Le bâtiment intelligent

Alors que le salon BIM World se tient à la Défense en ce 29 et 30 mars 2017, faisons une mise au point sur le BIM, technique de construction devenu obligatoire en France en cette année.

Des méthodes en évolution

BIM est un sigle anglophone qui se traduit par Modélisation des Données du Bâtiment. Il s’agit de maquettes numériques permettant d’intégrer, de produire, de gérer et de visualiser les données liées à la construction d’un bâtiment. Le BIM existe depuis plus d’une décennie, mais la montée de la puissance de calcul des ordinateurs et des modèles mathématiques dans la CAO ont engendré des logiciels toujours plus performant et complet. Le besoin toujours plus présent de réduire notre impact sur l’environnement à fait du BIM l’outil indispensable dans la construction et la rénovation de l’immobilier.

Collectivité, particulier, entreprise, commerce, nous avons tous été confronté un jour à un problème lors de la construction d’un projet immobilier. Lorsque la plupart des tâches sont sous-traitées par une dizaine d’entreprises, il n’est pas rare de voir des soucis de communication entre métiers, des erreurs d’organisation ou des pertes dans l’usage des matériaux de construction. Le National Institude of Standards and Technology a estimé que 16 milliards de dollars pouvaient être économisés chaque année aux états-unis si on utilisait un logiciel unique pour toute la conception d’un bâtiment.

La révolution numérique touche tous les domaines de l’industrie. Le rôle du BIM est d’éviter les erreurs de conception, détecter les conflits, homogénéiser les modèles et de se servir de la puissance de calcul de l’ordinateur pour optimiser les processus (planification, coût, gestion des équipes).

Du tout en un

Il est très complexe, lors de la conception d’un bâtiment, de bien visualiser les interactions et la position des différentes structures que comporte ce dernier sur les différentes maquettes-métiers. Que ce soit le réseau hydraulique, le réseau électrique, les canalisations pour le gaz, les câbles téléphoniques/télé/fibres, le bâtiment se doit d’être conçu intelligemment pour éviter toutes interactions néfastes ou dangereuses pour les futurs habitants. Et ce, tout en restant accessible et compréhensible par les techniciens qui seront chargés de la construction ou des futures réparations.

Le BIM est un logiciel (comme Revit, ArchiCAD, Bentley, Vectorworks, Digital Project, Tekla, Nemetsche) de modélisation de bâtiments. Il facilite ainsi la communication autour d’un projet comprenant des métiers et des ingénieurs ayant des formations et des compétences complémentaires mais souvent bien éloignées comme l’électricien et le chauffagiste.

Le BIM ne se limite pas à la simple modélisation. Il intègre les informations géographiques, les propriétés des éléments de construction et une arborescence spatiale de cette dernière. Ainsi, chaque corps de métier n’a besoin que de se référencer à l’unique maquette numérique. Cela évite les pertes de données et les redondances de calculs que devaient faire chaque corps de métier lors de la construction d’un bâtiment.

Le BIM agit avant même le premier coup de pelle du chantier. Le bâtiment est, avant lancement, testé et analysé. Les différents coûts en jeu (matériaux, main d’œuvre, consommation future du bâtiment) sont optimisés par un consensus et une collaboration entre métiers. En plus de ces bénéfices, les logiciels BIM garantissent que la construction se fait en fonction des normes en vigueurs sur le lieu de construction (loi européenne, françaises, contraintes régionales ou en fonction du secteur, etc.).

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Un modèle BIM de Construction21.

Quand le numérique aide l’environnement

Le BIM possède différent niveau de développement, le niveau 0 correspond à un développement CAO non structurée et propre aux métiers, il s’agit de la grande majorité de l’industrie de construction actuelle et passée. Le BIM de niveau 0 est une collaboration passive entre métier. Chacun publie et met à jour ses données selon des normes. Le partage et la diffusion des modèles se fait via le logiciel BIM. Le BIM de niveau 1 comprend un modèle 3D, à l’instar du modèle 2D de niveau 0.
Le BIM de niveau 2 fait intervenir un nouveau type de fichier : les IFC. Les différents modèles conçus par les architectes, ingénieurs métiers, ingénieurs MEP, sont combinés en un modèle unique via le logiciel. Ce modèle graphique est complété par des informations pour l’utilisation ou la maintenance de l’ouvrage qui seront utilisé durant tout le cycle de vie du bâtiment.

