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Le BIM et l’efficacité énergétique du bâtiment

Le BIM et l’efficacité énergétique du bâtiment

La directive européenne2012/27/CE relative à l’efficacité énergétique adoptée le 25 octobre 2012 contient 30 articles dont 2 sont importants car ils prévoient la rénovation des bâtiments publics et l’obligation d’audits énergétiques dans les grandes entreprises. Ces entreprises doivent réaliser leur premier audit avant le 5 décembre 2015 puis un audit tous les 4 ans. C’est pourquoi le BIM est utile dès la conception du bâtiment pour améliorer l’efficacité énergétique.

En effet, chaque détail compte dans l’efficacité énergétique, c’est pourquoi les outils de simulation thermique dynamique sont indispensables et travaillent en mode BIM pour évaluer avec précision les performances thermiques du bâtiment : Test d’ensoleillement

La maquette numérique a la capacité de stocker les éléments du DOE numérisé concernant les caractéristiques de chaque objet, les résultats des calculs énergétiques initiaux mais aussi les données de consigne optimale et de réglages :

C’est de ce fait l’interface pivot privilégiée pour suivre la performance énergétique (requêtes graphiques, localisation des composants, contrats, localisation des interventions de maintenance…)

La maquette numérique a un autre avantage : non seulement elle est un outil de travail précieux pour chacun des intervenants, mais elle est également le moyen idéal de coordonner le projet dans son ensemble. Comme c’est un objet manipulable par tout le monde, elle devient le langage commun qui permet à n’importe qui de se faire comprendre de tous.

Lorsqu’on veut améliorer les performances énergétiques d’un bâtiment, cette coordination est primordiale : depuis l’idée première du bâtiment jusqu’à son utilisation en passant par sa construction, chacun doit parfaitement saisir toutes les subtilités du travail en amont. Cela permet d’éviter les pertes de temps ou d’argent dues à une mauvaise communication entre les intervenants. Par exemple, les bâtiments construits de nos jours doivent appliquer les normes de la RT 2012. Mais ces exigences dépendent aussi de l’exploitation du bâtiment : impossible de consommer peu si l’exploitant laisse les fenêtres ouvertes toute l’année… Autre exemple : chaque intervenant travaille souvent avec ses propres logiciels spécialisés que leurs collègues n’ont pas. Leur travail n’est donc déchiffrable que par eux-mêmes, et les autres doivent s’en tenir aux résultats, ce qui rend toute modification très délicate. C’est à ce niveau là qu’intervient le BIM, permettant à chacun d’avoir une meilleure connaissance et une meilleure lecture du bâtiment, et d’agir en conséquence.

Le BIM peut de plus créer des interactions qui jusqu’alors n’existaient pas. Jusqu’à présent, le mode de conception d’un bâtiment se faisait par étapes : chaque intervenant récupère le fruit du travail de l’intervenant précédent, lui donne une valeur ajoutée et transmet à son tour les données. De ce fait, les retours en arrière sont compliqués. C’est en phase construction que c’est le plus flagrant : lorsque le conducteur de travaux réalise que le projet comporte des erreurs, ou si son client exige des modifications, il est plutôt démuni et doit compter sur sa propre expérience, ou du moins celle de son entreprise pour réagir au mieux. Avec la maquette numérique, il pourrait interagir avec les intervenants concernés et travailler avec eux pour trouver la bonne solution.

Aujourd‘hui, le bâtiment est responsable de plus de 40% de la consommation énergétique en France, mais surtout il a été calculé que 80% des économies potentielles d’énergie le concernent !

Par conséquent il est bien évident que des efforts doivent être faits, et le BIM nous semble être l’outil idéal pour accompagner tous les acteurs du bâtiment dans cette optique. Son langage universel et sa praticité doivent permettre une meilleure coordination des efforts et un plus grand partage des savoirs.

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Le BIM, l’outil vert de l’avenir pour la gestion patrimoniale

La modélisation des données de bâtiment, « Building Information Modeling » en anglais, a longtemps été une technologie évoquant la réticence pour les investisseurs. Le BIM est la modélisation graphique 3D du bâtiment couplée à des données techniques permettant d’éventuels calculs avant toute construction. Mais aujourd’hui, que ce soit en France ou en Angleterre, le BIM constitue une perspective d’avenir en termes de développement durable et d’analyse énergétique pertinente du bâtiment. En effet, depuis mars 2014,  dans le cadre du Plan Bâtiment Durable, il est envisagé de créer une « carte vitale » du bâtiment regroupant toutes ses informations utiles en les rendant plus facilement accessibles que le traditionnel format papier : plans de réseaux, contacts utiles pour la maintenance, historique des diagnostics et audits énergétiques, travaux récents, et éventuellement les objectifs de rénovation, etc. ; le but étant de dynamiser la vague de rénovation résidentielle à venir, dont les modalités sont encore en discussion côté pouvoirs publics.

