ajouter de la réalité augmentée. Le but c’est de donner la meilleure information possible aux travailleurs pour réduire la possibilité d’erreur, aussi bien que de permettre d’anticiper le danger.

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Casque intelligent Daqri equipé de senseurs et récepteurs qui permettent d’ajouter de l’information numérique à l’environnement réel. Source : www.daqri.com

Sur un chantier classique, l’information est normalement diffusée sous la forme de plans. L’information contenue dans ces plans n’est pas toujours celle qui intéresse le plus aux travailleurs – soit trop générique, soit trop technique. C’est pour cette raison que le BIM ouvre la possibilité d’accéder à l’information « cachée » mais qui est pertinente pour les ouvriers. Au Pays Bas, des chantiers avec des « plans à la carte » sont déjà une réalité.

Impressions de détails au format A3 et A4, extraites d’une maquette dans des bungalows suffisamment équipés et accessibles à tous (Leon van Berlo, 2014). Les avantages sont indiscutables : le travailleur est mieux informé et moins pollué par des informations qui ne lui concernent pas ; il peut donc opérer de façon plus efficace, être plus efficient et améliorer la qualité de son travail.

Autres technologies déjà disponibles sur le marché et qui concernent le suivi et la gestion de chantier devraient être aussi plus démocratisées. Son utilisation devrait s’éteindre non seulement aux manageurs de projet et contremaîtres mais aussi aux travailleurs, qui munis d’un smartphone ou tablette peuvent interroger la maquette numérique et obtenir des données pertinents à son travail. C’est le cas d’applications telles que BIM360 Field d’Autodesk, Bulldozair et Kaliti. Ces outils rassemblent des technologies mobiles et des environnements collaboratifs sur le Cloud de façon à faire suivre les informations critiques  aux personnes concernés sur le chantier, tout en améliorant la qualité, la sécurité indépendamment de la taille du projet.

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La collaboration inclusive entre tous les intervenants d’un projet BIM. Source : www.tekla.com

Somme toute, l’inefficience sur le chantier est due à un faible investissement dans la technologie, qui fait que des outils déjà existants dans l’industrie de la construction ne soient pas suffisamment appliqués sur le terrain. Selon Autodesk, sur un projet de construction, 90% des couts dépensés en technologies reportent aux activités de bureau. De ce fait, sur le chantier, la technologie est surtout utilisée dans le bungalow ou dans les bureaux (architectes, ingénieurs, consultants…). Il est donc pertinent d’appliquer la technologie BIM au terrain, là où le travail est exécuté et où il y a le plus grand besoin d’optimiser le temps et les coûts.

 

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  • What is 4D BIM? https://www.youtube.com/watch?v=Sz6JK6_ZtGA

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