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Données contenus dans un fichier IFC.

Pour décrire un BIM de niveau 3, nous pouvons parler d’un GitHub ou GoogleDrive du BIM. Le modèle unique est disponible sur un serveur centralisé sur lequel les différents participants ont libre accès. Une collaboration totale est souvent impossible à cause d’un manque législatif sur la propriété intellectuelle, la quantification de la responsabilité des parties et d’un manque réglementaire sur l’accès et la modification du modèle. Lorsqu’une entreprise parle de BIM, il s’agit pour l’essentiel d’un BIM de niveau 2, surtout si beaucoup d’acteurs participent à l’élaboration du modèle.

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Niveau de maturité et normes par Bew et Richards (2008).

A partir d’un BIM de niveau 2, et avec l’aide d’un BIM manager, il est possible d’optimiser de nombreux processus d’architecture et de construction. Le BIM s’insère dans le besoin et la nécessité maintenant juridique qu’ont les entreprises et les nouvelles constructions de limiter leur empreinte énergétique au niveau de toute la durée de vie du bâtiment.

Les dernières versions des logiciels BIM intègrent les calculs énergétiques de la climatisation, du chauffage en fonction de l’architecture et des matériaux utilisés via le format Green Building XML. Il est aussi possible de visualiser les équipements d’alarmes et de sécurité pour une meilleure couverture, mais aussi des outils de maintenance et de sécurité incendie. Une maquette BIM peut être utilisée par les outils classiques de la CAO pour faire des simulations thermiques, des tests d’ensoleillement (pour la mise en place de panneau solaire), des tests environnementaux et sanitaires (pour les FDES). Il est même possible d’aller à la pointe technologique en combinant système d’information géographique (GIS), BIM et l’internet des objets (IoT) pour une réflexion de la conception à la vie du bâtiment comme le suggère les futures mise-à-jour de Tekla.

De nouveaux métiers transverses

Imposer le BIM s’avère complexe tant cela bouleverse des métiers souvent ancré dans leur méthodologie et leur jargon. Le gouvernement a d’ailleurs lancé en 2014 le Plan Transition Numérique dans le Bâtiment (suite au Plan de relance de la construction lancé en 2014, et le Plan bâtiment durable lancé en 2009) afin de fournir à l’ensemble des acteurs du bâtiment les ressources nécessaires – des informations, des retours d’expérience, des forums – pour la compréhension du monde du BIM. Un Kit BIM ou Carnet numérique du logement sensibilise et guide depuis 2015 les acteurs ou le public aux bienfaits de la transition énergétique.

Une bonne utilisation du BIM demande des mois de pratiques, et la coopération entre les différents partis peut s’avérer complexe voire anarchique. Il est donc logique qu’un nouveau métier de management vienne s’insérer pour harmoniser et organiser l’utilisation du BIM. Le BIM manager n’est actuellement pas un titre reconnu en France bien que de nombreuses formations en école supérieur, de mastère ou de licence, proposent des spécialisations dans le BIM et la construction intelligente comme par exemple l’ILV (avec Smart Use), l’ENPC et l’ESTP. Des MOOCs et des formations complémentaires en comité restreint proposent aussi de devenir BIM manager, mais il faut des prérequis dans le CAO manager ou de grandes connaissances dans le BTP pour suivre ces dernières.

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Le BIM manager vu par BIM Hub.

Le BIM ouvre de nouveaux métiers et transforme les métiers existant, demandant à l’ensemble des acteurs une plus grande transversalité dans leurs compétences. Et vous, êtes-vous prêt pour le BIM ?

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