Le maître d’ouvrage public, tenu d’acheter, entretenir et rénover son patrimoine immobilier, est le plus visé par ce nouveau modèle numérique du bâtiment ayant pour vocation d’être une référence unique pour tous les collaborateurs au sein d’un projet. Ce potentiel d’interaction optimisée entre les intervenants est un levier conséquent sur les questions d’enjeux énergétiques : les réductions d’émissions de GES reposent sur une modification réfléchie et précise des bâtiments, en termes de conception et réalisation.

Plusieurs dispositifs législatifs à l’échelle européenne tendent déjà à influencer le passage au BIM. Mais l’objectif n’est pas de forcer l’utilisation du BIM aux TPE/PME, bien moins habituées que les grands groupes, mais de les inciter à utiliser ce nouvel outil ; d’autant plus que le niveau de détail de chaque modélisation dépend de chaque projet. Le véritable challenge réside dans l’interopérabilité entre les nombreux logiciels de modélisation, ainsi qu’entre les différents acteurs aux tailles et intérêts différents. Une autre interrogation subsiste à propos de la définition des propriétés des objets au sein du BIM, car ceux-ci ne sont soumis à aucune norme malgré la volonté d’uniformité de l’outil. L’AIMCC[1] offre des réflexions de normalisation via une commission appelée « AFNOR PPBIM » afin d’améliorer la fiabilité des produits de construction.

Le BIM, quels gains pour le développement durable ?

L’utilisation du BIM offre des gains évidemment économiques du fait d’une meilleure maîtrise globale de l’agencement du planning de construction. Mais il permet également des gains environnementaux via une analyse de la performance des matériaux utilisés : les bureaux d’études thermiques utilisent de plus en plus le BIM comme outil de calcul thermique en phase conception.

Le pilotage et le suivi de la performance sont ensuite facilités tout au long du projet pour garantir d’éventuels objectifs de performance énergétique. Cette collecte d’informations régulière dans le temps et ces mesures pertinentes de la performance du bâtiment interviennent ainsi dans la définition de sa valeur immobilière. Mais aujourd’hui encore, il est difficile de quantifier précisément ce gain de valeur, bien qu’il existe quelques chiffres expérimentaux de référence.

Réussir une conception durable

Eddy Krygiel et Bradley Nies, Américains du cabinet BNIM Architects décrivent dans leur livre Green BIM – Successful sustainable design with building information modeling les méthodes pour optimiser les projets BIM en termes de développement durable.

Ils insistent tout d’abord sur l’enchaînement précis de la réflexion autour du projet : d’abord appréhender le climat, la culture et le lieu ; comprendre le type d’infrastructure envisagé, réfléchir à des moyens de réduction des besoins en consommation, penser à intégrer des énergies locales et naturelles, utiliser en priorité des systèmes humains efficaces, puis œuvrer contre les impacts négatifs qui subsistent à l’issue de la réflexion. Les auteurs soulignent notamment l’importance de l’orientation bioclimatique du bâtiment, c’est-à-dire l’influence de son exposition au soleil en hiver comme en été et ses conséquences sur le confort thermique intérieur. Cette orientation se fait selon le léger écart angulaire du bâtiment par rapport à l’axe nord-sud, et  ce choix est à faire de manière précise en phase conception et à implanter dans la modélisation BIM avec une latitude et longitude précises. Cette orientation doit aussi prendre en compte la captation des vents pour faciliter le rafraîchissement en été. Le plan masse et la forme du bâtiment ont également leur importance pour la durabilité.

Désormais, dans un objectif de durabilité, la conception ne doit plus consister à choisir si un mur comporte ou non une surface vitrée, mais qu’on surveille l’exposition au soleil de cette fenêtre, son orientation, quand et pendant combien de temps elle se retrouve à l’ombre : bref, son influence sur l’intérieur du bâtiment, quantifiée à l’aide du BIM.

Si tous les acteurs d’un projet sont  convaincus des bénéfices du BIM pour le développement durable, plusieurs choses sont à améliorer : l’interopérabilité entre les différents logiciels de BIM d’une part, mais aussi la sensibilisation des concepteurs à l’enveloppe et ses performances thermiques. L’incorporation d’un système de calcul de dépenses carbone au sein du BIM est également une perspective, notamment l’énergie grise à prendre en compte lors de la construction de l’ouvrage. C’est donc cette combinaison de l’efficacité du BIM et des objectifs de durabilité qui permettront  d’arriver plus rapidement à une société confortable, mais surtout durable.


[1] Association des industries de produits de construction

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